Введение. Проблема ранней онкологической патологии, сформулированная Б.Е. Петерсоном [7], включает в себя не только изменения в органе, закономерно предшествующие появлению в нем злокачественной опухоли, но и другие изменения или особенности организма в целом. Речь идет о целом ряде состояний иммунной депрессии, генетических предпосылках, а также об изменениях гормонального профиля организма. На современном этапе развития онкологии нет достаточных знаний в отношении ранней онкологической патологии при онкологических заболеваниях. Колоректальный рак (КРР) в этом отношении не представляет исключения. Поэтому не являются достаточными мероприятия профилактической направленности, основанные на раннем распознавании опухолевой болезни в период до появления раковой опухоли. Большинство больных КРР поступают в лечебные учреждения с запущенными формами заболевания [18].

У человека, пожалуй, только врожденный полипоз толстого кишечника может быть с уверенностью отнесен к облигатному предраку [1, 4, 17], однако частота этой патологии не настолько велика, чтобы глобально решить проблему ранней диагностики колоректального рака или хотя бы значительно улучшить показатели его ранней диагностики. Что касается факультативных предраков толстой кишки, то, по нашему мнению, они в своем большинстве (полипы, аденомы и т.д.) могут оказаться побочным продуктом опухолевых превращений в кишечнике [17]. Справедливость этого предположения станет очевидной при точном установлении факта малигнизации на уровне стволовых ткань-комметированных клеток [12], т.е. предшественников камбиального клеточного резерва.

В 1980-х годах прошлого столетия японские исследователи сообщили о возникновении у человека карцином толстой кишки de novo [22, 23, 24]. К настоящему времени, по данным литературных источников, в среднем до 40% случаев (в диапазоне от 20% до 90%) колоректальный рак может формироваться из не полиповидных карцином de novo, то есть при отсутствии местных предопухолевых процессов в слизистой оболочке толстой кишки [4].

Поэтому в случаях возникновения КРР de novo приоритетным становится изучение общих особенностей организма и в первую очередь изучение закономерностей морфологических изменений нейроэндокринной системе на раннем этапе развития этой патологии, что может сыграть существенную роль в разработке эффективных способов ранней диагностики и лечения опухолевой болезни [14, 17, 19]. Именно морфологическим критериям как наиболее достоверным придается исключительно важное значение [6, 15, 17].

Цель исследования – поиск доказательств реальной диагностической значимости результатов морфологического изучения нейроэндокринной системы в предопухолевом периоде при становлении экспериментального рака толстой кишки.

Задачи исследования – изучить морфофункциональные особенности состояния нейросекреторной гипоталамо-гипофизарной системы и эндокринных желез в латентном периоде экспериментального канцерогенеза кишечника, вызванного 1,2-диметилгидразином.

Материалы и методы исследования. В эксперимент были включены беспородные крысы обоего пола с массой тела 120–150 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария на стандартном рационе.

Сущность эксперимента заключалась в моделировании у 81 крысы опухолевой болезни толстого кишечника путем еженедельных подкожных введений 1.2-диметилгидразина (ДМГ), однократная доза которого в пересчете на основание составляла 40 мг/кг. В другой группе крыс в количестве 69 канцерогенез вызывали аналогично описанному, но в дозе 21 мг/кг их массы. Животных убивали декапитацией с месячным интервалом на протяжении полугода. Контролем служил материал от 20 интактных крыс обоего пола.

Мы применили окраску всех эндокринных желез гематоксилином и эозином, по Маллори, по Браше, по Мак Манусу–Хочкиссу и альдегид-фуксином [3, 13]. Липиды выявляли черным суданом, холестерин – по Шульце, аскорбиновую кислоту – по Бакхусу [8].

