CC BY
71
© ФРАНЦИЯНЦ Е.М., КОМАРОВА Е.Ф., ПОГОРЕЛОВА Ю.А., ТКАЛЯ
Л.Д.
УДК 001.5:612.018:616.24-006.04
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРМОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ТКАНИ ЛЕГКОГО И КРОВИ КРЫС РАЗНОГО ПОЛА С РАСТУЩЕЙ В ЛЕГКОМ ИНДУЦИРОВАННОЙ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОЙ
ОПУХОЛЬЮ
Е.М. Франциянц, Е.Ф.Комарова, Ю.А. Погорелова, Л.Д. Ткаля ФГБУ Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Минздравсоцразвития РФ, г. Ростов-на-Дону, директор - д.м.н., проф. О.И. Кит.
Резюме. В ткани легкого и крови 97 самцов и 8б самок крыс с индуцированной 3,4-бензпиреном злокачественной опухолью в легком на 1-й неделе канцерогенеза определяли уровень половых гормонов и пролактина. Показаны выраженные изменения активности прогестерона и пролактина, имеющие сходство в ткани легкого и крови крыс, носящие гендерный характер. Ключевые слова: индуцированная опухоль в легком, прогестерон, эстрадиол, тестостерон, пролактин.
Франциянц Елена Михайловна - д.б.н., проф., руководитель гормональной лаборатории ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразития РФ; e-mail: super. [email protected].
Комарова Екатерина Федоровна - д.б.н., старший научный сотрудник гормональной лаборатории ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразития РФ; e-mail:
super. [email protected].
Погорелова Юлия Александровна - научный сотрудник гормональной лаборатории, ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразития РФ; e-mail: super. [email protected].
В возникновении и росте злокачественных опухолей и в формировании противоопухолевой резистентности важнейшая роль принадлежит эндокринной системе. Известно, что гормональные факторы являются регуляторами всех функций организма, и, соответственно, не могут не влиять на опухолевый рост и на лежащие в его основе патогенетические механизмы. В подтверждение теории о пути развития опухоли под воздействием гормонов свидетельствуют классические наблюдения, представления о факторах риска, эпидемиологические исследования [13].
Еще L. Milewhich с соавт. [12] показали, что легкие способны
синтезировать и метаболизировать эстрогены и андрогены, а также ферменты для их биосинтеза. В процессе эмбриогенеза половые гормоны активно влияют на развитие легких, однако, во взрослом организме легочная ткань уже не является мишенью для стероидных гормонов, хотя и содержит рецепторы к ним, что подтверждают многочисленные исследования последних лет [7, 10,14,15]. Было показано, что в нормальной и в опухолевой ткани легкого экспрессируются оба типа эстрогеновых рецепторов. Проанализировав операционный материал от 228 больных немелкоклеточным раком легких, H. Ishibashi с соавт. [11] иммуногистохимически выявили эстрогеновые рецепторы
а, эстрогеновые рецепторы в и рецепторы прогестерона в 38,2%, 33,8%, и 46,5% случаев соответственно. При этом прогестероновые рецепторы и эстрогеновые рецепторы в чаще встречались в ткани опухоли от женщин и при аденокарциноме высокой степени дифференцировки. Исследователями также было показано, что наличие рецепторов к прогестерону является прогностически благоприятным фактором для продолжительности жизни больных [11].
Целью исследования явилось изучение гормонального фона ткани легкого и крови крыс при развитии в легком индуцированной 3,4-бензпиреном злокачественной опухоли.
Материалы и методы
Исследования проводили на 97 самцах и 86 самках белых беспородных крыс массой 200-220 г. Животные были получены при собственной разводке из маточного поголовья, приобретенного в Онкологическом научном центре АМН РФ им. Н.Н. Блохина, и содержались в стандартных условиях вивария.
