Диссертация (Патофизиологическое значение ацетилхолина в пролиферации опухолевых клеток толстой кишки in vitro и in vivo), страница 5

так как у крыс не формируются дивертикулы,крайне редки межкишечные абсцессы, невозможно неинвазивными техниками28воссоздать условия запора и прекратить холерею ввиду особенностей составажелчи и рецепторов к желчным кислотам, вырастить полипы, сформироватьнеинвазирующую опухоль толстой кишки и т.д. [54; 68; 69; 137].Крыса(Ratusnorvegus)являетсясинантропнымживотнымспреимущественно всеядным типом питания. Наиболее выраженная разница ванатомии и физиологии органов ЖКТ крысы и человека видна при сравненииименно толстой кишки, что обусловливает сложности моделирования[14; 19; 112].

Наиболее ярко анатомические отличия проявляются в правомотделе толстой кишки [54; 137].Популярными в моделировании РТК являются эксперименты сиспользованиемхимическихканцерогенов[137; 148; 149; 150].Дляисследований РТК на грызунах часто применяемым канцерогеном является1,2-азоксиметан (АОМ), который является производным дигидразина иобладает выраженной тропностью клеткам эпителия (ЖКТ, органы дыхания ирепродуктивной системы), и наиболее выраженная тропность проявляется приобщемвоздействиинаклеткикишечника[50; 69; 124; 145; 149].Использование этой химической модели канцерогенеза связано с размеромобъекта и с тем, что физиологический профиль желчных кислот у крысыблизок с человечески [16]. Кроме того, отсутствие желчного пузыря [19]моделирует явление сверхконцентрации желчных кислот в полости толстойкишки, что давно является фактором химического поражения слизистойоболочки толстой кишки [43; 97; 147].1,2-азоксиметан – органическое химическое вещество (74,082 а.е.м.),производное 1,2-диметилгидразина, обладающее ДНК-токсическим действием[83; 149].

Летальная доза для крыс при подкожном введении (ЛД50) составляет27 мг/голову. Впервые его применили для исследования канцерогенеза у крысв 1976 году группа Редди при исследовании влияния микробиоты толстойкишки [148], что было в дальнейшем многократно повторено [2; 83; 137].Было показано, что сам АОМ является слабым канцерогеном, и дляинициации опухолевого роста он должен пройти метаболизацию в печени,29который проходит под действием определенной формы цитохрома Р450CYP2E1.13. Это вещество демителирует АОМ, и переводит его в формуметилазоксиметана – МАМ, который в свою очередь превращается вформальдегид и высокоактивное алкильные соединение – метилдиазонин(methyldiazonium). Эти соединения, попадая в ядро, алкилирует гуанин в ДНКи переводят его в O6-MEG и в 4-метилтимин, после чего возникает мутация,котораяинициируетканцерогенезчерезизменениеключевыхвнутриклеточных сигнальных путей.

Механизмы мутаций, вызванных АОМ,запускают активацию дефектов в работе ряда генов. Наиболее уязвимымиявляются регуляторы пролиферации и организации межклеточных контактов:K-ras, β-catenin и TGFβ. Вторичный сигнал от этих генов изменяетчувствительность энтероцитов к физиологическим митогенам, в частности кжелчным кислотам [67; 68; 69; 83; 124; 149; 148].Ранее, было сделано предположение, что анатомо-топографические,гисто-морфологические,атакжевидоспецифическиефизиологическиеособенности обуславливают отличия процессов неопластического роста угрызунов и человека [42; 69]. В связи с этим до сих пор нет «идеальной»экспериментальной модели для симуляции РТК.

