Тайны возникновения злокачественных опухолей

Тайны возникновения злокачественных опухолей

Злокачественные опухоли — очень древнее заболевание. Об этом свидетельствуют находки палеонтологов[22](у животных, живших многие тысячи и миллионы лет назад, находили следы различных опухолей). В папирусах Эберса и в сочинениях величайшего врача древности Гиппократа сохранились даже описания методов лечения некоторых опухолей. Опухолевые изменения в костях и тканях сохранившихся египетских мумий человека тщательно изучены и описаны современными специалистами.

Проблема возникновения злокачественных опухолей, широко известных под страшным названием — рак, до сих пор предмет настойчивых изысканий ученых. Если для нормальных клеток органов и тканей закономерностью является организованное, системное развитие и размножение с сохранением специфических функций, важных для нормальной жизнедеятельности организма, то раковая клетка резко изменяет свои формы и функции. С помощью микроскопа специалисты легко отличают строение нормальной клетки от раковой.

На этом построен один из методов распознавания рака, когда врачи берут кусочки опухоли, а гистологи[23]делают микроскопические препараты, окрашивают их различными красками и дают точное заключение. Часто это делается во время операции, когда хирургу надо немедленно выяснить природу опухоли: злокачественная или доброкачественная.

Для опухолевых (раковых) клеток присущи характерные особенности. Раковая опухоль состоит из множества злокачественных клеток, которые размножаются беспорядочно, иногда очень быстро разрушая нормальную ткань. Следовательно, раковые клетки не только анархичны в своем поведении, но и очень агрессивны. Злокачественные опухоли, например, при раке желудка, отторгаясь, могут быть занесены в печень или другие органы, вызывая их поражение и перерождение (это получило название метастазов)^[24]. Здесь снова начинается тот же процесс беспорядочного и безудержного развития, образование опухоли и необратимые изменения.

Когда же, на каком этапе жизни клеток происходят эти столь трагические изменения? Под влиянием чего в организме вдруг начинается бурный, неуправляемый рост клеток в различных органах и тканях, приводящий к образованию злокачественных опухолей? Как предупреждать его и успешно лечить больного? Эти и многие другие вопросы ждут своего разрешения. Ими занимаются биологи, медики, генетики, химики, биохимики, физики, ботаники, зоологи, представители ряда других наук и даже техники.

Опухоли широко встречаются в природе среди растений, низших беспозвоночных животных, холоднокровных и теплокровных животных, у человека. Опухоли бывают доброкачественные и злокачественные, поражают они самые разнообразные органы и ткани. Можно сказать, что у человека встречаются опухоли всех органов и тканей. Живые существа или вещества вызывают рак?

Когда были открыты микробы — возбудители многочисленных инфекционных заболеваний, естественным было предположить существование каких-то микробов, вызывающих рак. Начались их поиски. И действительно, в опухолях стали находить разнообразные микробы.

Каждая находка была сенсацией, казалось, причина рака найдена, но суровая проверка не подтверждала этих открытий. Оказалось, что в опухолях, особенно подвергающихся распаду, всегда находят много случайных микробов, чаще всего попадающих в пораженную ткань извне.

Огромный интерес вызвали исследования, позволившие перевивать опухоли с помощью вытяжек из них, профильтрованных через бактериальные фильтры, т. е. бесклеточных фильтратов. Вспомнили об открытии Д. И. Ивановским фильтрующихся вирусов. Возникла мысль о возможном наличии в фильтратах опухолей особых вирусов, проходивших через бактериальные фильтры. Не являются ли вирусы возбудителями опухолей? Интересной, поистине гениальной является мысль, которую на заре вирусологии, еще в 1909 г., высказал И. И. Мечникова в статье «Международное совещание в Париже по вопросу о раке».