Индукцию канцерогенеза в легком производили путем введения в подключичную вену 3,4-бензпирена в объеме 0,5 мл смеси, содержащей: 1мг 3,4-бензпирена растворенном в 0,2 мл переокисленного оливкового масла и 0,3 мл крысиной крови. Спустя 1 неделю после введения канцерогена животных декапитировали (27 самцов и 24 самки), предварительно усыпив парами хлороформа, извлекали легкие, быстро помещали их на лед. Остальные животные с индуцированным в легком канцерогенезом были оставлены для определения продолжительности жизни.
В 10% гомогенатах ткани легкого и периферической крови крыс определяли уровень половых гормонов - прогестерона, тестостерона, эстрадиола и содержание пролактина определяли ииммуноферментным методом с использованием тест-наборов фирмы «Хема» (Россия). Учитывая влияние эстрального цикла на изучаемые показатели, исследования у самок крыс проводили в стадии диэструса.
Статистическую обработку полученных данных проводили на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ 81айвйеа V. 6.0. Достоверность различий между количественными показателями вычисляли по 1;- критерию Стъюдента.
Результаты и обсуждение В наших предыдущих исследованиях [8] по изучению гормонального статуса ткани легкого в динамике развития злокачественного процесса после введения С-45, значимые изменения данных показателей были обнаружены уже
в первую неделю исследования. В связи с чем, мы сочли целесообразным изучить уровень гормонов в ткани легкого именно в эти сроки индуцированного канцерогенеза.
Через одну неделю после внутривенного введения канцерогена в ткани легкого крыс самцов по сравнению с интактными животными уровень всех изученных половых гормонов достоверно снижался (табл. 1).
Таблица 1
Содержание половых гормонов и пролактина в ткани легкого самцов крыс в норме и на 1
неделе индуцированного канцерогенеза
Исследуемые группы Пролактин, нг/г ткани Прогестерон, нг/г ткани Тестостерон, нг/г ткани Эстрадиол, нг/г ткани
Интактные животные (n=30) 234,7±14,3 165,5±11,5 170,7±13,1 114±10,4
1-я неделя канцерогенеза (n=27) 194,2±12,11 51,8±5,61 85,4±4,71 49,5±2,91
Примечание: - достоверно по отношению к значениям у интактных животных
(р<0,01).
Так, содержание тестостерона уменьшилось в 2 раза, эстрадиола - в 2,3 раза, прогестерона - в 3,2 раза. Уровень пролактина в ткани легкого самцов также достоверно снижался относительно данного показателя в интактной ткани легкого на 17%.
В ткани легкого самок наоборот в этом сроке исследования было отмечено увеличение содержания всех стероидов (табл. 2). Уровень тестостерона вырос по сравнению с группой контроля в 4,8 раза, эстрадиола - в 2 раза, прогестерона - в 1,5 раза. Также как и у самцов, у самок уровень пролактина при исследовании в первую неделю индуцированного канцерогенеза, достоверно не изменился.
Таким образом, при исследовании гормонального статуса ткани легкого крыс обоего были найдены половые различия. Выявлены разнонаправленные изменения содержания всех исследованных стероидов на фоне неизменного уровня пролактина, что является общим половым признаком.
Таблица 2
Содержание половых гормонов и пролактина в ткани легкого самок крыс в норме и на 1й неделе индуцированного канцерогенеза
Исследуемые группы Пролактин, нг/г ткани Прогестерон, нг/г ткани Тестостерон, нг/г ткани Эстрадиол, нг/г ткани
Интактные животные (n=25) 206,2±17,2 113,1±9,1 93,4±1,6 313,3±27,1
1-я неделя канцерогенеза (n=24) 184,2±13,1 174,4±12,41 448,3±31,21 626,6±41,31
Примечание: - достоверно по отношению к значениям у интактных животных (р<0,01).
