Введение к работе
Актуальность проблемы. Взаимоотношения в системе паразит-хозяин на оргшшзмальном уровне, где паразит выступает в качестве "организма", а хозяин - "среды", не могут быть поняты без четкого представления о сущности "организма" и "среды" (Лаптев И.П., 1972: Брудастов А.Н.. 1977, 1985; Ио-ганзен Б.Г., Логачев Е.Д.. 1985. 1986, 1991. 1992: Астафьев Б.А., Петров О.Е,. 1992; и др.). До настоящего времени определение этих краеугольных общебиологических понятий выражено формально, где организм рассматривается как "вещь в себе", и часто в противопоставлении "среде". Выделение в организмаль-ной структуре нескольких подуровней (Иоганзен Б.Г., Логачев Е. Д., 1985) ставит вопрос о границах между ними, и позволяет по-новому подойти к анализу связей в системе паразит-хозяин. Эти представления совершенно не разработаны. В связи с этим и новой оценки требуют также понятия "паразит" и "паразитизм" (Логачев Е. Д., 1990). Специфический характер отношений складывается в системе паразит-хозяин-опухоль, которая почти не изучена экспериментально. Проблема рака является одной из важнейших медико-биологических проблем, подвергающейся на протяжении длительного периода мощной, всесторонней атаке со стороны медицинских, биологических и других наук. Несмотря на гигантский поток информации по разным аспектам этой проблемы, одно из ее направлений - онкопаразитология (Бычков В.Г., 1988) - предстает в редуцированном виде. Имеется немногим более 40 видов паразитов, представители которых способствуют опухолевому росту. В подавляющем большинстве случаев конкретное их участие в процессе опухолевой трансформации либо не исследовалось, либо слабо изучено. Значительная их часть посвящена туморогенной активности. Из них наибольшей опухолеобразователькой способностью наделены нематоды, вызывающие опухоли растений и животных (Догель В. А., .1947; Шабад А. А., 1961; Парамонов А. А., 1968; Keller R. et ath. 1971; Астафьев Б. A., 1975). Наиболее изучены в морфологическом плане неоцластические трансформации при трематодозах (Schwarz D.A., 1981; Flawell D. I., 1981 Бычков В. Г., Яроцкий Л.С, 1990; и др. ). Наименьшее число сведений имеется в от-
- 4 -ношении бластомогенной роли цестод. Экспериментальные исследования по опухолеродной способности цестод ограничиваются, преимущественно, изучением "цистицерковых" сарком, возникающих в печени некоторых линий крыс под влиянием Strobilocer-cus fasciolaris, личинки цестоды Hydatlgera taeniaeformis. Конкретные механизмы озлокачествлепиа в этом случае остались неразгаданными {F.D.Bullock, M.R.Curtis, 1924, 1926; W.F. Dunning, M.R.Curtis, 1953; Л.М.Шабад. 1961, 1968; Г. В. Плисе. 1959. 1960. 1962, 1964).
Антиопухолевое, антиканцерогенное влияние гельминтов в эксперименте почти не изучено. В природных популяциях, насыщенных разнообразными паразитами, опухоли встречаются крайне редко. Одной из причин этого может быть возможный антагонизм или иные взаимодействия между опухолью и паразитом. Неизученность этого процесса продиктовала необходимость выполнения предлагаемой работы. В литературе отсутствует описание модели, позволяющей изучать влияние развития цестрд (имаго-генеза и лярвогенеза) на канцерогенез. Главной причиной выбора экспериментального печеночного канцерогенеза в качестве "партнера" стробилоцеркоза по взаимодействию на "канцерогенез-гельминтоз", явилась попытка увеличить выход "цистицерковых" сарком у крыс с помощью химического канцерогена, избирательно действующего на их печень. Таким веществом является ДАБ. К числу позитивных факторов этой модели являются: 1. Печень-орган, где постоянно крайне редко возникают "спонтанные" опухоли, что позволяет пренебречь "фоновым" опухоле-образовашем (Чаклин А.В., ШайнА.А.. 1976; Гранов A.M., Петровичев П.Н., 1977; ВихертА.М.. Чаклин А. В., 1990; Чаклин А. В.. 1990; Попова И.В., Джаналиев Б.Р.. 1990; Португа-ловаВ.В., Круглова 0. Н., 1991; Забежинский М. А., Суховоль-ский O.K. и др., 1993; Андреева P.M., Самсонов В.А. и др., 1996). 2. Стробилоцеркоз и ДАБ-канцерогенез самостоятельно хорошо изучены на разных уровнях, а последний датирован в отношении важнейших морфологических событий, продолжительность каждого из которых соизмерима с периодом формирования стробооцерка (Бакулева Н. А., 1940; Greenfield S. Н., 1942; Hutchison W. М., 1958; Smyth J.D., 1969; ШульцР.С. Андреева Н.К., 1955; Абуладзе К.И., 1964; Зеленцов А.Г., 1972; Бере-занцевЮ.А., 1973, 1982, 1985; Верезанцев Ю.А., Борщуков
- 5 -Д. В.. 1978; Березанцев Ю. Л.. Борисов А. В. и др., 1983; Березанцев Ю. А., Обидика М.Ю., 1985; Березанцев D. А., Перевозчи-кова Н. Г.. 1935; Мовсесян СО. и соавт., 1978, 1981; Чесно-коваМ.В., 1983; Величко И. В.. Скворцова Ф. К., 1985; Иванова В.Ф. и соавт., 1985; АдоеваЕ. Я., 1985; Перевозчикова Н.Г., 1985, 1998; 1986; Гулинска Д. и Шрамлова Я., 1986; Курбет А. В., 1987; Бккорез А. И., Пинчук В. Г., 1976; Банников Г. А., 1981; Медведева Н. Д., 1987; и др.). 3. Результаты, полученные при раздельном использовании этих моделей, хорошо воспроизводятся. Неопределенным оставался вопрос о возможном блокирующем действии рисовой диеты, ДАБ и его метаболитов, процессов, запускаемых ими в организме крыс, на инвазию и развитие паразита в печени. Существовавшая неопределенность при совмещений двух моделей, могла быть решена экспериментально с использованием разных режимов.