Великий ученый писал: «По крайней мере, одна из причин злокачественных опухолей приходит извне, падая на почву организма, особенно благоприятную для их развития. Отсюда является вероятность, что существует какое-то заразное начало этих опухолей, которое, подобно заразам инфекционных болезней, состоит из мельчайших организмов, попадающих в наше тело извне, из внешнего мира… Покамест приходится мириться с тем, что микроб рака принадлежит к числу таких заразных начал, которые не могут быть обнаружены даже сильнейшими увеличениями лучших микроскопов… Для образования злокачественных опухолей нужно сочетание нескольких факторов, из которых один приходит извне, тогда как другие заложены в самом организме». Еще раз и более определенно по этому же вопросу ученый высказался в своей речи на празднестве в честь Дарвина в Кембридже в 1909 г. «Весьма вероятно, таким образом, — говорил И. И. Мечников, — что раковые заболевания человека также обязаны своим происхождением какому-нибудь вирусу, который усердно ищут, но еще не обнаружили».

Итак, возможность перевивать опухоли с помощью фильтратов, не содержащих ни микробов, ни раковых клеток, позволила предположить, что виновниками возникновения рака являются вирусы. Только они могут пройти через бактериальные фильтры, не пропускающие даже самые маленькие бактерии. Но как с этим связать другие факты, ставшие известными за много лет до возникновения таких взглядов. Так, например, ученые уже описали «рак трубочистов». Это заболевание возникало у трубочистов, которым приходилось залезать в печные трубы, идущие из каминов, и чистить их. Тяжелые профессиональные условия этого труда вызывали раздражения кожи. В образовавшиеся ссадины и трещинки проникала сажа, смолы и другие химические продукты, остающиеся после неполного сгорания топлива. В результате таких постоянных раздражений кожи и влияния определенных химических веществ возникали бородавчатые разрастания на коже, нередко переходящие в рак кожи.

Так стало известно о влиянии химических веществ, в частности каменноугольной смолы, на возникновение рака. Ученые перешли к экспериментам на животных. Только опыты могли пролить свет на природу этого процесса. Во всем мире стали изучать на животных действие каменноугольной смолы и ее роль в возникновении рака кожи. Это доказали японские ученые К. Ямагива и К. Исикава в опытах на кроликах. Многократно смазывая уши кроликов каменноугольной смолой, они вызывали рак. Это было важным этапом в экспериментальном изучении рака, но как обычно бывает в науке, одно открытие вызывает как бы «цепную реакцию» новых поисков. Что же заключено в каменноугольной смоле? В этом сложном продукте перегонки каменного угля находятся различные химические вещества. Какое же из них опасно и чем? Началась содружественная работа онкологов и химиков, которая привела к открытию так называемых канцерогенных веществ, способствующих возникновению рака. Вначале им оказался углеводород 3,4-бензпирен, а в дальнейшем были выявлены и другие.

Во внешней среде, в частности в воздухе, при неполном сгорании топлива могут находиться бензпирены в концентрации, опасной для человека. Из этих экспериментальных наблюдений целесообразно было сделать вывод об охране атмосферного воздуха и устранении из него канцерогенных веществ, продуктов неполного сгорания не только топлива в печах, но и в различных двигателях.

Помимо рака кожи трубочистов, рак кожи встречался и у лиц, работавших на сухой перегонке каменного угля, рак мочевого пузыря и мочевыводящих путей как одно из профессиональных заболеваний у людей, работающих в отдельных отраслях анилино-красочной промышленности. Так, помимо бензпиренов, были открыты новые канцерогенные бензантрацены, бензфенантрены и многие другие химические вещества, ряд органических соединений, неорганических солей и т. д. Общим для всех этих многочисленных, но различных по своему химическому составу, веществ является способность при поступлении их извне в организм вызывать или влиять на возникновение ряда злокачественных опухолей. К этому следует добавить, что статистика с большой убедительностью свидетельствует о том, что раком легких чаще болеют курильщики — мужчины и женщины. Известны случаи заболевания у работниц, наносивших люминесцентные красители на стрелки часов и различные светящиеся приборы с помощью кисточек. Для «удобства» кисточки смачивались слюной, их просто облизывали. Только выяснение таких деталей позволило понять заболевания раком у работниц этой отрасли промышленности и найти методы предупреждения заболевания.

