STATUS OF TRYPSIN PROTEINASES AND KININ SYSTEM IN CANCER TISSUE AND POLYPS OF THE COLON

Full Text

Полипы - доброкачественные опухоли эпителиального происхождения, выступающие в просвет кишечника, образующие папиллярные и/или тубулярные структуры с различной степенью клеточной атипии. Почти все виды рака толстой, в том числе прямой, кишки развиваются из полипов. По данным разных авторов, озлокачествление полипов наблюдается до 56% случаев [1, 2]. Этиология полипов полностью не изучена, имеются лишь предположения о происхождении и механизмах образования полипов в пищеварительных органах. В настоящее время считается, что основным патогенетическим фактором появления полипов в кишечнике является хроническое воспаление слизистой оболочки [1, 2]. Частым видом нарушений обменных процессов при полипозе наряду со значительной анемией и гипопротеинемией являются изменения водно-электролитного обмена и кислотно-основного равновесия в сторону метаболического ацидоза и общей интоксикации. Отмечалось снижение свертывающей способности крови и повы- шение антитромбиновой активности [2]. При малиг-низации полипов отмечается повышение свертываемости крови за счет увеличения тромбопластиновой активности. Как известно, свертывающая система - одна из составляющих контактной системы, регулятором которой является калликреин-кининовая система (ККС). Ключевой кининобразующий фермент калликреин (Кк) является высокоспецифичным, его определение информативно в плане выяснения интенсивности кининообразования и влияния на остальные компоненты контактной системы [3]. Известно, что кинины в организме быстро инактивируются благодаря наличию кининразрушающих ферментов - кар-боксипептидаз, определение которых дает ценную информацию о процессах разрушения кининов. ККС и продукты ее метаболизма - кинины являются обязательными участниками всех воспалительных процессов. От метаболизма ККС практически всегда зависит направленность действия взаимосвязанных трипсиноподобных и других протеиназ, цитокинов, комплемента, фибринолиза и т. д. [3, 4]. Целью настоящего исследования явилось изучение состояния трипсиновых протеиназ и ККС в ткани злокачественных опухолей нижних отделов толстой кишки и полипов той же локализации. 6 КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Материал и методы Проведено изучение ткани злокачественных опухолей и полипов сигмовидной и прямой кишки у 57 больных, оперированных в отделении хирургии и ко-лопроктологии ростовской больницы № 6. Из указанного количества больных 28 были с диагнозом: злокачественная опухоль сигмовидной или прямой кишки (17 мужчин и 11 женщин, 46—70 лет, Т3К0-1М0-2), 29 имели диагноз: полипы сигмовидной или прямой кишки (15 мужчин и 14 женщин, 39—70 лет). Для определения показателей ККС хирургический материал опухоли, доставленный из операционной, разделялся: на тумо-розный очаг, перифокальную зону и условно здоровую ткань - линию резекции. Из хирургического материала удаленных полипов выделяли: собственно полип, его перифокальную зону и условно здоровую ткань (линию резекции). В образцах ткани опухоли и линии резекции исследована активность трипсиноподобных протеиназ (АТП); компонентов ККС: активность калликреина (К), содержание прекалликреина (ПК), активность карбокси-пептидазы N (КПК) [5]. С целью корректной интерпретации полученных абсолютных значений для каждого образца ткани вычисляли коэффициенты баланса взаимосвязанных компонентов ККС и АТП. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета компьютерных программ Statistica 6.0. Достоверность различий между количественными показателями вычисляли с помощью t- критерия Стьюдента. Результаты и обсуждение В данном сообщении представлены результаты исследования ткани туморозного очага злокачественной опухоли и головки полипов в сравнении с условно здоровой тканью - линией резекции соответствующего новообразования. В ткани опухоли АТП возрастала в 2,6 раза, активность Кк - на 71,1%, по отношению к ее линии резекции, КПЫ снижена в 2,1 раза (см. таблицу). Содержание ПК в туморозном очаге было ниже, чем в ткани линии резекции опухоли, на 12,8% (р = 0,05), что рассматривалось как четкая тенденция к снижению. Коэффициенты баланса АТП/Кк и Кк/КПЫ ткани опухоли были выше, чем в ее линии резекции, на 54,1% и в 4,7 раза соответственно, а ПК/Кк снижен в 2 раза. Настоящие результаты согласуются с данными, полученными ранее нами и другими исследователями, касательно