CC BY
51
ПАТОМОРФОЛОГ1Я
© Романюк А. М., Линдiн М. С., Москаленко Р. А., Кузенко 6. В.
УДК 618-091.817;092.12
Романюк А. М., Линдн М. С., Москаленко Р. А., Кузенко €. В.
МОРФОЛОГ1ЧН1 ТА Б10Х1М1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 РАКУ МОЛОЧНО!" ЗАЛОЗИ В
УМОВАХ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВК1ЛЛЯ СОЛЯМИ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В
Сумський державний ушверситет, медичний iнститут
(м. Суми)
Дана робота виконана в межах навчально-дослщницько'| теми «Морфогенез загальнопатоло-пчних процесiв», № держ. реестраци 013U003315.
Вступ. Проблемi розвитку злоякiсного пухлин-ного процесу в молочнiй залозi присвячено не одне дослiдження. В якост етiологiчних чинникiв виник-нення раку молочно'| залози (РМЗ) описан пору-шення харчування [6], гормональн розлади [10], спадкова схильнiсть [3], вiрусна контамiнацiя, фак-тори зовншнього середовища та iншi [9]. Неоплас-тичнi захворювання молочно'| залози, безперечно, е екологiчно залежною патологieю, про що свiдчить ¡х стабiльний рют у розвинутих кражах свiту [11], серед яких вплив важких металiв (з атомною масою бiльше 50 а. о.) займае не останне мюце [5].
Незважаючи на позитивний бюлопчний вплив на оргаызм бтьшост сполук важких металiв, е вщо-мостi про ¡х канцерогенний вплив на тканину молоч-но'| залози. ВЫ реалiзуеться через механiзми штер-калiрування ДНК сво'|'м безпосереднiм впливом на процеси транскрипцп, трансляцп та реплкацп [2]. За рахунок пригычення системи антиоксидантного захисту вищезазначенi сполуки спричиняють опо-середкований вплив на функцюнування епiтелiаль-них клiтин молочно'| залози. Окремi хiмiчнi елементи можуть порушувати функцiонування тканини, а mini iмiтувати дiю естрогену, впливаючи на гормональ-ний стан жiнки [7].
У деяких випадках дисбаланс мiкроелементiв у тканинах мае природне бiогеохiмiчне походження -за умов проживання людини на територи з пщвище-ним вмiстом важких металiв, тощо. Такими територ^ ями в Сумсьюй областi е С-Будський, Шосткинський та Ямптьський райони, в яких вiдмiчаеться пщви-щення в фунт солей залiза, марганцю, хрому, мд кобальту, нкелю, свинцю та цинку [1].
Мета дослщження - вивчити морфолопю та х^ мiчний склад тканини раку молочно'| залози у жшок, якi мешкають в екологiчно-забруднених репонах.
Об'ект i методи досл1дження. Дос^дження проводилось на тканинi молочно'| залози 60 жiнок.
прооперованих з приводу РМЗ. Зразки тканини РМЗ були роздтеы на 2 групи. I група (30 зразюв) - тканина РМЗ жЫок з еколопчно забруднених репоыв. II група (30 зразюв) - тканина РМЗ жшок контрольно! групи, яю проживали в «еколопчно-чистих» районах. Гiстологiчнi характеристики тканин вивчалися на зрiзах, забарвлених гематоксилш-еозином. За до-помогою цифрово'| системи виведення зображення «SEO Scan ICX 285 AK-F IEE-1394» (Укра'ша) знiмки гiстологiчних мiкропрепаратiв документували та збер^али на комп'ютерi.
Хiмiчний аналiз здiйснювався методом атомно1 абсорбцiï. Зважену тканину пюля висушування та спалювання розчиняли в 10 % розчиы соляно'| та азотноï кислот. На атомному абсорбцмному спек-трофотометрi С-115М1 визначали ктькють цинку (довжина хвилi - 213,9 нм), мiдi (довжина хвилi -324,7 нм), свинцю (довжина хвилi - 283,3 нм), хрому (довжина хвилi - 357,9 нм), залiза (довжина хвилi -248,3 нм) та нкелю (довжина хвилi - 240,7 нм).
