Клетка является элементарной единицей всего живого. Вне клетки жизни нет. Размножение клеток происходит только путем деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение ее генетического материала. Активация деления клетки происходит вследствие воздействия на нее внешних или внутренних факторов. Процесс деления клетки с момента ее активации называется пролиферацией. Иными словами, пролиферация – это размножение клеток, т.е. увеличение числа клеток (в культуре или ткани), происходящее путем митотических делений. Время существования клетки как таковой, от деления до деления, обычно называют клеточным циклом.
Во взрослом организме человека клетки различных тканей и органов имеют неодинаковую способность к делению. Кроме того при старении интенсивность пролиферации клеток снижается (т.е. увеличивается интервал между митозами). Встречаются популяции клеток, полностью потерявшие свойство делиться. Это, как правило, клетки, находящиеся на терминальной стадии дифференцировки, например, зрелые нейроны, зернистые лейкоциты крови, кардиомиоциты . В этом отношении исключение составляют иммунные В- и Т-клетки памяти, которые, находясь в конечной стадии дифференцировки, при появлении в организме определенного стимула в виде ранее встречавшегося антигена, способны начать пролиферировать. В организме есть постоянно обновляющиеся ткани – различные типы эпителия, кроветворные ткани. В таких тканях существует пул клеток, которые постоянно делятся, заменяя отработавшие или погибающие типы клеток (например, клетки крипт кишечника , клетки базального слоя покровного эпителия, кроветворные клетки костного мозга). Также в организме существуют клетки, которые не размножаются в обычных условиях, но вновь приобретают это свойство при определенных условиях, в частности при необходимости регенерации тканей и органов.
Процесс пролиферации клеток жестко регулируется как самой клеткой (регуляция клеточного цикла, прекращение или замедление синтеза аутокринных ростовых факторов и их рецепторов), так и ее микроокружением (отсутствие стимулирующих контактов с соседними клетками и матриксом, прекращение секреции и/или синтеза паракринных ростовых факторов). Нарушение регуляции пролиферации приводит к неограниченному делению клетки, что в свою очередь инициирует развитие онкологического процесса в организме.
Активация пролиферации
Основную функцию, связанную с инициацией пролиферации, берет на себя плазматическая мембрана клетки. Именно на ее поверхности происходят события, которые связаны с переходом покоящихся клеток в активированное состояние, предшествующее делению. Плазматическая мембрана клеток за счет располагающихся в ней молекул-рецепторов воспринимает различные внеклеточные митогенные сигналы и обеспечивает транспорт в клетку необходимых веществ, принимающих участие в инициации пролиферативного ответа. Митогенными сигналами могут служить контакты между клетками, между клеткой и матриксом, а также взаимодействие клеток с различными соединениями, стимулирующими их вступление в клеточный цикл, которые получили название факторов роста. Клетка, получившая митогенный сигнал на пролиферацию, запускает процесс деления.
Клеточный цикл
Весь клеточный цикл состоит из 4 этапов: пресинтетического (G1),
синтетического (S), постсинтетического (G2) и собственно митоза (М).
Кроме того, существует так называемый G0-период, характеризующий
состояние покоя клетки. В G1-периоде клетки имеют диплоидное
содержание ДНК на одно ядро. В этот период начинается рост клеток,
главным образом, за счет накопления клеточных белков, что обусловлено
увеличением количества РНК на клетку. Кроме того, начинается подготовка к синтезу ДНК. В следующем S-периоде происходит удвоение количества ДНК и соответственно удваивается число хромосом. Постсинтетическая G2 фаза называется также премитотической. В этой фазе происходит активный синтез мРНК (матричная РНК). Вслед за этой стадией следует собственно деление клетки надвое или митоз.
Деление всех эукариотических клеток связано с конденсацией удвоенных (реплицированных) хромосом. В результате деления эти хромосомы переносятся в дочерние клетки. Такой тип деления эукариотических клеток – митоз (от греч. mitos – нити) – является единственным полноценным способом увеличения числа клеток. Процесс митотического деления подразделяют на несколько этапов: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Регуляция клеточного цикла
Назначение регуляторных механизмов клеточного цикла состоит не в регуляции прохождения клеточного цикла как такового, а в том, чтобы обеспечить, в конечном счете, безошибочность распределения наследственного материала в процессе репродукции клеток. В основе регуляции размножения клеток лежит смена состояний активной пролиферации и пролиферативного покоя . Регуляторные факторы, контролирующие размножение клеток можно условно разделить на две группы: внеклеточные (или экзогенные) или внутриклеточные (или эндогенные). Экзогенные факторы находятся в микроокружении клетки и взаимодействуют с поверхностью клетки. Факторы, которые синтезируются самой клеткой и действуют внутри нее, относятся к
эндогенным факторам. Такое подразделение весьма условно, поскольку некоторые факторы, будучи эндогенными по отношению к продуцирующей их клетке, могут выходить из нее и действовать как экзогенные регуляторы на другие клетки. Если регуляторные факторы взаимодействуют с теми же клетками, которые их продуцируют, то такой тип контроля называется аутокринным. При паракринном контроле синтез регуляторов осуществляется другими клетками.
Экзогенные регуляторы пролиферации
У многоклеточных организмов регуляция пролиферации различных типов клеток происходит вследствие действия не одного какого-либо ростового фактора, а их совокупности. Кроме того, некоторые ростовые факторы, будучи стимуляторами для одних типов клеток, ведут себя как ингибиторы по отношению к другим. Классические ростовые факторы представляют собой полипептиды с молекулярной массой 7-70 кДа. К настоящему моменту известно более сотни таких ростовых факторов. Однако здесь будут рассмотрены только некоторые из них.
Пожалуй, самое большое количество литературы посвящено фактору роста из тромбоцитов (PDGF). Освобождаясь при разрушении сосудистой стенки, PDGF участвует в процессах тромбообразования и заживления ран. PDGF является мощным ростовым фактором для покоящихся фибробластов. Наряду с PDGF, не менее обстоятельно изучен эпидермальный фактор роста (EGF), который также способен стимулировать пролиферацию фибробластов. Но, кроме этого также стимулирующе влияет и на другие типы клеток, в частности на хондроциты .
Большую группу ростовых факторов составляют цитокины (интерлейкины, факторы некроза опухоли, колоние-стимулирующие факторы и т.д.). Все цитокины полифункциональны. Они могут, как усиливать, так и угнетать пролиферативные ответы. Так, например, разные субпопуляции CD4+ Т-лимфоцитов, Th1 и Th2, продуцирующие разный спектр цитокинов, по отношению друг к другу являются антагонистами. То есть, Th1 цтокины стимулируют пролиферацию клеток, которые их продуцируют, но в то же время подавляют деление Th2 клеток, и наоборот. Таким образом, в норме в организме сохраняется постоянный баланс этих двух типов Т-лимфоцитов. Взаимодействие факторов роста с их рецепторами на поверхности клетки приводит к запуску целого каскада событий внутри клетки. В результате чего происходит активация факторов транскрипции и экспрессия генов пролиферативного ответа, что в конечном итоге инициирует репликацию ДНК и вступление клетки в митоз.
Эндогенные регуляторы клеточного цикла
В нормальных эукариотических клетках прохождение клеточного цикла жестко регулируется. Причиной онкологических заболеваний является трансформация клеток, как правило, связанная с нарушениями регуляторных механизмов клеточного цикла. Одним из основных результатов дефективности клеточного цикла является генетическая нестабильность, поскольку клетки с ущербным контролем клеточного цикла теряют способность корректно удваивать и распределять между дочерними клетками свой геном. Генетическая нестабильность приводит к приобретению новых особенностей, которые отвечают за прогрессирование опухоли. Циклин-зависимые киназы (CDK) и их регуляторные субъединицы (циклины) являются основными регуляторами клеточного цикла. Прохождение клеточного цикла достигается путем последовательной активации и дезактивации разных комплексов циклин-CDK. Действие комплексов циклин-CDK заключается в фосфорилировании ряда белков-мишеней в соответствии с фазой клеточного цикла, в которой активен тот или иной комплекс циклин-CDK . Так, например, циклин Е-CDK2 активен в поздней G1 фазе и фосфорилирует белки, необходимые для прохождения через позднюю G1 фазу и вход в S фазу. Циклин А-CDK2 активен в S и G2 фазах, он обеспечивает прохождение S фазы и вход в митоз. Циклин А и циклин Е являются центральными регуляторами репликации ДНК. Поэтому неправильная регуляция экспрессии какого-либо из этих циклинов приводит к генетической нестабильности. Было показано, что накопление ядерного циклина А происходит исключительно в тот момент, когда клетка входит в S фазу, т.е. в момент G1/S перехода. С другой стороны, было показано, что уровень циклина Е повышался после прохождения так называемой точки ограничения (R-точки) в поздней G1 фазе, а затем существенно понижался, когда клетка входила в S фазу.
Пути регуляции CDK
Активность циклин-зависимых киназ (CDK) жестко регулируется, по крайней мере, по четырем механизмам:
1) Основной способ регуляции CDK – это связывание с циклином, т.е. в свободном виде киназа не активна, и только комплекс с соответствующим циклином обладает необходимыми активностями.
