Явление образования ореолов вокруг опухолевых и нормальных клеток и его биологическое значение тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.14, кандидат биологических наук Голованов, Михаил Викторович

• Голованов, Михаил Викторович
• кандидат биологических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Голованов, Михаил Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА П. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА Ш. УШВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СУЩЕСТВОВАНИЯ ОРЕОЛОВ

ВОКРУГ МАЛИГНИЗИРОВАННЫХ И НОРМАЛЬНЫХ КЛЕТОК

ГЛАВА 1У. ОРЕОЛООБРАЗУЩИЕ КЛЕТКИ В НЕКОТОРЫХ СИСТЕМАХ ОРГАНИЗМА ПРИ ОПУХОЛЕВОМ РОСТЕ И ВОЗДЕЙСТВИЯХ НА ОРГАНИЗМ

ГЛАВА У. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ОРЕОЛОВ

ГЛАВА У1. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Явление образования ореолов вокруг опухолевых и нормальных клеток и его биологическое значение»

Актуальность теш. Пути современной диагностики опухолевых заболеваний, анализа функционального состояния организма, возможности оценки лечения, лежат в значительной мере в раскрытии физико-химических и биологических свойств клетки и ее составных частей. В настоящее время еще не найдено методов, с высокой достоверностью определяющих начало опухолевого про -цесса, например на стадии трансформации нормальных клеток в опухолевые. Можно надеяться, что специфические изменения в плазматической мембране, в деятельности ядра и других орга -нелл малигнизирующихся клеток будут определены. Успех в изучении таких свойств опухолевых клеток, как способность к инвазии, метастазированию и других зависит в большей степени от функционального состояния плазматической мембраны, и в первую очередь ее внешнего примембранного слоя.

В настоящее время актуальными являются исследования, связанные с изучением деятельности плазматических мембран опухолевых клеток. Мало изученной остается область внешнего примембранного слоя плазматической мембраны или гликокаликса. Очевцдно, изучение молекулярной характеристики мембран позволит приблизиться к более тонкому пониманию процессов деятельности опухолевых клеток на ранних стадиях их формирования. Это в свою очередь может отразиться на расширении возможно -стей диагностики опухолевых заболеваний, наблюдения за динамикой развития заболевания и состоянием защитных систем организма в процессе лечения.

Целью работы является описание нового феномена образования ореолов вокруг клеток опухолевой и нормальной тканей и изыскание возможностей его практического использования.

Задачи исследования; I. Определение реакции опухолевых, лейкемических и нормальных клеток на изменение окружающей их среды, вызванное действием концентрированных растворов неор -ганических электролитов. 2. Выявление онкологических аспектов исследования процесса ореолообразования. 3. Описание динамики изменения числа ореолообразующих клеток /00К/ в системах организма при опухолевом росте и некоторых воздействиях на организм. 4. Анализ механизмов образования ореолов.

Новизна научных исследований. Нами впервые описано явление образования ореолов вокруг опухолевых, лейкемических и нормальных клеток при действии на клеточные суспензии концентрированными растворами неорганических электролитов, впервые показано, что опухолевые, лейкемические и другие клетки сох -раяяют свою жизнеспособность в гипертонических растворах электролитов. Нами впервые оценена возможность практического использования этого явления. На основе полученных данных оформлены три изобретения и шесть рационализаторских предложений.

Научно-практическая значимость работы. Процесс ореолообразования вокруг опухолевых, лейкемических и нормальных клеток позволяет подойти с новых позиций к взаимодействию клеток в ткани, к интимным процесса!-!, проходящим на поверхности плазматической мембраны. Выявление ореолообразующих клеток в от -дельных тканях можно использовать в качестве основы для раз -работки методов, дающих дополнительную информацию о состоянии организма-опухоленосителя. Методы выявления ореолообразующих лейкоцитов в крови дают возможность определять реакцию организма и при других патологических процессах. Явление образования ореолов предполагает перспективные исследования в области онкологии, цитологии, физико-химических процессов в опу -холевых и нормальных клетках.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на научных лабораторных конференциях и заседании Ученого Совета МНИОй им. П.А. Герцена /1974 - 1975 гг./, на коллоквиуме Отдела Поверхностных Явлений Института Физической химии АН СССР /1977 г./, в институте Биологической Физики АН СССР /1978 г./ на семинаре в Институте коллоидной химии и химии воды АН УССР /1983 г./, на семинаре в Институте Физиологии им. A.A. Богомольца /1983 г./, на заседании специалистов Всесоюзного Онкологического Научного Центра АМН СССР /1978 г./, на заседании кафедры Горьковского Государственного Университета им. Н.И. Лобачевского /1978 г./, на международном симпозиуме в Париже /1983 г./.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

Сокращенные обозначения, используемые в диссертации. ОРЕОЛ - пространство, свободное от различных фоновых частиц, клеток. В центре ореола - ореолообразующая клетка. 00К - ореолообразующая клетка.