Мiкроелементний склад зрiзiв тканини вивчали на растровому електронному мiкроскопi, який оснащений енерго-дисперсмним спектрометром. До-слщження мiкроелементного складу зрiзiв (товщина 5 мкм), нанесених на спектрально-чистий графтий стержень проводили за допомогою спе^ально роз-робленоï комп'ютерноï програми «МадеПапев». Для перегляду морфологiчних змiн об'екпв дослiдження використано програмне забезпечення «VCU».
При проведеннi статистичного дослiдження ви-користовували програму Microsoft Excel 2010 з до-датком Attestat 12.0.5. Порiвняння мiж групами проведено за допомогою t-критерю Ст'юдента з урахуванням нормальнос^ вибiрки за критерiем Колмогорова, рiзниця вважалася вiрогiдною при р<0,05.
Результати дослiджень та ïx обговорення.
Дослiдження гiстологiчних препаратiв виявило, що серед жшок iз «забруднених» репоыв у тканинi РМЗ у 25 випадках виявлений Ыфтьтративний протоко-вий рак, у 2 випадках медулярний рак та по одному
випадку слизовий рак та рак Пе-джета (рис. 1).
У контрольна групi жiнок iз «чистих» районiв результати пс-тологiчного дослщження вияви-лися наступними: 26 випадюв iнфiльтративного протокового раку, 2 медулярного раку i 2 сли-зового раку молочно! залози.
При визначенн мiкро-елементного складу тканини РМЗ жЫок iз «забруднених» районiв шляхом атомно-аб-сорбцiйноI спектроскопiI вста-новлено, що вмiст залiза склав 65,23 ± 4,4 мкг/г, мiдi - 5,98 ± 3,1 мкг/г, хрому - 2,56 ± 1,1 мкг/г цинку - 4,44 ± 1,6 мкг/г, свин-цю - 0,11 ± 0,04 мкг/г, нiкелю
- 0,31 ± 0,04 мкг/г. В контрольна групi спостер^алися значно нижчi показники вмiсту зазна-чених мiкроелементiв у пухлин-нм тканинi. Так ктыкють зал1за була меншою на 24 % (49,56 ± 5,6 мкг/г), мiдi - на 15,4 % (5,06 ± 2,4 мкг/г), хрому - на 16,8 % (2,13 ± 4,9 мкг/г), цинку - на 13,8 % (3,9 ± 1,4 мкг/г), свинцю
- на 11,1 % (0,098 ± 0,03 мкг/г) та нкелю на 9,3 % (0,28 ± 0,03 мкг/г).
Пщвищений вмют мiкроеле-мен^в - важких металiв у тка-нинi РМЗ жЫок, якi мешкають у екологiчно забруднених репо-нах, у порiвняннi з контрольною групою, вказуе на схильнють до накопичення !х у пухлиннм тка-нинi за умов пщвищено! кiлькостi останнiх у навколишньому се-редовищi. Спiвставляючи захво-рюванiсть на РМЗ у рiзних реп-онах област з даними хiмiчнoгo аналiзу, встановлено, що саме в еколопчно-забруднених районах пiдвищена як захворюванють на РМЗ (майже в 2 рази), так i кiлькiсть сполук важких металiв у пухлиннм тканинi.
Для з'ясування просторово! особливост та лока-лiзацií накопичення до^джуваних мiкроелементiв у раковiй пухлинi нами проведене до^дження хiмiч-ного складу тканини РМЗ, який визначався енер-го-дисперсмним методом нарастровомуелектро-нному мiкроскопi у двох функцiональних режимах: сканування вЫе! поверхнi препарату та вогнищеве сканування з урахуванням мiкроелементногоскла-ду паренхiматозного на стромального компонентiв тканини (рис. 2).
■ --—--з-
Ьу к V;'
^ ■ -Т А
_
*
К
• - #
Рис. 1. Гiстогiчнi варiанти РМЗ. Забарвлення гематоксилш-еозин. Зб. х100. А - iнфiльтративний протоковий рак, Б - слизовий рак, В - рак Пе-джета, Г - медулярний рак.
