Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

В нашем институте разработана модель роста опухоли в легком крыс после инфузии в подключичную вену взвеси клеток саркомы С-45 [7]. Данная модель была применена нами для исследования изменений гормонального статуса тканей гипоталамуса, гипофиза и надпочечников, вызванных влиянием злокачественных клеток у животных разного пола.

Состоянию при опухолевом росте системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники, учитывая важность секретируемых ими гормонов, которые, как известно, контролируют многие обменные процессы и общий гомеостаз организма, влияют на активность иммуннокомпетентных клеток и формирование защитных и адаптивных реакций, посвящено немало клинических и экспериментальных работ. Их результаты свидетельствуют как о важной роли продуцируемых железами гормонов в генезе и росте некоторых опухолей, так и о сопутствующих развитию неоплазий структурных и функциональных сбоях в данном нейроэндокринном звене, сопровождающихся нарушением процессов гормонообразования, изменением порога чувствительности тканей к регулирующим факторам и системного содержания гормонов [1, 4, 5, 6, 8]. При этом остается практически не изученным такой важный раздел взаимодействия опухоли с центральными и периферическими нейроэндокринными структурами, как изменения локального гормонального гомеостаза самих тканей гипоталамуса, гипофиза и надпочечников в аспекте их связи с гендерным статусом организма. В то же время динамическая оценка гормональной насыщенности эндокринных желез на фоне опухолевого роста у животных разного пола может дать более полное представление о роли гендерных различий как об одном из факторов, способных влиять на характер развития злокачественной патологии легких.

Целью работы было исследование гендерной зависимости изменений гормонального гомеостаза тканей гипоталамуса, гипофиза и надпочечников крыс в ранние сроки после трансплантации в легкое клеток саркомы С-45.

Материал и методы

Исследование проведено на половозрелых самках и самцах беспородных белых крыс массой 180-250 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария при естественном освещении и свободном доступе к воде и пище. Экспериментальная работа осуществлялась с соблюдением международных принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным.

В исследование были включены 30 самок и 30 самцов: по 10 интактных крыс обоего пола вошли в соответствующие контрольные группы, у остальных животных вызывали рост опухолей в легких путем введения в подключичную вену взвеси клеток саркомы С-45 [7]. Штамм саркомы С-45 был получен в лаборатории комбинированной терапии опухолей Института экспериментальной диагностики и терапии опухолей РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАН. У 6 самок и 6 самцов с трансплантированными злокачественными клетками определяли продолжительность жизни. Тканевой статус гормонов оценивали на 7-й и 14-й дни после введения опухолевой взвеси. Обоснованием для выбора данных сроков служили результаты гистологического анализа, не выявившие на данных этапах наличия в легких опухолевых узлов, что позволило рассматривать их в качестве ранних стадий развития неоплазий. При гистологическом исследовании легких естественно павших подопытных животных в них были обнаружены многочисленные опухолевые узлы.

В указанные дни от начала эксперимента у 28 животных обоего пола (по 7 на каждом этапе) исследовали локальный статус гормонов в гипоталамусе (рилизинг-факторы лютеинизирующего гормона - ЛГ-рф, соматотропного гормона - СТГ-рф, пролактина - Прл-рф и кортикотропина - КТ-рф), гипофизе (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, пролактин) и надпочечниках (АКТГ, кортизол, альдостерон, дегидроэпиандростерона сульфат - ДГЭАс, 17-гидроксипрогестерон - 17-ОНПрг, а также субстрат для синтеза кортикостероидов - холестерин). Исследование статуса гормонов в гипофизе проводилось в одной пробе, объединявшей железы, полученные от 7 животных.

Определение тканевых уровней перечисленных соединений осуществляли радиоиммунным методом (стандартные тест-наборы фирм Brahms - Германия и «Иммунотех» - Чехия с использованием анализатора «Ариан» - Россия) и методом иммуноферментного анализа (стандартные тест-наборы фирм «Ольвекс» - Россия, PeninsulaLaboratoriesInternational, Inc. - США и DBC - Канада с использованием анализатора «Tecan» - Австрия).

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью программной системы Statistica for Windows (версия 10.0). В таблицах и в тексте результаты представлены в виде М±m, где М - выборочное среднее, m - ошибка среднего. Достоверность различий показателей в сравниваемых группах оценивали по непараметрическому U критерию Манна-Уитни. Нулевая гипотеза отвергалась при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Исследование продолжительности жизни крыс с трансплантированными в легкое клетками саркомы С-45 выявило ее зависимость от пола животных - у самок она составила 49±10,7 дней, у самцов в среднем в 1,5 раза меньше - 32±3,9 дня.

При работе с эндокринными железами интактных животных было установлено, что содержание в них изучаемых соединений имело выраженные половые различия, причем не только в отношении гормонов, имеющих физиологически разный объем продукции у животных мужского и женского пола, но и в отношении гормонов с одинаковой, как правило, секрецией в том и другом случае. Для гипоталамуса самок крыс была характерна более высокая в сравнении с самцами насыщенность СТГ-рф, ЛГ-рф и КТ- РФ (соответственно в 2,0 раза, 3,8 и 8,5 раз) и сниженная (в 5,6 раза) концентрация Прл-рф (табл. 1).