КРНЭ - концентрированный раствор неорганического электролита. ФЭБ - формалинизированные эритроциты барана. ПАФ - полный адыовант Фрейнда.

- б

Заключение диссертации по теме «Онкология», Голованов, Михаил Викторович

выводы

1. При действии хлористого натрия в концентрации от до 20% через 5-10 минут вокруг опухолевых клеток формируются ореолы в среде из фоновых клеток эритроцитов.

2. Установлено, что ореолы могут образовываться вокруг лей -кемических клеток, опухолевых клеток солидных тканей, полиморфно-ядерных гранулоцитов крови, бластных клеток лим-фоидных тканей.

3. Ореолы вокруг клеток достигают от 10 до 100 мкм в радиусе.

4. Обнаружена зависимость увеличения диаметра ореолов от положения в лиотропном ряду анионов фтора, хлора, брома, йода. Наибольший диаметр отмечается в случае действия аниона йода.

5. Жизнеспособность опухолевых клеток находится в зависимости от времени инкубации и концентрации электролита.

6. Информация о неравномерном распределении ореолов вокруг опухолевых клеток позволяет подойти с новых позиций к взаимодействию опухолевых клеток в ткани, к интимным процессам, проходящим на поверхности плазматической мембраны.

7. Выявление ореолообразующих клеток в различных тканях организма, пораненного опухолью, можно использовать в качестве основы для разработки методов, дающих дополнительную информацию о состоянии организма-опухоленосителя.

8. Уровень выявляемых в периферической крови ореолообразующих лейкоцитов может служить одним из показателей, характеризующих реакцию организма на воздействие факторов внешней среды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Голованов, Михаил Викторович, 1984 год

1. Авилова Л.Д. Цитологические изменения в корешках растений, вызываемые засолением. Сб. научн. тр. АН СССР, Институт Цитологии. Общие механизмы клеточных реакций на повреж -дающие воздействия. Л.: 1977, 17, 144.

2. Адо А.Д. Патофизиология фагоцитов. М.: Медицина, 196I. -246 с.

3. Антонов В.Ф., Афанасьев А.Л., Островский М.А., Федоро -вич И.В. Светоиндуцированный транспорт ионов Н+, К+, натрия в суспензиях наружных сегментов фоторецепторов сетчатки глаза лягушки. Биофизика, 197I, т. 16, Н? I, 78-86.

4. Баев A.A., Никифоровская Л.Ф., Кириченко В.М., Стру -кова С.М. Комбинированный метод анализа кислых мукополи -сахаридов сосудистой стенки. В кн.: Химия и обмен углево дов. М.: Наука, 1965, 172 с.

5. Бекер М.Е., Рапопорт А.И., Вентина Э.Ю. Конвективное обезвоживание, как повреждающий фактор для клеточных структур. Сб. научн. тр. АН СССР, Институт Цитологии. Общие механизмы клеточных реакций на повреждающие воздействия. Л.: 1977 17, 21.

6. Васильев D.M. Биология злокачественного роста. М.: Наука 1965, 200 с.

7. Васильев Ю.М., Маленков А.Г. Клеточная поверхность и реакции клетки. Л.: Медицина, 1968, 133, 255.

8. Васильев Ю.М. Изменения клеточной поверхности при опухолевой эволюции. Журнал Всесоюзного химического об-ва,1973, 18, 621.

9. Вершигора А.Е. Основы иммунологии. Киев, Вища школа, 1975, 212 с.

10. Воробьев A.A., Васильев H.H. Адыованты. М.: Медицина, 1969, 6-23.

11. Воробьев В.И. Механо-химические процессы, сорбция ионови явления проницаемости. В кн.: Физико-химические основы происхождения биопотенциалов. - М.: Наука, 1964, 35.

12. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1975, 147, 186, 189, 289, 304.

13. Гизе А. Физиология клетки. М.: ИЛ, 1959, 165.

