Level of certain serum hormones in experimental liver metastasis

Full Text

Метастазы в печени - очень распространенная онкологическая патология, которая возникает при раке разной локализации, но наиболее часто - при колоректальном раке [1, 2]. Опасность этого состояния в том, что к моменту диагностики резекция печени возможна только у 5-30 % пациентов [3, 4]. Исходя из сказанного, основной задачей, стоящей сейчас перед онкологами, является всестороннее и детальное изучение патогенеза метастазирования в печень с целью дальнейшей разработки способов профилактики и консервативного лечения этой патологии. Такие глобальные задачи можно решать, только применяя экспериментальные модели животных. За последнее время появился ряд работ, посвященных исследованию гормонального фона при метастазах в печени. Опыт показывает, что в этих процессах участвуют эстрогены, андрогены, пролактин и другие гормоны [5, 6]. Поскольку сыворотка крови является связующим звеном всех органов и систем организма, целью настоящего исследования явилось изучение динамики ряда гормонов в сыворотке крови крыс при воспроизведении метастатического процесса в печени в эксперименте. Материал и методы Эксперимент поставлен на 34 белых беспородных крысах-самцах массой 220-270 г. Модель экспериментального метастазирования в печень воспроизводили по следующей схеме. Предварительно за 3-4 нед до перевивки саркомы 45 (С-45) под кожу живота выводили селезенку. Затем путем интралие- нальной инъекции помещали опухолевые клетки в орган (0,1 мл взвеси С-45 в физиологическом растворе в разведении 1 ■ 106), где впоследствии развивался первичный опухолевый узел, метастазирующий в печень. 49 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 3, 2015 Таблица 1 Содержание стероидов в сыворотке крови крыс в динамике экспериментального метастатического процесса в печени Гормон Интактные Крысы с подкож- Уровень гормонов у крыс с метастазами в печени через крысы но выведенной селезенкой 1 нед 2 нед 5 нед АКТГ, пг/мл 8,64 ± 0,43 8,57 ± 1,17 8,61 ± 0,99 6,28 ± 0,69 7,86 ± 1,25 Кортикостерон, нг/мл 65,21 ± 5,87 65,87 ± 10,67 52,07 ± 14,25 25,01 ± 5,16*, ** 1 78,59 ± 9,154* Т ДГЭА, нмоль/мл 1,12 ± 0,22 0,58 ± 0,34 1,54 ± 0,164* Т ЛГ, МЕ/л 0,04 ± 0,05 0,32 ± 0,11* Т 0,19 ± 0,09* Т 0,08 ± 0,04 0,18 ± 0,05* Т ФСГ, МЕ/л 14,30 ± 3,95 14,66 ± 2,57 13,98 ± 1,31 9,19 ±1,13 2 74 ± 0 46* ** 3*, 4* 1 Прогестерон, нг/мл 21,83 ± 2,93 16,81 ± 3,22 14,81 ± 3,85 8,05 ± 1,67*, ** 1 17,35 ± 2,374* Т Пролактин, нг/мл 0,24 ± 0,05 2,14 ± 0,43* Т 1,37 ± 0,45* Т 0,54 ± 0,06*, ** *Т **1 1,07 ± 0,22*, **, 4* *Т **|4*Т Эстрадиол, нмоль/л 0,08 ± 0,00 0,21 ± 0,02* Т 0,16 ± 0,02* Т 0,20 ± 0,01* Т 0,13 ± 0,02**, 4* 1 Эстрон, пг/мл 8,84 ± 1,33 9,22 ± 0,28 25,85 ± 9,65 60,89 ± 0,29*- **• 3* Т 10,29 ± 3,174* 1 Тестостерон общий, нг/мл 1,19 ± 0,35 0,78 ± 0,11 1,61 ± 0,57 3,25 ± 1,46** Т 1,12 ± 0,18 Тестостерон свобо- 2,44 ± 1,22 0,09 ± 0,05 3,77 ± 1,13** Т 5,41 ± 3,18 1,85 ± 0,53** Т дый, нг/мл Примечание. Здесь и в табл. 2: * - достоверное отличие от интактных крыс; ** - достоверное отличие от крыс с подкожно выведенной селезенкой; 3* - достоверное отличие от крыс с метастазами в печени через 1 нед; 4* - достоверное отличие от крыс с метастазами в печени через 2 нед. 1-ю группу - контроль 1 (К1) - составили интактные самцы (n=7). 2-ю группу - контроль 2 (К2) - составили крысы с выведенной под кожу селезенкой не ранее чем через 3-4 нед после оперативного вмешательства (n=7). 3-ю группу - основную 1-ю группу (МТС 1) составили крысы через 1 нед после введения взвеси саркомы 45 (С-45) в селезенку (n=7). 4-ю группу - основную 2-ю группу (МТС 2) составили крысы через 2 нед после введения взвеси С-45 в селезенку (n=6). 5-ю группу - основную 3-ю группу (МТС 5) составили крысы через 5 нед после введения взвеси С-45 в селезенку (n=7). 