Роль мембран в канцерогенезе - рак: эксперименты и гипотезы
В заключение еще раз рассмотрим вкратце роль мембран в развитии опухолевой клетки:
а) развитие измененной клеточной мембраны затрудняет тесные клеточные контакты-
б) агрегация большого числа клеток с нарушенным контактом облегчает их выход из-под контроля клеточной организации.
В основе объяснения обеих фаз лежит избыточный отрицательный заряд.
Однако изменения клеточных мембран самого по себе и даже измененного «социального поведения» недостаточно для объяснения канцерогенеза, поскольку и нормальные клетки выходят из-под контроля клеточной организации. Достаточно сослаться на пример кроветворной системы. В этой ткани образуются клетки, связи которых с соседями постепенно ослабевают- в конце концов они перестают подчиняться контролю тканевой организации и попадают в циркулирующую кровь в виде отдельных клеток. К таким клеткам крови относятся гранулоциты, лимфоциты и другие. По-видимому, при созревании этих клеток происходят изменения, сходные с теми, которые имеют место в канцерогенезе.
Следовательно, изменения клеточных мембран и измененное «социальное поведение» не являются единственными причинами развития опухолевых клеток. Вместе с тем эти факторы существенно необходимы для автономного роста опухоли.
Краткая история развития клеточных мембран
Лишь благодаря мембране клетка обретает индивидуальность. Таким образом, «коацерваты», которые, по мнению Опарина, плавали в первичном бульоне, еще не были клетками в полном смысле этого слова. Клетки появились лишь с «изобретением» клеточных мембран. Поэтому можно говорить, что история развития клетки ведет свое начало с мембраны.
В процессе эволюции клеточные мембраны подверглись существенным изменениям. Уже давно они не просто отделяют клетки друг от друга. Сегодня клеточные мембраны нечто большее, чем инертное покрытие капелек протоплазмы. Они регулируют выход и захват веществ, необходимых клетке, помогают клетке активно захватывать нужные вещества и накапливать их. Кроме того, мембраны обеспечивают постоянную внутреннюю среду в клетке. Высокая концентрация ионов калия в клетке млекопитающих при низком содержании калия в окружающей среде — хорошо известный пример стабильности клеточной среды.
Опухолевые клетки во все возрастающей мере становятся чуждыми своим соседям- будучи одетыми в измененные клеточные мембраны, они перестают узнавать друг друга. Однако изменения мембран означают не только изменения поверхностных свойств. Они отражаются и на жизнедеятельности внутренних структур клетки. Клетку высших организмов можно рассматривать как сложную систему, состоящую из многих слоев и сети мембран. Робертсон предложил схему развития клетки — от простой до высокодифференцированной (фиг. 25). Изменения в этой системе затрагивают не только внешние мембранные слои.
Итак, в отдельной клетке мембраны занимают ключевую позицию. Их особая роль в клетке позволила ученым предположить, что клеточные мембраны способны к самовоспроизводству. Известное изречение "Omnis cellula е cellula&rdquo- можно перефразировать не только как &ldquo-Отпе DNA е DNA&rdquo-, но и как &ldquo-Omnis membrana е membrana &rdquo-.
ЭВОЛЮЦИЯ МЕМБРАН
МОДЕЛЬ РЕПЛИКАЦИИ МЕМБРАНЫ
Фиг. 26.
Разумеется, воспроизводство мембран, контролируемое ими же, еще не означает, что мембраны могут сами создавать свои строительные блоки. Недавнее открытие микросхемной ДНК, по-видимому, вновь оставляет вопрос открытым, хотя автономная репликация означает лишь, что мембраны способны производить «сборку» материала, произведенного клеткой, в соответствии со своими требованиями. Правила сборки весьма несложны (белое связывает черное, черное связывает белое). Эта простая модель позволяет понять, каким образом нарушение, вызванное канцерогеном, способствует перманентному изменению мембранной структуры (фиг. 26).
Указания на существование таких «мембранных мутантов» были получены на парамеции (Зоннеборн), однако на клетках млекопитающих сходных наблюдений не было.
Представление о самовоспроизводящихся мембранах позволяет сделать заманчивые выводы: для появления опухолевой клетки не обязательны изменения ядра. Это значит, что неопластическое изменение клеточных мембран может наследоваться дочерними клетками без одновременных изменений в структуре ДНК.