2) Активность комплекса циклин-CDK также регулируется за счет обратимого фосфорилирования. Для того чтобы приобрести активность, необходимо фосфорилирование CDK, которое осуществляется при участии CDK активирующего комплекса (САК), состоящего из циклина Н, CDK7 и Mat1.
3) С другой стороны, в молекуле CDK, в регионе, ответственном за
связывание субстрата, имеются сайты, фосфорилирование которых приводит к ингибированию активности комплекса циклин-CDK. Эти сайты
фосфорилируются группой киназ, включая Wee1 киназу, и дефосфорилируются фосфатазами Cdc25. Активность этих ферментов (Wee1 и Cdc25) существенно варьирует в ответ на разные внутриклеточные события, такие как повреждения ДНК.
4) В конце концов, некоторые комплексы циклин-CDK могут быть заингибированы вследствие связывания с ингибиторами CDK (CKI). Ингибиторы CDK состоят из двух групп белков INK4 и CIP/KIP. Ингибиторы INK4 (p15, p16, p18, p19) связываются с CDK4 и CDK6 и инактивируют их, предотвращая взаимодействие с циклином D. CIP/KIP ингибиторы (p21, p27, p57) могут связываться с комплексами циклин-CDK, содержащими CDK1, CDK2, CDK4 и CDK6. Примечательно, что при определенных условиях CIP/KIP ингибиторы могут усиливать киназную активность комплексов циклин D-CDK4/6.
Регуляция G1 фазы
В G1 фазе, в так называемой точке рестрикции (ограничения, R-точка), клетка принимает решение, делится ей или нет. Точка рестрикции – это та точка клеточного цикла, после которой клетка становится невосприимчивой к внешним сигналам вплоть до завершения всего клеточного цикла. Точка рестрикции делит G1 фазу на два функционально различных этапа: G1pm (постмитотический этап) и G1ps (пресинтетический этап). В течение G1pm клетка оценивает присутствующие в ее окружении ростовые факторы. Если необходимые ростовые факторы присутствуют в достаточном количестве, то клетка переходит в G1ps. Клетки, перешедшие в G1ps период, продолжают нормальное прохождение всего клеточного цикла даже при отсутствии ростовых факторов. Если отсутствуют необходимые ростовые факторы в G1pm периоде, то клетка переходит в состояние пролиферативного покоя (G0 фаза).
Основным результатом каскада сигнальных событий, происходящих вследствие связывания ростового фактора с рецептором на поверхности клетки, является активация комплекса циклин D-CDK4/6. Активность этого комплекса существенно возрастает уже в раннем G1 периоде. Этот комплекс фосфорилирует мишени, необходимые для прохождения в S фазу. Основным субстратом комплекса циклин D-CDK4/6 является продукт гена ретинобластомы (pRb). Нефосфорилированный pRb связывается и, тем самым, инактивирует транскрипционные факторы группы E2F. Фосфорилирование pRb комплексами циклин D-CDK4/6 приводит к высвобождению E2F, который проникает в ядро и инициирует трансляцию генов белков, необходимых для репликации ДНК, в частности генов циклина Е и циклина А. В конце G1 фазы происходит кратковременное увеличение количества циклина Е, которое предвещает накопление циклина А и переход в S фазу.
Остановку клеточного цикла в G1 фазе могут вызвать следующие факторы: повышение уровня ингибиторов CDK, депривация ростовых факторов, повреждения ДНК, внешние воздействия, онкогенная активация.
Регуляция S фазы
S фаза – это этап клеточного цикла, когда происходит синтез ДНК. Каждая из двух дочерних клеток, которые образуются в конце клеточного цикла, должна получить точную копию ДНК материнской клетки. Каждое основание молекул ДНК, составляющих 46 хромосом человеческой клетки, должно быть скопировано только один раз. Именно поэтому синтез ДНК регулируется крайне жестко.
Было показано, что только ДНК клеток, находящихся в G1 или S фазе, может реплицироваться. Это наводит на мысль, что ДНК должна быть «лицензирована» для репликации и что тот кусочек ДНК, который был удвоен, теряет эту «лицензию». Репликация ДНК начинается в месте связывания белков, называемых ORC (Origin of replicating complex). Несколько компонентов, необходимых для синтеза ДНК, связываются с ORC в поздней М или ранней G1 фазе, формируя пререплекативный комплекс, что собственно и дает «лицензию» ДНК для репликации. На стадии перехода G1/S к пререплекативному комплексу добавляются еще белки, необходимые для репликации ДНК, таким образом, образуется комплекс инициации. Когда начинается процесс репликации и образуется репликативная вилка, многие компоненты отделяются от инициирующего комплекса, а в месте инициации репликации остаются только компоненты пострепликативного комплекса.
Во многих работах было показано, что для нормального функционирования инициирующего комплекса необходима активность циклин А-CDK2. Кроме того, для успешного окончания S фазы также необходима активность комплекса циклин А-CDK2, что, собственно, и является основным регуляторным механизмом, обеспечивающим успешное завершение синтеза ДНК. Остановку в S фазе может индуцировать повреждение ДНК.
Регуляция G2 фазы
G2 фаза – это этап клеточного цикла, который начинается после завершения синтеза ДНК, но до начала конденсации. Основным регулятором прохождения G2 фазы служит комплекс циклин В-CDK2. Арест клеточного цикла в G2 фазе происходит вследствие инактивации комплекса циклин В-CDK2. Регулятором перехода G2/М является комплекс циклин В-CDK1, его фосфорилирование/дефосфорилирование регулирует вход в М фазу. Повреждения ДНК или наличие нереплицированных участков предотвращает переход в М фазу.
Регуляция митоза
Митоз – это собственно деление клетки надвое. Для прохождения раннего митоза необходима активность циклина А. Однако, основным регулирующим циклином, как и в предыдущей стадии, является циклин В в комплексе с CDK1. Активность комплекса циклин В-CDK1 приводит к деградации ядерной оболочки, конденсации хроматина и формированию из конденсированных хромосом метафазной пластинки. Перед тем как клетка переходит из метафазы в анафазу, происходит деградация циклина В. Утрата активности комплекса циклин В-CDK1 индуцирует миграцию хромосом к полюсам и деление клетки надвое. В профазе активированный комплекс циклин В-CDK1 гарантирует, что переход из интерфазы в митоз необратим за счет фосфорилирования членов семейства cdc25. Таким образом, снижается ингибиторное влияние cdc25B и cdc25C на комплекс циклин В-CDK1, что образует так называемую петлю позитивной обратной связи. Следовательно, активный комплекс циклин В-CDK1 приводит к необратимому выходу из интерфазы. В ранней анафазе происходит деградация комплекса циклин В-CDK1, что в последующем приводит к образованию ядерной оболочки и цитокинезу .
Повреждения ДНК
Для того чтобы сохранить и защитить генетическую информацию, эукариотические клетки развили сигнальные или коммуникационные сети, отвечающие за восстановление и контроль повреждений ДНК. Повреждения ДНК могут быть индуцированы многими агентами, включая ионизирующее облучение, свободные радикалы и токсичные вещества. Двуцепочечные разрывы ДНК (DBS) – наиболее часто встречающиеся повреждения ДНК. Подобные повреждения могут также образовываться и при репликации ДНК, а неправильная репарация разрывов может приводить к клеточной гибели, соматическим мутациям и формированию опухолей.
Пути восстановления двуцепочечных разрывов ДНК
Существует, по крайней мере, два пути восстановления двуцепочечных разрывов: гомологичная рекомбинация (HR) и негомологичное концевое сращивание (NHEJ). В случае репарации путем HR используются гомологичные последовательности ДНК в качестве шаблона для репаративного синтеза, тогда как в случае NHEJ часто происходит простое склеивание концов в местах разрывов.
Репарация разрывов ДНК через NHEJ происходит незамедлительно на протяжении всего клеточного цикла. Хотя NHEJ эффективно сращивает концы в области разрывов, этот путь часто приводит к потере генетической информации, поскольку происходит процессинг окончаний в области разрыва нуклеазами. В отличие от NHEJ, HR происходит, главным образом, в поздней S фазе и G2 фазе, поскольку зависит от присутствия сестринских хроматид, обеспечивающих шаблон для репарации. Поскольку восстановление путем HR достигается за счет нового синтеза с использованием в качестве шаблона полноценной гомологичной ДНК, это позволяет клетке восстанавливать ДНК с высокой точностью.
Клеточный ответ на повреждения ДНК и его регуляция
В восстановлении двуцепочечных разрывов ДНК ключевую роль играют белки ATM и NBS1. ATM – это протеин киназа, которая активируется незамедлительно после появления двуцепочечных разрывов ДНК. Помимо этого, для обеспечения эффективного функционирования репарации ДНК и прохождения ключевых точек клеточного цикла высоко упорядоченная структура эукариотического хроматина должна быть соответствующим образом изменена, чтобы обеспечить доступ факторов
репарации к ДНК. Эти изменения называются хроматиновыми перестройками, они осуществляются за счет специфических комплексов, связанных с модификациями гистонов.
