Варбургом была выдвинута гипотеза возникновения рака, согласно которой недостаток кислорода, вызванный теми или другими причинами, является первым толчком к смещению обмена клетки в сторону злокачественности. В результате хронического недостатка кислорода одна часть клеток гибнет, другая же приспосабливается к новым условиям, развивая высокую гликолитическую активность и восполняя тем самым возникший дефицит энергии. В основе перерождения нормальных клеток в опухолевые, по мнению Варбурга, лежит нарушение их дыхания. Это нарушение в условиях организма может вызываться разными причинами, но главная из них — затруднение в снабжении кислородом.
Однако не всякое нарушение дыхания может вызвать рак. Для этого нужны следующие условия:
Нарушение дыхания должно быть необратимым, т.е. оставаться после удаления агента, вызвавшего нарушение.
Нарушение дыхания не должно быть столь сильным, чтобы привести к гибели клетки; согласно Варбургу, гораздо менее опасны резкий недостаток кислорода или большие концентрации ядов, чем слабое и длительно продолжающееся воздействие этих факторов.
Нарушение дыхания должно сохраняться при последующих делениях клеток, т.е. должно передаваться по наследству.
Нарушение дыхания не должно распространяться на гликолиз.
Нарушение дыхания не должно сказываться на клеточном дыхании. Только при этих условиях нарушение дыхания может быть канцерогенным.
Формирование раковых клеток из нормальных проходит в два этапа. В первой фазе после необратимого нарушения дыхания наступает длительный период борьбы пораженных клеток за существование. Можно полагать, что таинственный латентный период возникновения рака есть не что иное, как время, в течение которого путем отбора клеток усиливается гликолиз в ткани после нарушения дыхания. Нарушение дыхания может быть связано с уменьшением количества митохондрий (МХ) в клетках.
Варбург считал, что дыхание в раковых клетках не просто слабо, а слабо по сравнению с очень интенсивным аэробным гликолизом. При этом дыхание раковых клеток может быть неполноценно и в качественном отношении (разобщение дыхания, окисления и фосфорилирования). Теория Варбурга неоднократно подвергалась критике, и до сих пор вопрос о том, нарушено ли дыхание и окислительное фосфорилирование в раковых клетках и является ли повреждение МХ существенным для превращения нормальной клетки в опухолевую, остается открытым. Целью данной работы является исследование состояния МХ в раковых клетках и поиск воздействий на раковые клетки, позволяющих лечить ее хозяина — носителя опухоли.
Проведены исследования дыхания и ультраструктуры трех видов раковых клеток человека: рака яичника (РЯ), рака желудка (CaVe), мезенхиомы соединительной ткани (Sa19). Показано, что клетки РЯ обладают высокой гликолитической активностью и очень слабым дыханием. Количество МХ в них меньше, чем в нормальной клетке. По внешнему виду они напоминали МХ после обработки клеток дыхательным ядом цианидом: конденсированные длинные МХ, больше обычных в 2–3 раза. Клетки CaVe и Sa19 обладали дыханием, хотя гликолиз в них был также довольно интенсивен. Популяция МХ в клетках Sa19 очень гетерогенна: много набухших МХ, есть с разрушенными кристами. Большинство органелл находится в так называемом промежуточном (оптимально энергизованном) состоянии. Видны также мелкие юные МХ. Все эти данные говорят о высокой активности популяции МХ в клетках Sa19. Вид клеток CaVe и МХ близки к Sa19, однако они в менее активном состоянии, и промитохондрии наблюдались только после облучения ткани. Поэтому нами изучены дыхание и показатели сопряжения МХ, выделенных из клеток Sa19, обладающих наивысшей активностью
Таблица 1
Скорости дыхания, показатели сопряжения МХ и количество АТФ в МХ клеток Sa19 (n=3)
| Субстрат окисления |
V3 |
V4 |
АДФ/О |
КДК (по Чансу) |
| a-Кетоглутарат |
2,50±0,03 |
1,75±0,04 |
2,1±0,1 |
2,0±0,3 |
| ЯК |
2,00±0,05 |
0,76±0,06 |
1,8±0,2 |
2,6±0,1 |
Таблица 2
Количество АТФ в МХ клеток Sa19
| Количество эндогенного АТФ (мкг/мг белка) |
Количество АТФ, синтезированного после добавления АДФ (мкг/мг белка) |
| 10,1±2,1 |
362,6±32,4 |
Как показано в табл.1 и 2 выделенные из клеток Sa19 МХ обладают высокой скоростью дыхания, однако показатели сопряжения у них снижены. Количество эндогенного АТФ ниже, чем в МХ нормальной ткани, синтез АТФ достаточно активен.