Цель исследования. Установить общий и специальный характер взаимоотношений в системах паразит-хозяин, паразит-хозяин-опухоль на организмалшом уровне, а также выявить возможное участие аминокислот и регулируемых ими процессов в этих связях.
Задачи исследования. 1. Создать модель сочетанного стробилоцеркоза и гепатоазоканцерогенеза. 2. Выявить влияние стробилоцеркового лярвогенеза на разные морфологические процессы при гепатоазоканцерогенезе: овальноклеточную пролиферацию, гиперпластические узлы, циррозогенез, . фиброгенез, некроз; и жировую дистрофию, начальные бластемы. 3. Исследовать гистохимически активность оксидоредуктаз, фосфатаз, SH-групп в печени крыс при совместном действии канцерогена и лярвогенеза. 4. Изучить влияние избытка каждой из десяти аминокислот на морфологические показатели органов и тканей хозяина и строоилоцерка для' выявления возможного сходства в их действии на разные в таксономическом и экологическом отношении организмы. 5. Определить возможность влияния стробилоцеркового лярвогенеза на эндогенное образование в печени крыс нитрозаминов из аргинина и амина, поступающих из экзогенного источника. 6. Представить возможные механизмы влияния стробилоцеркового лярвогенеза на каниеро-, бластомоге-пез, индуцированный п-диметиламиноазобензолом. 7. Провести сравнение эндосоматических паразитов с бластомами по ряду
общебиологических свойств. 8. Создать концепцию уровней ор-ганизмальноста, а на ее основе - классификацию паразитов. 9. Обосновать выделение из паразитизма клептобиоза. 10. Проанализировать возможность участия аминокислот в генной, межклеточной и межткаяевой регуляции.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Организм -многоуровневое образование, в структуру которого входят элементы внешней среды. Каждый уровень организмальности имеет свои приоритетные системы регуляции, барьеры. В соответствий с этим, паразиты могут быть классифицированы по уровню используемой организмальности и способу преодоления ее барьеров. 2. Стробилоцерковый лярвогенез угнетает ДАБ-канцеро-. и бластомогенез в печени белых крыс. Это угнетение может быть связано с ослаблением эндогенного синтеза канцерогенных штрогаминов, избыточной продукцией Нг0г, N0 и NH3 в печени, пикнотизацией ядер с последующей гибелью измененных клеток, угнетением фиброгенеза. 3. Разные аминокислоты вызывают разные морфологические преобразования в тканях хозяина и паразита. Действие одинаковых аминокислот на сходные параметры хозяина и паразита похожи. 4. Аминокислоты в виде спектра свободных аминокислот (ССА) могут быть регуляторами генной активности, межклеточных и межтканевых отношений. 5. Между бластемами и эндосоматическими паразитами существует конвергентное сходство.
Научная новизна исследования. 1. Впервые предложена и отработана в разных экспериментальных режимах модель сочетания стробилоцеркового лярвогенеза, вызываемого личинкой цес-тоды Hydatigera taeniaeformis и канцеро-бластомогенезом, индуцируемого п-дкметиламиноазобензолом. 2. Впервые обнаружено подавление стробилоцерковый лярвогенезом ДАБ-зависимого кан-церо-Одастомогенеза у белых крыс-самцов и изучены морфологические, гистохимические, микроморфологические изменения в печени хозяина. 3. Впервые изучено влияние избытка десяти аминокислот на морфологические, морфометрические показатели органов и тканей стробилоцерков и мышей в системе паразит-хозяин. 4. Предложена концепция организма, основанная на включении элементов внешней среды (экстракорпоральных органов) в состав индивидуума, а на ее основе предложена классификация паразитов. 5. Выделен особый тип симбиоза - клепто-
- 7 -биоз, базирующийся на использовании "организации" хозяина. 6. Предложена концепция генорегудягорной роля спектра свободных аминокислот и участия их в короткодистантных регуляциях. 7. Проведено сравнение эндосоматических паразитов -клептобионтов и бластом по ряду общебиологических особенностей и обнаружено значительное конвергентное сходство по большинству из них. 8. Предложены механизмы, объясняющие антиканцерогенное, антибластомное действие лярвогенеза, индуцируемого стробилоцерками гидатигер.
Теоретическая и практическая значимость работы. Наличие конвергентного сходства между зндосоматическими паразита-ми-клептобионтами и бластомами, открывает перспективы угнетения бластомогенеза-бластом парагитариши аналогами, использования эндосоматических паразитов в качестве модели для скрининга антибластошых препаратов. Ангиогенез в паразито-форной капсуле (ПФК) может быть использован для скрининга веществ с ангио- и антиангкогенной активностью, а также быть мишенью для угнетения лярвальных цестодозов с помощью противораковых антиангиогенных препаратов. Экзогенно вводимая аргиназа или ее индукторы могут быть использованы для уменьшения притока аргинина в личинки цестод, развивающиеся в печени. Учитывая влияние аминокислот в генетической и других регуляциях, можно использовать лекарственные препараты на фоне предварительно создаваемого или известного аминокислотного статуса. Разные аминокислоты могут быть использованы для приведения состояния печени к норме в зависимости от уровня ее повреждения. Избыточное поступление аргинина с пищей может способствовать ангиогенезу в ПФК при лярвальных цестодо-зах, е. также стимулировать рост и размножение паразитов. При трематодозах (описторхозе) это может приводить к синтезу нитрозаминов и канцерогенезу. В связи с чем продукта питания, содержащие избыток аргинина (рыба, мясо и др.). должны быть использованы с ограничениями больными этими паразитоза-ми. При патологоанатомических исследованиях необходимо учитывать возможность угнетения паразитами имеющихся опухолей, что может выявить новые случаи антиканцерогенеза при нарази-тозах. Модель стробилоцеркоз - промежуточный хозяин может быть использована для дальнейшего изучения влияния аминокислот на явление импринтинга.
Апробация материалов работы диссертации. Основные положения и материалы, вошедшие в диссертацию, доложены и обсуждены на: областной конференции молодых специалистов (Кемерово, 1981); "Профилактика, диагностика и лечение заболеваний человека (Кемерово, 1982); 7-ой научной конференции, посвященной теоретическим и практическим вопросам общей и экологической паразитологии (Кемерово, 1984), 8-ой научной конференции, посвященной теоретическим и практическим вопросам общей биологии и паразитологии (Кемерово, 1985). Конференциях: "Профилактика, диагностика и лечение заболеваний человека" (Кемерово, 1987), "Острые инфекционные заболевания" (Кемерово, 1987), "Острые инфекции и инвазии у человека" (Кемерово, 1989, 1990), "Актуальные проблемы острых инфекций и инвазий человека" (Киров. 1990). 9-ой научной конференции, посвященной теоретическим к практическим вопросам общей и экологической паразитологии (Кемерово, 1991), Межгосударственной конференции "Безопасность жизнедеятельности в Сибири и на Крайнем Севере" (Санкт-Петербург. 1992), 4-ой научно-практической конференции, посвященной 30-летию медико-профилактического факультета Кемеровского медицинского института (Кемерово, 1993), учебно-методической конференции "Содержание, формы и методы обучения" (Кемерово, 1993). Конференциях: "Актуальные вопросы фундаментальной и прикладной медицинской морфологии" (Смоленск, 1994); "Экология и общественное здоровье населения" (Новокузнецк, 1994). 2-ом Международном симпозиуме фонда медицинского обмена Японии, России и стран Северо-Восточной Азии (Владивосток, 1994), 3-ей Всероссийской научной конференции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования клеток, тканей и органов человека и животных" (Волгоград, 1995); Научно-практической конференции, посвященной 40-летию КГМА "Среда обитания, состояние здоровья населения и Госсанэпиднадзор в Кузбассе" (Кемерово, 1996). Всероссийской научно-практической конференции "Медико-экологические проблемы паразитологии" (Кемерово, 1996); Научно-практических конференциях "Экология-безопасность-жизнь" (Кемерово, 1997), и "Санслужба г. Кемерово "Прошлое, настоящее, будущее" (Кемерово, 1997).
Публикации. Опубликовано 77 работ, из них по теме диссертации - 34.
Внедрение результатов исследования. Модель сочетаниого канцерогенеза и стробилоцеркоза была использована в разделе "Аминокислотная коррекция состояния больных опухолями" в рамках научно-исследовательской программы по заказу администрации Кемеровской области "Здоровье населения Кузбасса". Концепция экстракорпоральной природы организма отражена в методической рекомендации изучающим экологию и паразитологию "Уровни организмальности. Паразитизм. Клептобиоз" (1996). Результаты исследования используются в курсе лекций по проблеме "Паразит-хозяин". "Биология опухолей", читаемых в Кемеровской медицинской академии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, семи глав, выводов и списка литературы. Объем работы без иллюстрация, таблиц и схем составляет 263 страницы. Общий объем работы 436 страниц. Список литературы включает 367 отечественных и 193 иностранных работ. Работа снабжена: 139 фотографиями, скомпонованных в 108 рисунков. 4-мя схемами и 39 таблицами.