Классификация механизмов защиты
В патологической физиологии выделяют три основные группы барьеров, препятствующих развитию новообразований. Каждая из них включается на определенном этапе взаимодействия организма с патогеном:
- Антиканцерогенные механизмы — первая линия обороны. Их главная задача — предотвратить взаимодействие канцерогена с генетическим аппаратом. Это достигается за счет создания препятствий для проникновения канцерогенов в организм, внутрь клетки и непосредственно в ядро, а также путем предотвращения их действия на геном.
- Антимутационные механизмы — вторая линия. Они направлены на защиту генома и репарацию ДНК, если канцероген все же достиг цели. Включают обнаружение, устранение онкогена и подавление его экспрессии.
- Антицеллюлярные механизмы — третья линия. Направлены на элиминацию (удаление) уже трансформированных клеток. Обеспечивают обнаружение опухолевой клетки, торможение ее роста и окончательное устранение.
Антиканцерогенная защита: химические факторы
Эта группа механизмов выполняет три основные функции: торможение или блокада проникновения канцерогенов в клетку и ядро, предотвращение их действия на геном, а также инактивация и элиминация канцерогенных агентов. Защита от химических канцерогенов реализуется следующими путями:
- Фагоцитоз: активное поглощение и последующее разрушение химических канцерогенов фагоцитирующими клетками.
- Иммунологическая инактивация: химические бластомогенные агенты выступают в роли гаптенов. Их инактивация происходит при помощи антител и Т-лимфоцитов, что в итоге приводит к деструкции и элиминации агентов из организма.
- Конкурентная блокада рецепторов: неканцерогенные метаболиты связываются с клеточными рецепторами. Это физически препятствует взаимодействию истинных канцерогенов с клеткой.
- Метаболическая инактивация: разрушение канцерогенов внутри клеток и в биологических жидкостях. Включает процессы окисления, восстановления, деметилирования. Важную роль играет физико-химическая инактивация, в частности глюкуронизация и сульфатирование.
- Удаление из организма: инактивированные вещества экскретируются с мочой, экскрементами, слюной, желчью и потом.
Защита от вирусов и радиации
Организм обладает специфическими барьерами против биологических (вирусы) и физических (радиация) факторов.
Защита от онкогенных вирусов препятствует их проникновению и репликации:
- Гуморальный ответ: под влиянием вирусных антигенов плазматические клетки вырабатывают антитела (Ig). Они взаимодействуют с вирусом, блокируя его контакт с мембранными рецепторами. Главный эффект — предотвращение трансфекции (проникновения нуклеиновой кислоты вируса в ядро) и последующей опухолевой трансформации.
- Действие интерферонов (ИФН): эти специфические белки тормозят или полностью блокируют внутриклеточную репликацию вирусов.
- Неспецифический клеточный цитолиз: обнаружение и разрушение вируссодержащих клеток. Осуществляется NK-клетками, цитотоксическими Т-лимфоцитами, мононуклеарными фагоцитами, дендритными клетками и астроцитами.
Антиоксидантная защита направлена на нейтрализацию продуктов радиолиза и свободнорадикального окисления:
- Улавливание свободных радикалов (кислорода, липидов). Фермент супероксиддисмутаза (СОД) катализирует реакцию радикалов кислорода с ионами водорода, образуя перекись водорода. Также действуют неферментные «гасители»: токоферолы и соединения глутатиона.
- Разрушение перекисей и гидроперекисей (органических и неорганических соединений, липидов, белков). Эту задачу выполняют эндогенные антиперекисные агенты: каталазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктаза.
Антимутационные и антицеллюлярные механизмы
Важно помнить: если антиканцерогенные механизмы оказываются неэффективными, происходит активация онкогенов, что ведет к опухолевому росту. В этом случае активируются внутренние резервы:
- Антимутационные механизмы: их главная цель — обеспечение обнаружения, устранения и/или подавления активности онкогенов. Реализация этой защиты происходит за счет участия онкосупрессоров (так называемых «антионкогенов») и активной работы ферментных систем репарации ДНК.
