Введение к работе
Актуальность работы
В последние годы в промышленно развитых странах происходит неуклонное увеличение средней продолжительности жизни, а, следовательно, и прогрессирующее старение населения [Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С., 1991; Коркушко О.В. и соавт., 1993; Головкин В.И. и соавт., 2000; Finch СЕ , Kirkwood T.B.L., 2000], Средняя продолжительность жизни людей превысила 70 лет, а люди старше 60 лет составляют 15% всего населения. Однако в настоящее время большинство людей не достигает биологического предела продолжительности жизни, а период старости, как правило, связан со снижением активности и ухудшением здоровья.
Старение - закономерный процесс, возникающий вследствие многих причин, которые постепенно вызывают изменения во всех органах и тканях. Старению подвержены все организмы животного и растительного мира. Поэтому изучение механизмов, лежащих в основе регуляции важнейших гомеостатических функций организма в процессе старения представляет собой одно из приоритетных направлений современной биологии и медицины [Хавинсон В.Х. и соавт., 2000]. В свою очередь, развитие концепции биологической регуляции [Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., 1973] является приоритетным направлением современной геронтологии.
Понятие «старение» характеризуется целым комплексом изменений, связанных с ослаблением функций организма, снижением способности приспосабливаться к окружающей среде, прогрессивным нарастанием патологических сдвигов и вероятности смерти. Относительно причин старения не существует единого мнения В частности, не определена окончательно роль внешних факторов в развитии процесса старения, хотя и известно, что воздействие ионизирующего излучения, хроническое отравление токсическими веществами и проживание в районах с неблагоприятной экологической обстановкой вызывают возникновение у людей различных заболеваний, признаков преждевременного старения, а также увеличивает смертность населения [Анисимов В.Н., Соловьев М.М., 1999].
Ведущую роль в процессах старения, развивающихся в мужском организме, играют нарушения синтеза и секреции андрогенов, что приводит к снижению всех гормональных функций.
Доброкачественная гиперплазия предстательной железы - ДГПЖ (аденома простаты) является наиболее часто встречающимся заболеванием мочеполовой системы у мужчин, ассоциированным со старением. Это заболевание является следствием гиперплазии стромы железы и наблюдается у более 70% мужчин в возрасте 70 лет и старше. Заболеваемость раком предстательной железы и мочевого пузыря в пожилом и старческом возрасте за последние 10-15 лет постоянно возрастает и по скорости прироста эта патология занимает второе место после меланомы кожи. Среди причин смерти у мужчин раковые опухоли предст^т^Шїой железы занимают второе
I СП*
У 9» <
SMMMOTEKA*"1"
о»
место после рака легких [Лопаткин Н А , 1998; Лоран О.Б., Пушкарь Д.Ю., Франк Г.А., 1999; Степанов В.Н., Гориловский Л.М, 1999].
Современные методы исследования (электронная микроскопия, гистохимия, иммуногистохимия и др.) позволяют более глубоко изучать механизмы старения клеток и тканей. Они дают возможность разработать новые неинвазивные информативные методы диагностики опухолевых процессов, среди которых особенно важное место занимают биологические маркеры - сигнальные молекулы, синтезируемые в клетках предстательной железы.
В последние годы появились новые данные о роли нейроэндокринных (НЭ) клеток в онкогенезе предстательной железы [Хейфец В.Г. и соавт., 2004]. Однако функция НЭ клеток в простате все еще мало изучена. Полагают, что НЭ клетки необходимы для роста и дифференцировки, также как для регулирования гомеостаза секреторных процессов в зрелой предстательной железе. Противоречивы данные о том, что пропорция НЭ клеток увеличивается в предстательной железе при карциноме. Определяемые НЭ клетки в аденокарциноме являются трансформированными клетками и отличаются от нормальных НЭ клеток.
Остается открытым вопрос о том, влияют ли нормальные, немалигнизированные НЭ клетки на канцерогенез в предстательной железе Эти и другие вопросы функционирования и старения предстательной железы требуют дальнейшего изучения.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационного исследования является изучение функциональной морфологии нейроэндокринных клеток предстательной железы крыс и человека при старении.