14. Голованов М.В. A.C. 930049 /СССР/. Способ выявления ореол образующих клеток лейкоцитов /автор изобретения Голованов М.В. Заявлено 15.09.76, № 2401670/28-13. Опубликовано в Бюлл. изобр., 1982, W 19/.

15. Голованов М.В. Устройство для получения клеточных суспензий бесферментным способом. Московский НИ онкологичес -кий институт им. П.А. Герцена, 1975, удост. на рацпредложение Р 24.

16. Голованов М.В. Неравномерное распределение ионогенных групп на поверхности плазматических мембран опухолевых клеток.-Программа Всесоюзного Совещания "Факторы модифи- но кации мембранно-связанных белков", Пущино, 1977, 6.

17. Голованов М.В. К вопросу о ложном бляшкообразовании при иммунных реакциях. Бюлл. эксперим. биологии и медици -ны, 1980, Р 4, 444-447.

18. Голованов М.В., Терещенко И.П. Динамика изменения ореоло-образующих клеток при патологических процессах. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунол., 1981, № 2, 87-89

19. Голованов М.В., Дерягин Б.В. О силах отталкивания, исходящих от некоторых биологических клеток, помещенных в концентрированный раствор электролита. РСоллоидный жур -нал,- 1979, К? 4 , 649-653.

20. Духин C.G., Дерягин Б.В. Электрофорез. М.: Наука, 1978, 188.

21. Дмитриев Б.А., Книрель Ю.А., Виноградов Е.В., Коче -tob Н.К., Гофман И.Л. Антигенные полисахариды бакте -рий УЛ. Журн. Биоорганическая химия, 1978, т. 4, № I, 40-46.

22. Йост X. Физиология клетки. М.: Мир, 1975, 723 с.

23. Кавецкий P.E. Взаимодействие организма и опухоли. Киев: Наукова думка, 1977, 3-6, 60, 71-73.

24. Киреев В.А. Курс физической химии. М.: Химия, 1975, 528 .

25. Кисляков B.C. Модификация метода определения количества бляшкообразующих клеток в периферической крови. В кн.: йммунореактивность организма. Материалы научной конфе -ренции, Калининград-Таллин, 1973, 132.

26. Кисляков B.C. О природе и механизме бляшкообразования /везикулоцитоза/. Бюлл. эксперим. биологии и медицины,1976, P 4, 454.

27. Клемпарская H.H. О феномене ложного бляшкообразования в препаратах крови и тканей при использовании гипертонических растворов солей. Журн. микробиологии, эпидемиоло -гии и иммунол., 1976, IP 10, 137.

28. Клемпарская H.H. Аутоантитела облученного организма. М.: Атомиздат, 1972, 163.

29. Клемпарская H.H. К вопросу о везикулоцитозе. Билл, экс-перим. биологии и медицины, 1977, Р 7, 61.

30. Клемпарская H.H., Уланова A.M., Екова В.М. Дальнейшее изучение природы и особенностей явления бляшкообразова -ния при модифицированном методе Ерне. Журн. микробио -логии, эпидемиологии и иммунол., 1978, № 10, 21.

31. Комиссарчик Я.Ю., Уголев A.M. Ультраструктура и возмож -ное функциональное значение гликокаликса микроворсинок кишечных клеток. ДАН СССР, 1970, Р 194, 731-733.

32. Комиссарчик Я.Ю., Левин C.B. Примембранные структуры клеток животных /структурная и химическая организация "толстых мембран"/. Цитология, 1974, № 16 , 528-544.

33. Кост Е.А. Справочник по клиническим лабораторным методам исследованиям. М.: Медицина, 1976, 26.

34. Крестов Г.А., Кобенин В.А. От кристалла к раствору. Л.: Химия, 1977, 61.

35. Курсанов А.Л., Генкель П.А. Структура и функции клеток растений при засолении. М.: Наука, 1970, 8, 46, 66, 67, 75, 77, 15.

36. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1973, 15.

37. Левин C.B. Структурные изменения клеточных мембран. Л.: Наука, 1976, 39.

38. Ленинджер А. Биохимия. М.: Мир, 1974, 279.

39. Лясс Л.А., Васильев Ю.М. Изменение морфологии и цитоске -лета культивируемых фибробластов под влиянием повышенно -го осмотического давления. Бюлл. эксперим. биологии и медицины, 1981, № 8, 93.