В следующей серии экспериментов изучались показатели дыхания и сопряжения МХ, выделенных из гепатомы–22a крысы, печени крыс–опухоленосителей и печени крыс–нуллеров (у которых после прививки не развилась опухоль), а также из печени интактных крыс.
Таблица 3
Дыхание митохондрий, выделенных из разных препаратов печени крысы (мкг–ат О/с на 1 мг белка). Субстрат окисления — глутаминовая кислота (5 мкм/мл)
| Источник митохондрий |
V3 |
V4 |
АДФ/О |
КДК (по Чансу) |
| 1.Гепатома (n=6) |
0,85±0,05 |
0,42±0,06 |
2,1±0,2 |
2,0±0,1 |
| 2.Печень крысы-опухоленосителя (n=6) |
0,30±0,03 |
0,12±0,02 |
2,2±0,3 |
2,5±0,2 |
| 3.Печень крысы-нуллера (n=3) |
0,74±0,02 |
0,20±0,04 |
2,8±0,04 |
3,7±0,4 |
| 4.Норма (n=10) |
0,49±0,01 |
0,15±0,02 |
2,6±0,1 |
3,3±0,2 |
| P1-2<0,05 p3-2<0,05 p3-1<0,05 p3-4<0,05 |
Как видно из таблицы, скорости дыхания МХ, выделенных из гепатомы, значительно выше скоростей дыхания МХ печени крыс–опухоленосителей, тогда как показатели сопряжения почти одинаковы. По нашему мнению, это говорит об активации энергетических реакций в гепатоме (лабильно сопряженные МХ) и о снижении их в МХ печени крыс–опухоленосителей. Для МХ печени крыс–нуллеров характерны высокие скорости дыхания и высокие показатели сопряжения.
Полученные данные в целом подтверждают гипотезу Варбурга, если рассматривать повреждение дыхания в раковых клетках в более широком смысле: как изменение дыхания и энергетических реакций. Отсюда следует, что раковые клетки можно пытаться лечить, восстанавливая в них нормальный энергетический обмен, помогая тем самым организму опухоленосителя в борьбе с опухолью.
Группой врачей из МЧС №12 и больницы №40 г. Москвы применялась наша рекомендация по использованию янтарной кислоты (ЯК) совместно с лимонной и a–кетоглутаровой, витаминами и некоторыми травами. Лечение проводили на добровольцах. При этом пациенты соблюдали практически вегетрианскую антидиабетическую диету, обогащенную витаминами, с пониженным содержанием соли и выполняли ряд специальных санитарно–оздоровительных мероприятий. Срок наблюдения 5 лет. Наблюдали больных в 2–3 стадиях заболевания. Лечение проводили до и после радикальной операции.
Таблица 4
Влияние лечения онкологических больных янтарной кислотой (в смеси с лимонной и 2–оксоглутаровой кислотами) на показатель смертности в течение 5 лет (%)
| Вид опухоли |
Условия эксперимента |
Количество пациентов |
Смертность в течение 5 лет, % |
| Рак шейки матки (карцинома) |
Контроль
Лечение |
5
10 |
80
10 |
| Миома матки |
Контроль
Лечение |
10
15 |
50
0 |
| Рак яичников |
Контроль
Лечение |
6
8 |
90
30 |
| Рак толстой и прямой кишки |
Контроль
Лечение |
10
10 |
80
10 |
| Рак молочной железы |
Контроль
Лечение |
10
20 |
60
10 |
Полученные предварительные данные позволяют надеяться на возможность благотворного использования в лечении онкологических больных ЯК и других компонентов энергетического обмена.
Козырева Е.В.
Институт биофизики МЗ РФ, Москва |