Одна из теорий опухолевого роста основана на допущении, что механизмы, определяющие образование зародыша из оплодотворенной яйцеклетки и способствующие пролиферации злокачественной клетки аналогичны. Известно, что существует сходство обоих процессов по многим признакам на всех уровнях организации: молекулярном, клеточно-тканевом, организменном. Наблюдаются сходные перестройки нейроэндокринного, иммунного и метаболического статуса организма [1, 4, 5, 9]. Эмбриональные и злокачественные клетки одинаково способны к инвазивному росту, аутокринной секреции ростовых факторов, индукции микроциркуляции, «ускользанию» из-под иммунного надзора организма» [2]. На сегодняшний день существуют многочисленные факты о наличии общих маркеров, выявляющихся при злокачественном росте и эмбриогенезе, куда следует отнести онкофетальные маркеры, белки зоны беременности, гормоны, продукты онкогенов, ростовые факторы и многие другие. Следует подчеркнуть, что практически все известные маркеры злокачественного роста обнаруживаются на определенных стадиях развития эмбриона.
В связи с этим, обнаруженные нами изменения в гормональном статусе ткани легкого на ранних этапах развития в нем злокачественной опухоли мы попытались связать с существующей «эмбриональной» концепцией злокачественного роста. Исходя из этого, очевидно участие стероидов, учитывая их основополагающую роль для физиологической беременности, при инициации и развитии злокачественного процесса. Согласно теории Н.Б. Меклера [6]
«опухоль представляет аномальный, дефектный, неполный, диссеминированный, встроенный в материнский организм - эмбрион». В нашем исследовании выявленное повышение уровня эстрадиола, тестостерона и прогестерона у самок свидетельствуют о восприятии женским организмом привычной программы на принятие пролиферирующей клетки и «охраны чужого в своем» [3].
Значительное повышение содержания прогестерона у самок направлено не только на создание благоприятной среды для поддержания развития и роста делящейся клетки, но и на охрану самого материнского организма за счет выраженной антипролиферативной активности гормона. В зависимости от того, как долго сможет организм каждой особи удерживать баланс в системе «пролиферирующая клетка-стериоды организма-хозяина», на столько отодвигается процесс выхода опухоли и гибели организма. У самцов, в связи с отсутствием подобной программы, сразу после воздействия инициирующего фактора начинается истощение выработки стероидов, что дает возможность прогрессированию злокачественного роста. С этим связаны, очевидно, половые различия в сроках выхода опухолевых узлов и удлинение продолжительности жизни самок.
Далее нами было изучено состояние гормонального гомеостаза крови (табл. 3).
Было показано, что уровень пролактина, тестостерона и эстрадиола у крыс обоего пола в первую неделю после индукции канцерогенеза статистически не изменялся, хотя отмечалась тенденция к некоторому снижению стероидных гормонов. Принципиальные половые различия были обнаружены при исследовании уровня прогестерона в крови в этом сроке. Отмечалось его повышение по сравнению с интактными животными у самок крыс в 3,7 раза, и снижение у самцов на 48%.
Таблица З
Содержание половых гормонов и пролактина в крови крыс обоего пола на 1-й неделе
индуцированного канцерогенеза
Исследуемые группы Пролактин, мМЕ/л Прогестерон, нМ/л Тестостерон, нМ/л Эстрадиол, пМ/л
Самцы __ Интактные 2,0±0,1 12,3±1,2 2Л±0Л 1,7±0,1
животные (n=30)
1-я неделя канцерогенеза (n=27) 1,7±0,1 6,4±0,51 1,8±0,2 1,6±0,1
Самки Интактные животные (n=25) 2,2±0,1 16,7±1,1 1,3±0,1 1,9±0,1
1-я неделя канцерогенеза (n=24) 2,0±0,2 61,4±4,31 1,0±0,2 1,8±0,2
Примечание: - достоверно по отношения к фоновым значениям (р<0,01).
Сравнивая динамику изменения гормональных показателей ткани легкого и крови экспериментальных животных на первой неделе индуцированного канцерогенеза можно констатировать в целом их сходство. Так, были отмечены выраженные изменения содержания прогестерона и в ткани и в крови крыс, носящие гендерный характер. Что касается, остальных изученных стероидов в крови не было обнаружено изменений полученных при исследовании ткани легкого.
