Хендерсон Д. - Патофизиология органов пищеварения

Рак желудка

Рак желудка обычно возникает на фоне тяжелого хронического гастрита. Это является еще одним примером канцерогенного действия кислородных радикалов при воспалении. Рак желудка обычно связан с мутацией АРС, K-RAS, р53 генов. Потеря гетерозиготности с большой частотой наблюдается в следующих участках хромосом: 17р (локус гена.р53), 5q (локус гена АРС) и 18q (локус DСС гена.). При раке желудка мутация RAS гена встречается довольно редко. Рак желудка обычно возникает на фоне хронического воспалительного процесса и реже — за счет озлокачествления полипов желудка (в отличие от рака толстой кишки, при котором этот феномен распространен), кроме того, рак желудка быстро прогрессирует до терминальной стадии.

Таким образом, генетическая перестройка, приводящая к нестабильности генотипа, при раке желудка происходит быстро, минуя длительную промежуточную стадию. Это важно учитывать при определении прогноза заболевания. Рак желудка — менее изученное заболевание, чем рак толстой кишки. Но уже известные различия в генетических изменениях, клинике подтверждают различие в течении рака разных локализаций.

Рак толстой кишки Главные принципы канцерогенеза солидных опухолей были установлены на примере опухолей толстой кишки и составляют основу при изучении опухолей других локализаций. Но даже в развитии этих, достаточно хорошо изученных, опухолей возможны различные варианты.

В случае наследственного аденоматозного полипоза у больного происходит мутация АРС гена в стволовых клетках, образование клона мутировавших клеток. Это приводит к образованию аденоматозных полипов примерно к 16-летнему возрасту. Повышенный риск озлокачествления в этом случае обусловлен нарушением генетической регуляции и ранней потерей контроля над процессами пролиферации клеток. Более того, каждая клетка эпителия толстой кишки теперь имеет данный генетический дефект, что увеличивает пул гиперпролиферирующих клеток. Наиболее важную особенность заболевания можно выявить при тщательном сборе анамнеза. При отсутствии ранней диагностики и лечения носитель дефектного гена обычно погибает примерно в возрасте до 42 лет. У таких пациентов длительно (25 лет и более) в кишечнике могут существовать тысячи аденоматозных полипов, но только несколько из них малигнизируются. В ходе обширных наблюдений было выявлено, что примерно у половины больных наблюдается лишь одна злокачественная опухоль, тогда как у большинства среди остальных больных определяется примерно по 7 озлокачествленных полипов. Таким образом, для образования рака недостаточно только образования аденомы, а требуются дополнительные генетические повреждения в клетках полипов.

Повышенный риск развития рака толстой кишки имеется у больных с неспецифическим язвенным колитом. В общем случае генетические изменения при неспецифическом язвенном колите сходны с таковыми при раке. При этом выделяют три наиболее важных положения, влияющих на развитие рака:

1. Мутация K-RAS гена при раке на фоне неспецифического язвенного колита обнаруживается редко. Рак при язвенном колите развивается без активации этого гена, которая рассматривается как важное "промежуточное событие" при раке толстой кишки и способствует клональной пролиферации предопухолевых клеток.

2. Мутации гена р53 имеют высокую частоту и возникают рано.

3. В клетках эпителия кишечника с нормальной морфологией часто встречается анеуплоидия, что предрасполагает к дальнейшему развитию дисплазии и рака.

Опухоли при неспецифическом язвенном колите образуются по особой "программе" (у них своя очень укороченная промежуточная стадия), что приводит к быстрому, злокачественному процессу. Механизм этих различий не изучен. Но, в основном, рак толстой кишки при колитах возникает как следствие хронического воспаления, в отличие от спорадического рака другой этиологии.