активации и взаимодействия трипсиноподобных протеиназ и ККС ткани при формировании неоплазмы других локализаций [6—11]. Изучение ткани полипов (см. таблицу) показало, что АТП в головке полипа практически не отличалась от данных в условно здоровой ткани. Активность Кк там же оказалась достоверно повышенной на 17%, активность КПМ была увеличена на 91,6% относительно условно здоровой ткани. Содержание ПК достоверно возрастало в собственно полипе на 17,3% по отношению к его линии резекции. Результаты, полученные при исследовании образцов ткани, взятых при резекции полипов, свидетельствуют об иной степени активации трипсиноподобных протеиназ и ином типе активации ККС полипов, чем в образцах ткани, взятых при резекции злокачественной опухоли. Прежде всего различия обнаружены на уровне линии резекции стенки толстой кишки, т. е. в ткани условно здоровой. Установлено, что активность Кк в ткани линии резекции злокачественной опухоли толстой кишки была на 49% ниже, чем в аналогичном материале полипов (см. таблицу). Обращает на себя внимание и то, что содержание ПК в линии резекции злокачественной опухоли также оказалось на 33,1% ниже, чем в условно здоровой ткани полипов. Особенно важно, что активность КНЫ в «условно здоровой» ткани из линии резекции злокачественной опухоли была достоверно на 20% выше, чем в такой же ткани, полученной при резекции полипов. При этом не найдено достоверных отличий АТП в ткани линии резекции опухоли от таковой в условно здоровой ткани полипов. Приведенное сравнение содержания ПК в линии резекции злокачественной опухоли с таковым в условно здоровой ткани из линии резекции полипов и активности КПМ в тех же тканях позволяет констатировать истощение ККС ткани стенки толстой кишки, не связанной с опухолью непосредственно. Из этого следует, что указанная система активирована в течение длительного времени не только в самой опухоли, но и в ткани, считающейся условно здоровой, органа, пораженного злокачественным новообразованием. Молекулы всех тканевых Кк содержат факторы роста, поэтому участие калликреинов в регуляции пролиферации клеток и развитии опухолевого процесса несомненно [1, 12]. Длительная активация ПК при недостаточности кининразрушающего фермента ведет к накоплению в стенке толстой кишки больных вазоактив Кининовая система в ткани злокачественных опухолей и полипов толстой кишки Показатель, мкМ на Линия резекции Линия Опухоль: Ткань 1 г ткани опухоли резекции туморозный головки полипов очаг полипа АТП 142 ± 6,8 159 ± 9,4 373,0 ± 16,2* 155 ± 9,7** Кк 38,8 ± 2,0 57,8 ± 3,1*** 65,0 ± 3,1* 67,8 ± 3,8* (р < 0,05) ПК 95,4 ± 4,3 127 ± 6,4*** 84,4 ± 4,7* (р = 0,05> 149 ± 7,6* (р < 0,05) RÜN 3,0 ± 0,2 2,50 ± 0,2*** 1,13 ± 0,1*** 4,79 ± 0,3*,** Коэффициенты баланса взаимосвязанных показателей АТП/Кк 3,7 ± 0,2 2,8 ± 0,2*** 5,7 ± 0,3* 2,3 ± 0,1*, ** ПК/Кк 2,7 ± 0,2 2,6 ± 0,2 1,37 ± 0,1* 2,0 ± 0,1* Кк/mN 16,6 ± 0,9 26,7 ± 1,4*** 78,6 ± 3,7* 14,9 ± 0,9* Примечание. * — различия достоверны по отношению к соответствующей ткани линии резекции (р < 0,01), ** — различия достоверны по отношению к данным ткани опухоли (р < 0,01), *** — различия достоверны между образцами ткани линии резекции опухоли и аналогичной ткани полипов (р < 0,01). 7 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 4, 2013 ных пептидов и пролонгированию их биологического действия [3, 4]. Свободный брадикинин высвобождает гистамин из тучных клеток, стимулирует синтез и освобождение простагландинов, участвует в освобождении ряда интерлейкинов, способствует процессам репарации, обладает инсулиноподобным действием и т. д. [3]. Нарушения баланса в системе образования и распада ки-нинов, в течение их пострецепторных процессов могут вызывать изменения в образовании цитокинов, которые, модулируя соотношение внутриклеточных белков, белков-рецепторов, определяют восприимчивость к апопто-зу и могут приводить к нарушению процессов клеточной пролиферации и дифференцировки [13]. Известно, что в молекуле кининогенов имеются участки, представляющие собой неактивный фактор некроза опухоли, активирующийся после высвобождения кининов [3]. Обобщая результаты исследования злокачественной опухоли и полипов, можно резюмировать, что в исследованных участках полипов Кк активирован умеренно с небольшим, но достоверным увеличением содержания прекалликреина и уверенным ростом активности КПМ (см. таблицу). Благодаря этому биологическая активность образующихся свободных кининов