Для эффективного восстановления двуцепочечных разрывов клетка активирует множество различных путей. Сигнальный каскад, генерируемый в ответ на разрывы ДНК, состоит из сенсорных, медиаторных и эффекторных белков и регулируется
посттрансляционными модификациями белков, а именно их фосфорилированием и ацетилированием. Клеточный ответ на двуцепочечные разрывы ДНК инициируется распознаванием поврежденного участка молекулы сенсорными белками. ATM и
NBS1 действуют совместно как первичные сенсорные белки. Вследствие распознавания повреждений ДНК сенсорными белками медиаторы, такие как BRCA1, MDC1, 53BP1, приобретают посттрансляционные модификации, которые генерируются сенсорными белками. Эти
модифицированные медиаторные белки затем усиливают сигнал от поврежденной ДНК и передают его на эффекторы, такие как RAD51, Artemis, Chk2, p53.
АТМ является одним из основных белков, вовлеченных в сохранение генетической стабильности, контроль длины теломеры и в активацию контрольных точек клеточного цикла. NBS1 вовлечен в выполнение
тех же функций. Как было сказано выше, эти белки действуют синергично. NBS1 образует комплекс с MRE11 и RAD50 и перетаскивает этот комплекс непосредственно к поврежденному участку ДНК. Кроме того, этот комплекс RAD50/MRE11/NBS1 (RMN) необходим для привлечения АТМ в место двуцепочечного разрыва и для эффективного
фосфорилирования субстратов АТМ.
Несмотря на то, что ATM фосфорилирует многие факторы, вовлеченные в HR путь, роль его в регуляции этого пути пока остается неясной.
Функцией NBS1 в качестве основного фактора в процессе HR является регуляция клеточной локализации комплекса RMN. Главную функцию в
накоплении комплекса RMN в месте двуцепочечного разрыва выполняет домен FHA/BRCT в молекуле NBS1. Этот домен необходим не только для эффективного процесса HR, но также для правильного
использования сестринских хроматид в качестве шаблона. Таким образом, NBS1 может регулировать и сцепление сестринских хроматид, и этап промежуточной диссоциации в течение HR реакции.
Функции АТМ в процессе NHEJ заключаются в фосфорилировании нуклеазы Artemis. NBS1 также принимает активное участие в репарации путем NHEJ. Хотя роль NBS1 в NHEJ пути в клетках млекопитающих не
настолько критична как в клетках грибов, было установлено, что NBS1 необходим для проведения реакций NHEJ вблизи разрывов ДНК. NBS1
вовлечен в Artemis-опосредованный путь NHEJ, вероятно, за
счет активации АТМ. В ответ на повреждение ДНК происходит взаимодействие между комплексом RMN и нуклеазой Artemis. Таким
образом, RMN может принимать участие в двух путях восстановления разрывов ДНК в АТМ-зависимой и АТМ-независимой манере. В большей степени RMN способствует гомологичной репарации, нежели пути
негомологичного сращивания концов.
Клеточные ответы на двуцепочечные разрывы ДНК регулируются за счет посттрансляционной модификации белков, а АТМ и комплекс RMN играют ключевую роль в подобной модификации. Эти белки в
дальнейшем обеспечивают полноценную репарацию поврежденной ДНК и, как следствие, нормальную жизнедеятельность клетки.
Регенерация тканей
Регенерацией называется образование новой ткани на месте
погибшей, отмершей. В здоровом, нормальном организме все время происходит физиологическая регенерация клеток; постоянно слущивается отмерший роговой слой эпидермиса, и взамен него во внутреннем слое кожи размножаются новые клетки. Такое же слущивание покровного эпителия происходит и на слизистых оболочках. В кровеносных сосудах эритроциты обычно живут 60-120 дней. Следовательно, приблизительно в течение 2 месяцев происходит полное их обновление. Так же систематически восполняются по мере их гибели или отмирания и лейкоциты, и другие форменные элементы крови. При различных патологических процессах клетки и ткани разрушаются в большем количестве, чем в норме. Регенерации тканей
принадлежит огромное значение в процессе восстановления поврежденных тканей и органов («восстановительная регенерация»). Иначе говоря, без регенерации было бы невозможно какое-либо заживление.
В регенерации различают такие понятия, как форма регенерации, уровень регенерации, способ регенерации.
Формы регенерации:
1.Физиологическая регенерация - восстановление клеток ткани после их естественной гибели (например, кроветворение);
2. Репаративная регенерация - восстановление тканей и
органов после их повреждения (травмы, воспаления, хирургического воздействия и
так далее).
Уровни регенерации соответствуют уровням организации живой материи:
1. Клеточный (внутриклеточный);
2. Тканевой;
3. Органный.
Способы регенерации:
1. Клеточный способ (размножением (пролиферацией) клеток);
2. Внутриклеточный способ (внутриклеточное
восстановление органелл, гипертрофия, полиплоидия);
3. Заместительный способ (замещение дефекта ткани или
органа соединительной тканью, обычно с образованием рубца, например: образование рубцов в миокарде после инфаркта миокарда).
Факторы, регулирующие регенерацию:
1. Гормоны - биологически активные вещества;
2. Медиаторы - индикаторы метаболических процессов;
3. Кейлоны - это вещества гликопротеидной природы, которые синтезируются соматическими клетками, основная функция - торможение клеточного созревания;
4. Антагонисты кейлонов - факторы роста;
5. Микроокружение любой клетки.
Регуляция регенерации тканей
Регенерация тканей происходит вследствие пролиферации недифференцированных клеток, обладающих способностью не только делится под действием соответствующих стимулов, но также и дифференцироваться в клетки той ткани, регенерация которой
происходит. Эти клетки носят название взрослых стволовых клеток. Многие ткани взрослого организма, такие как ткани гемопоэтической системы, пищеварительный эпителий, мозг, эпидермис, легкие содержат пул таких клеток. Стволовые клетки тканей взрослого индивидуума снабжают организм зрелыми дифференцированными клетками в
течение нормального гомеостаза, а также во время регенерации и восстановления тканей и органов. Две уникальных особенности характеризуют взрослые стволовые клетки: способность генерировать новые (т.е. способность самообновляться) и способность давать дифференцированное потомство, которое утрачивает способность к самообновлению.
Наши знания о механизмах, которые определяют когда, где и почему стволовые клетки будут самообновляться или дифференцироваться, остаются весьма ограниченными, но, тем не менее, недавно было показано, что микроокружение (или ниша) стволовых клеток
обеспечивает необходимые сигналы для дальнейшего поведения этих клеток. Более того, утрата контроля над поведением этих клеток может приводить к трансформации клеток и раку. Дифференцированные
клетки наряду с выполнением своих специфических функций способны синтезировать особые вещества - кейлоны
, тормозящие интенсивность размножения клеток-предшественников и стволовых клеток. Если в силу каких-либо причин количество дифференцированных функционирующих клеток уменьшается (например, после травмы), тормозящее действие кейлонов ослабевает и численность популяции
восстанавливается. Кроме кейлонов (местных регуляторов), клеточное размножение контролируется гормонами; одновременно продукты жизнедеятельности клеток регулируют активность желёз внутренней секреции. Если какие-либо клетки под воздействием внешних повреждающих факторов претерпевают мутации, они
элиминируются из тканевой системы вследствие иммунологических реакций.
Заключение
Исследования в области изучения механизмов контроля клеточного цикла и регуляции репарации ДНК широко ведутся во всем мире. Эта тематика является актуальной уже многие десятилетия, поскольку с нарушениями процессов деления клеток связаны многие заболевания, в частности онкологические болезни. Кроме того, процесс старения организма прежде всего связан с процессами старения клеток (это и неспособность клеток к самовоспроизведению и регенерации, неспособность к сохранению и восстановлению в случае "поломок" наследственной информации).
Огромную роль в изучении механизмов регуляции клеточного цикла сыграл британский ученый Paul Maxime Nurse. P. Nurse вместе с Leland H. Harwell и R. Timothy Hunt в 2001г. получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за открытие механизмов регуляции клеточного цикла циклинами и циклин-зависимыми киназами. P. Nurse имеет огромное количество публикаций по тематике регуляции работы отдельных клеток и организма в целом.
Известным ученым в области изучения клеточного цикла и репарации ДНК является профессор Гарвардского университета, генетик, Stephen J. Elledge . S. Elledge изучает регуляцию клеточного цикла и клеточные ответы на повреждения ДНК. Elledge, вслед за нобелевским лауреатом Paul Nurse, открывшим ключевой ген клеточного цикла Cdc2 у грибов, обнаружил гомологичный ген в клетках млекопитающих. Таким образом, ему удалось открыть регуляторные механизмы, лежащие в основе перехода из G1 в S фазу клеточного цикла, и, кроме того, выявить ошибки, происходящие на этом этапе, которые приводят к злокачественной трансформации клеток. Elledge со своим коллегой Wade Harper выделили ген р21 , который является ингибитором Cdc2 . Они показали, что мутации в этом гене наблюдаются практически в половине случаев раковых заболеваний. Также Elledge обнаружил ген р57 , член семейства р21 , который является мутированным в случае заболевания, называемого синдромом Beckwith-Wiedemann , это наследственное заболевание, при котором значительно повышен риск злокачественных новообразований. Другой областью исследования проф. Elledge является изучение вопросов, связанных с распознаванием и репарацией повреждений ДНК. Не так давно ему удалось идентифицировать фермент Chk2, который активирует белок р53 (супрессор опухолевого роста), тем самым, предотвращая деление клеток, имеющих повреждения в молекуле ДНК. В другом своем исследовании Elledge показал, что белок, известный как АТМ, участвует в репарации ДНК. А мутации в гене, кодирующем этот белок, встречаются в 10% случаев рака молочной железы. Кроме этого, Stephen Elledge разрабатывает генетические технологии для создания новых лекарственных препаратов.