- Антицеллюлярные механизмы: если клетка все же мутировала, система переходит к элиминации трансформированных клеток. Механизмы направлены на точное обнаружение опухолевой клетки, торможение ее патологического роста и полное устранение из организма.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие существуют конкретные антицеллюлярные механизмы и факторы элиминации опухолевых клеток?
Антицеллюлярные механизмы противоопухолевой защиты направлены на обнаружение и элиминацию трансформированных клеток, а также на разрушение генотипически/фенотипически чужеродных клеток или торможение их роста.
Они классифицируются на:
- Неиммунные (неспецифические) — выполняют надзор за сохранением нормального клеточного состава и реализуются клетками с канцеролитическими свойствами и гуморальными факторами.
- Иммунные (специфические).
Элиминация опухолевых клеток осуществляется факторами системы иммунобиологического надзора. К факторам защиты относятся:
- клетки-киллеры;
- иммуноглобулины (Ig);
- фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α).
Интерфероны также обладают противоопухолевым действием: активируют NK-клетки, усиливают экспрессию MHC-I и презентацию опухолевого антигена Т-клеткам, подавляют пролиферацию опухолевых клеток, индуцируют дифференцировку клеток и оказывают антиангиогенное действие.
Какие гены относятся к классическим онкосупрессорам (антионкогенам)?
К классическим генам-супрессорам опухолевого роста (антионкогенам) относятся гены Rb и p53.
Их основная функция заключается в торможении пролиферации клеток и инициации апоптоза. Белок Rb контролирует клеточную пролиферацию, а его потеря ведет к развитию ретинобластомы. Белок p53 — фосфопротеин, синтез которого усиливается при повреждении ДНК, после чего он останавливает клеточный цикл для репарации.
Каковы молекулярные механизмы блокирования репликации вирусов интерферонами?
Интерфероны блокируют репликацию вирусов через внутриклеточные каскады, индуцируя синтез эффекторных белков:
- Индукция 2'5'-олигоаденилатсинтетазы — приводит к синтезу 2'5'-олигоаденилатов, активации эндорибонуклеазы (РНКазы L) и деградации вирусной РНК.
- Индукция протеинкиназы R (P1-киназы) — активируется двуспиральной РНК вирусов, фосфорилирует клеточные ферменты трансляции (фактор eIF2$\alpha$), ингибируя транскрипцию и трансляцию, что блокирует синтез вирусных белков.
- Индукция белка Mx — формирует резистентность клеток к инфицированию.
Правило трех «А» для противоопухолевой защиты: Антиканцерогенная (не пустить врага к ДНК), Антимутационная (исправить поломки в ДНК), Антицеллюлярная (уничтожить клетку, если ДНК сломана).
Вопросы с занятий и экзамена
Что произойдет, если антиканцерогенные механизмы окажутся неэффективными?
Произойдет активация онкогенов, что в конечном итоге приведет к неконтролируемому опухолевому росту, если не сработают следующие линии защиты.
Какую роль играют интерфероны в противоопухолевой защите?
Интерфероны — это белки, которые тормозят или полностью блокируют внутриклеточную репликацию онкогенных вирусов, предотвращая трансформацию клетки.
Как организм нейтрализует свободные радикалы при воздействии радиации?
Свободные радикалы улавливаются ферментами (например, супероксиддисмутазой) и неферментными факторами (токоферолами). Образовавшиеся перекиси затем разрушаются каталазой и глутатионпероксидазой.
Что ещё разобрать по теме
- Роль NK-клеток и цитотоксических Т-лимфоцитов в клеточном цитолизе.
- Механизмы репарации ДНК при повреждении канцерогенами.
- Функции и виды онкосупрессоров (антионкогенов).
- Процессы глюкуронизации и сульфатирования при метаболической инактивации.
Разберите тему целиком в курсе «Патофизиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Противоопухолевая защита организма» и ещё 4 913 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 133 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Глава 17. НОВООБРАЗОВАНИЯ»
Бесплатные видеоуроки: патофизиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.