Рис.2. Растроваелектронна мшроскошя. А - сканограма вЫе'Г поверхнi препарату (збiльшення х210), Б - вогнищева сканограма(збшьшення х215): 1- стромальнийкомпонент, 2 -паренхiма-
тозний компонент.
Результати енерго-дисперсiйного методу ви-ьвили, що поряд з такими макроелементами, як кальцм, натрм, калiй, фосфор, сiрка, в пухлиннт тканинi молочно! залози знаходились також важк1 литази: ьалн о, цнек, лщь, лром, ¡з^.^ь. т^ слщи свинцю (рис. 3). У пухлинах жiнок iз «забруднентх» районiв показники вмюту мiкроелементiв - важких мьталне Е^^ли на Кб^^ЕЗа^^га то, кцо вияллен .
у контрольна групi.
При дослiдженнi складових препарату РМЗ вста-нтоьено. що бкьше накаьаьуе важю метала таме паренхiматозний компонент пухлинно! тканини. Статистично достовiрно! рiзницi мiж накопиченням
jn IJH№ iB-m jjutu > (jwii
ima я itttftf i h1-^
UfllllflB Mil *
S ! S®e|C W xrt» 7w~
11
Рис. 3. Спектр х1м1чних елеметчв, виявлений шд час енерго-дисперсшноУ
спектрометрм.
вищезазначених елементiв та пстолопчним BapiaH-том РМЗ не встановлено.
Без сумыву, вaжкi метали вщграють важли-ву роль у життeдiяльностi як клiтини, так i у цiлому оpгaнiзмi. Цинк, зaлiзо та мiдь приймають участь в окисно-вщновних рнакцмх, висввпаюче срадти-ми ферменпв антиоксидантно! системи (каталаз, пррокс идата, иуп ерс^^^^^ддис^к^увазх); ртаНзгазують генетичний мaтеpiaл клiтини, приймаючи участь у синтем1ДМК, РН К i бНшв, киггуанм проу1с3^р^ацм' та дифеpенцiювaннi, регулюванн генно! експpесiI; ре-нмюють обвмн хоеевтереру, синрощнмх, ти-
рео!дних та iнших гоpмонiв, штенсивнють анпогене-з у та Ыше.
Нaдмipне ж надходження солей важких метaлiв в npraai3B викликрр еворотыефиети. Квннеругенний вплив сполук важких метaлiв може pеaлiзувaтися як нкрез механлеми иорешення стринмри НУР авоТм безпосеpеднiм впливом на процеси транскрипцм, ррансейци тнеиплкацц [£^],TBai хрев пригнхвнвм системи антиоксидантного захисту [2]. Деякi з ме-тал1в мущеть нораеннати фукмцюнтмання клггир, а деякi iмiтувaти дiю естрогену, впливаючи на гор-монаренийстан >пмки з маРбуейм !х Тлокеманамм.
Л^ература
1. Доповiдь пpостaннaвколишньогосеpедовищaуСумськiйоблaстiу2009 pоцi.-Суми:PKP «Ellada S», 2010. - 84 с.
2. Benderli Cihan Y Trace elements and heavy metals in hair of stage III breast cancer patients / Y Benderli Cihan, S. Sozen, S.OzturkYildirim// Biol. Trace. Elem. Res. - 2011.-Vol. 144(1-3).-P. 360-379.
3. Gudmundsdottir K. The roles of BRCA1 and BRCA2 and associated proteins in the maintenance of genomic stability / K.Gudmundsdottir, A.Ashworth// 0ncogene.-2006. - Vol. 25. - P. 5864-5874.
4. Hashemi M. Cytotoxic effects of intra and extracellular zinc chelation on human breast cancer cells / M. Hashemi, S. Ghavami, M.Eshraghi [et al.]//Eur. J.Pharmacol. - 2007. - Vol. 557. - P. 9-19.
5. Hentze M. W. Two to tango: regulation of Mammalian iron metabolism / M. W. Hentze, M. U. Muckenthaler, B. Galy [et al.] // Cell. - 2010. - Vol. 142. - P. 24-38.
