Помоги проекту - поделись книгой:
Несмотря на то, что теория энергетического баланса когерентна с теорией фенотипической адаптации Доброборского, теория является усовершенствованной теорией, вследствие введения таких понятий как:
–
– В теории мы четко привязываем регуляцию этих энергетических процессов к парциальному давлению кислорода в стволе мозга (анатомическая привязка).
– Все это позволяет нам более детально анализировать и прогнозировать работу организма в тех или иных условиях и объясняет причины и механизмы развития метаболических нарушений.
Термодинамическая теория старения
Основной механизм жизни – обмен со средой и беспрерывное обновление организма – не указывает на обязательный конец этого процесса, напротив, он лежит в основе возможности продолжать его бесконечно долго, как это имеет место в биологической эволюции. На самом первичном, элементарном уровне жизни уже существует статус практического бессмертия – периодически омолаживающиеся одноклеточные. Ни законы физики, ни законы и практика биологии не налагают ультимативный запрет на увеличение видовой продолжительности жизни.
Все мы знаем, как в медицине размыты и аморфны вопросы о теориях старения. На сегодняшний день какой-либо единой теории, объясняющей процесс старения организма, нет. Предложенная мной теория старения основана на концепции термодинамических сфер, принципе самообновления, теории регенерации и теории энергетического баланса – ЦААКЭБ. Организм – это сложная неравновесная открытая термодинамическая система, вследствие чего ее главный управляющий центр – головной мозг, – должен постоянно получать достоверную оперативную информацию со всех мембран, органов и тканей. По своей сути, старение есть не что иное, как фенотипическая адаптация длиною в целую жизнь, обусловленная искажением информации на пути от мембран к центру и, как следствие, возникновением искаженной коррекции внутренней среды управляющим центром.
Согласно теории ЦААКЭБ, основную роль в процессе старения играет постепенное длительное замещение процессов получения энергии клетками от аэробных процессов в пользу анаэробных. Для клеток мозга кислород – это энергия в чистом виде. Это та субстанция, которой он оперирует в первую очередь. В своей деятельности мозг будет опираться на показатели кислорода в первую очередь. В условиях гипоксии мозг, путем изменения концентрации центральных биорегуляторов в крови, отдает приказ всем клеткам тела о перестройке метаболических процессов в пользу анаэробного синтеза.
В случае, если гипоксия затрагивает лишь мозг, а в циркулирующей крови кислорода достаточное количество (например, при нарушении проходимости сосудов шеи), возникает дисгармония в работе органов и систем. Дисгармония заключается в том, что хроническое кислородное голодание мозга провоцирует его на изменение механизмов производства энергии путем замещения аэробных процессов синтеза АТФ на анаэробные.
В свою очередь, тканевые макрофаги (гистиоциты) каким-то образом распознают в окружающих клетках смещение аэробно-анаэробного энергетического баланса на фоне нормального поступления кислорода из атмосферы и, воспринимая необоснованное увеличение гликолиза как опасное изменение метаболизма, начинают постепенное уничтожение клеток с повышенным анаэробным гликолизом, воспринимая их либо как отработавшие элементы, подвергнутые апоптозу, либо как клетки, вступившие на путь онкологического перерождения.
Рассматриваемая нами модель процессов, прогрессирующих с возрастом, носит упрощенный характер. На самом деле этот процесс происходит на протяжении долгих лет, поскольку организм обладает множеством адаптационных и компенсаторных защитных механизмов. Ткани стареют именно по причине того, что происходит несоответствие энергетических балансов клеток тканей и тканевых макрофагов. Таким образом, неправильная центральная регуляция и автономная регуляция или «механизм распада» (который подробно рассмотрен в главе о принципе самообновления), вступают в диссонанс, который со временем прогрессирует. При этом макрофаги, естественно, добираются до ниш стволовых клеток, и уничтожают их вместе со стволовыми клетками. С возрастом мы отмечаем прогрессирующее убывание в организме полипотентных элементов.
Все, о чем мы говорили выше, так или иначе связано с таким ключевым понятием в патогенезе старения как метаболический синдром. На сегодня нет единого определения, что такое метаболический синдром.
Чаще всего, метаболический синдром рассматривается как симптомокомплекс, присущий многим заболеваниям. Как правило, врач – узкий специалист, трактует определение метаболического синдрома согласно специфике своей деятельности.