Для достижения поставленной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:
-
Изучить особенности структурно-функциональной организации нейроэндокринных клеток предстательной железы крыс и человека при старении;
-
Верифицировать экспрессию серотонина и мелатонина в нейроэндокринных клетках предстательной железы и изучить изменения гормонального фенотипа клеток при старении;
-
Описать изменения поведения нейроэндокринных клеток предстательной железы человека при развитии в ней гиперпластических процессов, ассоциированных со старением;
-
Определить онкопрогностическую значимость экспрессии серотонина и мелатонина в нейроэндокринных клетках предстательной железы человека.
......-.* 4
Научная новизна работы
Впервые детально изучена ультраструктура НЭ клеток предстательной железы при старении и иммуногистохимически верифицирована экспрессия в них серотонина и мелатонина. Описаны изменения НЭ клеток при развитии доброкачественной гиперплазии предстательной железы и карциномы -гиперпластических процессов, ассоциированных с возрастом.
Установлено, что в нормальной предстательной железе количество НЭ клеток увеличивается с возрастом, в том числе происходит гиперплазия серотонин/мелатонин продуцирующих НЭ клеток. У крыс в модели преждевременного старения популяция НЭ клеток снижается, однако НЭ клетки сохраняют типичные электронно-микроскопические признаки.
Установлено что при преждевременном старении, несмотря на сохранность нормальной ультраструктуры, в НЭ клетках отмечается гиперплазия митохондрий, отек эндоплазматического ретикулума, очаговая вакуолизации цитоплазмы. В НЭ клетках, продуцирующих серотонин/мелатонин, эти изменения выражены более сильно, часто встречаются значимые ультраструктурные повреждения, сопровождающиеся дегрануляцией различной степени выраженности.
Гистохимическими и иммуногистохимическими исследованиями установлено, что в раковых опухолях предстательной железы содержатся опухолевые НЭ клетки, ответственные за синтез серотонина и мелатонина. Показано, что нейроэндокринная дифференцировка в аденокарциноме простаты проявляется в виде изолированных островков НЭ клеток. Такая форма распределения клеток может расцениваться как предполагаемый очаг индукции нейроэндокринной дифференцировки в субпопуляции эпителиальных клеток.
Практическая значимость работы
Впервые установлена роль нейроэндокринных клеток и вырабатываемых ими гормонов (серотонина и мелатонина) в развитии доброкачественной гиперплазии и аденокарциноми предстательной железы -опухолевых заболеваний, ассоциированных с возрастом.
Определение уровня экспрессии гормонов - серотонина и мелатонина, необходимых для нормальной функции предстательной железы, является информативным тестом, который можно использовать с диагностической и прогностической целью при ДГТГЖ и аденокарциноме. Установлено, что усиление экспрессии серотонина является неблагоприятным фактором в прогностическом отношении указанных опухолей, в то время как усиление экспрессии мелатонина является положительным фактором прогноза.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В процессе старения происходит изменение структурно-функциональной организации НЭ клеток предстательной железы.
-
Серотонин и мелатонин - гормоны, продуцируемые НЭ клетками, через паракринные и аутокринные секреторные механизмы участвуют в механизмах роста опухолей предстательной железы, ассоциированных с возрастом. Нарушение синтеза и секреции гормонов в НЭ клетках способствует развитию доброкачественной гиперплазии и аденокарциномы предстательной железы.
-
Определение уровня экспрессии гормонов - серотонина и мелатонина является информативным іестом, который может быть использован с диагностической и прогностической целью при доброкачественной гиперплазии и карциноме предстательной железы.
Апробация и реализация результатов исследования
Материалы диссертации доложены на VII медико-биологической конференции молодых ученых СЗО РАМН (Санкт-Петербург, 2004), юбилейной конференции молодых ученых Северо-Западного региона (Санкт-Петербург, 2004), проблемной комиссии Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН (2005).
Результаты исследований используются в научно-педагогической и практической деятельности Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, ГУ НИИ акушерства и гинеколог-ии им. Д.О. Отта РАМН, Санкт-Петербургского центра простатологии.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 1 монография, 4 статьи и 2 тезисов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы с изложением материала и методов исследования, 2 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа иллюстрирована 15 рисунками и содержит 5 таблиц. Текст диссертации изложен на 120 страницах Список литературы содержит 150 источников (48 отечественных и 102 иностранных авторов).