Питание и рак желудочно-кишечного тракта

Рак поперечно-ободочной и прямой кишки

Выдвигается множество теорий о роли питания в развитии рака толстой кишки. Рацион человека включает большое число веществ, обладающих мутагенным и канцерогенным свойствами, а также антагонисты и блокаторы этих соединений. Поэтому очень трудно определить, какое из них обладает повреждающим действием. Канцерогены, повреждающие верхние отделы желудочно-кишечного тракта, являются, как правило, высокореактивными соединениями с коротким периодом полураспада. В связи с этим большой интерес представляет изучение содержащихся в диете проканцерогенов и ферментов слизистой оболочки, активирующих их.

Довольно трудно выделить компоненты обычной диеты, являющиеся фактором риска возникновения рака. Согласно исследованиям, риск развития рака толстой кишки повышается на 2.3 % с каждыми 100 калориями, потребляемыми в течение дня. Более того, влияние калорийности диеты на риск возникновения рака оказывается выше, чем влияние отдельных ее компонентов. Данные эпидемиологических исследований были получены при изучении влияния потребления жира, мяса, клетчатки. Установлена четкая зависимость между количеством потребляемого жира, мяса и частотой возникновения рака толстой кишки.

Механизм, в соответствии с которым богатая жирами диета облегчает образование опухолей толстой кишки, связан с воздействием желчных кислот на слизистую оболочку кишки (усиление пролиферации эпителия кишечника). Увеличение потребления животного жира с 62 до 152 г в сутки вызывает значительное повышение содержания желчных и жирных кислот в кале. При этом его объем, частота дефекаций, время продвижения каловых масс по кишечнику, содержание ?-глюкуронидазы, степень деградации в нем стероидов не меняются. Внутрикишечное введение дезоксихолевой кислоты ускоряет пролиферацию кишечного эпителия. Эта желчная кислота стимулирует образование кислородных радикалов, которые, в свою очередь, стимулируют клеточную пролиферацию. Такое действие дезоксихолевой кислоты можно устранить введением агентов, способных нейтрализовать супероксидный анион (например, супероксиддисмутаза) либо ингибировать активность липооксигеназы. Таким образом, свободные кислородные радикалы, способствуя образованию продуктов окисления жирных кислот, стимулируют пролиферацию эпителия толстой кишки. Окисление ненасыщенных жирных кислот приводит к появлению стимуляторов пролиферации. Это объясняет выраженное стимулирующее действие ненасыщенных жирных кислот на рост опухоли в эксперименте. Таким образом, желчные кислоты и жир играют заметную роль в патогенезе рака поперечно-ободочной и прямой кишки.

Некоторые жиры способны индуцировать митозы только в опухолевых эпителиальных клетках, не затрагивая нормальные клетки кишки. Диглицериды, содержащие в боковых цепочках стеариновую, пальмитиновую, миристиновую кислоты, определяются в фекалиях в концентрациях, достаточных для стимуляции начала митозов (опыты проводились на культурах клеток человеческой аденомы, карциномы). Таким образом, богатая жиром пища даже при однократном потреблении, способна стимулировать пролиферацию кишечного эпителия. Однако, несмотря на значительное влияние жиров на пролиферацию как нормальных, так и трансформированных клеток, роль в этом процессе отдельных липидов может зависеть от стадии созревания эпителиальной клетки.

Пищевые волокна. Продукты, потребляемые жителями стран Запада, более бедны пищевыми волокнами по сравнению с продуктами, потребляемыми жителями других регионов. Это может играть важную роль в патогенезе рака толстой кишки. Но сравнение затруднено тем, что в странах других регионов, несмотря на меньшее в количественном соотношении потребление жиров, отмечается, в то же время, меньшая продолжительность жизни. Если обобщить все данные исследований по этому вопросу, в большинстве их выявлено защитное действие клетчатки, хотя в некоторых не отмечено какого-либо эффекта. Но ни в одном исследовании не выявлено стимулирующее действие клетчатки на развитие рака толстой кишки.