40. Морозов В.Г., Алафинов В.Д. К вопросу об ореолообразуго -щих клетках. Лабораторное дело, 1983, № I, 38-40.

41. Маленков А.Г. Ионный гомеостаз и автономное поведение опухоли. М.: Наука, 1976, 25.

42. Малер Г., Кордес Ю. Основы биологической химии. М.: Мир 1970, 264-265.

43. Мовэт Г.З. Воспаление, иммунитет и гиперчувствительность. М.: Медицина, 1975, 123.

44. Модянова Е.А., Рожкова З.А. Электрофоретическая подвиж -ность клеток гепатомы 22 и печени мыши при действии диспергирующих агентов. Бюлл. эксперим. биологии и меди -цины, 1963, № 5, 93.

45. Модянова Е.А. 0 природе нормального контакта клеток пе -чени и типах его нарушения в гепатомах. : Дисс. на соиск.- из учен. степ. канд. биол. наук. М.: 1970, 61.

46. Моравец Г. Макромолекулы в растворе. М.: Мир, 1967, 266 277, 312.

47. Насонов Д.Н., Александров В.Я. Реакция живого вещества на внешние воздействия. М-Л.: изд-во АН СССР, 1940, 95.

48. Насонов Д.Н. Некоторые вопросы морфологии и физиологии клетки. Избр. тр., М-Л.: изд-во АН СССР, 1963, 248.

49. Поликар А. Поверхность клетки и ее микросреда. М.: Мир, 1975, 24, 31.

50. Привалов П.Л. Вода и ее роль в биологических системах. -Биофизика, 1968, т. 13, № I, 163-177.

51. Ровенский Ю.А. Растровая электронная микроскопия нормальных и опухолевых клеток. М.: Медицина, 1979, 82, 139.

52. Скорчелетти В.В. Теоретическая электрохимия. Л.: Гос. научно-техническое изд-во хим. л-ры, 1963, 126, 131, 373.

53. Сорокина З.А. Состояние калия, натрия и воды в цитоплаз -ме клеток. Киев: Наукова Думка, 1978, 123.

54. Тарусов Б.Н., Колье О.Р. Биофизика. М.: Высшая школа, 1968, 279. ■

55. Твердислов В.А., Шноль С.Э. Связывание ионов щелочных и щелочно-земельных металлов актомиозином. В кн.: Молекулярная биофизика. - М.: Наука, 1965, 104.

56. Терещенко И.П., Голованов M.B. A.C. 526661 /СССР/. Спо -соб дезагрегации тканей для получения клеточных суспен -зий. /Московский НИ онкологический институт им. П.А. Герцена, авторы изобретения Терещенко И.П., Голованов М.В.

57. Заявлено 04.03.74, № 2004746/15. Опубликовано в Бюлл. изобр., 1976, № 32/.

58. Финеан Дж., Колмэн Р., Мичелл Р. Мембраны и их функции в клетке. М.: Мир, 1977, 14-15.

59. Фриденштейн А.Я., Чертков И.Л. Клеточные основы иммуни -тета. М.: Медицина, 1969, 6.

60. Харамоненко С.С., Ракитянская A.A. Электрофорез клеток крови в норме и патологии. Минск: Беларусь, 1974, 7, 29, 119.

61. Холодова Ю.Д., Сорокина 3.А. Обменное поглощение ионов калия и натрия мембранными фрагментами скелетных мышц. -Биофизика, 1970, т. 15, № 5, 836-844.

62. Холодова Ю.Д., Безручко И.Ф. Поглощение ионов калия и натрия миофибриллами скелетных мышц. Цитология, 1970, т. 12, № в, 1237-1247.

63. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. М.: Высшая школа, 1966, 361 с.

64. Abercrombie M., Mechanism of cell move. In Cell diffe -rentiation. Copenhagen, 1972, p. 113-119.

65. Ambrose E.J. Biol. Inreactions in normal and neoplastic growth. H. Ford Hospital Internat Symp. Boston, 1969 , p. 1949-1952.

66. Behuke 0., Zeelander T. Preservation of intercellular substance by the alcian blue in preparative procedures for electron microscopy. J. Ultrastruct. Pes., 1970, 31, p. 424-438.

67. Berwick L., Coman IIR Some chemical factors in cellu -lar adhesion and stickness. Cancer Pes., 1962, 22,1. N 8, p. 982-986.