С моей точки зрения, изложенной в этой книге, метаболический синдром – есть проявление информационно-биохимического диссонанса, который возникает согласно теориям и принципам функционирования живого вещества, а именно, несоответствие между внутренней мощностью биохимического реактора по эффективной утилизации кислорода и реальной концентрацией кислорода в атмосфере по причине нарушения обратной связи с центральным регулятором. Таким образом, получается, что организм, настроенный на работу в условиях сниженной концентрации кислорода в атмосфере, в реальности находится в условиях с нормальным содержанием кислорода. С возрастом подобный диссонанс лишь усиливается. Гипотетически представьте, что будет, если абсолютно здоровый человек окажется в условиях с повышенным содержанием кислорода в атмосфере на длительное время? В результате этого произойдет накопление свободно-радикальных групп, которые представляют собой основу всех дальнейших биохимических каскадов, что мы и наблюдаем у пациентов со смещением аэробно-анаэробных процессов. Сегодня в первую очередь наука занимается поиском эффективного воздействия на отдельные звенья метаболического синдрома, вместо того, чтобы искать методы воздействия на первопричину. Возникает эффект, когда «за деревьями становится не видно леса». Лишь комплексный подход по устранению причины неправильной работы центрального регулятора может гарантировать успех в лечении метаболического синдрома.
Пример с автомобилем. Допустим, мы обнаружили, что двигатель не заводится или работает с перебоями, не держит обороты и прочее. Можно поменять сотню датчиков, проводов, заменить свечи и получить лишь временный эффект. Либо не получить эффекта вовсе. А порой достаточно всего лишь правильно выставить угол зажигания, и вся система сама придет в норму, согласно заложенной технической программе.
Использование стволовых клеток в лечении многих заболеваний имеет под собой достаточно веские основания, только если сочетать терапию стволовыми клетками со многими другими реабилитационными методами, направленными на устранение хронической гипоксии головного мозга. Что же мы наблюдаем сейчас? Представьте себе, что у нас есть популяция «золотых рыбок» – существ нежных, но плодовитых. И вот мы берем их и подсаживаем в нечищеный аквариум с мутной водой, в которой обитает популяция сомов-санитаров. Рыбки не успеют размножиться до того, как их съедят сомы. Тот же самый эффект прослеживается при введении стволовых клеток в организм извне. По крайней мере, на данной ступени развития иммунологии.
Чтобы проиллюстрировать клиническим примером благотворное влияние
К мне обратилась основоположница российской детской онкогематологии, заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения химиотерапии гемобластозов НИИ детской онкологии и гематологии Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина РАМН – Лидия Алексеевна Махонова.
Вот как она описывает процесс умной реабилитации:
Данный клинический пример является ярким подтверждением того, что при полном восстановлении кровоснабжения головного мозга в сочетании с физической нагрузкой постепенно развиваются регенераторные процессы, которые способствуют постепенному восстановлению органов и тканей даже в самом преклонном и старческом возрасте. Значительную роль в этом процессе играют собственные сохранившиеся тканеспецифические стволовые клетки, которые в благоприятных условиях аэробного обмена способствуют регенерации организма.
С возрастом количество стволовых клеток в организме катастрофически снижается. У новорожденного 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч, к 20–25 годам – 1 на 100 тысяч, к 30 – 1 на 300 тысяч. К 50-летнему возрасту в организме уже остается всего 1 стволовая клетка на 500 тысяч. Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний лишает организм возможностей самовосстановления. Из-за этого жизнедеятельность тех или иных органов становится менее эффективной.
Великий Мечников увидел картину старения в микроскоп. Он был выдающимся гистологом, соответственно и теория его была в большей степени описательного характера. В отличие от трудов Мечникова, предлагаемая здесь теория отличается тем, что в его великолепное описание привносится объяснение происходящих явлений и их механизмов с точки зрения термодинамической биологии.
Нынче, в общемировой медицине нет ни одной теории старения объяснительного характера. Как правило, большинство теорий имеют описательный характер. В этом и есть отличие знания того, «что происходит?», от понимания: «почему и как происходит?».
В физиологии механизмы старения считаются самыми сложными и разнообразными. Существует около
Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции. В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления со временем повреждений, с которыми организм старается бороться, а различия в старении у разных организмов является результатом разной эффективности этой борьбы.