1-я и 2-я недели нас интересовали как ранний этап, предшествующий «выходу» первичной опухоли в селезенке; 5-я неделя - этап появления метастатических очагов в печени. Крыс умерщвляли путем декапитации на гильотине. Кровь собирали без консерванта в пробирки, центрифугировали и выделяли сыворотку. В сыворотке определяли следующие гормоны: адренокор- тикотропный гормон (АКТГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), тиреотропный гормон (ТТГ), пролактин, прогестерон, свободные формы трийодтиронина (Т3св) и тироксина (Т4св), антитела к TPO, общий и свободный тестостерон, эстрон, эстрадиол, кортикостерон, дегидроэпиандростерон (ДГЭА) у крыс основных групп. ЛГ, ФСГ, пролактин, АКТГ определяли с помощью ИФА-наборов фирмы Biovendor, кортико- стерон - IDC, ТТГ - USCN для крыс. Прогестерон, тестостерон - с помощью наборов для иммуноферментного анализа фирмы Hema для людей. Т3св, Т4св, антитела к TPO исследовали методом радиоиммунологического анализа при помощи наборов фирмы Immunotech. Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи параметрического критерия Стьюдента на персональном компьютере посредством программы Statistica 10.0, а также непараметрического критерия Вилкоксонна - Манна- Уитни. Достоверными считали различия между двумя выборками при р<0.05. Результаты и обсуждение Выведение селезенки под кожу (К2). Через 3-4 нед после выведения селезенки под кожу компоненты первой стресс-реализующей гипоталамо-гипофи- зарно-надпочечниковой системы (ГГНС) находились в пределах нормальных величин, что, по всей видимости, свидетельствовало о процессах компенсации стресс-реакции на оперативное воздействие и наркоз (табл. 1). Составляющие второй стресс-реализующей гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы (ГГТС), напротив, были значительно отклонены от нормальных значений: ТТГ увеличивался в 1,7 раза, Т3св - в 1,8 раза, Т4св - в 1,2 раза (табл. 2). Полученные изменения указывали на «напряженное» состояние ГГТС, сопровождающееся усилением синтетических процессов в щитовидной железе. Кроме того, активировалась система, ответственная за синтез половых гормонов: в сыворотке крови увеличивалось содержание пролактина в 8,9 раза, ЛГ в 8 раз, эстрадиола в 2,6 раза (см. табл. 1). Метастазы печени МТС1. Через 1 нед от начала введения клеток С-45 в селезенку в сыворотке крови сохранялись нормальные концентрации гормонов первой стрес- сорной оси (ГГНС), в то время как концентрация гормонов тиреоидной оси несколько увеличивалась за счет роста в 1,2 раза содержания Т3св, на фоне нормализации уровня ТТГ (см. табл. 1,2). У крыс этой группы в процесс канцерогенеза, по всей видимости, вовлекались мужские половые гормоны. Так, концентрация свободного тестостерона в сыворотке крови самцов увеличивалась в 41,9 раза по сравнению с К2. Известно, что андрогены стимулируют TGF-a-опосредованный канцерогенез в печени [7]. Причиной роста тестостерона могла быть стимуляция его синтеза в клетках Лейдига ЛГ, содержание которого в крови было в 4,6 раза больше, чем у ин- 50 КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Таблица 2 Содержание тиреоидных гормонов в сыворотке крови крыс в динамике экспериментального метастатического процесса в печени Гормон Интактные крысы Крысы с подкожно выведенной селезенкой- Уровень гормонов у крыс с метастазами в печени через 1 нед 2 нед 5 нед ТТГ, мМЕ/л 0,06 ± 0,01 0,10 ± 0,02* Т 0,05 ± 0,01** 1 0,06 ± 0,02** 1 0,20 ± 0,04*, **, 3*, 4* Т Т3 св, пмоль/л 5,00 ± 0,59 8,81 ± 0,47* Т 10,97 ± 0,83*, ** Т 11,34 ± 1,25*, ** Т 8,96 ± 1,64 Т4 св, пмоль/л 17,39 ± 1,46 21,73 ± 1,31* Т 23,43 ± 0,81* Т 24,16 ± 1,04* Т 20,79 ± 2,76* Т Антитела к ТРО, МЕ/мл 20,81 ± 2,97 16,56 ± 0,67 13,24 ± 1,18 16,15 ± 0,44 24,46 ± 3,34**, 4* Т тактных животных (см. табл. 1). В сыворотке крови сохранялись высокие концентрации пролактина и эстрадиола - они были соответственно в 5,7 и 2,0 раза выше, чем у интактных животных (см. табл. 1). Значительное количество 17р-эстрадиола выявлено в плазме крови и у трансгенных самцов-мышей CD- 1MT42, имеющих высокую частоту возникновения спонтанной гепатоцеллюлярной карциномы [8]. МТС2. Через 2 нед метастатического роста в печени наряду с сохранением повышенной активности тиреоидной системы в процесс канцерогенеза вовлекалась ГГНС (см. табл. 1, 2). Происходило уменьшение концентрации кортикостерона в сыворотке крови: его уровень был в 2,6 раза ниже, чем у контрольных крыс (см. табл. 1). Этот процесс мог быть вызван изменением активности некоторых