Международные исследования показали, что объем стула напрямую зависит от потребления полисахаридов в виде пищевых волокон, а частота развития рака толстой кишки обратно пропорциональна объему стула. Основываясь на том, что жители западных стран, имея высокий риск заболевания раком, выделяют примерно 80—120 г каловых масс в сутки, ученые высказали предположение, что увеличение потребления клетчатки (более 18 г в сутки) приведет к увеличению объема стула до 150 г/сут и более. Это значительно снижает риск раковых заболеваний. Исследования показали, что добавление к рациону 13.5 г/сут клетчатки в виде отрубей заметно снижает пролиферацию ректального эпителия у группы больных с повышенным риском развития заболевания, ранее перенесших резекцию кишки по поводу рака.

Существует несколько механизмов защитного действия клетчатки на слизистую оболочку кишки. Клетчатка способствует увеличению скорости движения каловых масс по кишечнику, а также, благодаря своему объему, уменьшает концентрацию других компонентов стула. Все это снижает длительность соприкосновения канцерогенов с эпителием кишки. Во-вторых, полимеры клетчатки способны связывать токсические вещества и предотвращать их контакт с эпителием кишки. В-третьих, клетчатка не переваривается и не абсорбируется в тонкой кишке, но ферментируется бактериями толстой кишки. Это снижает рН каловых масс, образуя "летучие" короткоцепочечные жирные кислоты. Эти, образующиеся при ферментации, жирные кислоты защищают стенку кишки от повреждения дезоксихолевой кислотой. Одна из них — масляная кислота — в большом количестве встречается в просвете кишки. Она является важным источником энергии для кишечного эпителия и способна вызывать дифференцировку клеток эпителия в культуре тканей.

Влияние нестероидных противовоспалительных препаратов. Согласно заключению эпидемиологов, люди, принимающие аспирин, реже заболевают раком. Как было показано в экспериментах на животных с раком толстой кишки, аспирин и другие нестероидные противовоспалительные препараты ингибируют опухолевый рост. Более того, у больных с фибро-аденоматозным полипозом на фоне лечения сулиндаком, относящимся к группе НПВП (нестероидных противовоспалительных препаратов), наблюдалась регрессия аденом.

В 1991 году ACS (American Cancer Society) провело масштабное исследование, охватившее более 660 тыс человек. Было установлено значительное уменьшение относительной частоты смерти от рака толстой или прямой кишки, принимавших аспирин (> 16 раз в месяц) до 0.60 у мужчин и 0.58 у женщин. Снижение риска развития онкологических заболеваний наблюдалось даже у людей, принимавших аспирин не чаще 1 раза в месяц. Это породило дискуссии о механизме действия НПВП и необходимой дозе препарата. Наиболее значительным результатом данных исследований было выявление почти 40 % снижения смертности от рака пищевода и желудка. Причем максимальный защитный эффект наблюдался при длительном (более 10 лет) приеме НПВП, и практически не было эффекта при локализации рака вне желудочно-кишечного тракта.

Существует много предположений о механизме действия аспирина и других НПВП по предотвращению развития опухолей желудочно-кишечного тракта. Этот эффект нельзя полностью объяснить изменением уровня секреции простагландинов в желудочно-кишечном тракте. Было показано, что малигнизированные клетки слизистой оболочки желудка в культуре in vitro, в основном, продуцируют лейкотриены (в отличие от нормальных гастроцитов, которые продуцируют простагландины). Причем лейкотриены обладают стимулирующим, а простагландины — ингибирующим действием на рост опухолевых клеток. Вероятно, при малигнизации клетки может изменяться ее реакция на эйкозаноиды.