Для демонстрации описательного характера основных общепринятых на сегодняшний день теорий старения, приведём их список с пояснениями по этому поводу:
Свободно-радикальная теория старения
В ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количество кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию. Но небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие огромной реакционной способностью. Их называют
Данная теория несомненно затрагивает один из глобальных механизмов старения, но несмотря на всю ее простоту и доступность понимания, она не объясняет причину возникновения и накопления с возрастом свободно-радикальных групп, а лишь констатирует факт, что именно они являются повреждающими факторами. Термодинамическая же теория старения не спорит с вышеизложенным, но дает четкое указание на причину путем объяснения ЦААКЭБ!
Теория «перекрестных сшивок»
Этот механизм старения немного похож на воздействие свободных радикалов. Только роль агрессивных веществ здесь играют сахара, в первую очередь – всегда присутствующая в организме глюкоза. Сахара могут вступать в химическую реакцию с различными белками. При этом, естественно, функции этих белков могут нарушаться. Но что гораздо хуже, молекулы сахаров, соединяясь с белками, обладают способностью «сшивать» молекулы белков между собой. Из-за этого клетки начинают хуже работать. В них накапливается клеточный мусор. Одно из проявлений такой сшивки белков – потеря тканями эластичности. Внешне наиболее заметным оказывается появление на коже морщин. Но гораздо больший вред приносит потеря эластичности кровеносных сосудов и лёгких.
Данная теория констатирует увеличение сахара в крови с возрастом и наличие повреждающих «сшивок», и полностью подтверждает основной постулат теории ЦААКЭБ о повышении анаэробного (гликолитического) компонента с возрастом, что опять же, с термодинамической точки зрения абсолютно созвучно теории старения представленной в этой книге.
Теория апоптоза
Один из крупнейших современных биохимиков, академик Владимир Скулачев выдвинул свою гипотезу старения, обновив теорию Августа Вейсмана о запрограммированной смерти. Скулачев считает, что старение – это не столько накопление поломок в организме, ведущих к смерти, сколько запускаемая программа апоптоза (самоубийства клеток), которую в принципе можно отменить. По мнению академика, клетки «уходят в апоптоз» по многим причинам. Одна из основных – появление «бездомных» клеток. Клетки в организме «привязаны» к определенному органу и существуют только в соответствующем биохимическом окружении. И если вдруг какая-либо клетка случайно попадает в «чужой» орган или ткань, то она быстро «кончает жизнь самоубийством». Или другой пример – развитие человеческого эмбриона. На определенной стадии у него появляется хвост, который потом исчезает. Клетки хвоста тоже «уходят в апоптоз». Апоптирующая клетка отмирает очень аккуратно: она как бы сама себя разбирает на части, которые соседние клетки впоследствии используют в качестве строительного материала. Этим апоптоз отличается от травматической гибели клеток – некроза, когда разрывается клеточная мембрана и содержимое клетки выплескивается наружу.
С точки зрения термодинамических взглядов, апоптоз представляет собой процесс неуклонного перехода клеток в анаэробную фазу с последующим распадом клетки на апоптатические анаэробные тельца в финале. Апоптатическая теория рассматривает апоптоз как программу, процесс, который можно отменить. Согласно термодинамическим взглядам, в отсутствие внешнего управления, клетка возвращается к своему архаичному состоянию, но этот процесс является обратимым!
Теломерная теория старения
Советский ученый Алексей Оловников в 1971 году предположил, что ограниченное количество делений клетки связано с механизмом удвоения ДНК. Он устроен так, что концы линейных хромосом (теломеры) с каждым делением укорачиваются. Поэтому после некоторого количества делений (около 50) клетка больше делится не может. Было выяснено, что длина теломер (концевых участков) хромосом зависит от возраста человека. Чем старше человек, тем средняя длина теломер меньше. Таким образом, при каждом делении клетки ее ДНК укорачивается, что служит «счетчиком» числа делений и, соответственно, продолжительности жизни.
Данную теорию можно и нужно связать с поэтапным уничтожением макрофагами полипотентных тканевых клеток, которые должны обеспечивать синтез новых клеток с длинными теломерными хвостами, но не имеют возможности полностью это обеспечить. Если же будет запущен процесс возобновления запаса новых полипотентных клеток, то и теломерная теория старения утратит свой эффект.