Определенную сложность вработе с толстой кишкой на моделях создает и разница анатомофизиологическиеиморфо-функциональныеособенностиТК[19; 87](Рисунок 3).У человека и крысы толстая кишка (ТК) изнутри выстлана слизистойоболочкой(СО),покрытойоднослойнымпризматическимэпителием,структура которого может отличаться у грызунов в зависимости от рациона изоотехники содержания, что было описано работе Vitsky, A., Yanochko, G. M.(2016) «Biomarkers, Cell Models, and In vitro Assays for GastrointestinalToxicology», опубликованной в книге «Drug Discovery Toxicology: From TargetAssessment to Translational Biomarkers».30Рисунок 3 Строение толстой кишки у Рисунок 4 Строение толстой кишки укрысы (поаказано почеловека1-3 - тонкая кишка1 - слепая кишка с червеобразным4 – илеоцекальное соединение,отростком и восходящая ободочная5-6 – межкишечные связки, сосуды и кишкапротоки2 - поперечная ободочная кишка7–8слепаякишка(имеется 3 - нисходящая ободочная кишкавариативностьположения)и 4 - сигмовидная ободочная кишкаотходящая от нее ободочная5 - прямая кишка9 - прямая кишкаВ физиологических условиях крипты расположены в соединительнойткани собственной пластинки (СОТК) и тесно прилегают друг к другу.

Всостав крипт входят бокаловидные клетки, слизь которых облегчаетпродвижение кала по кишке; количество этих клеток различается у человека икрысы. На поверхности вокруг крипт располагаются каѐмчатые клетки сбогатым видоспецифическим набором видоспецифичных энзимов. Эти клеткиснабжены микроворсинками и покрыты фибриллами, причем у человека этифибриллы имеют более сложное молекулярное устройство. Базальная частькрипты человека содержит три типа клеток: недифференцированные идифференцированные, а также клетки APUD-системы.

У крысы вопросрасположения и функционирования APUD-клеток в литературе слабоосвещен. В отличие от человека, регенеративная зона СО ТК крысрасположена в нижней трети крипт; также различается интенсивность ростаклеток в криптах. Имеются различия в гистотопографии эндокриноцитов31эпителия СО ТК взрослых особей белой крысы и человека. У человека в ТК понаправлениюкпрямойкишкеотмеченоувеличениеколичестваэндокриноцитов в зависимости от отдела кишки. У крысы таких особенностейне наблюдается [14].Наибольшие различия в строении ТК человека и крысы наблюдали присравнении слепой кишки (СлК) [21; 178]. Обобщенное сравнение строенияправого отдела толстой кишки человека и крысы представлено в Таблица 1.У человека СлК находится справа от средней линии живота, чаще вправой подвздошной ямке или над ней, реже – под правой долей печени,имеет небольшой размер; в ней находится больное количество клеток,секретирующих факторы нейроэндокринной регуляции [33].Таблица 1Сравнительная характеристика отделов толстой кишки крысы и человекаКритерийсравненияСлепаякишкаСлизистаяоболочкаТКМиграцияклетокэпителияКрысаИмеется, огромного размера, безаппендикса, с лимфоиднымиэлементами,неимеющимиорганоспецифическойтопографии.Регенерацияэпителия – 3-6часов.Стромальныекомпонентыраспределеныравномерно.Возможна преимущественно вдне крипты.

Хемотаксис в ответна попадание бактериальныхлипополисахаридовимитогенов. Активация возможнапищевыми компонентами.ЧеловекИмеется, с аппендиксомРегенерацияэпителия – 8часов.Стромальныекомпонентынаиболеевыражены в дне крипты.Возможна по всей крипте,используетсяхемотаксис,активация факторами роста имитогенами.Активациякомпонентамипищиизучается.В норме СлК у крысы имеет мешкообразное строение, сильно развита,превышает по размерам желудок.

Кишка крысы имеет в середине сужение,которое разделяет СлК на большую (основание СлК) и малую (окончание32СлК) базальные части; также в этой части толстой кишки расположенылимфоидные элементы, которые являются гомологом аппендикса человека[19; 21; 22] CлКпереходитвободочнуюкишку,открываясьвнееслепоободочным кишечным отверстием без выраженного сфинктера [21; 178].Также было установлено, что у крыс СлК не фиксируется сращениямибрюшины и в большом проценте случаев не располагается под илеоцекальнымуглом [16; 17; 178] Во всех отделах СлК крысы эндокриноциты не имеюторганоспецифичностини ни в расположении, ни в количественном иликачественном составе [14].Общим для человека и крысы является наличие изгибов ободочнойкишки, которые условно делят ее на восходящую, поперечную и нисходящуючасть.