Рак желудка

Существуют значительные региональные колебания в частоте встречаемости рака желудка, зависящие от целого комплекса факторов. Не существует единой причины различия частоты встречаемости рака, и отсутствуют данные, что какой-либо продукт играет заметную роль в канцерогенезе. Потребление продуктов, богатых углеводами, связано с повышенным риском развития рака желудка, причем важную роль при этом играет употребление в пищу конских бобов, картофеля, кислых оладий (традиционная пища в Шандонской провинции Китая). Но не во всех районах с высоким риском развития рака желудка встречаются в рационе эти продукты. Более того, богатая углеводами диета часто сочетается с повышенным потреблением соли, использованием в пищу пораженного вредителями зерна и небольшим потреблением свежих овощей и фруктов. В Японии фактором риска является большое потребление в пищу сушеной рыбы, соевого соуса, маринадов в сочетании со сниженным потреблением овощей и фруктов. Использование для консервации пищи маринадов и сушки наиболее распространено в районах с недостаточными возможностями для заморозки пищи. Считается, что появление домашних холодильников и более широкое использование замороженных продуктов питания стало причиной снижения частоты развития рака желудочно-кишечного тракта в Северной Америке и Европе. Однако не существует четких доказательств положительного влияния хранения продуктов в холодильнике на снижение частоты возникновения рака, а также влияния уменьшения воздействия на слизистую оболочку желудка мутагенов, либо увеличенного потребления антиканцерогенов. Кроме того, эти наблюдения проводились еще до открытия Helicobacter pylori и ее влияния на слизистую оболочку желудка.

Некоторые продукты питания способны нейтрализовывать действие канцерогенов. Например, чеснок и лук оказывают защитное действие на слизистую оболочку желудка.

Влияние табака и алкоголя. В США повышенное потребление алкоголя и курение табака увеличивает риск заболевания раком желудка. Но табак вряд ли является ведущим канцерогеном при раке желудка, т. к. частота этого заболевания снижается при том, что в XX столетии резко выросло потребление табака и связанное с этим увеличение частоты заболевания раком легкого. Выявлено повышение в 2.7 раза относительного риска развития рака желудка у курящих, но не удалось определить дозу, при которой начинается это канцерогенное действие. Существует мнение, что алкоголь и табак скрывают собой какой-то другой фактор канцерогенеза. Им может быть грамотрицательный микроорганизм Helicobacter pylori, вызывающий хронический гастрит. Эпидемиология и роль Helicobacter pylori в канцерогенезе детально рассматриваются в разделе "Роль воспаления в возникновении рака желудка".

Потребление воды и нитратов. Рак желудка имеет высокую частоту встречаемости в Колумбии. В этой южно-американской стране определены районы с высокой и низкой степенью риска заболевания раком желудочно-кишечного тракта, проведено детальное изучение различий в традиционных для этих районов рационах питания. Группы людей с повышенным риском возникновения рака потребляют воду из водоемов с более высоким содержанием нитратов, чем население с меньшим риском, и выделяют соответственно большее количество нитратов с мочой. У лиц с высоким риском развития рака чаще встречается атрофический гастрит и кишечная метаплазия эпителия желудка. В районах с повышенным риском около 75 % населения к 45 годам имеют атрофический гастрит. В районах с промежуточным либо низким риском возникновения рака атрофический гастрит обнаруживается лишь у половины населения. Считается, что большое количество других содержащихся в воде веществ задействованы в процессе канцерогенеза, например афлатоксины. Не исключают канцерогенного эффекта при употреблении перца, дефиците витаминов и минеральных веществ, излишне "мягкой" воды. Но пока не описаны клинические случаи рака, возникшего под влиянием этих факторов.

Считается, что N-нитрозосоединения (нитрозоамины) играют важную роль в канцерогенезе верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Это связано с их спонтанным образованием из продуктов питания и алкилирующим действием на нуклеиновые кислоты. Нитрозоамины формируются в желудке из нитритов и аминов. Для их образования не требуется наличие ферментов, а необходимо низкое значение рН. Это очень нестабильные соединения, и они вступают в различные реакции в месте своего образования. В действительности, компонентами канцерогенеза в желудке могут быть продукты разных реакций, а также канцерогены, образующиеся из предшественников (проканцерогенов) под действием ферментов слизистой желудка.