Элевационная теория старения
Выдвинута и обоснована в начале 50-х годов прошлого века ленинградским ученым Владимиром Дильманом. Согласно этой теории, механизм старения начинает свою работу с постоянного возрастания порога чувствительности гипоталамуса к уровню гормонов в крови. В итоге увеличивается концентрация циркулирующих гормонов. Как результат, возникают различные формы патологических состояний, в том числе характерные для старческого возраста: ожирение, диабет, атеросклероз, канкриофилия, депрессия, метаболическая имуннодепрессия, гипертония, гиперадаптоз, аутоиммунные заболевания и климакс. Эти болезни ведут к старению и в конечном итоге к смерти.
Другими словами, в организме, существуют большие биологические часы, которые отсчитают отпущенное ему время жизни от рождения до смерти. Эти часы в определенный момент запускают деструктивные процессы в организме, которые принято называть старением.
Элевационная теория старения особенно мне импонирует тем, что абсолютно когерентна с постулатом о неправильной работе центрального регулятора, но опять же, в этой теории не указывается конкретная причина возникновения нарушения в работе управляющего центра. Термодинамические же взгляды безошибочно указывают нам на причину!
Формулировка термодинамической теории старения
В этом материале кратко рассмотрены лишь наиболее известные теории старения. В настоящее время ни одна из теорий не может на 100% объяснить сам процесс старения и механизмы его протекания. Поэтому сегодня эффективные средства и технологии сохранения молодости могут быть только комплексными, то есть сочетающими в себе результаты работ по нескольким разным теориям старения. Только учет идей и результатов исследования всех теорий с дальнейшим синтезом этих знаний может дать хороший эффект.
Впервые, опираясь на труды Мечникова, изыскания Пригожина, опыты Варбурга и других великих ученых, в этой книге удалось создать стройную и понятную, обладающую объяснительной силой, теорию старения, что в последующем неизбежно приблизит человечество к моменту получения ключей от сохранения молодости.
Сформулировать такую теорию невозможно кратко, нужно понимать принципы, на которых зиждется термодинамическая теория.
Теория физиологической регенерации
В этой главе мы более подробно рассмотрим именно физиологическую регенерацию (механизм синтеза, описанный ранее), происходящую в течение всей жизни организма, не связанную с повреждениями ткани. Мы говорим не о той регенерации, которая происходит при травме или порезе, а о постоянной регенерации, которая проявляется постоянным обновлением клеточного материала. В качестве сравнения регенерации при травме можно провести параллель с теорией фенотипической адаптации Доброборского: при травме включаются экстренные кратковременные механизмы для восстановления ткани. При физиологической регенерации работают механизмы «медленной» и постоянной адаптации к условиям внешней среды.
Согласно термодинамическим представлениям, теория регенерации – это не что иное как теория жизнедеятельности стволовых клеток. В каждой ткани есть так называемые тканеспецифичные стволовые клетки, они до самой смерти пытаются регенерировать и продуцировать новые элементы ткани. Способность к регенерации у тканей живого организма выражена в разной мере. В случае «мембранных» тканей, таких как: эпителий кишечника и легочного дерева, а также эпидермис – этот процесс выражен очень интенсивно, что обусловлено тем, что мембрана постоянно взаимодействует с окружающей средой, а качество обработки информации на ней ни в коей мере не должно страдать. А, например, ткань мозга и вообще вся нервная ткань регенерируют значительно медленнее, так как напрямую с внешней средой не граничат, и вследствие этого подвергаются меньшим рискам воздействия внешних факторов. Так же прослеживается зависимость регенерации от возраста. У взрослых эти процессы протекают в разы медленнее, с определенным возрастом в некоторых тканях они прекращаются вовсе. У эмбриона, новорожденного и растущего организма, примерно до 25 лет, мы наблюдаем превалирование процессов регенерации над процессами деградации клеток, поэтому организм растет и развивается. Причины этого мы рассмотрим ниже.
