Активные формы кислорода (АФК) и трансформация клеток
По-видимому, эффект промоторов канцерогенеза, обеспечивающий преимущественый рост трансформированных клеток, обусловлен различием в стимуляции деления нормальных и инициированных клеток: нормальные клетки печени через некоторое время на фоне продолжающегося введения промоторов перестают "чувствовать" митогенное действие этих соединений, а инициированные продолжают делиться.
Если исходить из предположения, что митогенный эффект промоторов обусловлен действием активных форм кислорода, то, возможно, их уровень в нормальных и трансформированных клетках различен, что и определяет клональную экспансию инициированных клеток.
Уровень активных форм кислорода зависит от функционирования изоформ цитохрома Р-450 и уровня экспрессии защитных ферментов: каталазы , супероксидисмутазы , глутатионпероксидазы .
К сожалению, анализировать образование активных форм кислорода и активность ферментов, определяющих их концентрацию, в одиночных трансформированных клетках на самых ранних стадиях канцерогенеза практически невозможно. Имеющаяся информация получена при изучении гиперпластических узлов печени или первичных гепатом. Довольно широко распространенное представление о том, что в гиперпластических узлах и в первичных гепатомах содержание индуцированных изоформ цитохрома Р-450 ниже, чем в нормальной печени, неверно. Проведенный анализ публикаций по экспрессии изоформ цитохрома Р-450 в гиперпластических узлах печени и результаты иследований показали, что общий уровень фермента снижен по сранению с нормальной печенью, но после индукции фенобарбиталом или хлорированными бифенилами его уровень в гиперпластических узлах и первичных гепатомах может быть выше, чем в окружающей нормальной ткани [ Кобляков В.А., 1995 ].
Более высокий уровень образования активных форм кислорода в микросомах и в гомогенате из гиперпластических узлов, полученных при промоции фенобарбиталом, по сравнению с их образованием в микросомах и гомогенате из окружающей нормальной печени, показан методом хемилюминесценции [ Scholz W. et al., 1990 ].
Увеличение образования активных форм кислорода в микросомах из гиперпластических узлов по сравнению с нормальными клетками печени при индукции изоформ цитохрома Р-450 может быть обусловлен более высокой степенью индукции цитохрома Р-450. В то же время показано на модели функционирования очищенных изоформ цитохрома Р-450 в реконструированной монооксигеназной системе , что образование активных форм кислорода зависит от липидного состава мембраны [ Kappus H., 1993 ]. Известно, что липидный состав мембран нормальных и опухолевых клеток различен. Основные отличия в составе мембран эндоплазматического ретикулума печени и гепатом следующие: в опухоли значительно увеличено содержание холестерина , уменьшен общий уровень фосфолипидов и уровень долихола , но увеличен уровень долихолфосфата [ Hamamoto I. et al., 1989 , Eggens I. et al., 1988 ]. Авторы одной из работ считают, что изменения в липидном составе мембран эндоплазматического ретикулума опухоли должны влиять на эффективность электронного транспорта [ Hamamoto I. et al., 1989 ], а также на высвобождение активных форм кислорода при функционировании цитохрома Р-450 [ Kappus H., 1993 ].
Активность и уровень основных ферментов разрушения активных форм кислорода - супероксидисмутазы , каталазы и глутатионпероксидазы в большинстве опухолей, а также трансформированных клетках снижены по сравнению с гомологичной нормальной тканью [ Oberley L. and Oberley T., 1988 , Oberley L. and Buettner G., 1979 ].
Таким образом, уже на ранних стадиях канцерогенеза в инициированных клетках существуют условия для поддержания более высокого уровня активных форм кислорода по сравнению с нормальными окружающими клетками, что может являться одним из факторов, определяющих избирательный рост инициированных клеток на каких-то стадиях промоции.
Эффективность образования активных форм кислорода при функционировании цитохрома Р-450 зависит от используемого субстрата окисления и изоформ фермента [ Karuzina L. and Archakov A., 1994 ]. Не исключено, что различные типы индукторов изоформ цитохрома Р-450 реализуют свой промоторный потенциал с помощью неодинаковых механизмов, согласно тем свойствам изоформ цитохрома Р-450, которые они индуцируют. В пользу этого свидетельствуют данные, что среди индукторов изоформы 2В промоторной активностью обладает большинство соединенений, в том числе относительно быстро (по сравнению, например, с ТХДД ) метаболизирующиеся, такие как фенобарбитал . Среди индукторов изоформ семейства 1A промоторной активностью обладает довольно узкий круг соединений - преимущественно галогенизированные углеводороды , очень слабо метаболизирующиеся изоформами цитохрома Р-450. В то же время мощные индукторы, более эффективно окисляемые цитохромом Р-450, как полициклические ароматические углеводороды или 5,6-бензофлавон , не обладают выраженной промоторной активностью.
Исходя из вышесказанного, можно предположить, что индукторы-промоторы семейства изоформ 1 образуют активные формы кислорода, благодаря тому, что они не могут быть окисленными, и поэтому комплекс индуктор (он же субстрат) - супероксиданион-цитохром Р-450 распадается с образованием активных форм кислорода. Оксикомплекс цитохрома Р-4502В основной изоформы, индуцируемой соединениями типа фенобарбитала, видимо, распадается с образованием супероксида более легко в присутствии субстратов, способных к окислению.