Для образования нитрозоаминов в желудке необходимо присутствие нитритов. Питьевая вода может содержать различное количество нитратов, которые абсорбируются в кишечнике и секретируются в слюну. Нитраты восстанавливаются в нитриты под влиянием микрофлоры ротовой полости и желудка. Обычно слюна человека содержит от 6 до 10 мг/л нитритов и 15—35 мг/л нитратов. Уровень нитритов в желудочном соке несколько ниже, но он повышается с увеличением рН в присутствии нитратвосстанавливающих бактерий. Такая картина наблюдается при атрофическом гастрите, после проведения операции, направленной на снижение кислотности в желудке. Концентрация нитратов и нитритов слюны значительно увеличивается после поступления дополнительной дозы нитратов. Их содержание велико у больных раком желудка.

Источники поступления нитритов в желудок изучали на примере обычного рациона питания жителя США. Примерно 20 % нитритов являются компонентами ежедневного рациона. Наибольшее количество пищевых нитратов поступает с овощами — более 85 %. Около 25 % нитратов пищи участвуют в круговороте между кишечником и слюной. Примерно 20 % нитратов под действием микрофлоры ротовой полости восстанавливаются в нитриты, которые составляют примерно 80 % всех нитритов, присутствующих в содержимом желудка. В основе гипотезы о роли аминосоединений в генезе рака желудка лежит их количество в пище. Предшественниками нитрозоаминов является большое количество соединений, многие из которых занимают важное место в рационе жителей районов с повышенным риском развития рака желудка. Такие вещества, как витамины С и Е ингибируют образование нитрозоаминов из аминов и нитритов. Проводились сравнительные измерения содержания N-нитрозосодержащих веществ у здоровых людей и пациентов с заболеваниями желудка. При увеличении рН желудка от 1 до 7 происходило увеличение содержания N-нитрозосоединений. Наивысший уровень этих потенциальных канцерогенов определялся у больных с карциномой желудка, со злокачественной анемией, а также после частичной гастрэктомии. Теория, согласно которой нитрозоамины являются канцерогенами, объясняет факт существования районов с высоким риском заболевания раком желудка. По этой теории для возникновения рака желудка необходимы: пищевые источники нитратов, механизмы их восстановления в нитриты, пищевые источники аминов, а также блокирование или отсутствие антагонистов этих мутагенов.

Другие факторы. Наступившая в XX веке эпоха индустриализации привнесла в наш быт пластики, растворители и другие вещества. Это привело к изменению рациона питания, факторов внешней среды, но, к удивлению ученых, не увеличило число заболеваний раком желудка. Более того, резкое увеличение потребления в США за последние 30—40 лет продуктов "гриль" не повлияло на частоту развития рака желудка.

Роль воспаления в возникновении рака желудка

Хронический атрофический гастрит и helICobacter pylorI

Кишечная метаплазия эпителия желудка (замена нормального эпителия желудка на абсорбционные и бокаловидные клетки) встречается более чем у 70 % больных раком желудка, но также и при отсутствии онкологического процесса. Кишечный тип рака желудка тесно связан с наличием кишечной метаплазии и часто развивается на ее фоне. У 80—90 % больных раком желудка наблюдается атрофический гастрит. Это навело на мысль об одинаковой этиологии данных заболеваний. В районах мира с наиболее высоким риском заболевания раком желудка атрофический гастрит чрезвычайно широко распространен среди взрослого населения. Исследования, проведенные в скандинавских странах, Италии, Англии, показали, что примерно у 10 % больных с атрофическим гастритом в течение 15 лет развивается рак желудка. У контрольной группы, в которую входили здоровые люди, либо люди с поверхностным гастритом, за 15 лет наблюдения случаев возникновения рака зафиксировано не было. Поэтому наличие хронического атрофического гастрита, кишечной метаплазии в любой наблюдаемой группе больных является показателем высокой степени риска развития рака. Обычно очень трудно прогнозировать время начала неопластического процесса, т. к. это происходит в течение длительного времени. Более того, только у 10 % больных с предраковыми изменениями в будущем появится рак (наблюдения проводились в течение 10 и 20 лет). В США в районах с низкой степенью риска развития рака желудка эта цифра еще ниже.