Все эти открытия оказались очень важными. Но в механизме действия канцерогенных веществ многое еще оказалось неясным. Ученых интересовал вопрос, не возникнут ли опухоли, если вводить канцерогенные вещества естественным путем, т. е. с пищей через желудочно-кишечный тракт, либо с воздухом через дыхательные пути. И действительно, некоторые жиры, подвергшиеся воздействию высокой температуры, вызывали у лабораторных животных опухоли желудка, кишечника, печени. Заставляя мышей вдыхать воздух с копотью из дымовых труб или дегтевую пыль, получали у животных опухоли в легких. Большой интерес вызвали опыты известного советского ученого Л. М. Шабада, который впервые доказал, что экстракт печени человека, умершего от рака, будучи введен под кожу мышам, вызывал у них опухоли.

Так был сделан вывод и о том, что в теле человека могут образовываться вещества, вызывающие рак, т. е. канцерогенные вещества. На основании многочисленных фактов Л. М. Шабад выдвинул теорию, что канцерогенные вещества, образуясь в организме, могут стать причиной возникновения злокачественных опухолей. А как с этим связать возникновение «рака рентгенологов»? Появились наблюдения, что у ученых, врачей-рентгенологов и рентгенотехников, много лет проработавших с лучами Рентгена, не применявших мер защиты от этих лучей, возникал также рак кожи. Были разработаны меры защиты от рентгеновых лучей, и профессиональное заболевание прекратилось. Помимо этого, в экспериментах на крысах с длительным облучением ультрафиолетовыми лучами участков кожи, менее защищенной шерстью, например ушей, также был получен рак кожи. В Японии в районах Хиросимы и Нагасаки после того, как американцы сбросили там атомные бомбы, участились заболевания лейкозами (рак кроветворной ткани). Известный советский онколог академик АМН СССР Н. Н. Петров со своими сотрудниками Поставил интересный опыт на обезьянах. В их кости ученые вводили маленькие ампулки, в которых находилось несколько миллионных долей грамма радия. Через несколько лет у обезьян вокруг ампулы под влиянием лучей радия развивался рак (саркома костей).

Академик АН УССР Р. Е. Кавецкий и Н. М. Туркевич доказали чрезвычайно важные взаимоотношения между вирусными и гормональными факторами, влияющими на возникновение рака молочных желез у мышей. Это значит, что нарушения гормональной деятельности организма, по-видимому, могут способствовать активизации опухолеродных вирусов и развитию опухолей.

Итак, опухоли могут возникнуть в результате попадания различных канцерогенных веществ в организм извне, могут образовываться в силу ряда причин в самом организме, а также под влиянием различных лучевых воздействий. Но как они действуют? Прямо, непосредственно, являясь причиной злокачественных опухолей, либо они создают предраковое состояние, активизируя другие факторы, в частности вирусы?

Выдающийся советский исследователь Л. А. Зильбер считает, что канцерогенные вещества, не являясь действительной причиной самого превращения нормальной клетки в опухолевую, создают те условия, при которых это превращение становится возможным. Академик АН УССР Р. Е. Кавецкий с сотрудниками указывает: «Можно допустить, что оба фактора (канцерогенные вещества и вирусы) играют роль в возникновении рака, причем канцерогенные вещества подготовляют клетки к проникновению в них вируса. Окончательное разрешение этой проблемы связано с общими успехами изучения природы вирусов, а также с использованием для изучения опухолеродных вирусов современный методов исследования: электронного микроскопа, дающего увеличение до 100 000 раз, ультрацентрифуг, выделение вирусов, новых иммунобиологических методов исследования и др.».

Среди гипотез и фактов нельзя не остановить свое внимание на новом интересном наблюдении. Речь идет об афлатоксине.