6. Hirose K. Dietary patterns and the risk of breast cancer in Japanese women / K. Hirose, K. Matsuo, H. Iwata [et al.] // Cancer Sci. - 2007. - Vol. 98(9). - P. 1431-1438.
Вони посилюють пролiфератив-ну активнють кгмтин ангюгенезу, впливають на процеси апоптозу та пролiферативну активнють пухлинних клггин [8], зменшують адгезивн мiжклiтиннi зв'язки [4], що в кшцевому пщсумку призводить до стимулювання пухлинно! трансформацм, шща-цм та прогреем.
Саме надмiрна наявнють сполук важких металiв у парен-хiматозному компонент пояс-нюе !х канцерогенний вплив на молочну залозу. Присутнiсть цих металiв у стромальному компонент можна розглядати як ет^ ологiчний фактор патологiчноi, бiомiнералiзацiI пухлинно! тка-нини, що також е негативною прогностичною характеристикою злояюсного процесу.
Дисбаланс хiмiчних елемен^в у тканинах шляхом антагонiстичноI дм з фiзiологiчними адаптативними системами може призводити до виникнення вто-ринних змш тканини, таких як некроз, запалення. що також впливае на переб^ пухлинного процесу та йогопатоморфоз.
Висновки.
1. Надмiрненадходження сполук важких мета-лiв в органiзм людини призводить до накопичення останнiху рiзнихструктурах пухлинно! тканини молочно! залози.
2. Можнаприпустити, що гiпермiкроелементоз раку молочно! залози призводить до порушення антиоксидантного захисту кJliтин та дестаб!тзаци генетично! рiвноваги епiтелiальних кJliтин молочно! залози, що в кшцевому пщсумку шщюе та стимулюе розвиток пухлинного процесу.
Перспективи подальших дослiджень. Ви-вчення iмуногiстохiмiчних маркерiв апоптозу, про-лiферативно! активностi, адгезивно! спроможностг швазивного потенцiалу пухлинних клiтин та етге-нетичних змiн ДНК у залежност вiд кiлькостi важких металiвупухлиннiйтканинi молочно! залози.
7. Jackson L. W. The association between cadmium, lead and mercury blood levels and reproductive hormones among healthy, premenopausal women / L. W. Jackson, P. P. Howards, J. Wactawski-Wende [et al.] // Hum. Reprod. - 2011. - Vol. 26(10). -P. 2887-2895.
8. Lowndes S. A. Phase I study of copper-binding agent ATN-224 in patients with advanced solid tumors / S. A. Lowndes, A. Adams, A. Timms [et al.] // Clin. Cancer Res. - 2008. - Vol. 14(22). - P. 7526-34.
9. Martin M. B. Estrogen-like activity of metals in MCF-7 breast cancer cells / M. B. Martin, R. Reiter, T. Pham [et al.] // Endocrinology. - 2003. - Vol. 144 (6). - P. 2425-2436.
10. Missmer S. A. Endogenous estrogen, androgen, and progesterone concentrations and breast-cancer risk among postmenopausal women / S. A. Missmer, A. H. Eliassen, R. L. Barbieri [et al.] // J. Natl. Cancer Inst. - 2004. - Vol. 96. -P 1856-1865.
11. Pinnix Z. K. Ferroportin and iron regulation in breast cancer progression and prognosis / Z. K. Pinnix, L. D. Miller, W. Wang [et al.] // Sci. Transl. Med. - 2010. - Vol. 2(43). - P. 43-56.
УДК 618-091. 817;092. 12
МОРФОЛОГ1ЧН1 ТА Б1ОХ1М1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 РАКУ МОЛОЧНОТ ЗАЛОЗИ В УМОВАХ ЗАБРУДНЕН-НЯ ДОВК1ЛЛЯ СОЛЯМИ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В
Романюк А. М. , Линдш М. С. , Москаленко Р. А. , Кузенко €. В.