Для поддержания и сохранения гомеостаза организма необходимы жесткие системы регуляции процессов, протекающих не только в целом организме, но также и процессов, протекающих на клеточном и молекулярном уровнях. Так, во избежание формирования злокачественных новообразований, в каждой делящейся клетке организма выработались механизмы, контролирующие ее деление. Причем этот контроль осуществляется как внеклеточными, так и внутриклеточными факторами. В процессе старения организма не только снижается пролиферативная активность клеток, но также нарушаются процессы, регулирующие эту активность. Именно поэтому с возрастом повышается риск возникновения онкологических заболеваний. В связи с этим, необходимо детальное изучение механизмов регуляции пролиферации и регенерации, дабы предотвратить и/или предупредить последствия бесконтрольных процессов, протекающих в клетке и в организме, в целом.
Andreas Sturm Claudio Fiocchi and Alan D. Levine
7. CELL BIOLOGY: What a Cell Should Know (But May Not).
Редко кто столкнувшись с термином «пролиферация», что это такое, понять может сразу. Страшная неизлечимая болезнь, назначенное лекарство, а может быть, так врачи между собой дают знать о странностях больного?
Определение термина
Итак, пролиферация - что это за слово? Это биологический термин, который означает рост клеток, иначе - митоз. Клетки, которые обладают одинаковыми свойствами, одновременно начинают развиваться в одном и том же месте - говоря языком науки - имеют локальное расположение. В это время на них воздействуют внешние и внутренние факторы:
- Нейрогенная и гормональная стимуляция.
- Белки собственной цитоплазмы.
Иногда клеточный рост может задержаться или измениться под воздействиям какого-либо патогенного фактора.
Как осуществляется пролиферация?
Пролиферация возникает в самом окончании воспалительного процесса, когда разрушение патологически влияющими на ткани бактериями и вирусами заканчивается. Признаки пролиферации можно заметить на той стадии, при которой разрушенные клетки начинают восстанавливаться, токсины - выводиться, а поврежденные ткани поверхности - восстанавливаться.
Конечно же, заметить простым взглядом, как сменяет невозможно. Все процессы проходят на внутриклеточном уровне. Вырабатывающийся на этой стадии белок б2-макроглобулин восстанавливает проницаемость сосудов, пониженную во время заболевания, защищает соединительную ткань от разрушений. Внутри клеток исчезают их нейтрализует супероксиддисмутаза - вещество, содержащееся в человеческом организме, антиоксидантный фермент. На этой стадии и происходит пролиферация. Что это клеточное возрождение, видно по процессам. Клетки перестают синтезировать патогенные медиаторы, и на их поверхности появляются новые рецепторы, здоровые. Старые же засасываются внутрь и уничтожаются.
Механизм развития пролиферации
Для того чтобы понять, пролиферация - что это, и как она происходит, можно для примера рассмотреть обычную ранку, например на слизистой рта.
Каждый видел, как на поверхности язвы образуется белая пленка - фибрин. Она заполняет поврежденную поверхность. Основным образователем является белок - фибрин. Затем ткань становится более зрелой, в ней появляются новые сосуды - поверхность бывшей язвы поднимается над основной. Эпителий начинает восстанавливаться буквально сразу же после повреждения, и это уже показывает, что организму изнутри дается команда нарастить новую поверхность над повреждением, возобновить потерянную структуру.
Как происходит пролиферация, что это за процесс на данной стадии, под струпом восстанавливается тканевая поверхность или при первичном и вторичном натяжении - все зависит от глубины раны и ее площади.
Патологический процесс клеточного роста
Не всегда пролиферация - благо. Рассморим на примере ЖКТ.
Под воздействием повышенной кислотности в желудке могут образовываться язвенные повреждения и эрозии. Разумеется, запускается пролиферационный механизм. Клетки начинают формироваться в самом глубоком базальном слое эпителия. Поднимаются к поверхности, образуют непроницаемый барьер, восстанавливают разрушенную поверхность - вроде все замечательно.
Однако органы желудочно-кишечного тракта имеют достаточно неоднородное тканевое строение, в нем принимают участие множество клеток: париетальные, эндокринные, слизистые... И если хоть одна из пролиферационных структур дает сбой, одни клетки начинают делиться быстрее других под воздействием внутренних факторов - дифференцировка нарушается, и образуется опухоль.
Пролиферация в гинекологии
В жизненном цикле женщины детородного возраста пролиферация происходит регулярно. Во время менструации эндометрий отторгается, затем восстанавливается. Поэтому при взятии гистероскопии - соскоба со стенки матки - или при исследовании на аппарате УЗИ очень важно учитывать, какая фаза В течение месячного цикла эндометрий имеет различную толщину, и именно по нему и судят о работе детородных органов женщины.
Фаза роста эндометрия - очень важный параметр для оценки патоморфологической картины. Без знания этого параметра точный диагноз поставить невозможно даже опытному специалисту.
Пролиферация железистого эпителия матки - диагноз, с которым может столкнуться любая современная женщина. К сожалению, пока нет действительно абсолютно работающих способов, методов, позволяющих предупредить такую аномалию состояния репродуктивной системы. Патология обычно выявляется на приеме гинеколога, а образцы тканей отправляют на цитограмму. Пролиферация железистого эпителия может быть показанием для срочного начала терапевтической программы, но иногда состояние просто фиксируют в анамнезе, не предпринимая никаких мер. От чего это зависит и что принято понимать под сложным названием, попробуем рассмотреть подробнее.
Общая информация: что это такое
Пролиферация железистого эпителия - термин, которым принято обозначать увеличение концентрации железистых элементов. Подобные трансформации довольно часто отмечаются в слизистых маточной шейки. В настоящее время заболевание само по себе к патологиям не причисляется, но в некоторых случаях может указывать на нарушения здоровья. Для уточнения ситуации требуются дополнительные исследования, сбор анамнеза.
Анатомическая база
Чтобы понять, что это такое (пролиферация железистого эпителия), необходимо представлять устройство женской репродуктивной системы. Слизистая органов, доступная гинекологу во время обычного осмотра, полость влагалища изнутри выстланы многослойным плоским эпителием. Этот материал защищает нежные внутренние ткани, способен регенерировать. А вот цервикальный канал, контактирующий с описанными элементами системы, покрыт эпителием другого типа: высокими цилиндрическими клетками. Эта ткань однородная, канал отличается обилием желез, соединенных в сложную, разветвленную сеть. Именно тут генерируются слизистые выделения.
Эпителий в шейке матки меняется, что связано с особенностями менструального цикла, гормональными процессами в организме. Регулярные исследования позволяют составить полную картину индивидуальных особенностей конкретной женщины. В период овуляции цервикальные железы продуцируют больший объем слизи, консистенция корректируется. Более подробные исследования позволяют понять, что маточная шейка - довольно неоднородный по своей структуре орган, где два типа эпителия постепенно переходят один в другой. На основании такого факта доктора говорят о неоднозначности набора функций. Если при исследованиях обнаружен железистый эпителий с признаками пролиферации, это говорит о большем, нежели норма, числе железистых образований. Возможно нарушение, изменение функциональности этих участков, формы.
Некоторые особенности
Иногда наблюдается пролиферация железистого эпителия шейки матки, причем нарушения строго ограничены цервикальным каналом, иногда изменения охватывают ткани наружной стороны маточной шейки. Такие характерны пострадавшим от инфекций, воспалительных процессов областям. У некоторых женщин выраженная пролиферация железистого эпителия обусловлена травмами. Привести к подобному результату могут местные гормональные сбои.
Клиническая картина определяется многими факторами. Иногда изменения не сопровождаются симптомами и выявляются только в ходе профилактического регулярного осмотра, в других ситуациях пролиферация клеток железистого эпителия сопутствует инфекционным процессам ярко выраженной формы. Нередко заболевание сочетается с псевдоэрозией. Для такого состояния характерно наличие видоизмененных тканей влагалищных маточных элементов.
Особенности диагностирования
При подозрении на пролиферацию клеток железистого эпителия необходимо посетить участкового гинеколога. Выслушав жалобы пациентки, врач проводит визуальный осмотр репродуктивной системы. Возможно обнаружение участков тканей, отличающихся от расположенных рядом цветом. Это становится основанием для проведения дальнейших исследовательских мероприятий с целью уточнения диагноза. Цитология, кольпоскопия - наиболее результативные подходы, помогающие исследовать клеточный состав нестандартного элемента, понять, что это такое. Пролиферация железистого эпителия выявляется при лабораторном исследовании цитологического мазка.
Благодаря специализированным исследованиям врач уточняет, насколько повышена концентрация желез относительно нормального строения, а также изучает структуру изменений. На основании полученных сведений можно делать вывод, идет ли речь о злокачественных преобразованиях тканей. Впрочем, как видно из медицинской статистики, умеренная пролиферация железистого эпителия обычно не свидетельствует ни о каких серьёзных нарушениях в работе женского организма.
Что делать?