Огромную роль в процессах регенерации тканей играют вещества, инициирующие деление клетки. Это факторы роста: тромбоцитарный фактор роста, эпидермальный фактор роста, факторы роста фибробластов, факторы роста нервов, эритропоэтин, интерлейкин 2 и интерлейкин 3, а также инсулиноподобный фактор роста в связке с СТГ. И это только часть огромного пула биорегуляторов. Сегодня известно, что колонии стволовых клеток, помещенные в искусственные условия для размножения, начинают функционировать как отдельный организм, то есть проявляют признаки саморегуляции окружающей среды. Клетки начинают вырабатывать и выделять, так называемый, культуральный секрет в среду, в которой они находятся, с целью обеспечения благоприятных условий для дальнейшего роста и деления. То есть, по аналогии, в искусственной среде стволовые клетки создают вокруг себя нишу, характерную для живого организма. Состав этой среды содержит множество подобных факторов роста. Среди них есть «первые скрипки», которые берут на себя ведущую роль в биохимических процессах, участвующих в регенерации, и биорегуляторы «вторых ролей», функции и значимость которых пока еще до конца не изучена. Если рассматривать организм в целом, то можно увидеть дирижера в этом биохимическом оркестре – это гипоталамус. Именно он принимает решение, какой уровень и какого вещества должен поддерживаться на данный момент в плазме крови.
Регуляция может происходить как непосредственно выделением самих факторов роста, так и выделением веществ – инициаторов их синтеза. Уровень и степень регенерации той или иной ткани зависит не от возраста, а от условий, в которых находятся клетки этой ткани, то есть от концентрации и состава биорегуляторов и всех других компонентов в крови. А это, в свою очередь, зависит от того, насколько правильно считывается информация с мембран и доходит до управляющих систем. Соответственно, при тонкой регуляции биохимического состава среды вокруг клетки возможно любую клетку ткани превратить в стволовую – это так называемые индуцированные стволовые клетки.
В зависимости от степени дедифференцировки клетки при перепрограммировании различают: индуцированные тотипотентные, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и получаемые так называемым прямым перепрограммированием или каким-либо иным способом индуцированные прогениторные (мультипотентные или унипотентные) стволовые клетки, иногда называемые также индуцированными соматическими стволовыми клетками (ИССК).
В настоящее время существует три пути перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные стволовые клетки:
1. Пересадка ядер, взятых из соматических клеток, в оплодотворенную яйцеклетку, из которой предварительно удалено ядро;
2. Слияние соматических клеток с плюрипотентными стволовыми клетками;
3. Модификация соматической клетки, индуцирующая её превращение в стволовую клетку с помощью генетического материала, кодирующего белковые репрограммирующие факторы: рекомбинантных белков, микроРНК, синтетической самореплицирующейся полицистронной РНК и низкомолекулярных биологически активных веществ.
В основе теории регенерации лежит принцип самообновления, который, в свою очередь, неразрывно связан с теориями старения и ЦААКЭБ. Это часть единого цикла восстановительных процессов, которые происходят в организме. Основной постулат теории регенерации заключается в том, что физиологическая регенерация в организме происходит постоянно. Обратите внимание, что изначально организм стремится к постоянному самообновлению, то есть планирует длительное существование, что противоречит существующим на сегодняшний день гипотезам о том, что организм запрограммирован на обязательную смерть как конечную точку. Возникает противоречие теории регенерации с теорий программируемой смерти.
Человек запрограммирован на чрезвычайно долгую жизнь. Если извне поступает энергоемкое вещество (кислород, глюкоза и др.) в достаточном количестве для того, чтобы продуцировать новые клетки, никаких ограничений для постоянства внутренней среды, а, следовательно, и функционирования – нет. К примеру, одна из теорий старения построена на утверждении о том, что со временем регенераторная способность стволовых клеток в значительной мере утрачивается. Но фокус заключается в том, что на самом деле происходит подмена понятий. Клетки не перестают регенерировать, с возрастом просто уменьшается их количество, а те, что остались – регенерируют на сниженном уровне. Они не получают соответствующих сигналов из-за снижения пула центральных биорегуляторов в крови, согласно основным положениям ЦААКЭБ.
Что касается гибели стволовых клеток, то они погибают согласно термодинамической модели старения – со временем они теряют свой энергетический потенциал и становятся мишенями для макрофагов. Согласно теории ЦААКЭБ происходит смещение биохимических процессов в пользу анаэробного обмена. Запускается конфликт внутри организма, после чего многие благородные элементы, включая стволовые клетки, становятся жертвами фагоцитов. Если соединить вышеизложенные теории в звенья одной цепи, выстраивается картина, объясняющая возрастное замедление регенераторных процессов уменьшением количества стволовых клеток (вследствие уничтожения популяции макрофагами) и снижением эффективности их функционирования. Подобный термодинамический подход позволяет нам пересмотреть методы применения терапии стволовыми клетками, принятые на сегодняшний день.