в участках ткани, полученной при резекции полипа, постоянно контролировалась карбоксипептидазой, т. е. сохранялось физиологическое равновесие между образованием и разрушением кининов. Доказательством служат коэффициенты баланса взаимосвязанных компонентов ККС и АТП опухоли сравнительно с полипами, представленные в таблице. Соотношение активности группы трипсиноподобных протеиназ и Кк (АТП/Кк) в ткани линии резекции злокачественной опухоли выше на 32,1%, чем в условно здоровой ткани, окружающей полип. Из этого следует, что активация ПК и многих других проферментов трипсиновыми протеиназами при поражении злокачественным новообразованием, происходит в ткани толстой кишки, считающейся «условно здоровой», интенсивнее, чем в линии резекции полипа. Как доказательство можно привести следующие факты. Доля активного Кк в АТП ткани из линии резекции злокачественной опухоли составляла 27,3%, что на 33,3% ниже, чем в условно здоровой ткани полипов, где этот показатель составлял 36,4% от общей АТП. Следовательно, на остальные трипсиновые протеиназы в ткани из линии резекции злокачественной опухоли приходился более высокий процент активности, чем в условно здоровой ткани из линии резекции полипов. Активность Кк в обоих случаях была невысокой, но имела достоверные различия (см. таблицу). Нормальная АТП в головке полипа и ее соотношение с активностью важнейшей кининогеназы - Кк - сравнительно с тканью опухоли подтверждают доброкачественную природу исследованных полипов. Об этом говорят и в 2,8 раза менее выраженная активность Кк в собственно полипах при достаточном содержании ПК и достоверные различия между коэффициентами соотношения: ПК/Кк собственно полипов выше, чем в ткани злокачественной опухоли на 46% (см. таблицу), где синтез ПК заторможен. В туморозном очаге коэффициент АТП/Кк выше, чем в головке полипа в 2,5 раза. Доля активного Кк туморозного очага в АТП также в 2,5 раза ниже, чем в полипах, где повышена достоверно, но всего на 26,1% относительно линии резекции. Наконец, различия в активности КПМ опухолевой ткани и тканей полипов (см. таблицу) отразились и на коэффициентах ее баланса с Кк. Так, в туморозном очаге Кк/КПМ увеличен в 4,7 раза относительно линии резекции в связи с резко пониженной КП№ Напротив, Кк/КПМ снижен в собственно полипах на 79,2% также относительно их линии резекции за счет высокой КИЖ Таким образом, и в злокачественной опухоли и что важно в ее линии резекции равновесие АТП/Кк сдвинуто влево, что при истощении ККС в этих видах ткани свидетельствует о нарушении физиологического метаболизма. Это указывает на преобладающее участие в наблюдаемых метаболических изменениях активности таких ферментов, как трипсин, плазмин и его активаторы, эластаза, коллагеназа, некоторых компонентов комплемента, имеющих такую же природу, факторов роста и др. Перечисленные протеиназы принимают участие в разрыхлении межклеточного матрикса, деградации мембран, тем самым способствуя миграции клеток и прогрессированию злокачественного новообразования [4, 8, 9, 13, 14]. Сопоставление полученных данных позволило заключить, что состояние ККС и активности трипсиноподобных протеиназ в развивающихся злокачественных опухолях и полипах нижних отделов толстой кишки различно. Приведенный анализ доказывает, что главным различием статуса трипсиновых протеиназ и ККС в исследованных тканях при формировании злокачественной опухоли и тканях полипов являются степень активации и эффективность взаимодействия изученных компонентов. Выводы 1. Протеолитическая агрессия и истощение ККС в ткани линии резекции злокачественной опухоли указывают на то, что нельзя считать здоровой, даже условно, ткань, окружающую опухоль, по крайней мере в пределах пораженного органа. 2. Трипсиноподобные протеиназы и ККС полипов, а также окружающей их условно здоровой ткани из линии резекции сохраняют физиологический баланс, выполняя соответственно функции санации и адаптации, защищая окружающие ткани.

About the authors

O. I Kit

Rostov scientific and research institute of oncology

344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

Ye. M Frantsiyants

Rostov scientific and research institute of oncology

344037, Rostov-on-Don, Russian Federation

L. S Kozlova

Rostov scientific and research institute of oncology

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

A. L Terpugov

City hospital No. 6

344025, Rostov-on-Don, Russian Federation

References

Supplementary files