На приеме доктор объяснит, если у пациентки выявлена пролиферация железистого эпителия, что это такое и чем грозит в конкретном случае. Изолированного лечения такого нарушения здоровья не проводят. Сначала необходимо определить, по какой причине развилось отклонение, и устранить именно его. В некоторых случаях состояние эпителия приходит в норму самостоятельно, иногда требуются дополнительные мероприятия.
Откуда пришла беда?
По какой причине развивается пролиферация железистого эпителия шейки матки? Этот вопрос наверняка волнует любую женщину с соответствующим диагнозом. Врачам удалось выявить множество ситуаций, приводящих к таким последствиям. Не всегда дело в серьезной патологии, поэтому постановка диагноза - это еще не повод для паники. В частности, длительный прием оральных контрацептивов у совершенно здоровой женщины может спровоцировать появление отдельных участков пролиферации. Патологические причины чаще наблюдаются следующие:
- инфекционные процессы;
- воспалительное поражение тканей влагалища;
- аналогичные изменения в цервикальном канале;
- цервицит (по разнообразным причинам).
Будучи инфицированной, репродуктивная система женского организма активизирует защитные природные механизмы, затрагивающие в том числе структуру железистого эпителия шейки. Пролиферация является ответом на нежелательную микрофлору, удалить которую организм пытается посредством изобилия секрета. То есть нежелательные микроорганизмы словно бы вымываются с тканей. Благодаря такой мере защиты инфекция не может проникнуть вглубь. С другой стороны, реакция организма приводит к разрастанию железистой ткани, удлинению отдельных элементов, разветвлению структур.
Гормоны и клетки железистого эпителия с признаками пролиферации
Эпителий шейки матки развивается под влиянием циклических гормональных изменений в женском организме. При дисфункции гормональной системы заметны различные сбои, в том числе и в структуре, строении этой ткани. Нередко к подобному приводят патологии, нарушающие работу эндокринной системы. Во время беременности перестройка организма также провоцирует корректировку толщины этого слоя слизистой. При вынашивании плода половые гормоны в женском организме присутствуют в нестандартном соотношении, что и вызывает подобную реакцию. В большинстве случаев отмечается, что для шеечного эпителия в крови наблюдается слишком низкий уровень эстрогена, что и приводит к изменениям.
Известны травмы, провоцирующие пролиферацию (гиперплазию) железистого эпителия. Что это такое: повреждения, полученные во время родов, прерывания беременности, диагностических, лечебных манипуляций. Все ситуации сопряжены с нарушением целостности слизистой влагалища, матки, что требует активизации регенеративных процессов. Это может стать причиной слишком активного роста тканей. В ряде случаев гиперплазия обусловлена псевдоэрозией. Отличительная особенность такого состояния - наличие вкраплений цилиндрического эпителия в шеечном многослойном. Он словно бы спускается по поверхности органа из цервикальной полости. Одновременно изменение структуры тканей влияет на количество и объем железистых клеток.
Заключение доктора
Пролиферация - состояние, сопровождающее широкий спектр гинекологических заболеваний, а вот самостоятельной картины у такого нарушения вовсе нет. Доктор, оценивая общее состояние женщины, жалобы, с которыми она пришла на прием, выбирает оптимальный вариант исследований, назначает анализы и формулирует заключения. Для двух пациенток со сходными проявлениями выводы врачей могут быть категорически разными. В такой ситуации не нужно паниковать или указывать на некомпетентность специалиста: действительно, ситуация вполне возможна. С другой стороны, столь значительная неопределённость процесса приводит к тому, что понять его, не имея специфического образования, очень сложно.
Пролиферация предполагает разрастание числа и объема желез шейки матки, причем расположение бывает разным: диффузным, очагами. Во многом это указывает на причину процесса. Тяжесть ситуации оценивают, глядя на выраженность изменений тканей, наличие воспалительных процессов и уровень их активности.
Как заметить?
Пролиферация железистого эпителия не сопряжена с какими-либо характерными клиническими симптомами. Обычно женщина обращается к врачу на основании проблем, связанных с сопутствующими патологиями. В частности, если гиперплазия обусловлена воспалением, тогда беспокоят обильные бели, дискомфорт в области влагалища. При гормональных нарушениях наблюдаются сбои месячного цикла, кровотечения, в том числе в неположенное время, циклы без овуляции.
Нужно ли идти к врачу?
При подозрении на наличие патологий репродуктивной системы следует своевременно записаться на прием к гинекологу. Если врач диагностирует пролиферацию, назначают лабораторные исследования образцов тканей, чтобы выявить особенности клеточного состава. При этом визуальный осмотр обычно дает довольно скромный объем информации: специалист изучает внешнюю часть, наружный маточный зев, где и фиксирует отдельные участки, отличающиеся от окружающих тканей структурой и цветом. В норме эпителий светлого розового оттенка, что обусловлено его многослойностью, а ненормальные элементы более яркие, насыщенные.
У некоторых женщин наблюдаются не только отличающиеся расцветкой элементы, но и небольшие новообразования, диаметр которых не превышает один сантиметр. Это полусферические плотные объекты, которым характерны тонкие стенки. Внутреннее наполнение - желтоватого оттенка, просвечивающее. В медицине подобное именуют «наботовы кисты». Обычно патология наблюдается в цервикальной полости, в нижней трети объема, то есть там, где располагаются наботовы железы. Железы сами по себе - небольшие наполненные секретом трубочки. Содержимое поступает к внешним тканям через протоки вывода. Пролиферация приводит к перекрытию отверстий, закупорка провоцирует формирование наполненной секретом полости. Если такие кисты расположены глубоко в репродуктивной системе, визуально доктор увидеть их не сможет. Наличие формирований позволяет говорить о железисто-кистозной пролиферации.
Некоторые особенные случаи
Известны такие ситуации, когда гиперплазия локализовалась только в цервикальном канале. При визуальном осмотре у врача нет возможности выявить процесс, так как области недоступны для такого метода исследования.
Если патология сопровождается воспалениями, в качестве дополнительных симптомов наблюдаются:
- локальное повышение температуры;
- отечность слизистых;
- обилие выделений.
Как показывает практика, в большинстве случаев пролиферация связана именно с инфекцией или воспалением, поэтому доктора всегда назначают лабораторные анализы - посев, мазок на флору, ПЦР. Это помогает выявить возбудителя, определить наличие специфических инфекций. При наблюдении менструальной дисфункции дополнительно берут анализы на выявление нарушений гормонального фона. Учитывают текущую фазу цикла.
Кропотливые исследования
Для детального изучения видоизменённых структур необходимы кольпоскопия, цитологический анализ. Учитывается, что пролиферация - неравномерный процесс, при котором слизистая обычно утолщается в некоторых местах, а железы отличаются друг от друга размерам, формой. Цитограмма даст точные сведения, лишь если процесс охватил маточную шейку (поверхность). В случае поражения цервикального канала таким образом, что за наружный зев гиперплазия не распространяется, точные данные можно получить лишь гистологическим исследованием. Для этого цервикальную полость осматривают, получают соскоб биологической ткани, направляемый на дальнейшие лабораторные исследования.
Как показывает медицинская статистика, зачастую пролиферация железистого эпителия наблюдается на фоне аналогичного процесса в эндометрии. Доктор, изучая состояние пациентки, осматривает всю слизистую внутри полости матки на предмет патологического состояния. Информативный анализ можно сделать, получив образцы тканей маточной полости, цервикальной. Их направляют на гистологическое исследование.
Это важно!
В большинстве случаев пролиферация железистого эпителия - доброкачественный процесс. Изредка исследование образцов ткани дает информацию об атипичных изменениях клеток. При такой трансформации необходимо провести ряд дополнительных исследований и, возможно, посетить онколога: гинеколог даст направления, объяснит особенность конкретной ситуации и все опасности, связанные с ней.
Необходимо помнить, что сама по себе пролиферация не требует срочного медицинского вмешательства, но вынуждает искать причину доброкачественных изменений. Есть вероятность, что источник проблем в серьезной патологии, устранение которой должно стать задачей первостепенной важности. Точные сведения дадут лабораторные исследования с применением современной техники. Если обнаружена инфекция, придется пройти курс лечения антибактериальными препаратами.
Пролиферация – это процесс размножения клеток, приумножающий объем тканей. Интенсивно протекает в период эмбрионального развития, когда клетки развивающегося эмбриона активно и непрерывно делятся. Процессом пролиферации управляют гормоны, способные как ускорить её, так и замедлить рост клеток.
Пролиферация, являясь основным процессом, обеспечивающим нормальное развитие и рост тканевых структур, способствует их постоянному обновлению и нормальной работе организма.
Пациенты, увидев в заключении врача после обследования слово «пролиферация», задаются вопросом что это такое, начинают волноваться насколько это опасно, но не стоит паниковать – пролиферация не является заболеванием.
Клеточным структурам многих видов тканей необходимо регулярное обновление. Этот физиологический процесс осуществляется путем деления клеток. Процесс обновления клеток явно выражен в кожном покрове, слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, системы дыхания и матки. Это означает, что пролиферация в них является необходимым и нормальным процессом.
Клеточная пролиферация с медицинской точки зрения
Изучив процесс клеточной пролиферации, врачи выяснили, что она контролирует процесс нормального функционирования защитных сил организма – иммунитета. Пролиферация способствует уничтожению тканевых дефектов и восстановлению прежнего функционирования органов, работа которых была нарушена. Но нельзя назвать пролиферацию полностью безвредным процессом. Она может принимать участие и в патологических процессах, например, при выработке большого количества соматотропного гормона (гормона роста) наблюдается увеличение конечностей и некоторых органов.
