Внутриклеточная
адаптация в процессе канцерогенеза
Intracellular
adaptation in process cancerogenesis
Кривошеин Михаил Анатольевич,
главный
врач врачебной амбулатории п. Первомайск, врач-терапевт.
Угнетение белкового синтеза в клетке протекает
неравномерно и поэтапно. Вызывает интерес тот факт, что угнетение и высшей
нервной деятельности и белкового синтеза протекает в одном направлении – от
периферии к центру и от более поздних функций к более ранним. Чем более удалена
от ядра функционирующая рибосома, тем менее устойчив синтез белка. Возникает
проблема синтеза и транспортировки РНК. Рассмотрим особенности недостаточности
РНК.
Ключевые слова:
белковый синтез условный и безусловный, недостаточность РНК, централизация
клеточного метаболизма, онкозигота.
Inhibition of protein
synthesis in the cell proceeds unevenly and in stages. Of interest the fact that
oppression and the higher nervous activity and protein synthesis proceeds in
one direction - from the periphery to the center and from later functions to
earlier. The more removed from the core of a functioning ribosome, the less
stable protein synthesis. There is a problem of synthesis and transport of RNA.
Consider a particular failure of RNA.
Key words: protein synthesis unconditional and conditional, the
lack of RNA, the centralization of cellular metabolism, oncozygote.
Материалы и методы исследования
Белковый синтез (БС) делится на две группы.
1. Безусловный БС.
Р1 – рибосома совершает белковый синтез, для инициации
которого не обязательны специфические раздражитель и рецептор, например: синтез
структурного протеина мембран, рибосомного протеина. Пусковым моментом
безусловного БС служит дефицит ассимиляции. Этот тип синтеза ещё можно назвать
спонтанным. Существует обратная корреляционная связь между дифференцировкой
и долей безусловного синтеза в клетке.
Безусловным является синтез онкобелка. Не существует
специфического раздражителя для экспрессии протоонкогена .
2. Условный БС.
Р2 – рибосома совершает БС, для инициации которого
обязательно требуются специфические раздражитель и рецептор. Между
дифференцировкой и долей условного синтеза имеет место прямая корреляционная
зависимость. После инициации, когда клетка приобрела достаточную
дифференцировку, условный БС может протекать без специфического раздражителя.
Р2-зависимый белок интегрирует клетку в меж- и
надклеточную регуляцию через синтез гормонов, медиаторов, рецепторов и т.д..
Условным является биосинтез белков-супрессоров онкогена.
Активизация супрессоров возможна благодаря ингибирующему влиянию специфических
внутри- и надклеточных факторов торможения – гормональных, гуморальных, иммунологических,
контактных и т.д..
От рождения зиготы вплоть до гибели зрелой
дифференцированной клетки в структуре клеточного метаболизма происходит процесс
постепенного вытеснения безусловного БС условным. Р1-зависимый БС является
первичным, «базисным», по отношению к «надстроечному» Р2. В свою очередь,
Р2-зависимый белок играет решающую роль в управлении анаболической активностью
клетки [Струков
А.И.1990].
Взаимосвязь очевидна.
Создадим
функциональную модель постепенного угасания БС на примере двух пар рибосом
Р1—Р2, расположенных в разных участках клетки (см. Рис. 1). Первый комплекс Р1—Р2 расположен
ближе к ядру,
в центральном скоплении эндоплазматического ретикулума. Второй комплекс Р1—Р2
локализован на периферии клетки и снабжает белком наружную клеточную оболочку.
Рис. 1.
Угнетение БС чаще бывает физиологическим, в процессе
естественного старения, но под воздействием патогенного фактора может ускориться,
в частности, в митотической клетке. Обязательным этапом подавления БС является недостаточность
синтеза и (или) транспортировки РНК, например р-РНК в составе рибосомы.
Возможны следующие варианты.
1.
Патогенный фактор, например, путём хромосомных мутаций, блокирует синтез новых
рибосом на любой из стадий: репарация ДНК, образование РНК, ферментов и т. д..
2. В
неблагоприятных условиях клетка не может компенсировать дефицит энергии,
испытывает голод. При этом ядрышко не справляется с возрастающей внутриклеточной
потребностью в рибосомах.
3.
Патогенный фактор замедляет транспортировку уже синтезированной рибосомы. Несвоевременная
замена изношенных рибосом создаёт угрозу для процессов ассимиляции.