Если в организме присутствует смещение кислотно-щелочного баланса, то без устранения непосредственной причины этого смещения введение стволовых клеток в организм извне в большей степени обречено на неудачу. Сегодня, вместо огульного введения стволовых клеток в организм, целесообразно сосредоточить научный поиск в способах защиты их от макрофагов, не меняя окислительного баланса. Прежде чем приступать к восстановлению процессов физиологической регенерации макроорганизма, необходимо установить и ликвидировать причины гибели его составных единиц – клеток. Таким образом, метод термодинамической дедукции приводит нас к тому что, где и как искать.
Теория регенерации постулирует три факта: первый, что стволовые клетки со временем не теряют своей способности ни к регенерации, ни к делению, второй – что макроорганизм испытывает дефицит стволовых клеток, вследствие массовой их утилизации макрофагами согласно принципу самообновления и теории ЦААКЭБ, и третий – что скорость деления стволовых клеток снижается вследствие уменьшения количества центральных биорегуляторов в крови опять же согласно теории ЦААКЭБ.
Использование теоретических термодинамических принципов позволяет нам приблизиться к реализации процессов естественного омолаживания (регенерации) на практике, при этом не встречая никакого противоречия со стороны законов термодинамики, а значит, и самой природы!
Данные модели полностью укладываются в формулировку принципа термодинамической допустимости Путилова: «В термодинамике допустимо пользоваться какими угодно воображаемыми идеализированными по своим свойствам телами и приспособлениями без риска, применяя эти представления в рассуждениях, прийти к неверным результатам, если предварительно доказано, что их реализация, как бы ни были неправдоподобны их свойства, не противоречила бы ни первому, ни второму началу термодинамики».
В построении мысленных экспериментов, данный принцип может и должен рассматриваться как один из постулатов термодинамики.
В заключении необходимо отметить следующий факт: если нам нужно, чтобы какая-либо ткань или организм в общем регенерировали, нам следует создать необходимые условия для стволовых клеток, остальное произойдет автоматически. При этом в обязательном порядке нужно следить за четким функционированием управляющего центра. Если мы будем настраивать пул биорегуляторов, но при этом постоянно сталкиваться с противодействием управляющего центра, то у нас получится движение на месте – ничего не будет происходить. С центральным регулятором бороться практически невозможно, наоборот, его усилия должны быть абсолютно когерентны нашим.
Данная теория объясняет, каким образом происходит развитие онкологических заболеваний и что служит их причиной. Теория критической адаптации неразрывно связана с предыдущими теориями – ЦААКЭБ, старения и регенерации.
Сегодня одними из самых эффективных методов лечения онкологических заболеваний являются: оперативный, лучевой и лекарственный методы. С последним часто объединяют все системные способы воздействия на опухоль: химиотерапию, гормонотерапию, иммунотерапию, иногда разные виды биотерапии. Хирургический метод предполагает непосредственное удаление опухоли с соблюдением обязательных правил абластичности, специфических принципов онкохирургии. Лучевая терапия – воздействие на опухоль потоком того или иного вида излучения (рентгеновские лучи, гамма-лучи, поток быстрых электронов и т.д.). Химиотерапия – введение в организм лекарственных препаратов, оказывающих повреждающее действие преимущественно на опухолевые клетки. В ряде случаев химиопрепараты могут полностью уничтожать опухоль, но чаще – тормозить ее развитие. Несмотря на достаточно высокую эффективность, все эти методы лечения служат для борьбы с последствиями, но не с причиной заболевания. Каким же образом можно воздействовать на причину? Что запускает канцерогенез?
Еще в 1924 году нобелевский лауреат Отто Варбург выяснил, что здоровые клетки генерируют энергию благодаря окислительному распаду органических веществ в митохондриях, а опухолевые и раковые клетки, напротив, получают энергию через неокислительный распад глюкозы. В своих опытах Варбург помещал раковую опухоль в различные среды существования. После определения её в щелочную среду, то есть насыщенную кислородом, он отметил интенсивную гибель раковых клеток, в то время, как в кислой среде деление опухолевых тканей резко усиливалось.