Таблица 1

Содержание гормонов в ткани гипоталамуса крыс в разные сроки после трансплантации в легкое клеток саркомы С-45

Примечание: статистически достоверное отличие (р˂0,05-0,001) от показателя 1 - у интактных крыс, 2 - у крыс на 7-й день, 3 - на аналогичном этапе у самцов, 4 - у интактных самцов

У подопытных животных гендерные особенности проявились и в характере изменений гормонального гомеостаза гипоталамуса под влиянием введенных в легкое злокачественных клеток. В ткани железы самок на обоих этапах эксперимента обнаружены достоверно и в близкой степени сниженные относительно контроля уровни ЛГ-рф и ГР-рф и повышенные уровни КТ-рф и Прл-рф (на 7-й день) с продолжающимся резким (в 7,6 раза) накоплением последнего от 7-го к 14-у дню. В отличие от этого, у самцов насыщенность гипоталамуса Прл-рф снизилась к 7-му дню в 3,1 раза и оставалась сниженной на 14-й день, одновременно к 14-му дню снизились уровни повышенных при первом исследовании ЛГ-рф (в 12 раз относительно 7-го дня и в 4,1 раза в сравнении с контролем) и КТ-рф (до уровня контроля), а также содержание не измененного на 7-й день ГР-рф (в 1,8 раза).

Оценивая полученные результаты, необходимо отметить неоднозначность выявленных в гипоталамусе изменений тканевых уровней гормонов с развитием как стимулирующего, так и ингибирующего эффектов опухолевых клеток или отсутствие эффекта в отношении синтеза разных либеринов либо одного и того же на разных исследованных этапах. При этом у самок и самцов однотипными по направленности, хотя и различающимися по степени выраженности, были только реакции клеток железы, продуцирующих КТ-рф на 7-й день и ЛГ-рф и ГР-рф на 14-й день эксперимента.

Анализ данных по насыщенности гормонами гипофизарной ткани интактных крыс также выявил ее гендерную обусловленность, наиболее резко выраженную в отношении ТТГ, уровень которого у самок в 15,1 раза превышал их содержание у самцов, и наименее значительную в отношении уровня АКТГ, напротив, сниженного у самок в 1,4 раза (табл. 2).

Таблица 2

Содержание гормонов в ткани гипофиза (объединенной от 7 животных) в разные сроки после трансплантации в легкое клеток саркомы С-45

Семидневный контакт легких с опухолевыми клетками сопровождался у самок существенным в сравнении с контролем накоплением в гипофизе АКТГ (в 3,3 раза), но обеднением железы пролактином (в 3 раза), резким падением уровня ТТГ (в 11,1 раза) и истощением до следовых количеств тканевых уровней ФСГ и ЛГ. В противоположность этому у самцов на 7-й день эксперимента насыщенность гипофиза ТТГ не отличалась от показателя в контроле, а содержание АКТГ было снижено в 1,3 раза. В то же время уровни остальных гормонов, как и у самок, снижались, при этом обеднение гипофиза пролактином было менее выражено (в 3,9 раза) по сравнению с резкой потерей железой ЛГ и ФСГ (соответственно в 6,8 и 8,3 раза).

К 14-му дню у самок уменьшилось относительно первого этапа исследования содержание в гипофизе АКТГ (в 1,9 раза) и возросло содержание ФСГ (в 9,3 раза), но, как и на 7-й день, уровни обоих гормонов оставались соответственно выше и ниже нормы. При этом в еще большей степени в сравнении с интактным уровнем понизилась концентрация ТТГ (в 14,6 раза), в прежней степени оставались сниженными ЛГ и пролактин. У самцов продолжающееся воздействие опухолевых клеток, в отличие от самок, и на 14-й день практически не повлияло на содержание в гипофизе ТТГ, при этом тканевой статус ФСГ, ЛГ и пролактина на данном этапе, как и у самок, оставался ниже контрольного.

В отношении динамики гормонального гомеостаза гипофизарной ткани следует особо подчеркнуть, что у подопытных животных и на 7-й, и на 14-й день влияние злокачественных клеток однонаправленно проявилось у самок и самцов снижением, хотя и в разной степени, активности лакто- и гонадотрофов, но, в отличие от этого, значительными гендерными различиями в изменении активности тиротрофов с резко выраженным на обоих этапах эксперимента обеднением гипофизарной ткани самок гормоном при сохранении у самцов его интактного уровня.