При достаточно низкой интенсивности патогенного фактора
всего лишь один из четырёх выбранных нами случаев БС должен прекратиться.
Сложилась ситуация когда на смену четырём, требующим утилизации рибосомам,
поступят всего лишь три новых.
Какая из четырёх рибосом не будет заменена? Та, что расположена на периферии.
Перенос молекулы
рибосомы из ядра к цитолемме более продолжительный по времени, более длительный
по расстоянию, требует больших энергетических затрат, а значит – менее устойчивый
при дефиците ассимиляции. Функциональную модель угнетения
белкового синтеза можно адаптировать не только по отношению к р-РНК в составе
рибосомы, но и к другим видам РНК.
Клеточному метаболизму свойственна избирательность
синтеза РНК. При равном старте сигнал о потребности той или иной РНК поступит
на хромосому быстрее и более интенсивно из прилегающих к ядру участков –
преимущество первоочередной инициации БС принадлежит центральным рибосомам. По сравнению с другими участками
клетки концентрация функционирующих рибосом снижается быстрее вблизи наружной
клеточной оболочки. Одна из двух периферических рибосом не получит необходимого
для БС набора РНК.
Какой из двух видов синтеза - «базисный» или «надстроечный»
- начнёт единственная функционирующая (в данной модели) периферическая
рибосома?
Выбор
будет сделан в пользу первичного. Без спонтанного БС невозможен белковый синтез
как таковой. Безусловный БС незаменим для создания новых и обновления
изношенных мембран клеточного скелета, вплоть до ферментного обеспечения.
Действительно, жизнеспособная мембрана является обязательным условием для
дифференцировки, а не наоборот. Кроме того, все рибосомы идентичны и являются
продуктом спонтанного БС.
Безусловный синтез отличает более древнее происхождение,
сравнительная простота структуры конечного белка и меньшие затраты АТФ, а
значит – сравнительно высокая устойчивость к неблагоприятным факторам.
И
наоборот – условный БС включает в себя больше звеньев, требует большего
количества РНК, больших затрат АТФ, а значит – быстрее утрачивается при
дефиците ассимиляции.
Произошла
централизаця клеточного метаболизма.
Конечно,
вышеизложенная модель очень упрощённая, но помогает верно определить общую
направленность внутриклеточной адаптации. И если рассматривать не четыре, а
максимально возможное количество случаев белкового синтеза, то получим следующее.
В
первую очередь выходят из строя производные периферического и специфического
для данной клетки синтеза, в том числе: факторы гормонального, гуморального,
иммунного ингибирования, а именно: рецепторы (простагландиновые, кейлонные,
контактного торможения и.т.д.) и соответствующие медиаторы [Черезов А.Е.1997]. Контроль над митозом ослабевает,
внутриклеточные супрессоры не получают поддержки извне, что само по себе
является для протоонкогена сигналом к экспрессии, то есть включению более автономной
и более эффективной энергетической генетической программы, передающейся по
наследству [Чиссов
В.И. 2007].
Заключение
Вывод 1. Централизация клеточного
метаболизма – это результат избирательного угнетения белкового синтеза от
наружной клеточной оболочки к ядру, от специфических функций к неспецифическим.
Вывод
2. Реализация хромосомных мутаций в процессе канцерогенеза возможна благодаря
централизации клеточного метаболизма. Если предположить, что оба вида белкового
синтеза – безусловный и условный – прекращаются
одновременно, то канцерогенез не успел бы завершиться и хромосомные мутации
явились бы обычным летальным фактором.
Вывод
3. Централизация клеточного метаболизма обеспечивает защиту условного белкового
синтеза в центральных структурах онкозиготы, поэтому новообразованный дочерний
клон может обладать некоторой дифференцировкой.
Литература
1.
Общая
патология человека (руководство для врачей) том 2 \ под ред. А.И. Струкова,
В.В. Серова, Д.С. Саркисова.- М.:
Медицина
2.
Онкология:
учебник с компакт-диском \ под ред. В.И. Чиссова, С.Л. Дарьяловой. - М.:
ГОЭТАР-Медиа, 2007г. - С. 54.
3.
Черезов
А.Е. Общая теория рака: тканевой подход.- М. Изд-во МГУ, 1997г.-С.72; С.82.
Поступила в редакцию 25.10.2010 г.