Инвазия опухоли: механизмы и последствия

Каждый пациент на приёме у врача больше всего боится, что у него заподозрят или, что хуже, найдут новообразование. Однако мало кто знает о механизме развития опухоли и за счет чего конкретно данный диагноз является настолько страшным. В этой статье мы разберёмся, что именно делает онкологические заболевания такими опасными для жизни.

Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru

Строение тканей с точки зрения формирования опухолевого процесса

Чтобы разобраться в механизме образования и развития опухоли, необходимо иметь представление о принципе строения тканей в организме. Большинство эпителиальных тканей, независимо от места их расположения, имеют сходный план строения:

1. Базальная мембрана — это неклеточная структура, отграничивающая ткани друг от друга;
2. Ростковый слой — группа активно делящихся клеток, расположенных на базальной мембране, которые обеспечивают обновление ткани. Именно изменение генетического материала клеток росткового слоя влечёт за собой развития опухоли;
3. Слой созревающих клеток — клетки ростового слоя, которые постепенно продвигаются в верхние слои в процессе дифференцировки (приобретения формы и свойств, характерных для данной ткани);
4. Поверхностный слой — группа клеток, которая и обеспечивает выполнение тканью определённой функции.

Между ростковым и поверхностным могут располагаться дополнительные слои в зависимости от конкретного вида ткани. Но принцип строения всегда один и тот же: клетки, способные делиться, находятся на базальной мембране. В процессе созревания они перемещаются в верхние слои, утрачивая способность к делению и приобретая специфические свойства.

Доброкачественные и злокачественные опухоли: в чем разница?

Исходя из того, клетки какого слоя подверглись мутации, выделяют два типа неоплазий — доброкачественные и злокачественные. Их отличия заключаются в том, что первый тип формируется из высоко дифференцированных клеток созревающего слоя. При доброкачественных опухолях клетки не будут сильно отличаться от здоровых клеток данной ткани. Такая неоплазия считается неагрессивной и растет медленно, а также не даёт метастазы. Патогенное действие доброкачественного новообразования заключается главным образом в сдавлении окружающих её тканей. Иногда такие опухоли полностью или частично закрывают просвет какого-либо полого органа.

Злокачественные новообразования возникают из-за мутаций клеток низкодифференцированного росткового слоя. Опухолевый рост происходит стремительно, из-за чего новообразование нуждается в активном питании. Эта потребность удовлетворяется за счет собственных ресурсов организма: новообразование обкрадывает своего носителя. Именно злокачественные неоплазии принято называть «раком». К доброкачественным образованиям этот термин не относится. При злокачественных опухолях происходит инвазия раковых клеток. Если опухоль распространяется в окружающие ткани, то её называют инвазивной.

В процессе развития рака выделяют 4 стадии:

1. Стадия предопухоли. В этот период наблюдается изменение клеток росткового слоя: они могут увеличиваться в размерах и приобретать нетипичные формы.
2. Стадия неинвазивной опухоли. Ещё одно название этой стадии — «рак на месте» (или «рак in situ»). Клетки росткового слоя всё также созревают и продвигаются наверх, хотя теперь их структура и свойства изменены. Поэтому в стадии неинвазивной опухоли мы будем видеть изменения не только в самом глубоком слое.
3. Стадия инвазивного роста — прорастание через базальную мембрану.
4. Стадия метастазирования.

Что такое инвазия опухоли?

Данный термин происходит от латинского слова «invasio», что переводится как «нашествие» или «нападение». Инвазия — это процесс распространения раковых клеток посредством прорастания опухоли через базальную мембрану.

Инвазия обуславливает способность опухолей давать метастазы — вторичные очаги онкологического процесса вдали от материнской опухоли, возникшие из-за миграции раковых клеток. Обязательное условие метастазирования — наличие у опухоли собственной капиллярной сети. Она формируется, когда количество неопластических клеток достигает 103 (1–2 мм).

Этапы инвазии:

1. Разрыв межклеточных связей, соединяющих раковые клетки между собой;
2. Прикрепление клеток опухоли к базальной мембране;
3. Разрушение базальной мембраны лизирующими (расщепляющими) ферментами;
4. Миграция клеток в соседние ткани и органы.

Раковые клетки, находящиеся в процессе инвазии, более устойчивы к облучению и химиотерапии, чем стационарные. Во многом это связано с временной утратой мигрирующими клетками способности к делению. Также движущиеся опухолевые клетки проявляют повышенную активность антиапоптотических генов (гены, препятствующие запрограммированной смерти клетки — апоптозу). И, поскольку химиотерапевтические препараты направлены на стимуляцию апоптоза, их устойчивость к лечению возрастает.

Инвазивный рост опухоли не только способствует её распространению по всему организму, но и обеспечивает раковым клеткам интенсивное питание. Поэтому можно сказать, что инвазия является фактором «укоренения» новообразования.

