Ионы водорода (Н+), экспортированные из внутриклеточного пространства в интерстициальный компартмент, способствуют внеклеточному подкислению. Последнее вместе с HIF-la-индуцированной стимуляцией мембранно-связанного эктофермента ангидразы угольной кислоты (СА 9), в конечном счете обусловливает забуферирование экспортируемых протонов внеклеточными бикарбонатами, что приводит к истощению по бикарбонатам и интенсивной реализации С02. Следует заметить, что как первое, так и второе — характерные черты патофизиома злокачественной опухоли.

Образование молочной кислоты и метаболический ацидоз ведут не только к существенному накоплению протонов, но и к возрастанию дыхательного коэффициента (дыхательный коэффициент (respiratory quotient — RQ) = образование С02/усвоение 02), составляющему в опухоли >1,3, что обусловлено интенсивным образованием С02 согласно уравнению
Н++ НСО3=>Н20 + С02.

Индуцированная гипоксией стимуляция фермента ангидразы угольной кислоты (СА) является, таким образом, важным механизмом физиологической адаптации. СА — мембранно-связанный эктофермент, который активируется при низком рН. Экспериментальным доказательством того, что эта реакция происходит, служат очень высокое парциальное напряжение С02 (79 мм Hg) и низкая концентрация бикарбонатов (19 ммоль/л), зарегистрированные в интерстициальной жидкости солидных опухолей. Так как общая продукция С02 больше, чем метаболическое образование С02 (при субстратном окислении), дыхательный коэффициент может находиться в пределах 1,29—1,95.

Поразительно высокие значения RQ могут стать дополнительной характеристикой опухолевого патофизиома, которая количественно описывает отличительные патофизиологические признаки злокачественной опухоли. В заключение следует отметить, что «титрование» внеклеточного бикарбоната до С02 и Н20 — не единственная причина экстремально высокого RQ, но это условие также может иметь значение для включения конечных продуктов гликолиза в липогенез.

31P-ядерно-магнитный резонанс (31Р-ЯМР, 31P-MRS) способен обеспечить получение важной биохимической информации о живых тканях. Так как техника MRS неинвазивна и недеструктивна, она позволяет неоднократно регистрировать соответствующие параметры у больных в течение курса лечения. In vivo 31Р-ЯМР-спектроскопию применяют при изучении энергетического метаболизма опухолей человека с 1983 г. Проведенные исследования представили информацию, которая может быть полезной при выработке программы лечения больных. Так, имеются указания, что серийный мониторинг ответа опухоли на те или иные воздействия может помогать в оптимизации схем соответствующих видов терапии.

На рисунке сравниваются 31Р-ЯМР-спектры нормальных тканей со спектрами опухолей (представлены копии спектров оригинальных записей). Согласно этим типичным спектрам, во многих злокачественных новообразованиях человека, но не в опухолях головного мозга, очень часто как характерную черту обнаруживают высокие концентрации фосфомоноэстеров (РМЕ), фосфодиэстеров (PDE), неорганического фосфата (Pi), и низкие уровни фосфокреатина (РСr). В противоположность этому в исследованиях опухолей головного мозга человека часто не удается обнаружить какие-либо значительные различия в спектрах злокачественных новообразований по сравнению со спектрами нормальной ткани мозга.

Сигнал РМЕ первично включает фосфохолин и фосфоэтаноламин, которые являются предшественниками мембранных фосфолипидов. Кроме того, фосфорилированные сахара (глюкозо6-фосфат, фруктозо-6-фосфат и фруктозо-1,6-дифосфат) могут быть здесь представлены и встречаться в области РМЕ. В опухолях мышей был идентифицирован пик PDE, который представлял собой главным образом глицерофосфохолин и глицерофосфоэтаноламин, являющиеся продуктами распада фосфолипидов мембраны.

Для того чтобы описать биоэнергетический статус нормальных тканей и злокачественных опухолей, на рис. 1.24 представлены отношения рада важных метаболитов. Отношения PCr/Pi для различных опухолей человека и нормальных тканей представлены на рисунке. Отчетливо видно, что отношение PCr/Pi в нормальной ткани головного мозга и опухолях головного мозга подобно, тогда как оно значительно выше в скелетной мышце или миокарде по сравнению с саркомой, а также в паренхиме грудной железы по сравнению с опухолями грудной железы.

На рисунке представлены соотношения p-NTP/Pi в опухолях человека и нормальных тканях. И вновь отсутствуют четкие различия между нормальной и опухолевой тканями головного мозга. Единственные значительные различия получены для сарком по сравнению со скелетной мышцей. Исходя из этих данных, может быть сделано лишь осторожное заключение, что в среднем биоэнергетический статус в нормальном мозге и опухолях головного мозга может существенно различаться. Этот вывод подтверждают результаты определения распределения АТФ в ткани, полученного с помощью количественной биолюминесценции.

- Вернуться в оглавление раздела "Генетика"