68. Cunningham A.J. Amethod of increased sensitivity for detecting single antibody forming cells. - Nature,1965, 5001, p. 1106-1107.

69. Carvalho A.P. Binding of cations by microsomes from rabbitskeletal muscle. J. Cell and Comp. Physiol.,1966, 67, N 1, p. 73-83.

70. Codington J.E., Sandford B.H., Hanloz P.W. Glycopro -tein coat of the T.A. cell. Pemoval of carbohydrate and protein material from variable cells. J.Nat. Cancer. Inst., 1970, 45, p. 637-639.

71. Curtis A.S.G. Cell contact and adhesion. Biol. Pev., 1962, 37, N 1, p. 82-129.

72. Fleming A. On the effect of variations of the salt con -tent of blood on its bactericidae property in vitro and in vivo. Br. J. Exp. Pathology, 1926, 7, N 5, p. 274 -281.

73. Gaulden M.E. In Mitogenesis. P. Weiss (Ed). Chicago Univ. Press., 1959, p. 60-65.

74. Goodford P.J., Leach E.H. The extracellular space of the smooth muscle of the guinea-pig taenia coli.- J. Phy -siol., 1966, N 1, p. 1-10.

75. Hukins L, Shock-absorbing biopolymers. New Sci., 1975, 67, p. 636-638.

76. Hickling M.J., Barclay J.A., White S.J., White K. Iso -lation of sodium-complexing polypeptides from mamma -lian and cardiac muscle. Experientia., 1976, 32, N 5, p. 554-555.

77. Ito S. Structure and function of the glycocalyx. Fed. Proc., 1969, 36, p. 12-17.

78. Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque formation agar by single antibody-producing cell. Science, 1963, 3565, p. 405 -406.

79. James T.L., Nodle J.H. Anuclear magnetic resonance re -laxatuon studies of a ion interaction with soluble" RNA.-Proc. Nat. Acad. Sci. USA., 1969, 462, p. 644-651.

80. Korn E.H Structure of biological membranes. Science, 19.66, 153, p. 1941-1943.

81. Law R .0., Phelps C. I F. Size of the sucroze, rafinose, and inulin spaces in the gastrocucmins muscle of the rat. J. Physiol., 1966, 186, N 3, p. 547-557.

82. Ling G.N. The physical state of water in living cells and model systems. Ann. New York Acad. Sci., 1965, 125, p. 401-436.

83. Monis B., Condiozzi A., Fabro J.E., Lelforsch L. On the glycocalyx the external coat of the plasma membrane of some secretory cells. Z. Zellforch., 1969, 99, p. 6473.

84. Nara F., Nagy B., Bireswar C. Cu-hyaluronic acid comp -lex spectrophotometry detection. Biochem. and bio -phys. A Res. Com., 1977, 274, p. 460-465.

85. Rambourg A., Neutara M., Leblond C.P. Presence of a cell coat rich in carbohydrate at the surgace of cells in the rat. Anat. Pec., 1966, 154, p. 41-71.

86. Sanni H., Pace N. Application of atomic absorption in the study of Na, Mg and Ca binding by cellular membranes. Appl. Spectr., 1966, 20, N 1, p. 135-141.

87. Sanni H., Pace N. Sodium and potassium binding by rat liver cell microsomes. J. Gen. Physiol., 1959, 42, N 6, p. 1325-1345.

88. Sanni H., Pace N. Sodium and potassium and hydrogen bin -ding characteristics of dog erythrocyte ghosts.- J. Cell and Com. Physiol., 1963, 62, N 1, p. 95-99.

89. Sanni H., Carvalho A.P., Pace N. Relationship of hydrogen ion binding to sodium and potassium binding by rat liver cell microsomes and human erythrocyte ghosts.- J. Cell and Com. Physiol., 1962, 59, N 1, p. 241-250.

90. Sheehan J.K., Gardner K.H., Atkins E. D . T. Hyaluronic Acid. A doublehelical structure in the presence of po -tassium at Low pH and also with the Cations Ammonium ,

91. Rubidium and Calcium. J. Mol. Biol., 1977, 117, p. 113-135.

92. Struther A., Witer W.T. Details of glycosaminglycan conformations and intermolecular interactions. Fed. Proc. 1977, 36, N 1, p. 73-78.

93. Wheldon T.E., Gray W.W., Kirk J., Orr J.S. Mitotic auto -regulation of populations of normal and malignant cells.- Nature, 1970, 226, p. 547-549.