Нисходящая кишка крысы переходит каудально в прямую кишку иотличается от человеческой иной системой сосудов. У крысы нет отчетливоговыделения сигмовидной кишки, что определяет особенность кровоснабжениявсей области дистальной части толстой кишки [19; 67; 68; 69].Морфологические изменения строения стенки тонкой и ТК могутвозникать в зависимости от питания и лабораторного статуса животного [17].Известно, что в лактационный период у животных формируются иусложняются лимфоидные образования, обеспечивающие защиту стенкиотделов тонкой и толстой кишки при реализации механизмов местногоиммунитета [14; 150].

Данный процесс у человека и его физиологическоезначение для процессов опухолеобразования в настоящее время изучается, нооднозначных результатов пока нет.ИннервациюТКучеловекаикрысыобеспечиваютветвимезэнтериальных нервов и их отростков, имеющие видовые анатомотопографические особенности. Нервные окончания высокочувствительны кацетилхолинуи имеют м- и н-холинергические рецепторы, которыерасположены как на поверхности СО, так и в нейро-сосудистых сплетенияхТК. Таким образом Ах может накапливаться в стенке СО кишки, благодарячему осуществляется ауто- пара- и эндокринная регуляция уровня Ах в33области повреждения СО[86; 187]. Регуляция синтеза молекул-рецепторов досих пор изучена мало, но есть предположение, что в этот процесс вовлеченынеконъюгированные желчные кислоты и связанные с ними факторы ростафибробластов [43; 102].

В последние 10 лет сложилось мнение, что вформировании зон первичной опухолевой трансформации на фоне воспаленияи запоров парасимпатическая нервная система и желчные кислоты имеютсонаправленное действие на слизистую оболочку, травмируя ее и вызываютопухолевую трансформацию [39; 61; 97; 131; 147; 187]. Указанные фактыявляются причиной поиска новых моделей для экспериментальной онкологии,икрысакакмодельноеживотноедляисследованиярядахимиотерапевтических препаратов остается востребованным организмом.1.2.2.

Диффузная эндокринная система толстой кишки у человека илабораторных животных (крыс)Диффузная эндокринная система (ДЭС или APUD) — эволюционнодревнее звено эндокринной системы позвоночных животных. Нервная,эндокринная и ДЭС органов ЖКТ, взаимно дублируют друг друга ирегулируют процессы пищеварения и обновления клеточной популяциитканей. Одиночно расположенные рецепторно-эндокринные клетки являютсяосновнойморфофункциональнойединицейДЭС-системы,котораярасположена в СО пищеварительной, дыхательной и мочеполовой системы.Эти клетки имеют несколько названий, наиболее употребляемыми вбиологической, ветеринарной и медицинской литературе являются термины«энтерохромаффинные клетки Кульчицкого», «клетки Нуссбаума (Николаса,Фейртера)», «аргентаффинные», «аргирофильные» [31; 33].Концепция ДЭС впервые была сформулирована в 1938 г.

F. Feyrter,который утверждал, что эпителиальные ткани СО ЖКТ содержат диффузнорасположенные клетки, выделяющие гормоноподобные вещества. Позже, этусистему клеток F. Feyrter назвал «диффузным эндокринным эпителиальныморганом» или периферической эндокринной железой [58]. В дальнейшем,34А.

Pearseустановил,чтоклеткиДЭСсекретируют,депонируютидекарбоксилируют биогенные амины и пептидные гормоны, а клеткиполучили называние «клетки АРUD-серии» [161; 166]. Был введен терминАРUD (аббревиатура от англ. «AminePrecursorUptakeandDecarboxylation»),который переводится как «поглощение предшественника амина и егодекарбоксилирование» [31].