Эндокринные железы взвешивали. В нейросекреторных ядрах гипоталамуса проводили количественный учет нейросекреторной субстанции по М.Н. Еськову [2]. В аденогипофизе подсчитывали содержание ацидофильных клеток и отдельных разновидностей базофилов. В надпочечниках измеряли ширину коркового вещества, проводили количественный учет содержания липидов, холестерина и аскорбиновой кислоты по ранее предложенному нами методу [16]. В вилочковой железе на единицу площади подсчитывали число эпителиальных клеток и тимоцитов. В щитовидной железе измеряли высоту фолликулярного эпителия и определяли соотношение разнокалиберных фолликулов, в околощитовидных железах - содержание темных и светлых клеток. В яичниках подсчитывали количество примордиальных, растущих, граафовых и атретических фолликулов, а также фолликулярных кист и желтых тел; в семенниках – число интерстициальных клеток. Измеряли панкреатические островки и подсчитывали в них количество А- и В-клеток. Проводили цито- и кариометрию в эндокринных железах и нейросекреторных ядрах гипоталамуса.

Количественные результаты исследования обработали разностным методом вариационной статистики [5]. Об изменениях тех или иных показателей мы будем говорить лишь в случаях достоверности их отличий от таковых интактных крыс при значениях p<0.05.

Результаты исследования. При изучении гистологических препаратов кишечника 150 крыс обоего пола, которым вводили ДМГ, установлено, что у всех крыс к 3 месяцу при дозе канцерогена 40 мг/кг массы тела и к 5 месяцу при дозе 21 мг/кг возник рак кишечника. Опухоли располагались в разных отделах толстого, значительно реже тонкого кишечника. Постоянно обнаруживались множественные опухоли с характерной локализацией в нисходящей толстой кишке на протяжении 4.0–4.5 см.

После того, как были изучены гистологические препараты кишечника, мы смогли констатировать, что у одних животных вообще отсутствовали опухоли в кишечнике. Больше того, у этих же крыс отсутствовали другие, неопухолевые изменения в кишечнике. Учитывая тот факт, что ДМГ в дальнейшем дает 100% выход раковых опухолей, мы эту группу животных из 32 самцов и 30 самок считаем находящуюся в латентном (предопухолевом) периоде канцерогенеза. Причем при дозе ДМГ 21 мг/кг в латентном периоде оказалось 12 самцов и 18 самок, а при дозе ДМГ 40 мг/кг – 20 самцов и 12 самок. Группа контроля состояла из 10 самцов и 10 самок.

Нами впервые установлено, что обязательной характеристикой организма, находящегося в латентном периоде опухолевой болезни кишечника, вызванной ДМГ, является комплекс эндокринных морфологических изменений.

Так, в нейросекреторной гипоталамо-гипофизарной системе нами выявлено угнетение нейросекреторного процесса в паравентрикулярном и супраоптическом ядрах с депонированием нейросекреторной субстанции в нейронах, нейросекреторных путях и нейрогипофизе при отсутствии изменений размеров нейронов и их ядер. Содержание нейросекреторной субстанции в нейронах паравентрикулярного ядра превышало контрольные показатели на 19.9%, а в супраоптическом ядре – более чем в 2 раза (табл. 1).

Таблица 1

Морфометрические показатели паравентрикулярного (ПВЯ) и супраоптического ядер (СОЯ) гипоталамуса при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 1

Morphometric indices of paraventricular and supraoptic nuclei of the hypothalamus in experimental colon cancer, M±m

Примечание: здесь и в последующих таблицах: * – разница с соответствующими показателями контроля статистически достоверна, р<0.05.

В аденогипофизе было изменено количественное соотношение секреторных клеток за счет уменьшения содержания хромофобных клеток (на 39.4%) и увеличения численности гонадотрофов и базофилоподобных клеток. У крыс обоего пола наблюдалась дистрофия тиреотрофов, в то время как со стороны ацидофильных клеток изменения не обнаруживалось.