Термин «афлатоксины» появился сравнительно недавно. Если часть этого термина (токсины) не нуждается в пояснении, то «афла» требует расшифровки. Произошло оно от названия микроскопических плесневых грибов Аспергиллюс флавус («флавус» — по-латыни желтый). Соединим первую букву (А) первого слова и три буквы (фла) второго и получим — афла, прибавим — токсины. Это и будут яды желтого грибка аспергилла — афлатоксины.

В микробиологии давно и хорошо известна группа пигментных (цветных) микробов. Каких только цветов не бывают микробные пигменты — и красные, и зеленые, и черные, и синие, и фиолетовые, и желтые, и оранжевые. Из почвы была даже выделена плесень Пенициллиум мультиколор (в переводе — многоцветная), вырабатывающая пигменты красного, фиолетового, розового, желтого, оранжевого и темно-коричневого цвета. Такая особенность этой плесени зависит от реакции среды. Меняется реакция, например из кислой в щелочную, меняется и цвет пигмента. Иногда пигментообразование позволяет микробиологам отличать микробы друг от друга. Так, среди гноеродных микробов-стафилококков имеются различные по цвету: золотистые, лимонно-желтые, белые и др.

Интересуются пигментообразованием и хирурги. Они нередко замечают, что повязка или гной раны вдруг начинают зеленеть. Это крайне неприятно, ибо указывает, что в рану попали бактерии сине-зеленого гноя и надо их устранять. Лечение больного или раненого затрудняется. Среди сарцин, обычно встречающихся в воздухе, различаются ярко-желтые, оранжевые, розовые и др.

Печальную известность приобрел цветной микроб — Бактериум продигиозум. Это совершенно безвредный микроб, встречающийся в воздухе. Он обладает интересной особенностью вырабатывать пигмент ярко-красного цвета. Попадая на пищевые продукты, особенно крахмалистые, находящиеся в сырых помещениях, Бактериум продигиозум сильно размножается и окрашивает продукт в кроваво-красный цвет. Так, в давние времена возникали суеверные представления о «кровоточащем хлебе», «кровавых пятнах». Появление их на хлебе считали «знамением небес», ждали разных несчастий и бед, искали виновных. Эти суеверия когда-то стоили жизни многим тысячам безвинных людей. Инквизиция обвиняла их в колдовстве и «во славу божию» убивала, мучила, сжигала на кострах.

В настоящее время любой школьник, работающий в кружке юных микробиологов, может воспроизвести это «чудо» и, кроме того, получить культуры многих других микробов, вырабатывающих пигменты самых разнообразных цветов.

Разоблачая такого рода «чудеса», наука выяснила, что красящие вещества — пигменты микробов — могут быть даже полезными при лечении различных инфекционных болезней.

Так, еще в конце XIX в. сотрудник Военно-медицинской академии Н. П. Тишуткин доказал возможность использования Бактериум продигиозум для лечения парши[25]. Профессор Б. И. Курочкин, много лет изучавший Бактериум продигиозум, успешно лечил гноящиеся раны.

В СССР и в других странах мира найдены и изучены самые разнообразные микробы, вырабатывающие различные пигменты, которые обладают замечательным свойством губительно действовать на многие болезнетворные микробы, вызывающие заболевания у человека и животных. Профессор Н. А. Красильников из фиолетового актиномицета получил препарат мицетин, способный убивать микробы — возбудители гнойно-воспалительных заболеваний — стафилококки, а также туберкулезные и дифтерийные бактерии.

Красящие вещества микробов — пигменты — это своеобразное их «оружие» защиты или нападения. Один микроб, вырабатывая пигменты, сохраняет их в своей цитоплазме, другие выделяют наружу. Одни пигменты хорошо растворяются в воде, другие — только в специальных растворителях. Много лет ученые изучают пигментные микробы, стремясь поставить их на службу человеку.