Нарушение процесса пролиферации и дифференцировки клеток может сопровождаться атипией (внешнее и функциональное изменение клеток) и дать толчок образованию злокачественных опухолей. Клетки начинают активно размножаться, что называется гиперпролиферация. Так происходит потому, что пролиферация уже не дифференцирующихся клеток приводит к началу опухолевого процесса. Но не следует забывать о том, что в различных органах тканевая пролиферация протекает неодинаково.
Ведущие клиники в Израиле
В зависимости от индекса пролиферативной активности и способности делиться клетки организма в медицине подразделяются на 3 группы:
- Лабильные;
- Стабильные;
- Статические.
Лабильным клеткам присущи выраженные пролиферативные процессы, вследствие чего они могут регенерировать быстро и восстанавливать свою деятельность.
В процессе регенерации наблюдаются такие процессы как:
- Рост соединительной ткани;
- Формирование новых сосудов;
- Устранение тканевых дефектов.
В эту группу можно включить клетки крови, эпителиальной ткани и эпидермиса, слизистого покрова желудочно-кишечного тракта. Наиболее быстро пролиферация протекает в слизистой желудка.
Стабильным клеткам свойственны умеренные пролиферативные процессы из-за чего способность их к быстрому размножению и восстановлению несколько хуже. Пролиферирующие клетки здесь образуются исключительно в результате серьезных повреждений тканей или органов. Сюда можно отнести печень, поджелудочную железу, поперечно-полосатую мышечную ткань, слюнные железы и др.
К статическим клеткам можно отнести кардиомиоциты и нервные клетки. Они практически не поддаются пролиферации, не способны восстанавливаться и размножаться. Однако, если на кардиомиоциты долгое время действует какое-либо напряжение, они способны восстановиться за счет пролиферирующих внутриклеточных структур внутри здоровых клеток. Это, в конечном счете, может привести к гипертрофии миокарда.
Виды пролиферации
Медицине на сегодняшний день известны следующие виды пролиферации клеток:
- Физиологическая пролиферация – восстанавливает тканевые и клеточные структуры естественным путем. Сюда можно отнести пролиферацию плоского эпителия ЖКТ и клеток крови;
- Репаративная — способствует регенерации тканей и клеточных структур при воспалительных процессах после каких-либо повреждений;
- Патологическая пролиферация клеток – процесс развития атипичных тканей, отличающихся структурой от здоровых. В пример можно привести рубцы в месте ожогов, разрастание соединительных тканей в месте разрыва стенки миокарда, хрящи в месте перелома. Но самым сложным проявлением патологической пролиферации является возникновение раковых опухолей.
Изучение процессов пролиферации имеет немаловажное значение для понимания процесса гомеостаза (поддержания постоянства внутренней среды организма).
Пролиферация эндометрия и шейки матки
Пролиферация в гинекологии – явление нередкое. Деление клеток женских половых органов итак происходит довольно быстро, а при патологиях этот процесс протекает еще активнее. Пролиферация клеток призматического эпителия в половых органах выявляется после гистологического анализа слизистой оболочки матки, шейки матки или ее фрагмента, который забирается путем конизации. По итогам анализа врач-гинеколог делает вывод о наличии или отсутствии патологического процесса.
Рассмотрим подробнее пролиферацию в матке. В разных частях матка имеет неодинаковую структуру и выстилку. Шейку ее выстилает многослойный плоский без атипии эпителий, зону цервикального канала – цилиндрический эпителий, а слизистую эндометрия выстилает железистая ткань.
В течение одного менструального цикла на матку воздействуют гормональные всплески, готовящие ее к возможной беременности, поэтому клетки ее начинают пролиферировать и подготавливать эндометрий для более удобной имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Именно поэтому процесс пролиферации не просто нормальный, но еще и необходимый.
У беременной женщины в результате гормональных изменений активная пролиферация железистого эпителия маточной шейки считается нормальным явлением.
Ускоренный пролиферативный процесс может свидетельствовать о следующем:
- О наличии воспалительного процесса – цервицита;
- О повреждениях различного рода (выскабливание при абортах, послеродовые разрывы, удаление фрагмента шейки матки);
- О возможных опухолевых процессах (дисплазия, рак).
Иными словами, в шейке матки наблюдается воспалительная, гиперпластическая и посттравматическая пролиферация.
Бактериальные, грибковые и вирусные цервициты приводят к повреждениям покровного эпителия, который вследствие этого начинает усиленно пролиферировать для восстановления своей целостности.
Похожие явления наблюдаются при эрозии, повреждении шейки матки при родовых потугах, абортах и прочих манипуляциях. Такая пролиферация, способствующая регенерации многослойной плоской эпителиальной ткани, считается физиологической.
Пролиферация в перечисленных выше ситуациях не приносит вреда, но все же требует лечения под наблюдением врача. При полном восстановлении слизистой оболочки волноваться не о чем.
Пролификация с атипией имеет несколько другой характер. Базальноклеточная гиперплазия может способствовать развитию псевдоэрозий шейки матки, которые при несвоевременном лечении могут преобразоваться в раковую опухоль.
Псевдоэрозия представляет собой явление, когда снаружи шейки матки появляются участки железистого эпителия, который обычно выстилает стенки в цервикальном канале. Это происходит из-за гормонального сбоя, который в свою очередь вызывается вирусными заболеваниями. При псевдоэрозиях может пролиферировать, как плоский эпителий, так и участки цилиндрического, из которого и формируются эрозии.
Опасным явлением выступает пролиферация с дисплазией многоклеточного плоского эпителия шейки матки, так как дисплазия – это предраковый процесс.
Поговорим о пролиферации эндометрия.
Эндометрий представляет собой внутренний слой матки, постоянно обновляющийся и имеющий сложное строение. В период менструации он отторгается из-за не наступившей беременности и образуется вновь до следующего цикла. Этот процесс является постоянным и не обходится без пролиферации. Более активно клетки эндометрия пролиферируют в первую половину менструального цикла, когда слизистая оболочка матки находится под действием гормонов эстрогенов. В случае, когда пролиферация не прекратилась вовремя, . Это может повлечь за собой образование кист, полипов, что грозит перерождением их в онкологию.
Получается, процесс пролиферации в матке не всегда является патологией. В некоторых случаях этот процесс жизненно необходим.
Пролиферация клеток в гастроэнтерологии
Обновление клеток железистого эпителия желудка происходит регулярно, так как она нуждается в постоянной пролиферации. Любое повреждение слизистой ускоряет процесс деления клеток. Причинами активной пролиферации обычно выступают язвенная болезнь, гастрит, различные полипы, а также опухоль.
При острой форме гастрита на фоне воспаления, выраженного в виде отечности слизистого покрова и кровоизлияний, выявляются также участки покровно-ямочного эпителия, который пролиферируя, способствует регенерации поврежденной слизистой оболочки.
Хронический гастрит, встречающийся сегодня у людей всех возрастных групп, также протекает с усиленным процессом пролиферации эпителия. Этот процесс особенно проявляется при гиперплазиях, когда утолщается слизистая и возможно возникновение различного рода полипов.
При обострении язвенной болезни наблюдается повреждение стенок органа. Для устранения этого дефекта по краям язвы начинается активная пролиферация слизистого эпителия. Такая пролиферация особенно характерна для гиперпластических полипов, обнаруживаемых по краям язвы.
Наиболее опасной считается предраковая пролиферация желудочной стенки, когда начинает умножаться количество темных вытянутых клеток в зоне шеек желез желудка.
В самом начале процесс несет регенеративный характер, но из-за нарушенной дифференцировки клеток полного восстановления слизистой не наблюдается. Железы в результате покрываются несвойственными ими темными вытянутыми клетками, которые в норме находятся лишь в шейках этих желез. В дальнейшем это приводит к развитию злокачественного образования – карциномы.
Пролиферация молочной железы
Молочные железы часто подвержены различным изменениям. Они регулярно испытывают на себе воздействие половых гормонов, которое проявляется в изменениях груди во время менструации, в период беременности и грудного вскармливания. По этой причине орган подвержен различным патологиям. Согласно статистическим данным около 60% женщин в возрасте 25-35 лет подвержены развитию мастопатии.
Несмотря на то, что мастопатия является доброкачественным процессом, наличие ее повышает риск развития рака груди. Пролиферативное действие здесь еще более опасно. Оно повышает риск развития онкологии в 25 раз. Именно поэтому пролиферуриющая мастопатия называется предраковой.
Не тратьте время на бесполезный поиск неточной цены на лечение рака
* Только при условии получения данных о заболевании пациента, представитель клиники сможет рассчитать точную цену на лечение.
Выделяют 3 степени мастопатии:
- При первой степени не наблюдается пролиферации;
- При второй имеются признаки пролиферации;
- При третьей степени наблюдается выраженная пролиферация атипичных клеток эпителия.
Получается, процесс пролиферации является не только признаком развития мастопатии, но и показателем возможного развития онкологии. Поэтому при наличии каких-либо изменений в груди делается цитограмма для изучения структуры ткани груди.