Резюме. Метою дослщження стало вивчення xiMi4Horo складу тканини раку молочно! залози. Проводи-лося визначення важких металiв у пухлиннм тканин за допомогою атомно! абсорбци та енерго-дисперсй ною спектрометри. Встановлено взаемозв'язок мiж надмiрним надходження сполук важких металiв в орга-ызм людини та накопичення !х у пухлиннм тканин молочно! залози, що може виступати пусковим фактором канцерогенезу.
Ключовi слова: пухлина, молочна залоза, важк метали, канцерогенез.
УДК 618-091. 817;092. 12
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Романюк А. Н. , Лындин Н. С. , Москаленко Р. А. , Кузенко Е. В.
Резюме. Целью исследования стало изучение химического состава ткани рака молочной железы. Проводилось определение тяжелых металлов в опухолевой ткани с помощью атомной абсорбции и энергодисперсионной спектрометрии. Установлена взаимосвязь между чрезмерным поступления соединений тяжелых металлов в организм женщины и накоплением их в опухолевой ткани молочной железы, что может выступать пусковым фактором канцерогенеза.
Ключевые слова: опухоль, молочная железа, тяжелые металлы, канцерогенез.
UDC 618-091. 817;092. 12
Morphological and Biochemical Features Breast Cancer in Conditions Environmental Contamination of Heavy Metal Salts
Romanyuk A. N. Lyndin N. S. , Moskalenko R. A. , Kuzenko E. V.
Abstract. The problem of developing a malignant tumor in the breast is dedicated to more than one study. As etiological factors of breast cancer described eating disorders, hormonal disorders, genetic predisposition, viral contamination, environmental factors, and others. Neoplastic breast disease is undoubtedly an environmentally dependent pathology, as evidenced by their steady growth in developed countries.
Researches is devoted to the study of the morphology and chemical composition of the tissue breast cancer in women who live in ecologically polluted regions.
The study was conducted on breast tissue of 60 women operated on breast cancer. Histological characteristics of tissues studied in sections stained with hematoxylin-eosin. Chemical analysis was carried out by atomic absorption. Microelement composition of tissue sections studied by scanning electron microscope, which is equipped with energy dispersive spectrometer
Results. The amount of trace metals, atomic absorption method defined, in breast cancer tissue from women environmentally contaminated region exceeds their number in the control group: iron - by 24 %, copper - by 15. 4 % chromium - by 16. 8 %, zinc - by 13. 8 %, lead - by 11. 1 % and nickel - by 9. 3 %. The results of energy dispersive method found that trace elements content in the research group more than 50 atomic mass by 15-25 % larger than those found in the control group. Trace metals accumulate over in the cellular component of the tumor tissue. It is the presence of excess heavy metals in the parenchymal component explains their carcinogenic effects on the mammary gland. The presence of these metals in the stromal component can be considered as an etiological factor of pathological biomineralization tumor tissue, which is also a negative prognostic feature of malignancy. Comparing the incidence of breast cancer in different areas of the region with the data of chemical analysis, it was found that in environmentally contaminated areas as increased incidence of breast cancer (almost 2 times), and the number of
heavy metal compounds in tumor tissue. A statistically significant difference between the accumulation of elements and histological type of breast cancer is not established.
Carcinogenic effect of heavy metal compounds can be realized through the mechanisms of DNA structure violation to their direct influence on the processes of transcription, translation and replication, inhibition of antioxidant defense system, simulate the action of estrogen, increased proliferative activity of cells of angiogenesis. they affect apoptosis and proliferative activity of tumor cells, reduce adhesive intercellular communication, which ultimately leads to stimulation of malignant transformation, initiation and progression.
Conclusions. Excessive inflow trace metals in the body leads to their accumulation in tumor breast tissue. We can assume that this leads to disruption of antioxidant defense cells and destabilize the balance of genetic breast epithelial cells, which ultimately initiates and stimulates the development of cancer.
Prospects for further research. Study of immunohistochemical markers of apoptosis, proliferative activity, adhesive capacity invasive potential of tumor cells and epigenetic DNA changes depending on the amount of heavy metals in tumor tissue.
Keywords: tumor, mammary gland, trace metals, carcinogenesis.
Рецензент - проф. Старченко 1.1.
Стаття надшшла 19. 08. 2014 р.