В 1961 г. появилось сообщение о том, что в Англии в отдельных районах страны начался мор среди индюшек. В течение трех месяцев погибло их более 100 тыс. голов. Такое событие не могло пройти незамеченным и потребовало тщательного изучения желтых аспергилл, попавших в корм, а гибельное действие на индюшек оказывал токсин — афлатоксин. Были веские основания забеспокоиться микробиологам.

Расследование установило, что падеж молодых индюшат происходил лишь в тех хозяйствах, где в корм добавлялась мука земляного ореха. Но сколько ни исследовали эту муку, никаких ядовитых примесей не находили. Лишь после того, как ученые нашли плесень Аспергиллюс флавус и выделили афлатоксин, причина гибели индюшат была установлена. Ничтожно малого количества этого яда было достаточно, чтобы быстро убить индюшат. Знания о пигментных микробах расширились. Оказалось, что производят они не только лечебные вещества, но и яды.

Вскоре стало известно, что афлатоксин опасен не только для птиц, но и для крыс. Правда, крысы заболевали и гибли медленней, нежели птицы. Самое интересное и, пожалуй, неожиданное было обнаружено при вскрытии погибших животных. У всех оказалась пораженной печень. Бернард Глемзер об этом так пишет: «Через полгода после начала кормления очищенным кормом с примесью 20 % бразильской муки земляного ореха у девяти из одиннадцати крыс развивалась множественная опухоль печени, причем у двух животных она дала метастазы в легкие. Следовательно, это питание канцерогенно. Мы полагаем, что эти предварительные результаты представляют всеобщий интерес».

Что значит «всеобщий интерес»? Конечно, интерес для науки, важность для птицеводства, но и для человека. Ведь земляной орех едят, посыпая солью или сахаром, из земляного ореха получают ореховое масло, которое используется при производство маргарина, добавляется к другим растительным пищевым маслам и т. д. Все это объясняется высокой калорийностью земляных орехов. В одном килограмме земляных орехов столько же калорий, сколько в одном килограмме ветчины. Ядро земляного ореха содержит пищевой белок. Если к этому добавить, что в земляных орехах содержится комплекс витаминов группы В, станут ясными большие масштабы потребления земляных орехов в ряде стран и вместе с тем угроза… рака печени!

Внимание ученых приковало к себе и заболевание канадской форели опухолями печени. Выяснилось, что в промышленных садках в Америке рыб кормили сухими кормами из хлопкового семени, но оно, по-видимому, было также отравлено афлатоксином. Дальнейшими исследованиями и наблюдениями было установлено, что к афлатоксинам чувствительны фазаны, голуби, цыплята. Из млекопитающих животных: супоросные свиноматки И поросята, телята. У коров в условиях эксперимента афлатоксины обнаруживали в молоке, хотя в продажном молоке афлатоксин не находили.

Все факты и открытия позволили считать афлатоксин канцерогенным веществом. А отсюда делаются важные выводы о предупреждении заболевания у человека. Поиски в этом направлении продолжаются. Они исключительно важны, ибо в природе огромное количество плесневых грибов — десятки и даже сотни тысяч видов. Не все они, конечно, вредны, наоборот, многие из них весьма полезны, производя ценные лечебные препараты, например антибиотики. Задача заключается в том, чтобы, используя полезные свойства плесеней, понять и их вредную роль. Понять — это значит изучить огромное количество плесеней, выявить условия в природе, например, влажность или сухость климата и другие факторы, влияющие на образование афлатоксинов. Какие растения и злаки могут быть отравлены ядом плесневых грибков? Высушивание, например, лишает плесневые грибки благоприятных условий для их жизнедеятельности, а следовательно, и выработки афлатоксинов. Шаг за шагом продолжается изучение афлатоксинов с тем, чтобы, зная врага, уметь бороться с ним и побеждать его.

Из сказанного видно, насколько разнообразны факторы, с которыми связывается возникновение опухолей. А как обстоит дело с вирусами?