Пролиферация при воспалениях
Любой воспалительный процесс завершается пролиферацией. Очаговая воспаленная часть ограничивается от нормальных тканей именно за счет пролиферации. Однако, этот процесс может наблюдаться на начальной стадии воспаления фолликулярного эпителия. В этом случае причины пролиферации могут быть разнообразными.
В процессе пролиферации может наблюдаться активное деление различных клеток, а именно:
- Клеток мезенхимы;
- Эндотелиальных клеток;
- В — и Т-лимфоцитов;
- Клеток адвентиция;
- Тучных клеток;
- Макроцитарных клеток.
Рассмотрим пролиферацию в фибробластах. При ней наблюдается активная выработка белков. В дальнейшем фибробласты преобразуются в зрелые клетки, именуемые фиброцитами. На конечном этапе пролиферация приводит к отделению очага воспаления от нормальных тканей с помощью коллагена. Смотря на наличие такой структуры, можно установить диагноз пролиферация.
Что делать при выявлении пролиферации?
Где бы ни был выявлен процесс пролиферации, первое, что сделает квалифицированный специалист – это определит причину, только потом подберет необходимую терапию. Не существует однозначного метода лечения пролиферации, так как она не является самостоятельной патологией, а лишь служит спутником других болезней.
Для лечения пролиферации при воспалительных процессах назначается противовоспалительная терапия, дополняющаяся противовирусными и антибактериальными препаратами, оказывающими антипролиферативное действие.
Предраковый пролиферат с атипией на фоне фовеолярной дисплазии требует более серьезных мер лечения вплоть до удаления пораженной части органа или ткани. Пролиферация, протекающая на фоне карциномы, требует лечения по правилам онкологической терапии и не исключает удаления пораженного органа.
Пролиферация, которая свидетельствует о патологии, служит сигналом, призывающим к немедленному лечению. В связи с этим пациенты с диагностированной у них пролиферацией, находятся под надзором врача. Завершив лечение основного заболевания, следует провести дополнительное исследование (биопсию или цитологический анализ), которое позволит оценить насколько эффективно прошло лечение и определить есть ли риск образования в будущем злокачественной опухоли.
Под пролиферацией понимают процесс деления клеток, приводящий к увеличению объема ткани. Наиболее активно пролиферация происходит в эмбриональном периоде, когда клетки формирующегося зародыша непрерывно и интенсивно делятся. Этот процесс регулируется гормонами и биологически активными субстанциями, которые способны как усиливать ее (факторы роста), так и ослаблять.
Увидеть термин «пролиферация» в заключениях специалистов, многие тот час же пытаются найти значение этого слова, одновременно испытывая беспокойство по поводу возможного неблагополучия, однако паниковать не стоит: пролиферация – это еще не болезнь .
Клетки многих тканей нуждаются в постоянном обновлении, это естественный физиологический процесс, реализуемый посредством деления. Особенно выражено обновление клеток в коже, слизистых оболочках пищеварительного тракта, дыхательной системы, матки. То есть пролиферация в этих тканях – явление нормальное и необходимое.
С другой стороны, чрезмерное размножение клеток не может считаться нормой и приобретает патологические черты.
Наиболее часто пролиферация служит проявлением воспалительного процесса (гастрит, цервицит), повреждений (после операций, травм), опухоли. Усиление пролиферации лежит в основе разрастания тканей в новообразованиях, при гиперпластических процессах. Предраковые изменения, в том числе дисплазия, также сопровождаются повышенной пролиферацией клеток.
Если при воспалительных изменениях или травматических повреждениях пролиферация носит обычно преходящий характер и призвана восстановить ткань до нормы, то в случае опухолей она приобретает иное значение.
При новообразованиях пролиферация не только избыточна, но и безостановочна, клетки делятся непрерывно, приводя к появлению и росту опухоли. Предела такой пролиферации не существует, как нет предела и клеточному делению в опухоли.
Пролиферация нередко сопровождается атипией, то есть размножающиеся клетки обретают несвойственные им черты, изменяются внешне и функционально. Атипия говорит о возможной предраковой трансформации. Появление у клеток нехарактерных черт при усиленной пролиферации неудивительно: быстрое размножение создает условия для генетических мутаций, а клетки не успевают как следует созреть. В этом случае количество не означает качество, и в стремительно размножающемся клоне клеток рано или поздно появляются аномальные, мутировавшие элементы.
Факт высокой вероятности атипии при клеточной пролиферации делает этот процесс потенциально опасным, поэтому врачи относятся к нему настороженно. Если клетки изменили свой вид или свойства, можно говорить о и нужно срочно принимать меры по ликвидации патологического очага.
развитие рака – неконтролируемая пролиферация с атипией
В заключениях морфологов можно встретить указание на степень выраженности процессов пролиферации. Этот показатель довольно субъективен, ведь четких критериев, позволяющих отличить эти степени, не существует. Более того, в одних органах умеренная пролиферация может считаться нормой, в то время как в других даже слабое усиление клеточного деления вызывает беспокойство. В этой связи, пациентам не стоит слишком акцентироваться на степени, но если речь идет о патологической пролиферации, то понятно, что чем она сильнее, тем хуже.
Видео: о делении клеток и развитии рака
Пролиферация в гинекологии (эндометрия и шейки матки)
Пожалуй, наиболее часто с явлением пролиферации сталкиваются врачи акушеры-гинекологи. Деление клеток в женских половых органах очень активно происходит в норме и еще более интенсивно – при патологии. О наличии пролиферации говорится в заключении гистологического исследования слизистой оболочки тела матки или шеечного канала, фрагмента шейки, удаленного путем конизации.
На основании заключения гинеколог делает выводы о норме или патологии, а женщина, получающая результат на руки, стремится подробнее узнать о сути пролиферации. Не секрет, что многие специалисты не слишком разговорчивы и не пускаются в подробные объяснения смысла отдельных терминов, поэтому попробуем разобраться, что может означать пролиферация в матке и что с этим делать.
Матка в разных отделах имеет неодинаковое строение и различную выстилку. Так, шейка в наружной части покрыта многослойным плоским эпителием, цервикальный канал выстлан цилиндрическим, а слизистая тела органа (эндометрий) – сложно устроенная железистая ткань. На протяжении менструального цикла матка испытывает на себе колебания половых гормонов и готовится к потенциальной беременности, поэтому пролиферация – не только нормальный, но и жизненно необходимый механизм, обеспечивающий изменение эндометрия для комфортной имплантации.
Пролиферация многослойного плоского эпителия наружного отдела шейки матки имеет смысл только для обновления покровного слоя, поэтому в норме не должна быть слишком выражена. У беременных женщин вследствие гормональных перестроек обнаруживается умеренная пролиферация железистого эпителия шейки матки, что не считается патологией.
Усиление пролиферации эпителия может говорить о:
- Воспалительном процессе (цервицит);
- Травматическом повреждении (диагностическое выскабливание, аборты, удаление патологически измененных фрагментов шейки, разрывы при родах);
- Опухолевом росте ( , папилломы, дисплазия, ).
Таким образом, исходя из причинного фактора, условно в шейке матки выделяют пролиферацию воспалительную (цервицит), гиперпластическую (полипы, псевдоэрозии, опухоли) и посттравматическую (разрывы, рубцовые изменения).
трансформация здоровой ткани в опухолевую
Различного рода цервициты (бактериальные, вирусные, грибковые) неминуемо ведут к повреждению покровного эпителия, который, стремясь восстановить свою целостность, начинает активно пролиферировать. На фоне этого выражены и другие признаки воспаления – инфильтрация клетками воспалительного ряда (лейкоциты, лимфоциты, макрофаги), расширение сосудов микроциркуляторного русла, отек, поэтому причина повышенного размножения клеток обычно ясна.
Сходные изменения происходят при истинной эрозии, повреждениях шейки матки в родах, при абортах, внутриматочных манипуляциях. Пролиферация отражает регенерацию (восстановление) многослойного плоского эпителия и скорее физиологична.
Ускоренное деление клеток при указанных выше изменениях обычно не опасно, хотя и требует лечения с последующим контролем его эффективности. Если слизистая восстановилась, то поводов для беспокойства нет.
Совсем другое значение приобретает пролиферация эпителия с атипией . В многослойном плоском покровном эпителии атипия часто сопутствует поражению онкогенными типами папилломавируса, когда риск злокачественной трансформации очень высок, а также псевдоэрозии шейки матки, в народе именуемой просто эрозией.
Псевдоэрозия – это появление в наружной части шейки матки железистого эпителия, подобного тому, который в норме выстилает шеечный канал. Процесс носит дисгормональный характер, часто протекает на фоне вирусного поражения и цервицита. Пролиферация в псевдоэрозиях касается как плоского эпителия, который врастает в эти очаги, стремясь их «нейтрализовать», так и цилиндрического, составляющего собственно эрозионные железы.
Избыточная пролиферация железистого эпителия в структурах псевдоэрозий приводит к образованию сосочков, разветвлений и новых желез в толще шейки. Размножение клеток плоского эпителия, стремящегося заместить аномальные железистые комплексы, нередко сопровождается дисплазией, а значит, процесс стал на путь формирования рака.
Пролиферация с дисплазией в многослойном плоском эпителии – наиболее опасное сочетание.
Усиленное размножение клеток, нарушение их правильной ориентации в толще эпителиального пласта, появление ненормальных внешних черт – все это признаки дисплазии, основного предракового процесса шейки матки.