Переход на анаэробный энергетический обмен, согласно теории Варбурга, приводит к автономному бесконтрольному существованию клетки: она начинает вести себя как самостоятельный организм, стремящийся к воспроизведению. На основании этого открытия ученый предположил, что рак можно рассматривать как митохондриальное заболевание. Теперь многие исследователи находят новые доказательства в поддержку теории Отто Варбурга о происхождения рака. Изучив митохондриальные липиды в опухолях разных частей мозга у мышей, они обнаружили, что основные аномалии кардиолипина имеются во всех типах опухолей и тесно связаны с ослаблением деятельности по выработке энергии. Таким образом, аномалии кардиолипина могут лежать в основе необратимых дыхательных нарушений в клетках опухолей, а это значит, что теория Варбурга верна.
Согласно этой теории, как правило, проистекает большинство онкологических процессов в организме человека. Именно высокоинтенсивным анаэробным обменом в опухоли можно объяснить возникновение раковой кахексии. Опухоль становится ловушкой аминокислот, глюкозы и липидов, используя их для получения энергии. Вместе с тем, не только опухоль активно поглощает пластические и энергетические источники, но и обмен веществ, согласно теории ЦААКЭБ, регулируется таким образом, что в крови начинает циркулировать больше глюкозы, аминокислот и др. для обеспечения перехода организма на работу в анаэробном режиме. Для мозга нужны питательные вещества, и в тканях они поглощаются до какой-то степени, но в крови все равно их пул растет, что способствует росту опухоли. В этом месте через центральный регулятор замыкается патофизиологический порочный круг.
Автономное поведение клеток обуславливается тем, что наряду со снижением концентрации кислорода в тканях резко падает уровень пула биорегуляторов и макрофагов, вследствие чего клетка естественным образом становится агрессивным анаэробом в отсутствие других вариантов существования.
Данная теория по большей части описывает механизмы нарушения нормальной дифференцировки клеток, но не отвечает на вопрос об истинной причине нарушения смещения равновесия в сторону анаэробного обмена. При использовании термодинамических подходов напрашивается вывод, что теория Варбурга отражает лишь одно из звеньев в цепи патологических событий, приводящих к возникновению опухолевого процесса.
Цепь событий выглядит следующим образом: нарушение передачи информации между мембранами и центральным регулятором – смещение энергетического равновесия в соответствии с теорией ЦААКЭБ – общее закисление крови и тканей – критическая локальная (но не некротическая!) ишемия в участке ткани вследствие наличия атеросклеротической бляшки и/или тромба – критическая активация тканевых стволовых клеток с целью продолжения своего существования, но в другой форме, по причине критического снижения концентрации кислорода – неконтролируемая пролиферация недифференцируемых клеток.
Модель раковых стволовых клеток (РСК) подразумевает, что любое злокачественное новообразование (неоплазия) развивается из одной клетки. В результате неких событий генетический аппарат некогда нормальной клетки трансформируется настолько, что происходит её перерождение в инициирующую раковую клетку. В результате последующей пролиферации (деления) этой клетки формируется злокачественная опухоль. Согласно концепции РСК, эта опухоль устроена иерархически, то есть разные типы раковых клеток обладают разной способностью к делению. Поскольку любое новообразование может развиться только из активно делящейся клетки, наиболее подходящие кандидаты для злокачественной трансформации – нормальные тканевые стволовые клетки (дающие начало полностью дифференцированным клеткам, выполняющим свои узкоспецифические задачи в том или ином типе тканей), так как они обладают длительным сроком жизни и высокой скоростью деления. В соответствии с этим концепция РСК подразумевает, что инициирующее событие в канцерогенезе – злокачественное перерождение нормальных тканевых стволовых клеток, которые становятся инициирующими РСК.
В 1997 году Доминик Бонне (Dominique Bonnet, London Research Institute) и Джон Дик (John Dick, Toronto General Research Institute) продемонстрировали, что единичные лейкемические стволовые клетки, взятые у пациентов с острой миелоидной лейкемией, при трансплантации мышам дают начало полному спектру клеток с различными злокачественными фенотипами, наблюдаемыми при этом заболевании у человека.
Из-за морфологической неполноценности анаэробного обмена в клетке, высокоразвитые соматические клетки превращаются в недифференцированные, беспорядочно растущие клетки – клетки раковой опухоли. Почему же бездействует макрофагальный иммунитет?