Таким образом, дальнейшее изучение уровня половых гормонов и пролактина в ткани и крови при развитии опухолевого процесса позволит подтвердить роль выявленных изменений в патогенезе опухолевого роста. Исследование гормонального статуса крови даст возможность обнаружить признаки для прогнозирования развития злокачественных новообразований легкого, а также для контроля за эффективностью противоопухолевого лечения.
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF HORMONAL ACTIVITY OF LUNG TISSUE AND BLOOD IN RATS OF BOTH SEXES WITH A GROWING INDUCED MALIGNANT
TUMOR IN THE LUNG E.M. Frantziyantz, E.F. Komarova, Ya. A. Pogorelova, L.D. Tkalya Rostov Research Oncologic Institute
Abstract . In lung tissue and blood of 97 male and 86 female rats with induced 3,4-benzpyrene malignant tumor in the lung at the first week of carcinogenesis was
determined the level of sex hormones and prolactin. Are shown marked changes in the activity of progesterone and prolactin, resembling the lung tissue and blood of rats of the gender character.
Key words: induced tumor in the lung, progesterone, estradiol, testosterone, prolactin.
Литература
1. Арсланова Д.Р. Система «перекисное окисление липидов -антиоксиданты» у крыс на разных стадиях онтогенеза и канцерогенеза: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Ульяновск, 2009. - 24 c.
2. Бережная Н.М., Чехун В.Ф. Иммунология злокачественного роста. -Киев: Наукова думка, 2005. - 790с.
3. Васильев Н.В. Программы функционирования систем иммунитета и их связь с проблемой онкогенеза // Вопр. эксперим. и клинич. онкологии. - Томск, 1982. - С. 7-24.
4. Винницкий В.Б., Мосиенко М.Д., Глинский Г.В. Биология маркеров рака и беременности. - Киев: Наукова думка, 1990. - 252 с.
5. Дильман В.М. Эндокринологическая онкология. - Л.,1983. - 408 с.
6. Меклер Л.Б. Опыт общей теории онтогенеза. Основные положения теории // Успехи современной биологии. - 1977. - №4. - С. 113-127.
7. Руководство по иммуногистохимической диагностике опухолей человека / Под ред. С.В. Петрова, Н.Т. Райхлина. - Казань, 2000. - 325 с.
8. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф. и др. Показатели гормонального гомеостаза легкого и гипофиза крыс обоего пола в динамике роста злокачественной опухоли. Является ли рак легкого гормонозависимым образованием? // Сибирский онкологический журнал. - 2009. - № 4. - С. 36-41.
9. Франциянц Е.М., Сидоренко Ю.С., Розенко Л.Я. Перекисное окисление липидов в патогенезе опухолевой болезни. - Изд-во Ростов. ун-та, 1995. - 175 с.
10. Hershberger P.A., Vasquez A.C., Kanterewicz B. Regulation of endogenous gene expression in human non-small cell lung cancer cells by estrogen receptor ligands // Cancer Res. - 2005. - Vol. 65, № 4. - P. 1598-1605.
ll.Ishibashi H., Suzuki T., Suzuki S. Progesterone receptor in non small cell lung cancer - a potent prognostic factor and possible target for endocrine therapy
// Cancer. Res. - 2005. - Vol. 14. - P. 65-70.
12.Milewhich L., Winters A.J., Stephens P. Metabolism of dehydroisiandrosterone and androsteneione by the human lung in vitro // J. Steroid. Biochem. - 1977. - Vol. 8. - P. 277-284.
13.Mooney L., Perera F.P., Van Benekum A. Gender differences in autoantibodies to oxidative DNA base damage in cigarette smokers // Cancer Epidem. Biomed. Prev. - 2001. - Vol. 10. - P. 641-648.
14.Omoto Y., Kobayashi Y., Nishida K. Expression, function, and clinical implications of the estrogen receptor in human lung cancers // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2001. - Vol. 7. - P. 285-340.
15. Stabile L.P., JeLyker J.S., Gubish J. Combined targeting of the estrogen receptor and the epidermal growth factor receptor in non small cell lung cancer shows enhanced antiproliferative effects // Cancer. Res. - 2005. - Vol. 65, № 4. - P. 14591470.