Цервикальный канал, ведущий внутрь матки, выстлан цилиндрическим эпителием, который тоже вполне способен к размножению. В норме пролиферация цилиндрического эпителия нужна для обновления клеток, но встречается и при патологии – воспаление, полипы шеечного канала, аденомы, карциномы.
Эндометрий – это внутренний слой тела матки, который имеет сложную организацию и непрерывно меняет свое строение на протяжении всего менструального цикла. В фазу десквамации (кровотечение) он отторгается, если беременность не наступила, а затем должен вновь образоваться и увеличиться в объеме. Так происходит постоянно. Понятно, что без пролиферации тут не обойтись, клетки должны активно делиться, восстанавливая слущенный при менструации эндометрий.
Пролиферация клеток эндометрия наиболее активно происходит в первую половину цикла, которую так и называют – фаза пролиферации. В этот период слизистая матки находится под действием эстрогенов, активно вырабатываемых в яичнике, пока там зреет очередная яйцеклетка.
Пролиферация в большей степени касается желез эндометрия, которые до овуляции должны максимально «удлинниться». В раннюю пролиферацию (5-7 день цикла) железы представлены узкими трубочками с темно окрашенными ядрами, но уже к 8-10 дню (средняя стадия фазы пролиферации) они начинают приобретать извитой вид, многочисленны митозы, что говорит об активном делении клеток. К 14 дню менструального цикла желез становится много, они извитые, ядра клеток находятся на разном уровне. К этому моменту пролиферация должна уступить место следующей фазе – секреции. Так происходит в норме.
При патологии выраженная пролиферация компонентов эндометрия отражает гиперпластические процессы и опухоли.
Гиперплазия эндометрия – не что иное, как пролиферация, которая вовремя не остановилась, перейдя в секреторную фазу созревания слизистой оболочки. Усиленное размножение клеток эндометрия приводит к появлению избыточного железистого компонента, кистозной трансформации и чревато атипией.
Выделают диффузную гиперплазию эндометрия, когда вся слизистая матки утолщена и не соответствует фазе цикла, и очаговую – полипы эндометрия. Полипы бывают пролиферативные, когда главным признаком становится деление железистого эпителия, и секреторные, больше характерные для второй фазы цикла.
Ключевым моментом в клинической оценке гиперплазии эндометрия становится наличие или отсутствие атипии (атипическая или неатипическая гиперплазия). Интенсивно делящиеся под действием гормонов клетки приобретают большую вероятность мутаций, поэтому атипия – вполне вероятное следствие пролиферации и гиперплазии.
При неатипической железистой гиперплазии пораженная ткань удаляется, а гинеколог решает вопрос о дополнительной консервативной терапии. Атипическая гиперплазия может потребовать более радикальных мер вплоть до удаления матки, хотя такие решения принимаются с учетом возраста, причин гиперплазии, репродуктивных планов женщины.
Таким образом, самостоятельного значения в качестве патологии пролиферация в матке не имеет, это не болезнь как таковая, она лишь отражает процессы, которые там происходят и может быть следствием как нормы, так и патологии. Отношение к пролиферации в матке определяется ее причинами и локализацией:
- В шейке без атипии на фоне воспаления, травм, эрозии – консервативное лечение;
- В шейке с атипией – удаление пораженного участка, консервативное лечение соответственно причине (гормоны, противомикробные препараты и т. д.);
- В эндометрии пролиферация в первую половину цикла – норма, нет поводов для беспокойства у пациентки репродуктивного возраста, в менопаузе любая пролиферация говорит о возобновлении роста эндометрия и требует пристального обследования (возможны гиперплазия, полип, рак);
- Пролиферация с гиперплазией – опасное явление, требующее выскабливания полости матки и гормонотерапии;
- Пролиферация с атипией – предраковое состояние, предполагающее удаление всего эндометрия или матки.
Опухолевая пролиферация означает увеличение объема ткани новообразования путем деления его клеток, часто – с атипией. Она не имеет самостоятельного значения, а лишь характеризует рост неоплазии, то есть, если есть опухоль, будет и пролиферация, а от ее выраженности зависит, как быстро вырастет неоплазия. Карциномы шейки матки, цервикального канала и всегда сопровождаются усиленной пролиферацией, которая заметна уже на стадии дисплазии.
Пролиферация в гастроэнтерологии
Пролиферация эпителия желудка происходит в норме и постоянно. Слизистая этого органа нуждается в регулярном обновлении, поэтому клетки активно делятся. В то же время, любое повреждение вызывает ускорение клеточного деления.
Основными причинами, вызывающими усиленную пролиферацию желудочного эпителия, считаются гастриты, язвы, полипы и опухоли. При остром гастрите на фоне выраженного воспалительного компонента в виде отека слизистой, слущивания поверхностного слоя, кровоизлияний обнаруживаются участки пролиферирующего покровно-ямочного эпителия, что отражает процесс регенерации слизистой оболочки.
Хронические гастриты , столь распространенные в наши дни во всех возрастных группах, тоже протекают с повышенной пролиферацией эпителия. Особенно явно этот процесс проявляется при гиперпластических формах заболевания, когда слизистая утолщается, возможны полиповидные разрастания.
Язва желудка
при обострении протекает с повреждением стенки органа, которое организм стремится устранить. Результат – пролиферация эпителия, четко выраженная в краях язвенного дефекта. С такой пролиферацией связывают гиперпластические полипы, нередко обнаруживаемые в краях язвы.
Особую опасность представляет предраковая пролиферация в стенке желудка , когда размножаться начинают темные вытянутые клетки из области шеек желудочных желез. Изначально этот процесс носит регенераторный характер, но так как дифференцировка клеток нарушена, то нормального восстановления слизистой не происходит. Вместо этого железы покрываются клетками с темными продолговатыми ядрами, располагающимися в их основании.
Предраковая пролиферация может иметь ограниченный или диффузный характер, но всегда обнаруживается в верхних отделах желез, при этом более глубокие слои остаются малоизмененными. Темные клетки диспластического эпителия не секретируют слизь и, соответственно, не выполняют свои прямые функции. Со временем, они вытесняют нормальную железистую выстилку, полностью ее замещая.
Следующим этапом такой пролиферации становится развитие , причем, это может быть небольшой участок одной железы. Злокачественная трансформация возникает в любой момент, но фоне имеющейся предраковой пролиферации и нормального строения других желез.
Молочная железа
Изменения молочной железы довольно распространены, в том числе, среди молодых девушек и женщин. Орган постоянно испытывает на себе действие половых гормонов, претерпевает характерные изменения на протяжении менструального цикла, при беременности и лактации, поэтому подвержен разного рода патологии. По статистике, до 60% женщин репродуктивного возраста имеют признаки мастопатии.
Мастопатию считают доброкачественным процессом, однако при ее наличии риск озлокачествления повышается в несколько раз. Пролиферативные варианты еще более опасны, они увеличивают вероятность рака в 25-30 раз.
Наличие или отсутствие пролиферации – важнейший признак при оценке разновидности мастопатии. Непролиферативные формы представлены очагами фиброзной ткани, кистозно измененными протоками, эпителий которых не пролиферирует и даже атрофичен. Риск злокачественной трансформации относительно мал.
Пролиферативная мастопатия
куда опаснее, ведь клетки протоков и долек железы активно делятся, создавая угрозу ракового перерождения. Чем больше таких очагов пролиферации в ткани железы и чем активнее идет размножение эпителиального компонента, тем вероятнее в будущем, поэтому все формы пролиферирующей мастопатии считают предраковыми состояниями.
По выраженности пролиферации выделяют несколько степеней мастопатии. При первой степени пролиферация не обнаруживается, при второй – она есть, но клетки не имеют признаком атипии, третья степень мастопатии проявляется активной пролиферацией клеток эпителия с атипией.
Таким образом, пролиферация клеток молочной железы – не только критерий формы мастопатии, но и показатель вероятности рака, поэтому избыточное деление эпителия всегда привлекает внимание специалистов. Диагностику этого изменения проводят путем цитологического исследования полученной при пункции ткани.
Что делать при наличии пролиферации?
При обнаружении пролиферации где бы то ни было, специалист первым делом определит ее причину, а затем составит план ведения пациента. Не существует определенного способа лечения для пролиферации как таковой, ведь это не самостоятельная патология, а отражение других заболеваний. Если усиленное деление вызвано воспалением, то врач назначит противовоспалительную терапию, при необходимости дополнив ее антибактериальными или противовирусными средствами.
Предраковая пролиферация с атипией на фоне дисплазии может потребовать более радикальных мер – иссечения пораженного участка. В случае пролиферации на фоне лечение производится по всем принципам онкологической помощи вплоть до удаления органа.
Любая пролиферация, свидетельствующая о патологии, служит тревожным сигналом, поэтому пациенты с такими изменениями всегда находятся в поле зрения врача. После лечения основного заболевания обычно производится контрольное цитологическое исследование или биопсия, позволяющие оценить эффективность терапии и риск опухолевой трансформации в будущем.
Автор выборочно отвечает на адекватные вопросы читателей в рамках своей компетенции и только в пределах ресурса ОнкоЛиб.ру. Очные консультации и помощь в организации лечения в данный момент, к сожалению, не оказываются.