В надпочечниках интактных крыс, как и в уже рассмотренных тканях, содержание гормонов (за исключением 17-ОНПрг) и холестерина также отличалось в зависимости от пола животных с умеренно более высокой концентрацией у самцов кортизола, холестерина и ДГЭАс (соответственно в 1,9 раза, 1,8 и в 1,3 раза), значительно (в 3,8 раза) повышенным у них уровнем АКТГ и более низким, чем у самок (в 1,9 раза), уровнем альдостерона (табл. 3). В связи с этим однонаправленное в обоих случаях понижающее влияние опухолевых клеток на содержание в надпочечниках АКТГ по степени выраженности проявилось неоднозначно у животных разного пола - было резко (в 8,8 раза) снижено у самцов и только в 1,6 раза у самок, что привело к достоверному выравниванию уровней АКТГ у животных обоего пола к 7-му дню. Однако к 14-му дню эксперимента содержание АКТГ в железе самок продолжало снижаться с падением уровня гормона в 4,4 раза относительно 7-го дня, в то время как у самцов оно оставалось на прежнем уровне.

В отличие от однонаправленного к 7-му дню снижения у крыс обоего пола насыщенности надпочечников АКТГ тканевой уровень кортизола у самок на данном этапе возрос в 1,5 раза и вернулся к норме на 14-й день, тогда как у самцов, напротив, первое исследование выявило резкое (в 11 раз) обеднение ткани железы гормоном с сохранением, несмотря на последующее двукратное повышение, его тканевой недостаточности и на 14-й день.

Гендерные различия в характере изменений гормонального статуса надпочечников под влиянием опухолевых клеток проявились и в динамике альдостерона, концентрация которого у самок была в одинаковой степени (в 1,3 раза) снижена и на 7-й, и на 14-й день, а у самцов, напротив, на 14-й день в 1,5 раза превышала показатель в контроле. В то же время продукция надпочечниками ДГЭАс и 17-ОНПрг изменялась однозначно у животных обоего пола - содержание ДГЭАс наиболее резко по сравнению с динамикой других гормонов было повышено на 7-й и 14-й дни (соответственно в 13,5 и в 12,6 раз у самок и в 16,5 и в 13,8 раз у самцов), а содержание 17-ОНПрг, напротив, снижалось, причем более значительно - у самок на 7-й день (соответственно в 13,3 и в 4,3 раза у самок и в 5,6 и в 4,0 раза у самцов).

Таблица 3

Содержание гормонов и холестерина в ткани надпочечников крыс в разные сроки после трансплантации в легкое клеток саркомы С-45

Примечание: статистически достоверное отличие (р˂0,05-0,001) от показателя 1 - у интактных крыс, 2 - у крыс на 7-й день, 3 - на аналогичном этапе у самцов, 4 - у интактных самцов

Воздействие злокачественных клеток на динамику содержания в надпочечниках холестерина, являющегося исходным субстратом для синтеза всех кортикостероидов, на 7-й день эксперимента проявилось полуторократным повышением его уровня у самок и аналогичным по степени, но противоположным по направленности изменением у самцов, что привело к нивелированию половых различий в насыщенности надпочечников холестерином, характерных для интактных животных, которое сохранялось и на 14-й день исследования.

Таким образом, обобщая в целом полученные результаты, можно заключить, что введенные в легкое крыс злокачественные клетки уже на этапах, предшествующих формированию и росту опухолевых узлов, вызвали в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковом звене нейроэндокринной системы многочисленные и часто очень резкие нарушения тканевого гормонального гомеостаза, имевшие в подавляющем большинстве случаев выраженные гендерные особенности как по направленности, так и по степени гормонального ответа на воздействие опухолевой взвеси. Исключением было отсутствие половых различий в направленности динамики уровней ФСГ, ЛГ и пролактина в гипофизе (снижение у самок и самцов), а также ДГЭАс (повышение у самок и самцов) и 17-гидроксипрогестерона (снижение у самок и самцов) в надпочечниках крыс.

Принимая во внимание полуторакратную разницу в продолжительности жизни самок и самцов, следует подчеркнуть наиболее отличающие самок особенности тканевого гормонального гомеостаза гипоталамо-гипофизарно-надпочечникового комплекса - более медленное течение опухолевого процесса у них сочеталось на 14-й день эксперимента с повышенным относительно интактного уровнем КТ-рф в гипоталамусе (при нормальном у самцов), резко сниженным содержанием ТТГ в гипофизе (при нормальном у самцов), отсутствием изменений в насыщенности ткани надпочечников кортизолом (при значительно сниженном у самцов) и противоположно направленной в сравнении с самцами динамикой Прл-рф в гипоталамусе и альдостерона в надпочечниках. Поскольку тканевой статус гормонов в рассмотренных эндокринных структурах связан с активностью гормонообразующих функций желез, выявленные его локальные нарушения могут свидетельствовать о гендерных различиях и в состоянии системного гормонального гомеостаза животных, что в таком случае расширит круг зависящих от пола событий, формирующихся под влиянием опухолевого роста, от тканевого уровня до уровня целого организма.

Дальнейшие исследования в данном направлении позволят оценить вклад гендерных особенностей как тканевого, так и системного гормонального гомеостаза животных в характер развития опухолевого процесса в легком на более поздних его стадиях.

Рецензенты:

Ващенко Л.Н., д.м.н., профессор, руководитель отдела опухолей кожи, костей, мягких тканей и молочной железы ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Ростов-на-Дону;

Геворкян Ю.А., д.м.н., профессор отделения абдоминальной онкологии № 2 ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Ростов-на-Дону.