Как мы знаем, в первую очередь, макрофаги поглощают апоптатические тельца, образовавшиеся вследствие распада низкоэнергентичной клетки. Так как макрофаги прибывают с кровью – то количество их будет снижаться соответственно выраженности локальной ишемии. В опухолевой клетке энергетический обмен представлен в виде анаэробного гликолиза, но как мы знаем, энергетический потенциал клетки определяется количеством вырабатываемого АТФ вне зависимости от механизма обмена. Энергетический потенциал опухолевой клетки настолько усилен, что дает количество АТФ сходное с количеством АТФ в молодой здоровой клетке, что по-видимому, вводит фагоциты в своеобразное заблуждение и они, сталкиваясь с клетками с большим количеством АТФ, воспринимают их как здоровые и развивающиеся и не уничтожают их.
Так же, согласно термодинамической теории старения, вследствие перехода большинства клеток организма на анаэробный обмен, у фагоцитов появляется дополнительный объем работы для уничтожения стареющих клеток. Те макрофаги, которые все же смогли достигнуть зоны опухолевого роста, попадают в среду с низким содержанием кислорода и высокой кислотностью, что в свою очередь, делает их практически беспомощными в борьбе с опухолевыми клетками. Поэтому с точки зрения термодинамических взглядов на живую материю, пытаться каким-либо образом усилить противораковый иммунитет на уровне фагоцитов малоэффективно. Необходим кардинально иной подход – а именно, устранение условий возникновения и распространения опухоли.
Создание благоприятных условий в организме для изменения энергетического обмена путем замещения анаэробных механизмов аэробными позволит запустить биохимические процессы обратные развитию опухоли вплоть до полной ее деградации. Также параллельно следует восстанавливать кислотно-основной баланс крови органов и тканей с целью снижения закисления организма. Удаление основного опухолевого очага путем оперативного вмешательства или при помощи облучения, конечно необходимо. Но выполнять это нужно только в условиях нормального клеточного дыхания органов и систем и, особенно, на фоне стабильного гормонального фона в отсутствие стресса.
Совокупность экспериментальных и клинических данных позволяет полагать, что стрессорное действие опухоли вызывает стимуляцию выделения АКТГ, который, в свою очередь, повышает секрецию глюкокортикоидов, вызывающих усиление метастазирования злокачественных опухолей.
Ранний послеоперационный период особенно опасен в отношении начала роста микрометастазов. В это время наиболее выражен посттравматический синдром – угнетение защитных реакций организма по отношению к различным агрессиям. Так складывается ситуация, способствующая метастазированию опухолей, проявлению «взрывной способности рака».
В лечении онкологических заболеваний основной целью должно быть подведение к опухолевым клеткам кислорода и насыщение им тканей. В первую очередь, нужно создать такую лекарственную формулу или технологию, которая позволит донести достаточное количество кислорода непосредственно в зону опухоли и раковую клетку. Со временем подобный способ обязательно найдется. Что же касается клеточного иммунитета, то мы можем заставить макрофаги убивать единицу с высоким количеством АТФ только непосредственно внедрившись в их геном.
Но даже такой селективный и высокотехнологичный путь не дает гарантии, во-первых, от грозных побочных эффектов и, во-вторых, от рецидивов, метастазирования и дальнейшего развития опухолевого процесса. Пока нет достаточного катамнеза, говорить об эффективности подобных методов рано и нецелесообразно. Еще раз заострим ваше внимание на том, что без восстановления центральной регуляции окислительного баланса, эффективность лечения онкологических заболеваний и отсутствие рецидива в последующем будет под большим вопросом. А каким образом привести организм в условия оптимального кислородного обмена, мы расскажем в главе, посвященной методологии.
Еще один важный момент. Большое разнообразие онкологических процессов состоит в том, что при сбое в процессе управления дифференцировкой МССК на любой его стадии, клетка, которая должна была бы умереть или разделиться, не получая соответствующих гуморальных сигналов от управляющего центра и от клеточного окружения, начинает просто воспроизводить в неограниченном количестве свои копии, что и приводит к образованию опухоли. И морфологическая структура опухоли будет зависеть от того, на какой стадии дифференцировки было потеряно нормальное управление. Так появляются разные типы опухолей – от низкодифференцированного рака, до высокодифференцированных доброкачественных опухолей, а их морфология будет четко зависеть от того, на каком этапе произошел сбой процесса гуморального управления.
Поделиться книгой: