Автореферат и диссертация по медицине (14.01.12) на тему:Изменение метаболического состояния гипофиза и структур мозга крыс в динамике экспериментальных злокачественных новообразований легкого

На правах рукописи

Л-

Погорелова Юлия Александровна

ИЗМЕНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГИПОФИЗА И СТРУКТУР МОЗГА КРЫС В ДИНАМИКЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ ЛЕГКОГО

14.01.12- онкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

0 4 ОКТ 2012

Ростов-на-Дону — 2012

005052399

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ФЕДЕРАЛЬНОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ БЮДЖЕТНОМ УЧРЕЖДЕНИИ«РОСТОВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ (директор - д.м.н., профессор О.И. Кит)

Научный руководитель: д.б.н., профессор

Франциянц Елена Михайловна

Официальные оппоненты: Горошинская Ирина Александровна

д.б.н., профессор ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразвития России, руководитель биохимической лаборатории

Шурыгина Эльвина Александровна к.м.н., ГБОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, ассистент кафедры онкологии

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Кубанский государственный

медицинский университет» Минздравсоцразвития России

Защита диссертации состоится «_»_2012г. в_часов на

заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 208.083.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразвития России (344037, г.Ростов-на-Дону, 14-я линия, 63).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздравсоцразвития России.

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Учёный секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, д.м.н., профессор

.В. Позднякова

^^-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность вопроса: Метастазирование злокачественных опухолей является основной причиной смерти онкологических больных и одной из важных проблем клинической онкологии. Наиболее часто отдалённые метастазы злокачественных опухолей локализуются в легких — от 6 до 30%. Для некоторых локализаций (саркомы мягких тканей, рак почки, хорионэпителиома матки) легкие являются наиболее частой мишенью и в 60-70% случаев остаются единственным местом отдаленных метастазов (Чиссов В.И. и соавт., 2009). Лёгкие играют роль первичного фильтра для тех органов и тканей, из которых венозная кровь поступает непосредственно в систему верхней и нижней полой вены (Матвеев В.Б. и соавт., 2003).

Метастатическое поражение легочной ткани происходит в результате распространения болезни из места её локального проявления путём гематогенного (саркомы, меланома, опухоли области головы и шеи, рак надпочечников, почек, матки, яичек, яичников), лимфогенного (опухоли легких, молочной железы, желудка, прямой кишки, поджелудочной железы) и бронхогенного метастазирования.

Злокачественные опухоли различных органов метастазируют в легкие с неодинаковой частотой. Выявляются метастатические опухоли легких либо в процессе обследования по поводу предполагаемого опухолевого заболевания, либо на разных этапах лечения злокачественного новообразования (Чиссов В.И. и соавт., 2009). Раннее выявление и прогнозирование метастатических опухолей возможно лишь при глубоком знании патогенеза развития опухолевого заболевания.

Основные функции организма регулируются гипоталамо-гипофизарно-органными осями. Злокачественная опухоль является мощным дезорганизатором гомеостаза организма, а опухолевый процесс сопровождается совокупностью паранеопластических нарушений, связанных, в том числе и с изменением метаболических процессов мозга (Балицкий К.П., Шмалько Ю.П., 1987). В настоящее время не установлено что первично — возникновение опухолевого процесса или нарушение иерархических функций в регуляции гомеостаза организма.

Проблема взаимосвязи нервной системы и злокачественного роста, интенсивно разрабатываемая в 50-е годы прошлого столетия, уже к концу 20-го века и началу следующего века осталась в центре внимания только нескольких научных школ (Терещенко И.П., Кашулина А.П., 1983; Балицкий и соавт., 1991; Протасова Т.П., 2007). При этом изучение вопросов изменения функциональной и метаболической активности мозга при метастазировании злокачественных опухолей занимало далеко не ведущее место.

Известно, что для нормального функционирования мозга наиболее важным моментом является передача нервного импульса, в осуществлении которого непосредственное участие принимает гормональная и моноаминергическая системы мозга и, в частности, биогенные амины, ферменты их дезаминирующие и гормоны гипоталамо-гипофизарной системы. В результате превращения биогенных аминов в центральной нервной системе и периферических тканях выделяются вещества, способные оказывать влияние на активность ферментов и запускать процессы перекисного окисления (Медведев А. Е., Горкин В. 3., 1991). Образование активированных кислородных метаболитов является неотъемлемым атрибутом функционирования нервных клеток в организмах человека и животных (Меньшикова Е.Б. исоавт., 2006). Активные формы кислорода опосредуют трансдукцию разнообразных сигналов, реализуя как феномены нейропластичности, так и связанную с окислительным стрессом смерть нейронов (Finkel Т., 2000; Forman H.J.et.al., 2002; Knapp L.T., Klann E., 2002).

В этом аспекте интерес представляет изучение взаимодействия между антиокислительными и медиаторными системами мозга на разных этапах канцерогенеза, опухолевого роста и противоопухолевого воздействия.

Известно, что генез многих патологических процессов сопровождается активацией окислительного стресса и нарушением метаболических процессов на разных функциональных уровнях организма (Ашмарин И.П., 2001). Имеются исследования, показавшие, что неспецифическим механизмом, отвечающим за развитие нарушений в деятельности мозга при некоторых патологических процессах, в частности, инфаркте миокарда, является интенсификация свободнорадикальных процессов (Зенков Н.К. и соавт., 2001; Панкин В.З. и

s

соавт., 2004; Иванченко Д.Н., 2006; Кошелева О.Н., 2009).

Очевидно, в ответ на системное дезинтегрирующее влияние опухоли необходимо формировать интегральный ответ организма, включающий не только использование современных высокоэффективных технологий ликвидации опухолевого очага, но и поиск средств его физиологической реабилитации. В настоящее время нет полного, экспериментально подтвержденного обоснования применения физических факторов в онкологии, особенно в плане их воздействия на неспецифическую и противоопухолевую резистентность организма (Беркутова A.M. и соавт., 2000). Разработка информационно-волновых технологий, основанных на использовании в онкологии физических факторов электромагнитной природы (от низкочастотных слабоинтенсивных полей до КВЧ-оптического, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов), влияющих как на опухоль, так и на организм в целом, относится к перспективным направлениям биологической медицины (Шихлярова А.И., 2000; Сидоренко Ю.С., 2002; Чилингарянц С.Г., 2005).

Целью настоящей работы явилось изучение некоторых параметров гомеостаза мозга и нижнего мозгового придатка при развитии и росте перевивных и индуцированных экспериментальных опухолей в легком и противоопухолевом воздействии.

Для достижения поставленной цели сформулирован ряд задач:

1. Изучить динамику свободнорадикальных процессов в ткани органа-мишени, структур мозга и гипофиза крыс обоего пола на этапах моделирования метастатического процесса в легком.

2. Исследовать состояние аминергической системы структур мозга и гипофиза крыс обоего пола в динамике роста перевитой в легкое злокачественной опухоли.

3. Изучить гормональный гомеостаз ткани легкого и гипофиза крыс обоего пола на этапах роста перевитой в легкое злокачественной опухоли.

4. Исследовать состояние метаболических процессов мозга крыс на этапах роста индуцированного канцерогенеза в легком.

5. Изучить сочетанное воздействие сверхнизкочастотных магнитных полей (СНЧМП) и СКЭНАР-терапии на состояние перевитой в легкое

злокачественной опухоли и метаболические процессы в гипофизе для доказательства патогенетической значимости изучаемых параметров.

Новизна исследований

• Впервые изучены основные метаболические процессы -нейромедиаторные и свободнорадикальные в структурах мозга экспериментальных животных на ранних этапах роста перевитых в легкое и индуцированных в легком злокачественных опухолей. Было показано, что на стадии срочной адаптации к трансплантационному стрессу усиление антирадикальной защиты обеспечивалось в основном за счет низкомолекулярных соединений - витаминами А и Е, а при долгосрочной -антиокислительными ферментами. Срыв адаптации характеризовался накоплением первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и снижением активности обоих звеньев антирадикальной защиты, что имело место у самцов через 5 недель от момента начала моделирования метастатического процесса.

• Впервые в динамике роста экспериментальных «метастатических» опухолей в легком изучено состояние нейрогормонального статуса и активность процессов ПОЛ в нижнем мозговом придатке - гипофизе. Впервые показано, что комплексный ответ гипофиза при моделировании метастатического процесса в легком имел выраженные гендерные различия, отражающие степень стрессустойчивости организма крыс.

• Впервые дан сравнительный анализ изменений исследуемых процессов, обусловленных противоопухолевым сочетанным воздействием магнитных полей сверхнизкочастотного диапазона и СКЭНАРа, доказавший патогенетическую значимость нарушения в системах ПОЛ-антиоксиданты и про-антистрессорные нейромедиаторы в структурах мозга экспериментальных животных с перевитыми в легкое злокачественными опухолями.

• Доказано, что основным механизмом центрального действия магнитных полей сверхнизкочастотного диапазона в сочетании с локальным воздействием на опухолевый очаг СКЭНАРа является смещение адаптивных механизмов организма-опухоленосителя в сторону преобладания стресс-лимитирующих метаболических реакций над стресс-реализующими.

Практическая значимость

• Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием возможности разработки новых методов профилактики стрессорного поражения ЦНС при злокачественном росте.

• Необходимость дополнения традиционных противоопухолевых методов лечения воздействием на ЦНС факторами электромагнитной природы низкой интенсивности. Использование материала в курсах лекций по онкологии.

Положения, выносимые на защиту

• Моделирование метастатического поражения легких сопровождается закономерными изменениями активности нейромедиаторых и свободнорадикальных процессов в гипофизе и структурах мозга, носящими выраженный тендерный характер, коррелирующими с основными параметрами развития неоплазмы и характеризующими уровень стрессустойчивости организма животных.

• Одним из факторов антиметастатического влияния примененного сочетанного электромагнитного воздействия является модификация свободно-радикальных и аминэргических процессов мозга экспериментальных животных, способствующих стимуляции стресс-лимитирующих процессов. Апробация работы состоялась на заседании Ученого Совета Ростовского научно-исследовательского онкологического института 28 июня 2012 года. Материалы диссертации были доложены: на V съезде онкологов и радиологов (14-16 мая 2008 года), Ташкент; Российской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 30-летию НИИ онкологии СО РАМН 10-11 сентября 2009 года, Томск; научно-практической конференции с международным участием «Совершенствование медицинской помощи при онкологических заболеваниях, включая актуальные проблемы детской гематологии и онкологии; VII съезде онкологов России 29-31 октября 2009 года, Москва; конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» V региональная конференция молодых ученых-онкологов им. Академика РАМН Н.В.Васильева 23 апреля 2010 года, Томск; 7 региональной конференции молодых ученых-онкологов им. Академика РАМН

Н.В.Васильева «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» 2012 год, Томск.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 23 научные работы, из них 14 - в журналах, рецензируемых ВАК, имеется 1 патент на изобретение.

Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 160 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя включающего 115 отечественных и 24 зарубежных источников, иллюстрирована 32 таблицами и 7 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Характеристика материала и методов исследования

Экспериментальная работа выполнена на 230 белых беспородных крысах массой 200-250 г, содержавшихся в стандартных условиях вивария. Животные были получены при собственной разводке из маточного поголовья, приобретенного в ОНЦ АМН РФ им. H.H. Блохина.

В работе использованы: экспериментально полученные опухоли путем перевивки суспензии клеток соединительнотканной опухоли саркомы 45 (С-45) подкожно (традиционная локализация), а также модели опухолей, для воспроизведения и индукции злокачественного процесса в ткани легкого, полученные путем:

• введения в подключичную вену суспензии клеток С-45 в объеме 0,5 мл, содержащей 2 млн. опухолевых клеток и стерильный физиологический раствор;

• введения в подключичную вену канцерогена 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.

Штаммы опухолей были получены в Российском онкологическом научном центре им. H.H. Блохина РАМН (Москва).

Материалами исследования служили ткань легкого, ткань опухоли легкого, ткань структур мозга и гипофиза.

Для верификации опухолевого процесса животных декапитировали, предварительно усыпив парами эфира, извлекали легкие, мозг и быстро

помещали их на лед. Забой животных осуществляли в различные сроки после моделирования процесса еженедельно вплоть до их гибели.

Экспериментальная противоопухолевая терапия факторами физической природы.

Для изучения противоопухолевого эффекта комплексной электромагнитной терапии животным с моделированным поражением легких в конце 1-й недели после внутривенной перевивки клеток саркомы 45 или 3,4 -БП и до момента гибели животных 4 раза в неделю производилось двойное воздействие физических факторов - сверхнизкочастотных магнитных полей (СНЧМП) с помощью магнитотерапевтического аппарата «Градиент-2» с микропроцессорным программным управлением (НПФ «Пульс» при ВНИИ «Градиент», г. Ростов-на-Дону) и СКЭНАР (электростимулятор, разработанный и произведенный ЗАО ОКБ «Ритм» г. Таганрог) без применения специального противоопухолевого химио- или лучевого лечения.

Морфологические исследования Для гистологического исследования брали несколько кусочков из центральной и периферической частей опухоли. Фиксацию проводили в растворе 10% нейтрального формалина с последующей стандартной проводкой через спирты восходящей концентрации и заключали в парафин. Приготовленные из парафиновых блоков гистологические срезы окрашивали гемотоксилином и эозином. Микроскопию осуществляли в проходящем свете при увеличении объектива хЮ, х 20, х40, хЮО (световой микроскоп Leica DMLS2).

Биохимические методы исследования.

Активность глутатионпероксидазы (ГПО), супероксиддисмутазы (СОД) и малонового диальдегида (МДА) в супернатантах гомогенатов тканей определяли методом ИФА наборами фирмы BioVendor (Чехия) и Cayman Chemical (США). Активность каталазы в супернатантах гомогенатов тканей определяли методом Королюк М.А. с соавт.(1988). Проводили определение концентрации витаминов А и Е (Черняускене Р.Ч. и соавт., 1984); содержание продукта ПОЛ - диеновых коньюгатов (ДК) (Копылова Т.Н., 1982).

Уровень моноаминов в ткани мозга: дофамина (ДА), норадреналина (НА), серотонина (5-НТ) определяли методом ИФА с помощью тест-наборов фирмы IBL, Германия. 5-оксииндолуксусную кислоту (5-ОИУК) определяли по методу Б.М. Когана и Н.В. Нечаева (1979).

Гормональные методы исследования Учитывая влияние эстрального цикла на исследуемые показатели, а именно половые и гонадотропные гормоны, исследования у самок крыс проводили в стадии диэструса (метод влагалищных мазков). Определяли уровень половых гормонов - прогестерона (Р4), тестостерона (Т), эстрадиола (Э2), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), лютеинизирующего гормона (ЛГ) и содержание пролактина (ПРЛ) с помощью наборов для ИФА фирмы Хема (Россия), а также уровень адренокортикотропного гормона (АКТГ) с помощью наборов для ИФА фирмы BIOMERICA (США).

Статистическая обработка результатов исследования Полученные в экспериментах результаты подвергали статистической обработке (Лакин Г.Ф., 1990). Для оценки достоверности различий средних арифметических сравниваемых рядов использовали критерий достоверности Стьюдента (t). Различия между двумя выборками считали достоверными при р<0,05. Анализ выживаемости экспериментальных животных при изучении влияния противоопухолевых воздействий проводили методом Каплана-Мейера.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета программ Statistica for Windows 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Естественно, что в клинике процессу метастазирования предшествует рост, развитие и диссеминация основной опухоли, являющейся донором метастатических клеток. Мы применили модель гематогенного метастазирования, исключающую несколько первых этапов процесса, а именно отрыв метастатической клетки от основной опухоли и ее проникновение через стенку сосудов в кровеносное русло.

Сравнивая параметры развития и роста С-45 при традиционной ее перевивке и эктопической, очевидно, что опухоль изменила свое биологическое поведение. Это выражалось, прежде всего, в изменении скорости роста и

продолжительности жизни крыс, имеющих выраженные тендерные различия (табл. 1).

Таблица 1

Показатели роста и развития опухолей у крыс обоего пола при различных вариантах перевивки саркомы С-45

Объект Способ перевивки

традиционная эктопическая

сроки от перевивки (недель) продолжительность жизни (дней) сроки от перевивки (недель) продолжительность жизни (дней)

самцы 3-4 48,5±4,5 3-4 38,5±3,52

самки 3-4 48,5±4,5 5-6'^ 182±7,0''2

Примечание: - достоверно по отношению к показателям у самцов; -достоверно по отношению к показателям при традиционной перевивке (р<0,05).

Известно, что в процессе экстравазации и оседания опухолевых клеток важную роль играют физико-химические характеристики мембран эндотелия и органа-мишени, определяемые состоянием их фосфолипидного слоя.

Легкое является наиболее уязвимым в отношении воздействия окислительного стресса органом, так как в нем повышена возможность протекания свободнорадикальных реакций.

Начиная с 1 недели после перевивки опухоли, определялись глубокие изменения в функционировании антиоксидантной системы ткани легкого, приводящие к активации свободнорадикального окисления у животных обоего

пола (рис.1). %

Е1-я НЄД □ 3-я нед О 5-я нед

интакггные животные

СОДГПО

Рис. 1. Состояние свободнорадикальной системы в ткани легкого у крыс в динамике развития перевитой С-45. Примечание: *- отличия достоверны, р<0,05

В этот срок в ткани легкого самцов происходило падение содержания половых гормонов. Значительное снижение уровня стероидов с последующей их унификацией у крыс-самок было сдвинуто на 4 недели по сравнению с самцами. Принципиальными отличиями, имеющими несомненную половую принадлежность, были: резкий подъем ПРЛ на фоне снижения уровня Р4 у самцов и увеличение практически в 4 раза относительно нормативных показателей содержания Р4 у самок на 5 неделе после перевивки опухоли в легкое (рис.2).

С?

$

пролактин *

эстрадиол

прогестерон И1-я неделя после ,с|1"д"м перевивкп □ 5-я неделя после □еревивкн

тестостерон Т1

Рис. 2. Содержание половых гормонов в ткани легкого у крыс в динамике развития

перевитой С-45.

Примечание: *- отличия достоверны, р<0,05

Известно, что стимуляция развития метастазов определяется нейрогуморальными регуляторными механизмами. В организме млекопитающих уровень половых гормонов контролируется аденогипофизом. Комплексный ответ гипофиза при моделировании метастатического процесса в легком имел выраженные тендерные различия, отражающие степень стрессустойчивости организма крыс: в 1 неделю у самцов - подъем уровня ПРЛ, разнонаправленные изменения в содержании ЛГ и ФСГ при снижении уровня ПРЛ и отсутствии достоверного изменения в уровне гонадотропинов у самок; через 5 недель в гипофизе самцов - резкое падение в 3,2 раза уровня ПРЛ относительно предыдущего срока исследования, уменьшение в 14 раз соотношения ФСГ/ЛГ, у самок - уровень ПРЛ повысился до фоновых величин, уровень ЛГ и ФСГ увеличился в 1,7 раза и 2 раза соответственно без принципиального изменения их соотношения (рис.3).

Пролактин

интактные животные

э-я педеля

ЛГ

ФСГ

%

200 ■

37,3

1-я неделя 5-я неделя

Рис. 3. Содержание гормонов в ткани гипофиза у крыс в динамике развития перевитой С-45. Примечание: *- отличия достоверны, р<0,05

В процессе моделирования метастатического процесса сохранялись тендерные различия в содержании биогенных аминов и реакции свободно-радикальных процессов.

Для самок, в отличие от самцов, было характерно резкое повышение концентрации всех исследованных аминов в 1-ю неделю эксперимента и снижение только на момент выхода опухоли ( рис.4).

С?

$

■фон

я 1-я ней'л я после перевнвкн

□ 5-я неделя после перевнвкн

Сер

Рис. 4. Содержание биогенных аминов в ткани гипофиза крыс при развитии злокачественного процесса в легких.

У самцов - падение ДА отмечено начиная с 1 недели и резкое падение всех аминов регистрировалось в момент выхода опухоли и гибели животных.

При изучении свободнорадикальных процессов основные отличия касались реакции со стороны ферментативного звена антиокислительной системы.

Так, на протяжении 5 недель моделирования в гипофизе самок сохранялось физиологическое соотношение в каскаде антиокислительных ферментов, тогда как в гипофизе самцов, начиная с первой недели, коэффициенты СОД/ГПО и СОД/каталаза были повышены, что свидетельствовало об избытке накопления супероксиданион радикала (табл.2).

Таблица 2

Состояние звеньев антиоксидантнон системы и содержание продуктов ПОЛ в ткани гипофиза крыс в разные сроки после перевивки С-45 в легкое

Показатели Интактные животные Сроки исследования

1-я неделя 5-я неделя

самцы

ДК (нм/г тк) 14,3±0,8 3,1±0,25' 39,3±3,112

МДА (нм/г тк) 18,6±1,2 9,9±0,7' 30,5±2,5и

СОД (ед.акт./г тк) 387,8±26,4 510,2±32,б' 442,2±27,6и

ГПО (ед. акт./гтк) 72,0±5,3 31,5±2,8' 48,0±3,9и

Каталаза (нм/г тк) 6398,0±457,3 4484,4±326,4' 6938,6±516,32

СОД/ГПО 5,3±0,4 16,2±1,5' 9,2±0,71,2

СОД/Каталаза х 100 6,1±0,5 11,3±0,9' 6,3±0,52

самки

ДК (нм/г тк) 10,7±0,7 11,8±0,8 9,2±0,6и

МДА (нм/г тк) 27,б±2,1 27,3±2,4 15,5±1,1и

СОД (ед.акт./г тк) 469,5±41,3 374,2±31,б' 387,8±33,4'

ГПО (ед. акт./гтк) 27,0±2,5 20,0±1,4' 50,5±4,6и

Каталаза (нм/г тк) 6619,3±581,4 6179,7±439,8 6877,0±398,2

СОД/ГПО 17,3±1,3 18,7±1,9' 7,6±0,6и

СОД/Каталаза х 100 7,1 ±0,6 6,1±0,5 5,6±0,5'

Примечание: - достоверно по отношению к показателям у интактных животных; - достоверно по отношению к показателям в предыдущий срок исследования (р<0,05).

Уровень продуктов ПОЛ в гипофизе крыс - самцов снижался в 1-3 недели и резко возрастал в период, предшествующий гибели. У самок изменение концентрации продуктов отмечено только к моменту появления первых узелков.

Естественно, что любые патологические отклонения в организме, включая рост неоплазмы, могут иметь свое отражение в метаболических процессах различных отделов головного мозга. Учитывая изложенное, мы изучили активность нейромедиаторной системы и состояние свободнорадикальных процессов в различных структурах мозга крыс в динамике моделирования метастатического процесса в легком.

Динамика изменения уровня биогенных аминов в стволе мозга, обладавшем наименьшими тендерными отличиями, была не всегда одинакова. Отмечено характерное снижение уровня ДА в стволовом веществе у самцов в 1-ю неделю, а у самок только в момент выхода опухоли - в 5-ю неделю. НА в 1-ю неделю эксперимента у самцов снизился в 1,6 раза, а у самок повысился в 1,3 раза. Опухоль выходила на фоне повышенного уровня НА и 5-НТ у самцов и сниженного уровня 5-НТ - у самок (рис.5).

<3 ?

%

1-я неделя выход опухоли 1-я неделя выход опухоли

Рис. 5. Уровень биогенных аминов в стволовых структурах мозга крыс в разные сроки после

перевивки С-45 в легкое.

В коре больших полушарий головного мозга в 1-ю неделю эксперимента у самцов было обнаружено резкое снижение уровня ДА — в 6,4 раза, по сравнению с нормой. У самок также было отмечено достоверное падение концентрации этого амина, хотя и не такое выраженное - в 1,8 раз. Выход опухоли у самцов сопровождался повышением ДА до нормальных величин в

совокупности с повышенным в 2,9 раз норадреналином. У самок уровень ДА снижался к моменту появления опухоли в 2 раза, а уровень норадреналина в коре головного мозга в ходе всего эксперимента не менялся (рис 6)

3 $

350

300 ...........

250 тл — о

дофамин норадреналнв серотоннн

200 ......

150

интактиые животные

1-я неделя выход опухоли 1-я неделя выход опухоли

Рис. 6. Уровень биогенных аминов в коре больших полушарий мозга крыс в разные сроки после перевивки С-45 в легкое.

Необходимо подчеркнуть, что и функциональное состояние элементов нервной системы, и их сопряжение в решающей степени определяются структурно-функциональными особенностями клеточных мембран, обеспечивающих селективную проводимость и регуляцию рецепторных взаимодействий. И с этих позиций особый интерес представляет изучение процессов переокисления липидов, как основного модифицирующего фактора как при нормальном функционировании ЦНС, так и при различных патологических состояниях.

Прежде всего, обращали внимание некоторые тендерные различия в активности антиокислительных ферментов, уровне витаминов-антиоксидантов и одного из конечных продуктов ПОЛ - МДА в коре больших полушарий и стволовых структурах интактных крыс.

В динамике моделирования экспериментального процесса уже через 1 неделю найдены однотипные изменения в содержании продуктов ПОЛ в структурах мозга крыс обоего пола, более выраженные в стволовых структурах. В этот срок отмечена однонаправленная реакция со стороны не ферментативного звена антиоксидантной защиты вне зависимости от пола животного, а именно резкое возрастание уровня витаминов А и Е в исследуемых структурах мозга. При этом обнаружено нарушение их

взаимоотношения, свидетельствующее о снижении способности мембран мозговых структур к окислению, на что указывало падение коэффициентов Е/А (рис.7).

Отличительной чертой реакции ферментативного звена антиокислительной системы через 1 неделю исследования являлся подъем активности СОД в коре больших полушарий и стволе мозга самцов, практически некомпенсируемый пероксидазой и каталазой. В то время, в коре больших полушарий самок найдено увеличение активности всех трех антиоксидантных ферментов в среднем в 1,9 раза без достоверного изменения их соотношения, а в стволовых структурах головного мозга изменения активности ферментов не обнаружено.

Через 5 недель от момента моделирования метастатического процесса -срок, предшествующий гибели самцов, все изучаемые показатели активности ферментативного звена антиокислительной системы в коре и стволе головного мозга крыс этого пола были на уровне фоновых показателей.

Стволовые струтуры

витЕ.нтА Е/А СОД ГПО Катал ДК ,ЧДА вит Е вит А Е/А СОД ГПО Катал ДК МДА

витактные | через 1 неделю чере15 педель

"ОС-" Перевивки НР после перевивки

животные

в

Кора больших полушарий

9

вит Е вит А Е/А СОД ГПО Катал ДК МДА вит Е вит А Е/А СОД ГПО Катал ДК МДА

Рис. 7. Состояние системы ПОЛ-антиоксиданты в ткани мозга крыс в разные сроки после

перевивки С-45 в легкое.

В то время, содержание ДК и МДА резко увеличилось: в коре больших полушарий - в 2,9 раза и 1,8 раза соответственно, в стволе — в 2,0 раза и 2,3 раза соответственно относительно интактных крыс-самцов. В мозговых структурах самок значимые изменения отмечены только в содержании МДА, которое увеличивалось в 1,9 раза относительно предыдущего срока исследования, но оставалось ниже фоновых значений в 2 раза. В этот срок исследования в стволе головного мозга у крыс-самцов отмечено резкое падение относительно предыдущего срока уровня витаминов Е и А в 3,1 и 15,6 раза соответственно. В результате содержание витамина Е достоверно не отличалось от интактных значений, уровень витамина А был ниже в 2 ,6 раза, а значения коэффициента возросли относительно предыдущего срока и показателя у интактных животных в 5,1 раза и 2,4 раза соответственно. У самок в этот срок исследования уровень витаминов А и Е оставался выше значений у интактных животных соответствующего пола в 4 раза и 1,9 раза соответственно (рис.7).

Интерес к изучению целенаправленного сочетанного центрального и периферического влияния на мозг при опухолях внемозговой локализации, с одной стороны, связан с тем, что процессы опухолевой трансформации в значительной степени обусловлены потерей контроля со стороны нервной системы и следующей за этим утратой тканевой регуляции. Для доказательства патогенетической значимости изученных метаболических показателей в структурах мозга и гипофизе в процессе развития и роста метастазов в легких, мы применили направленное электромагнитное воздействие на орган-мишень (СКЭНАР) и проекцию гипофиза (СНЧМП) крыс самцов. Было показано, что применение полимодальной технологии, включающей центральное и местное электромагнитное воздействие, обеспечило такие условия «метаболической среды», при которых опухоль не могла развиваться и претерпела структурную инволюцию. Подтверждением положительного эффекта от применения СНЧМП в сочетании со СКЭНАР-терапией было удлинение срока выхода опухолевых узлов у 33,3% животных опытной группы с «эффектом» по сравнению с контрольной группой на 2-3 недели. У половины животных опытной группы опухолевые узлы не визуализировались на протяжении всего эксперимента. В ткани гипофиза и легкого под влиянием примененной

противоопухолевой терапии происходила нормализация процессов свободнорадикального окисления, заключающаяся в подавлении образования продуктов на фоне активизации обоих звеньев антиоксидантной системы, а также сдерживание патологической стимуляции тканевых гормонов. Под примененным воздействием происходило восстановление нормального функционирования аминэргических механизмов гипофиза, приводящее в конечном итоге к ликвидации дисбаланса катехоламинов и снижению серотониндефицитного состояния, что свидетельствовало о смещении адаптивных механизмов в сторону преобладания стресс-лимитирующих над стресс-реализующими.

Учитывая возможность нормализации некоторых звеньев центральной регуляции гипофиза и метаболизма в пораженном опухолью легком, СНЧМП и СКЭНАР можно отнести к числу факторов патогенетической терапии, что имеет немаловажное значение в экспериментальной и клинической онкологии.

Далее интересным представлялось сравнить состояние центральных регуляторных систем при развитии метастатической модели опухоли легкого и первичного злокачественного процесса в этом органе. Для этого мы изучили активность аминэргических и свободнорадикальных процессов в ткани мозга крыс-самцов при индуцированном 3,4-бензпиреном канцерогенезе в легком. Было установлено, что наибольшие метаболические изменения в мозге животных, как в системе перекисного окисления липидов, так и нейрогуморальной наступают на ранних сроках канцерогенеза - в 1-ю неделю. В дальнейшем (5-я и 9-я неделя канцерогенеза) изменения были не настолько выражены и касались в основном ферментативной активности аминоксидаз и различных изоформ СОД, вероятно за счет модифицирования их каталитических свойств. Известно, что изменение активности

свободнорадикальных реакций является патогенетическим фактором опухолевой болезни и вероятно, что подобные изменения касаются также и ткани мозга.

Таким образом, очевидно, что при возникновении метастатического процесса приходят в действие сложнейшие нервные механизмы, характерные для стресса. Кора больших полушарий головного мозга через стволовые

структуры сигнализирует гипофизу - высшему регулирующему и координирующему органу эндокринной системы об изменениях, возникающих в организме. А далее следует каскад реакций, отражающих вначале адаптационные механизмы, а затем срыв адаптации и развитие патологического процесса. Полученные нами результаты указывают на важную роль метаболического состояния структур нейроэндокринной системы, обеспечивающих процесс адаптации в развитии злокачественного роста в висцеральных органах, отражая тендерные различия стрессустойчивости, которые определяют сроки развития злокачественного процесса.

ВЫВОДЫ

1. Моделирование экспериментального метастатического поражения легких показало, что опухоль С-45 при эктопической перевивке изменила свое биологическое поведение, что выражалось в изменении скорости роста и продолжительности жизни крыс, имеющих выраженные тендерные различия: самцы при высокой степени распространенности опухолевого процесса погибали в сроки 38±3,5 дня, а крысы-самки - в сроки 182±7,0 дней при заметном снижении количества и размеров опухолевых узлов. «Выход» опухолей у самцов происходил в сроки 3-4 недели, а у самок — 5-6 недель после перевивки опухоли.

2. Комплексный ответ гипофиза при моделировании метастатического процесса в легком имел выраженные тендерные различия, отражающие степень стрессустойчивости организма крыс: в 1 неделю у самцов — подъем уровня пролактина в 2 раза, разнонаправленные изменения в содержании ЛГ и ФСГ при снижении их соотношения в 4,5 раза, у самок - падение уровня пролактина в 1,6 раза и отсутствие достоверного изменения в уровне гонадотропинов, уровень АКТГ увеличился в 1,6 и 1,2 раза у самцов и самок соответственно; через 5 недель у самцов — резкое падение в 3,2 раза уровня пролактина относительно предыдущего срока исследования, уменьшение в 14 раз соотношения ФСГ/ЛГ, у самок — уровень пролактина повысился до фоновых величин, уровень ЛГ и ФСГ увеличился в 1,7 раза и 2 раза соответственно без принципиального изменения их соотношения.

3. Тендерные различия уровня биогенных аминов в гипофизе крыс в процессе роста опухоли в легких были выражены через 1 неделю моделирования процесса: у самцов уровень дофамина был ниже в 7,7 раза, чем у интактных крыс, уровень норадреналина и серотонина не отличался от нормы. Для самок было характерно резкое повышение концентрации всех исследованных аминов: дофамина - в 4,1 раза, норадреналина - в 3,4 раза, серотонина - в 2,4 раза. Момент появления злокачественной опухоли характеризовался резким падением всех биогенных аминов вне зависимости от пола.

4. В гипофизе самок на протяжении 5 недель моделирования метастатического процесса сохранялось физиологическое соотношение в каскаде антиокислительных ферментов, тогда как в гипофизе самцов, начиная с 1 недели, коэффициенты СОД/ГПО и СОД/Каталаза были повышены. Уровень продуктов ПОЛ в гипофизе самцов снижался в 1-3 недели и резко возрастал в период, предшествующий гибели. У самок изменение концентрации продуктов отмечено только через 5 недель.

5. В стволовых структурах самцов через 1 неделю моделирования злокачественного процесса найдено снижение уровня дофамина, а у самок -только через 5 недель. Норадреналин в 1-ю неделю эксперимента у самцов снизился в 1,6 раза, а у самок повысился в 1,3 раза. Опухоль выходила на фоне повышенного уровня НА и серотонина у самцов и сниженного уровня серотонина - у самок. В коре больших полушарий у самцов через 1 неделю эксперимента уровень дофамина падал в 6,4 раза по сравнению с нормой, у самок - в 1,8 раза. Выход опухоли у самцов сопровождался повышением ДА до нормальных величин и повышением в 2,9 раза уровня норадреналина. У самок уровень ДА снижался к моменту появления опухоли в 2 раза, а уровень норадреналина в ходе всего эксперимента не менялся.

6. Через 1 неделю моделирования экспериментального процесса найдено резкое возрастание уровня витаминов А и Е в исследуемых структурах мозга вне зависимости от пола животного. В коре больших полушарий и стволе мозга самцов отмечен подъем активности СОД, практически некомпенсируемый пероксидазой и каталазой. В то же время, в коре

больших полушарий самок — увеличение активности всех трех антиоксидантных ферментов в среднем в 1,9 раза без достоверного изменения их соотношения, а в стволовых структурах головного мозга изменения активности ферментов не обнаружено.

7. В срок, предшествующий гибели самцов, содержание ДК и МДА резко увеличилось: в коре больших полушарий — в 2,9 раза и 1,8 раза соответственно, в стволе — в 2,0 раза и 2,3 раза соответственно относительно интактных крыс-самцов. В мозговых структурах самок в этот срок значимые изменения отмечены только в содержании МДА, который увеличивался в 1,9 раза относительно предыдущего срока исследования, но оставалось ниже фоновых значений в 2 раза.

8. Изменения свободнорадикальных и аминэргических систем в ткани мозга в 1-ю неделю индуцированного 3,4-бензпиреном канцерогенеза в легком, заключающиеся в снижении в 3,7 раза содержания первичных продуктов ПОЛ — ДК на фоне увеличения содержания витаминов А и Е в 2,4 и 1,8 раза соответственно и нарушении коэффициентов соотношения антиокислительных ферментов, а также увеличении уровня дофамина на фоне снижения концентрации серотонина, являются патогенетическим моментом развития не только метастатических, но и первичных злокачественных процессов в легких.

9. Под влиянием примененной терапии СНЧМП+СКЭНАР в ткани гипофиза и легкого происходила нормализация процессов свободнорадикального окисления, восстановление нормального функционирования аминэргических механизмов, приводящее к ликвидации дисбаланса катехоламинов и снижению серотониндефицитного состояния, что свидетельствовало о смещении адаптивных механизмов в сторону преобладания стресс-лимитирующих над стресс-реализующими.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Использованные экспериментальные модели воспроизведения злокачественных опухолей в легких могут быть использованы для разработки новых подходов к терапии первичных и вторичных новообразований этих органов.

2. Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием целесообразности включения в комплексное лечение больных с метастазами в легких центрального воздействия магнитных полей сверхнизкой частоты в сочетании с локальным применением СКЭНАР-терапии. Показано, что одним из факторов антиканцерогенного влияния примененного электромагнитного воздействия является модификация свободнорадикальных и аминэргических механизмов, способствующих стимуляции стресс-лимитирующх процессов, приводящая к выраженному противоопухолевому эффекту.

СПИСОК РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Францнянц Е.М., Кучерова Т.И., Бандовкина В.А., Погорелова Ю.А. Изменение метаболического состояния мозга на этапах химического канцерогенеза // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Проблемы патологической анатомии и онкологии. Естественные науки. - 2006 (спецвыпуск). - С.39-43.

2. Бабенков О.Ю., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Дмитриева С.Д., Франциянц Е.М., Кошелева О.Н. Половые различия показателей гормонального статуса ткани легкого и гипофиза крыс в динамике роста перевивной опухоли. //Сибирский онкологический журнал. - 2009. Приложением 1. - С. 23-24.

3. Кошелева О.Н, Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Шихлярова А.И., Леонтьева Д.В. Влияние электромагнитного воздействия на содержание некоторых гормонов и пролактина в ткани легкого и гипофиза у крыс с перевивной опухолью С-45. // Сибирский онкологический журнал. -2009. Приложение № 1,- С. 104-105.

4. Кошелева О.Н, Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А. Роль изменения гормонального статуса и аминэргической системы гипофиза крыс в формировании метаболического «опухолевого поля» в ранние сроки перевивки опухоли в легкое. // Сибирский онкологический журнал. - 2009. Приложение № 1. -С. 106

5. Логвиненко A.A., Комарова Е.Ф., Кошелева О.Н., Франциянц Е.М., Шихлярова А.И., Непомнящая Е.М., Козлова Л.С., Погорелова Ю.А. Морфо-метаболические изменения в легком самцов крыс в динамике злокачественного

роста перевивной опухоли. // Сибирский онкологический журнал. - 2009. Приложение № 1. - С. 124.

6. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Шихлярова А.И, Погорелова Ю.А., Кошелева О.Н., Непомнящая Е.М., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Состояние гормонального гомеостаза и амииэргической системы гипофиза и легкого самцов крыс в ранние сроки после перевивки злокачественной опухоли. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2009. № 3 - С. 90-93.

7. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Шихлярова А.И., Бабенков О.Ю., Кошелева О.Н. , Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Показатели гормонального гомеостаза легкого и гипофиза крыс обоего пола в динамике роста злокачественной опухоли. Является ли рак гормонозависимым образованием? // Сибирский онкологический журнал. - 2009. - № 4 (34). - С.36-41.

8. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Шихлярова А.И., Леонтьева Д.В., Кошелева О.Н., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Роль половых гормонов и пролактина в реализации центрального и периферического влияния электромагнитных воздействий на рост опухоли легких у крыс. // Вестник Южного научного центра РАН, том 5, № 4. - 2009. - С. 86-90.

9. Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Шихлярова А.И., Погорелова Ю.А., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Роль изменения показателей гормонального гомеостаза легкого и гипофиза самцов крыс в динамике развития перевитой злокачественной опухоли. // «Сибирское медицинское обозрение», №1. - 2010. - С.29-32.

10. Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова ЮА, Шихлярова А.И., Козлова Л.С., Непомнящая Е.М., Черярина Н.Д., Ткаля Л .Д. Роль компонентов фибринолитнческой и калликреин-кининовой системы легкого самцов крыс в динамике развития перевитой опухоли С-45. // Вестник Южного научного центра РАН, том 6, №2. - 2010. - С. 81-85.

11. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Шихлярова А.И., Непомнящая Е.М., Погорелова Ю.А., Ткаля Л.Д. Индуцированные

злокачественные опухоли в легком крыс и антиканцерогенное влияние сверхнизкочастотного магнитного поля. // Известия ВУЗов. СевероКавказский регион. Естественные науки. №2. - 2010. - С.89-91.

12. Frantziyantz Е.М., Komarova E.F., PogorelovaYu.A.,Tkalya L.D. Reproduction of malignant process in lung of experimental animals. II Experimental oncology (International conference "Tumour and host: novel aspects of old problem"). - 2010. Vol.32. - C.75.

13. Frantziyantz E.M., Komarova E.F., PogorelovaYu.A., Tkalya L.D. Obtaining the induced malignant tumour growing in rats, lung. // Experimental oncology (International conference "Tumour and host: novel aspects of old problem"). - 2010. Vol.32.- C.76.

14. Шихлярова А.И., Францнянц E.M., Непомнящая E.M., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А. Особенности структурных изменений в легких крыс-самцов и самок при внутривенной перевивке саркомы-45.// Вопросы онкологии. - 2010. Т. №5. - С.632-637.

15. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Шихлярова А.И., Ткаля Л.Д. Способ воспроизведения индуцированного злокачественного процесса в легком. // VI съезд онкологов и радиологов стран СНГ. Душанбе. -2010,- С. 41.

16. Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Показатели аминэргической системы мозга крыс в динамике химического канцерогенеза в легких. // VI съезд онкологов и радиологов стран СНГ. Душанбе. -2010.-С. 43

17. Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д. Свободнорадикальные процессы в мозге крыс при росте индуцированной опухоли легких у крыс. // VI съезд онкологов и радиологов стран СНГ. Душанбе. - 2010. - С. 43.

18. Францнянц Е.М., Комарова Е.Ф., Ткаля Л.Д., Черярина Н.Д., Погорелова Ю.А. Состояние свободнораднкальной системы ткани легкого в динамике развития перевитой злокачественной опухоли. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Спецвыпуск. -2010. - С. 96-99.

19. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Ткаля Л .Д., Погорелова Ю.А. Воспроизведение экспериментальной злокачественной опухоли в легких. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Спецвыпуск. — 2010. - С. 101-104.

20. Франциянц Е.М., Ткаля Л.Д., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Черярина Н.Д. Некоторые показатели активности гидролитической системы в динамике роста перевитой в легкое саркомы 45. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Спецвыпуск. -2010. - С.104-107

21. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Балязин И.В., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Черярина Н.Д., Горбунова Т.А. Активность свободнорадикальных процессов в ткани перифокальной зоны опухоли мозга и метастазов рака различной локализации в головной мозг. // Нейрохирургия. - 2010. №4. -С.49-53.

22. Комарова Е.Ф., Франциянц Е.М., Погорелова Ю.А. Сравнительная характеристика гормональной активности ткани легкого и крови крыс с растущей в легком индуцированной злокачественной опухолью. // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Спецвыпуск. - 2011. - С.57-60.

23. Сидоренко Ю.С., Франциянц Е.М., Комарова Е.Ф., Погорелова Ю.А., Шихлярова А.И. Способ получения экспериментальной злокачественной опухоли легких. // Патент №2375758. - Бюл.№34 от 10.12.2009.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ СНЧМП — сверхнизкочастотные магнитные поля КВЧ - крайне высокие частоты ПОЛ - перекисное окисление липидов ЦНС - центральная нервная система С-45 - саркома 45 ГПО - глутатионпероксидаза СОД - супероксиддисмутаза

МДА - малоновый диальдегид ИФА - иммуноферментный анализ ДК — диеновые коньюгаты ДА — дофамин НА - норадреналин 5-НТ — серотонин

5-ОИУК- 5-оксииндолуксусная кислота Р4— прогестерон Т — тестостерон Э2 — эстрадиол

ФСГ - фолликулостимулирующий гормон ЛГ - лютеинизирующий гормон ПРЛ - пролактин

АКТГ - адренокортикотропный гормон

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 1,0 уч.-изд.-л. Заказ № 2764. Тираж 100 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 247-34-88

Метастазирование злокачественных опухолей является основной причиной смерти онкологических больных и одной из важных проблем клинической онкологии. Наиболее часто отдалённые метастазы злокачественных опухолей локализуются в легких - от 6 до 30%. Для некоторых локализаций (саркомы мягких тканей, рак почки, хорионэпителиома матки) легкие являются наиболее частой мишенью и в 60-70% случаев остаются единственным местом отдаленных метастазов [102]. Лёгкие играют роль первичного фильтра для тех органов и тканей, из которых венозная кровь поступает непосредственно в систему верхней и нижней полой вены [65].

Метастатическое поражение легочной ткани происходит в результате распространения болезни из места её локального проявления путём гематогенного (саркомы, меланома, опухоли области головы и шеи, рак надпочечников, почек, матки, яичек, яичников), лимфогенного (опухоли легких, молочной железы, желудка, прямой кишки, поджелудочной железы) и бронхо-генного метастазирования.

Злокачественные опухоли различных органов метастазируют в легкие с неодинаковой частотой. Выявляются метастатические опухоли легких либо в процессе обследования по поводу предполагаемого опухолевого заболевания, либо на разных этапах лечения злокачественного новообразования [102]. Раннее выявление и прогнозирование метастатических опухолей возможно лишь при глубоком знании патогенеза развития опухолевого заболевания.

Основные функции организма регулируются гипоталамо-гипофизарно-органными осями. Злокачественная опухоль является мощным дезорганизатором гомеостаза организма, а опухолевый процесс сопровождается совокупностью паранеопластических нарушений, связанных, в том числе и с изменением метаболических процессов мозга [13]. В настоящее время не установлено, что первично - возникновение опухолевого процесса или нарушение иерархических функций в регуляции гомеостаза организма.

Проблема взаимосвязи нервной системы и злокачественного роста, интенсивно разрабатываемая в 50-е годы прошлого столетия, уже к концу 20-го века и началу следующего века осталась в центре внимания только нескольких научных школ [91; 13; 79]. При этом изучение вопросов изменения функциональной и метаболической активности мозга при метастазировании злокачественных опухолей занимало далеко не ведущее место.

Известно, что для нормального функционирования мозга наиболее важным моментом является передача нервного импульса, в осуществлении которого непосредственное участие принимает гормональная и моноаминер-гическая системы мозга и, в частности, биогенные амины, ферменты их дез-аминирующие и гормоны гипоталамо-гипофизарной системы. В результате превращения биогенных аминов в центральной нервной системе и периферических тканях, выделяются вещества, способные оказывать влияние на активность ферментов и запускать процессы перекисного окисления [66]. Образование активированных кислородных метаболитов является неотъемлемым атрибутом функционирования нервных клеток в организмах человека и животных [69]. Активные формы кислорода опосредуют трансдукцию разнообразных сигналов, реализуя как феномены нейропластичности, так и связанную с окислительным стрессом смерть нейронов [125; 126; 131].

В этом аспекте интерес представляет изучение взаимодействия между антиокислительными и медиаторными системами мозга на разных этапах канцерогенеза, опухолевого роста и противоопухолевого воздействия.

Известно, что генез многих патологических процессов сопровождается активацией окислительного стресса и нарушением метаболических процессов на разных уровнях функциональной организации организма [8]. Имеются исследования показавшие, что неспецифическим механизмом, отвечающим за развитие нарушений в деятельности мозга при некоторых патологических процессах, в частности, инфаркте миокарда, является интенсификация сво-боднорадикальных процессов [42; 60; 48].

Очевидно, в ответ на системное дезинтегрирующее влияние опухоли необходимо формировать интегральный ответ организма, включающий не только использование современных высокоэффективных технологий ликвидации опухолевого очага, но и поиск средств его физиологической реабилитации. В настоящее время нет полного, экспериментально подтвержденного обоснования применения физических факторов в онкологии, особенно в плане их воздействия на неспецифическую и противоопухолевую резистентность организма [107]. Разработка информационно-волновых технологий, основанных на использовании в онкологии физических факторов электромагнитной природы (от низкочастотных слабоинтенсивных полей до КВЧ-оптического, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов), влияющих как на опухоль, так и на организм в целом, относится к перспективным направлениям биологической медицины [107; 84; 100].

Целью настоящей работы явилось: изучение некоторых параметров го-меостаза структур головного мозга и нижнего мозгового придатка при развитии и росте первичных и вторичных экспериментальных опухолей в легком и противоопухолевом воздействии.

Для достижения поставленной цели сформулирован ряд задач:

1. Изучить динамику свободнорадикальных процессов в ткани органа-мишени, структур головного мозга и гипофиза крыс обоего пола на этапах моделирования метастатического процесса в легком.

2. Исследовать уровень биогенных аминов в структурах мозга и гипофизе крыс обоего пола в динамике роста перевитой в легкое злокачественной опухоли.

3. Изучить гормональный гомеостаз ткани легкого и гипофиза крыс обоего пола на этапах роста перевитой в легкое злокачественной опухоли.

4. Исследовать состояние метаболических процессов головного мозга крыс на этапах роста индуцированного канцерогенеза в легком.

5. Изучить сочетанное воздействие СНЧМП и СКЭНАР-терапии на состояние перевитой в легкое злокачественной опухоли и метаболические процессы в гипофизе для доказательства патогенетической значимости изучаемых параметров.

Новизна исследований

• Впервые изучены основные метаболические процессы - нейромедиа-торные и свободнорадикальные в структурах головного мозга экспериментальных животных на ранних этапах роста перевитых в легкое и индуцированных в легком злокачественных опухолей. Было показано, что на стадии срочной адаптации к трансплантационному стрессу усиление антирадикальной защиты обеспечивалось в основном за счет низкомолекулярных соединений - витаминами А и Е, а при долгосрочной - антиокислительными ферментами. Срыв адаптации, характеризовался накоплением первичных и вторичных продуктов ПОЛ и снижением активности обоих звеньев антирадикальной защиты, что имело место у самцов через 5 недель от момента начала моделирования метастатического процесса.

• Впервые в динамике роста экспериментальных «метастатических» опухолей в легком изучено состояние нейрогормонального статуса и активность процессов ПОЛ в нижнем мозговом придатке - гипофизе. Впервые показано, что комплексный ответ гипофиза при моделировании метастатического процесса в легком имел выраженные тендерные различия, отражающие степень стрессустойчивости организма крыс.

• Впервые дан сравнительный анализ изменений исследуемых процессов, обусловленных противоопухолевым сочетанным воздействием магнитных полей сверхнизкочастотного диапазона и СКЭНАРа, доказавший патогенетическую значимость нарушения в системах ПОЛ-антиоксиданты и про-антистрессорные нейромедиаторы в структурах мозга экспериментальных животных с перевитыми в легкое злокачественными опухолями.

• Доказано, что основным механизмом центрального действия магнитных полей сверхнизкочастотного диапазона в сочетании с локальным воздействием на опухолевый очаг СКЭНАРа является смещение адаптивных механизмов организма-опухоленосителя в сторону преобладания стресс-лимитирующих метаболических реакций над стресс-реализиующими.

Практическая значимость

• Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием возможности разработки новых методов профилактики стрессорного поражения ЦНС при злокачественном росте.

• Необходимость дополнения традиционных противоопухолевых методов лечения воздействием на ЦНС факторами электромагнитной природы низкой интенсивности. Использование материала в курсах лекций по онкологии.

Положения, выносимые на защиту

• Моделирование метастатического поражения легких сопровождается закономерными изменениями активности нейромедиаторых и свободнорадикальных процессов в гипофизе и структурах головного мозга, носящими выраженный тендерный характер, коррелирующими с основными параметрами развития неоплазмы и характеризующими уровень стрессустойчивости организма животных.

• Одним из факторов антиметастатического влияния примененного сочетанного электромагнитного воздействия является модификация свободнорадикальных и аминэргических процессов мозга экспериментальных животных, способствующих стимуляции стресс-лимитирующх процессов. и

Апробация работы состоялась на заседании Ученого Совета Ростовского научно-исследовательского онкологического института 14 июня 2012 года.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 23 научные работы, 14 из них в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ, имеется 1 патент на изобретение.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 160 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя включающего 115 отечественных и 24 зарубежных источников, иллюстрирована 32 таблицами и 7 рисунками.

ВЫВОДЫ

1. Моделирование экспериментального метастатического поражения легких показало, что опухоль С-45 при эктопической перевивке изменила свое биологическое поведение, это выражалось в изменении скорости роста и продолжительности жизни крыс, имеющих выраженные тендерные различия: самцы при высокой степени распространенности опухолевого процесса погибали в сроки 38±3,5 дня, а крысы-самки - в сроки 182±7,0 дней при заметном снижении количества и размеров опухолевых узлов. «Выход» опухолей у самцов происходил в сроки 3-4 недели, а у самок - 5-6 недель после перевивки опухоли.

2. Комплексный ответ гипофиза при моделировании метастатического процесса в легком имел выраженные тендерные различия, отражающие степень стрессустойчивости организма крыс: в 1 неделю у самцов - подъем уровня пролактина в 2 раза, разнонаправленные изменения в содержании ЛГ и ФСГ при снижении их соотношения в 4,5 раза, у самок - падение уровня пролактина в 1,6 раза и отсутствии- достоверного изменения в уровне гонадотропи-нов, уровень АКТГ увеличился в 1,6 и 1,2 раза у самцов и самок соответственно; через 5 недель у самцов - резкое падение в 3,2 раза уровня пролактина относительно предыдущего срока исследования, уменьшение в 14 раз соотношения ФСГ/ЛГ, у самок - уровень пролактина повысился до фоновых величин, уровень ЛГ и ФСГ увеличился в 1,7 раза и 2 раза соответственно без принципиального изменения их соотношения.

3. Тендерные различия уровня биогенных аминов в гипофизе крыс в процессе роста опухоли в легких были выражены через 1 неделю моделирования процесса: у самцов уровень дофамина был ниже в 7,7 раза, чем у интактных крыс, уровень норадреналина и серотонина не отличался от нормы. Для самок было характерно резкое повышение концентрации всех исследованных аминов: ДА - в 4,1 раза; НА - в 3,4 раза; 5НТ - 2,4 раза. Момент появления злокачественной опухоли характеризовался резким падением всех биогенных аминов вне зависимости от пола.

4. В гипофизе самок на протяжении 5 недель моделирования метастатического процесса сохранялось физиологическое соотношение в каскаде антиокислительных ферментов, тогда как в гипофизе самцов, начиная с 1 недели, коэффициенты СОД/ГПО и СОД/ каталаза были повышены. Уровень продуктов ПОЛ в гипофизе самцов снижался в 1-3 недели и резко возрастал в период, предшествующий гибели. У самок изменение концентрации продуктов отмечено только через 5 недель.

5. В стволовых структурах самцов через 1 неделю моделирования злокачественного процесса найдено снижение уровня дофамина, а у самок только через 5 недель. Норадреналин в 1-ю неделю эксперимента у самцов снизился в 1,6 раза, а у самок повысился в 1,3 раза. Опухоль выходила на фоне повышенного уровня НА и серотонина у самцов и сниженного уровня серотонина - у самок. Коре больших полушарий у самцов через 1 неделю эксперимента уровень дофамина падал в 6,4 раза по сравнению с нормой, у самок - в 1,8 раза. Выход опухоли у самцов сопровождался повышением ДА до нормальных величин и повышением в 2,9 раза уровня норадреналина. У самок уровень ДА снижался к моменту появления опухоли в 2 раза, а уровень норадреналина в ходе всего эксперимента не менялся.

6. Через 1 неделю моделирования экспериментального процесса найдено резкое возрастание уровня витаминов А и Е в исследуемых структурах мозга вне зависимости от пола животного. В коре больших полушарий и стволе мозга самцов отмечен подъем активности СОД, практически некомпенсируемый пероксидазой и каталазой. В то время в коре больших полушарий самок -увеличение активности всех трех антиоксидантных ферментов в среднем в

1,9 раза без достоверного изменения их соотношения, а в стволовых структурах головного мозга изменения активности ферментов не обнаружено.

7. В срок, предшествующий гибели самцов, содержание ДК и МДА резко увеличилось: в коре больших полушарий - в 2,9 раза и 1,8 раза соответственно, в стволе - в 2,0 раза и 2,3 раза соответственно относительно интактных крыс-самцов. В мозговых структурах самок в этот срок значимые изменения отмечены только в содержании МДА, которое увеличивался в 1,9 раза относительно предыдущего срока исследования, но оставался ниже фоновых значений в 2 раза.

8. Изменения свободнорадикальных и аминэргических систем в ткани мозга в 1-ю неделю индуцированного 3,4-бензпиреном канцерогенеза в легком, заключающиеся снижении в 3,7 раза содержания первичных продуктов ПОЛ -ДК на фоне увеличения содержания витаминов А и Е в 2,4 и 1,8 раза соответственно и нарушении коэффициентов соотношения антиокислительных ферментов, а также увеличения уровня дофамина, на фоне снижения концентрации серотонина, являются патогенетическим моментом развития первичных злокачественных процессов в легких.

9. Под влиянием примененной терапии СНЧМП+СКЭНАР в ткани гипофиза и легкого происходила нормализация процессов свободнорадикального окисления, восстановление нормального функционирования аминэргических механизмов, приводящее к ликвидации дисбаланса катехоламинов и снижению серотониндефицитного состояния, что свидетельствовало о смещении адаптивных механизмов в сторону преобладания стресс-лимитирующих над стресс-реализиующими.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использованные экспериментальные модели воспроизведения злокачественных опухолей в легких могут быть использованы для разработки новых подходов к терапии первичных и вторичных новообразований этих органов.

2. Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием целесообразности включения в комплексное лечение больных с метастазами в легких центрального воздействия магнитных полей сверхнизкой частоты в сочетании с локальным применением СКЭНАР-терагши. Показано, что одним из факторов антиканцерогенного влияния примененного электромагнитного воздействия является модификация свободнорадикальных и аминэргических механизмов, способствующих стимуляции стресс-лимитирующх процессов, приводящая к выраженному противоопухолевому эффекту.