ферментов, участвующих в стероидогенезе, что приводило к накоплению одного гормона в ущерб другому. Известно, что прогестерон может являться предшественником и кортикостерона, и эстрона, уровень которого в этот период был в 2,4 раза выше, чем у крыс из МТС1. Сохранялось высокое содержание эстрадиола. Возрастала концентрция общего тестостерона. Его содержание в сыворотке было в 4,2 раза выше, чем у крыс с подкожно выведенной селезенкой. Уровни пролактина и прогестерона, напротив, снижались и становились соответственно в 4 и 2 раза ниже, чем у К2 (см. табл. 1). Увеличение концентрации эстрона и общего тестостерона на фоне сохранения высокого уровня эстрадиола и уменьшения содержания пролактина и прогестерона косвенно указывало на активный рост опухоли. Известно, что эстрогены относятся к числу важных стимуляторов роста не только репродуктивных, но и нерепродуктивных тканей организма и оправданно сохраняют ведущую роль модификаторов или инициаторов гормонального канцерогенеза [9]. Фактором, устраняющим стимулирующее влияние эстрогенов, считают прогестерон. При злокачественном росте эти механизмы считаются ведущими в системе многофакторной регуляции пролиферативной активности клеток органов репродуктивной системы [10]. МТС5. Через 5 нед воссоздания метастатического процесса в печени на фоне снижения общей массы тела животных происходили рост первичного опухолевого узла в селезенке и изменение окраски ткани печени, предшествующие появлению метастатических узлов. Выход опухолей сопровождался активацией ГГНС, о чем свидетельствовало увеличение концентраций кортикостерона и ДГЭА в сыворотке крови соответственно в 3,1 и 2,7 раза по сравнению с МТС2 (см. табл. 1). Тиреоидная система в этот период работала на пределе своих возможностей. Ее повторная активация приводила к напряжению щитовидной железы с возможным аутоиммунным повреждением органа. Отмечалось увеличение уровня ТТГ, его содержание было в 3,3 раза больше, чем у крыс из МТС2. Т4св оставался высоким. Увеличивался уровень антител: их содержание было в 1,5 раза больше, чем у крыс из группы МТС2 (см. табл. 2). Вновь возрастала концентрация ЛГ, она становилась в 4,5 раза выше, чем у интактного контроля. Резко снижалось содержание ФСГ. Его величина была ниже, чем в К1, К2, МТС1 и МТС2 соответственно в 5,2, в 5,4, в 5,1 и в 3,4 раза (см. табл. 1). Концентрации эстрадиола и эстрона резко уменьшались и достигали интакных значений. В 20,5 раза увеличивался по сравнению с крысами с подкожно выведенной селезенкой уровень свободного тестостерона. Прогестерон восстанавливался до исходных цифр. Пролактин вновь возрастал до значений у крыс МТС1 (см. табл. 1). Известно, что уровень пролактина увеличивается в сыворотке крови у больных со злокачественными поражениями печени [11]. Таким образом, патогенетическими моментами метастазирования злокачественной опухоли в печень являлись: 1) смена гипертиреоза, развивающегося на ранних этапах метастазирования (рост Т3св, Т4св и снижение ТТГ), на латентный гипотиреоз, возникающий через 5 нед канцерогенеза (снижение Т3св, увеличение ТТГ), вследствие аутоиммунного тиреоидита (рост антител); 2) увеличение содержания прогестерона, ЛГ и пролактина через 5 нед ме- тастазирования в печень после их предварительного снижения через 2 нед; 3) активация метаболизма половых гормонов: через 1 нед увеличение уровня свободного тестостерона, через 2 нед - эстрона и общего тестостерона с уменьшением уровня эстрогенов через 5 нед канцерогенеза; 4) активация надпочечников с ростом в сыворотке крови концентрации как стресс-реализующего гормона кортикостерона, так и его антагониста ДГЭА.

About the authors

E. M Frantsiyants

Rostov Cancer Research Institute

344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

Irina V. Kaplieva

Rostov Cancer Research Institute

Email: super.gormon@yandex.ru
MD, PhD 344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

L. K Trepitaki

Rostov Cancer Research Institute

344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

N. D Cheryarina

Rostov Cancer Research Institute

344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

References

Supplementary files