Факторы, определяющие степень инвазивности опухоли

Чтобы злокачественная опухоль проросла сквозь базальную мембрану, необходимо наличие следующих факторов:

• Быстрое деление и давление. Механическое воздействие опухолевой массы на базальную мембрану способствует её разрушению и, как следствие, инвазии раковых клеток;
• Подвижность клеток. Клетки новообразования способны к миграции, причем их движение не является хаотичным. Они движутся в направлении большей концентрации кислорода, питательных веществ, а также в сторону более нейтрального показателя кислотности (рН);
• Межклеточные связи. Чем прочнее эти контакты, тем меньше шансов, что опухоль начнет инвазивный рост. У злокачественных клеток связи слабые, поэтому клетки легко отрываются от новообразования и попадают в кровоток или в лимфатическую систему;
• Действие лизосомальных ферментов. Злокачественная опухоль вырабатывает вещества, способные разрушать здоровые клетки и межклеточное вещество, что будет способствовать инвазии;
• Иммунная система человека. В организме существует собственная противоопухолевая защита, которую обеспечивает наш иммунитет. Её активность у каждого человека индивидуальна. Она зависит от генетической предрасположенности и состояния всего организма в конкретный момент. Так, при заболеваниях, сопровождающихся угнетением иммунной системы (например, при ВИЧ), пациенты могут погибать от онкологических заболеваний, возникших из-за отсутствия противоопухолевой активности.

Типы инвазии

Итак, инвазивность в медицине – это способность раковых клеток преодолевать базальную мембрану и вторгаться в окружающие ткани. Существуют разные виды инвазии. Например, выделяют групповую (коллективную) и индивидуальную миграцию клеток. В свою очередь, индивидуальная миграция бывает амебоидной и мезенхимальной (фибробластоподобной). При этом задействуются разные генетические и биохимические механизмы.

На рисунке представлены разные типы миграции раковых клеток. А – индивидуальная миграция амебоидным механизмом. Видно, что клетка ведет себя как амеба. Б – мезенхимальный тип миграции, когда клетка поляризуется, у нее обозначается передний и задний конец. В – групповая (коллективная) миграция.

Ниже мы поговорим о еще одной классификации – о том, что такое лимфоваскулярная инвазия и сосудистая инвазия.

Инвазия раковых клеток в сосуды

Вслед за прорастанием в базальную мембрану наступает интравазальная (внутрисосудистая) инвазия опухоли. Чаще раковые клетки мигрируют в артерии. Это связано с тем, что стенки артерий более упругие и эластичные, в то время как у вен они тонкие и легко спадаются в опухолях. Однако раковые клетки могут быть занесены в вены из лимфатических сосудов. Лимфоваскулярная инвазия – это явление, когда злокачественные клетки распространяются в кровеносное и лимфатическое русло.

Способствует интравазации также «неполноценность» сосудов, снабжающих злокачественное новообразование. Их базальная мембрана имеет щели, дефекты и истончения, что позволяет раковым клеткам с лёгкостью ее преодолеть. Такая структура обусловлена снижением продукции компонентов базальной мембраны или повышенной активностью разрушающих ее протеаз.

Периневральная инвазия

Иногда от врача-онколога можно услышать, например, такой термин, как «периневральная инвазия простаты». Встречается это состояние и при других онкологических заболеваниях, в частности, раке поджелудочной железы, толстой и прямой кишки, желудка, желчевыводящих путей, злокачественных опухолях головы и шеи.

Словосочетание «периневральная инвазия» означает, что опухолевые клетки прикрепляются к нерву, при этом они способны распространяться вдоль него в окружающие ткани. При периневральной инвазии повышается риск рецидива рака после лечения.

Циркуляция раковых клеток в системе кровотока и экстравазация

Когда происходит лимфоваскулярная инвазия, и опухолевая клетка попадает в кровоток, она покрывается фибрином и тромбоцитами, формируя микротромбоэмбол с опухолевой «сердцевиной». Не все они переживают движение в кровяном русле. Разрушение раковых клеток может быть обусловлено иммунными механизмами, а также турбулентностью кровяного потока и механическим повреждением во время циркуляции. Но около 80% деформированных клеток всё-таки сохраняют способность к размножению.

Экстарвазация представляет собой выход опухолевых клеток из сосудов для формирования метастатического очага. В этом процессе задействованы те же ферменты, что и в инвазии через базальную мембрану.

Резюме

Вот что следует знать об инвазии опухолей:

• Инвазия — это проникновение раковых клеток через базальную мембрану ткани, из которой развилась опухоль;
• Инвазия свойственна только злокачественным новообразованиям;
• В инвазии участвуют лизирующие ферменты, которые способны разрушать как неклеточные структуры, так и связи между здоровыми клетками (например, выстилка сосудов);
• Явление инвазии лежит в основе метастазирования;
• Инвазия бывает индивидуальной и групповой, и последняя чаще обуславливает появление метастазов;
• Самые распространенные виды инвазивных опухолей — рак шейки матки и рак молочной железы;
• Существует такое понятие, как лимфососудистая инвазия – это распространение опухолевых клеток в лимфатические и кровеносные сосуды.