Для гипофизов самцов было характерно возрастание числа гипертрофированных гонадотрофов, богатых ШИК-положительной грануляцией (в 2.7 раза). У самок гипертрофия фолликулостимулирующих гонадотрофов сопровождалась их выраженной дегрануляцией, в связи с этим содержание типичных базофильных клеток было уменьшено (в 3 раза), так как большая их часть приобретала черты базофилоподобных клеток. Лютеинизирующие гонадотрофы у самок подверглись атрофии (табл. 2).

Таблица 2

Морфометрические показатели гипофиза при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 2

Morphometric indices of the pituitary gland in experimental colon cancer, M±m

В коре надпочечников обнаруживались атрофические изменения в виде уменьшения их массы (на 15.6%), сужения коркового вещества (на 11.2%), уменьшения диаметра ядер секреторных клеток во всех зонах (на 12.3–15.0%). Происходило накопление липидов и холестерина в пучковой и сетчатой зоне (их становилось больше на 12.3–15.0%) (табл. 3), содержание аскорбиновой кислоты было сниженным в 2.2 раза.

Таблица 3

Морфометрические показатели коры надпочечников при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 3

Morphometric indices of the adrenal cortex in experimental colon cancer, M±m

В вилочковой железе выявлялись дистрофические изменения в эпителиальных клетках. В их цитоплазме определялась грубая белковая зернистость и сниженное содержание ШИК-положительных секреторных продуктов. Размеры клеток стали больше (на 18%), в них содержались пикноморфные ядра. Видимых изменений тимоцитов не обнаружено (табл. 4).

Таблица 4

Морфометрические показатели вилочковой железы при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 4

Morphometric indices of the thymus in experimental colon cancer, M±m

В щитовидной железе выявлялись атрофические изменения в виде уменьшения ее массы (на 35,7%), снижения высоты тиреоидного эпителия (на 47,5%), уменьшения диаметра его ядер (на 32.3%), увеличения численности крупных фолликулов (в 6.8 раза), заполненных густым коллоидом (табл. 5).

Таблица 5

Морфометрические показатели щитовидной железы при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 5

Morphometric indices of the thyroid gland in experimental colon cancer, M±m

В околощитовидных железах морфологических изменений выявить не удалось.

Величина панкреатических островков была уменьшена. А- и В-клетки были в состоянии атрофии, при этом размеры их ядер были уменьшены в среднем на 16.6% (табл.6).

Таблица 6

Морфометрические показатели панкреатических островков при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 6

Morphometric indices of pancreatic islets in experimental colon cancer, M±m

В яичниках выявлялась атрофические изменения со значительным уменьшением числа растущих фолликулов (1.8 раза), граафовых пузырьков (в 3 раза) и желтых тел (в 1.6 раза), возрастало количество атретических фолликулов (в 2.4 раза). Содержание примордиальных фолликулов не изменялось (табл. 7).

Таблица 7

Морфометрические показатели яичников и матки при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 7

Morphometric indices of the ovary and the uterus in experimental

colon cancer, M±m

Примечание: Приведены результаты подсчета количества фолликулов, фолликулярных кист и желтых тел в 10 срезах из срединной части яичников.

В семенниках отмечалась гибель сперматогенного эпителия, отек межканальцевой стромы, атрофические изменения интерстициальных клеток. Диаметр клеток Лейдига и их ядер был уменьшен на 24.2% и 30.6%, соответственно (табл. 8).

Таблица 8

Морфометрические показатели семенников при экспериментальном канцерогенезе кишечника, M±m

Table 8

Morphometric indices of the testis in experimental colon cancer, M±m

Примечание: Показатель количества клеток Лейдига есть частное от деления числа клеток Лейдига в срезе из срединной части семенника на число семенных канальцев в срезе.

Обсуждение полученных результатов. Полученные нами данные являются совершенно новыми. При этом было установлено, что морфологическая характеристика эндокринных сдвигов отличается постоянством на протяжении изученных сроков латентного периода и не зависит от примененных доз канцерогена. Следовательно, в латентном периоде канцерогенеза кишечника имеет место длительное поддержание на определенном уровне вновь создающегося гормонального статуса. Этот комплекс эндокринных изменений является отражением нового гормонального баланса организма, являющегося необходимым атрибутом становления опухолевого процесса. В связи с этим целесообразно расширить представления о предраке, включив в него не только местные процессы, закономерно ведущие к раку (если таковые будут обнаружены), но и общие изменения, в частности изменения нейроэндокринной системы организма, имеющие к возникновению рака непосредственное отношение [17, 20].

Полученные нами результаты, свидетельствующие об угнетении нейросекреции гипоталамуса, атрофических изменениях большинства периферических эндокринных желез с гипофункциональными параметрами их секреторной деятельности, указывают на то, что гормональные влияния, участвующие в регуляции процессов клеточного деления и дифференцировки, оказываются в значительной степени уменьшенными. По-видимому, общий эффект химического канцерогена и его метаболитов в виде возникновения раков толстой кишки обязан как непосредственному воздействию на энтероциты, так и их опосредованному эффекту, в частности, через изменение структуры и функции эндокринных желез. Именно поэтому комплекс эндокринных структурных изменений выступает в механизмах канцерогенеза как один из важных и необходимых компонентов в многозвеньевой реакции целостного организма, приводящей к развитию онкологической патологии.

В то же время своеобразие комплекса структурных изменений в латентном периоде канцерогенеза кишечника – факт исключительной научной важности, указывающий на принципиальную возможность диагностики предопухолевых состояний организма задолго до того, как появится раковая опухоль в кишечнике. Ведь анализируемые материалы демонстрируют наличие достоверных структурных изменений в эндокринных органах и нейросекреторной гипоталамо-гипофизарной системе в то время, когда результаты взаимодействия энтероцитов с канцерогенными агентами еще не получают морфологического выражения. Это тоже факт, установленный на уровне светового микроскопа [9, 10, 19] и подтвержденный в отношении отсутствия морфологических изменений в кишечнике на ультраструктурном уровне [10].

Следовательно, в морфологической характеристике канцерогенеза кишечника, формирующегося de novo, постоянным компонентом в латентном периоде является описанный нами комплекс структурных эндокринных изменений. Поэтому наши данные вносят совершенно новое конкретное морфологическое содержание в представления о предраке кишечника. Это заключение имеет принципиальное значение, ибо современный уровень знаний о патогенезе рака толстой кишки исчерпывается данными о морфогенезе возникшей опухоли, что находит свое отражение в локально ограниченных возможностях терапии таких онкологических больных. Вопрос же о коррекции гормонального статуса в латентном периоде с целью профилактики рака толстой кишки, к сожалению, еще не поставлен. Ведь у значительного количества больных колоректальный рак может формироваться de novo, то есть при отсутствии местных предопухолевых процессов в слизистой оболочке толстой кишки [12, 4, 22, 23, 24]. Профилактика таких случаев возможна лишь на основе знания общих изменений организма, в том числе касающихся систем регуляции. Именно в области изучения общих механизмов сделано еще очень мало [14].

Заключение. Впервые в латентном периоде экспериментального канцерогенеза кишечника, вызванного ДМГ, охарактеризован эндокринный компонент ранней онкологической патологии, представляющий собой комплекс морфологических изменений в нейросекреторной гипоталамо-гипофизарной системе и эндокринных железах с гипофункциональными параметрами их секреторной деятельности. Подтвержден морфогенетический механизм de novo для экспериментального рака кишечника при воздействии ДМГ.

Наши исследования показали, что морфологический субстрат опухолевой болезни кишечника уже в латентном периоде включает в себя выявленный нами комплекс структурных эндокринных изменений и что нейроэндокринная система принимает участие в самом становлении опухолевого процесса и в его дальнейшем прогрессировании. Полученные нами результаты могут явиться основой для разработки мероприятий по диагностике опухолевой болезни кишечника задолго до того, как появится в нем злокачественная опухоль.