Сибирский государственный медицинский университет (г.Томск)
Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника
Спонтанные опухоли у амфибий широко изучаются и в настоящее время имеется ряд обобщающих работ, посвященных этой теме (Balls, Ruben, 1974; В.В.Худолей, 1976; Tsonis и Tsonis, 1988; В.Н.Манских (в печати) и др.). Внимание исследователей к этой группе животных связано с перспективами использования низших позвоночных как объектов для изучения канцерогенеза и особенно в связи с проблемой индикации бластомогенных агентов во внешней среде (Г.Б.Плисс, В.В.Худолей, 1979; В.В.Худолей, 1975; 1993).
Среди работ, посвященных этой теме, большинство выполнено на представителях класса костистых рыб, хотя имеется и немало исследований, проведенных на амфибиях (Neucomme, 1973; Rose, 1976; Г.Б.Плисс, В.В.Худолей, 1979; В.В.Елисеев, В.В.Худолей, 1980; В.В.Худолей, С.П.Боговский, 1982; Г.Т.Кобзарь, С.А.Карлова, 1984; В.В.Худолей, 1993). Согласно этим данным, имеется зависимость между содержанием нитрозоаминов, их предшественников и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во внешней среде и частотой опухолей у обитающих в ней организмов. Кроме того, И.А.Велдре и соавт. (1982), а также В.В.Худолей (1981) было установлено, что низшие животные способны накапливать в тканях бластомогенные вещества, обнаружение которых во внешней среде классическими химическими методами представляет определенные трудности из-за низких концентраций. В связи с этим изучение спонтанных опухолей у бесхвостых амфибий имеет значение для экологической онкологии.
Сравнительно-онкологические исследования спонтанных опухолей у бесхвостых амфибий представляют интерес и в связи с тем, что разные семейства этого класса в различной степени поражаются опухолевым ростом (частоты опухолей у жаб (сем.Bufoniae) 2-3 раза меньше, чем у настоящих лягушек (сем. Raniae)); причины этого явления до настоящего времени не ясны (В.В.Худолей, 1993; В.Н.Манских, 2002).
Изучение опухолевого роста у земноводных имеет значение и для решения вопроса о роли гельминтозной инвазии в малигнизации, поскольку, по данным некоторых авторов (Duryee, 1965) имеется связь между поражением легких паразитическими червями и возникновением карцином этого органа.
В данной работе приведены результаты исследования небольших выборок популяций 2 видов бесхвостых амфибий (остромордая лягушка, Rana arvalis и серая жаба, Bufo bufo), обитающих в районе г.Новокузнецка, который характеризуется неблагоприятной экологической обстановкой. Попутно изучался вопрос о связи между поражением легких у земноводных глистной инвазией и возникновением опухолей этого органа.
Материал и методика.
В период 1999-2002гг. в стоячих водоемах и заброшенных погребах были отловлены и подвергнуты исследованию 263 остромордых лягушек и 210 серых жаб. Животных тщательно осматривали с целью обнаружения кожных поражений. У всех животных забирали кровь для изготовления препаратов-мазков, окрашенных по Романовскому-Гимзе или эритрозин-метиленовым синим по оригинальной методике (В.Н.Манских, 1999г.). Погибших или забитых в ходе опытов животных подвергали анатомическому исследованию. Все подозрительные на опухолевое поражение участки тканей вырезали и фиксировали в 12% формалине. Из фиксированного материала после заливки в парафин изготовляли гистологические срезы, которые окрашивали гематоксилин-эозином и гематоксилином-пикрофуксином по Ван-Гизон. Помимо этого, у части животных проведено цитологическое исследование внутренних органов (почки, печень, селезенка, костный мозг, гонады) на препаратах – отпечатках, фиксированных и окрашенных указанными выше гематологическими методами. Легкие животных исследовались на наличие гельминтов. При обнаружении паразитов из легочной ткани изготовляли тотальные пленочные препараты (которые из-за анатомических особенностей легких у земноводных более удобны для изучения, чем срезы), фиксировали спирт-формолом по Шафферу и окрашивали эритрозин-метиленовым синим.
Результаты и обсуждение.
У исследованных животных довольно часто встречались разнообразные образования на коже в виде язв, утолщений и аномальной пигментации. Аномальная пигментация была обусловлена гиперплазией меланоцитов в виде очагов в дерме и эпидермисе. Язвы имели, как правило, инфекционно-воспалительную природу. Утолщения были вызваны главным образом кровоизлияниями в тольщу кожи. В двух случаях сильно утолщеных конечностей у серых жаб гистологически обнаружено образование костной мозоли. Лишь три раза нам встретились истинные опухоли кожи: аденома кожных желез у остромордой лягушки, ранее неоднократно описанная многими авторами (Е.Н.Павловский, 1912; В.В.Худолей, 1976; В.В.Елисеев, В.В.Худолей, 1980; Г.Т.Кобзарь, С.А.Карлова, 1984 и др.) и две другие опухоли, диагностированные как пигментированные фибропапилломы, найденные нами впервые.
Аденома кожи была обнаружена у одного самца остромордой лягушки 4-5 лет. Макроскопически она была представлена в виде множественных (3шт.) красноватого цвета изъязвленных узелков диаметром 0,1-0,2 см, слегка возвышающихся над поверхностью кожи. Гистологически опухоль имела типичное строение, достаточно подробно описанное в работе В.В.Елисеева и В.В.Худолей (1980), поэтому мы на нем останавливаться не будем. Следует отметить лишь, что клеточной атипии, наклонности к инвазивному росту и метастазов во внутренних органах обнаружено не было.
Найденные нами две другие опухоли, диагностированные как пигментированные фибропапилломы, были обнаружены у двух самок серой жабы 8 и 20 лет. Одно из этих новообразований было описано нами ранее (В.Н.Манских, 2003г.). Опухоли имели вид мелких (1,5х1,5мм) одиночных красного цвета узелков с умеренно выраженными папиллярными сруктурами, плотно срощенных с кожей и возвышавшихся над ее поверхностью, располагавшихся на брюшной стороне тела в одном случае и на задней левой конечности – в другом. Микроскопически опухоли представляли собой выросты, образованные плоским эпителием кожи, под которым располагается грубоволокнистая соединительная ткань, состоящая из беспорядочно ориентированных волокон, что особенно отчетливо выявляется при окраске по Ван-Гизон. На границе эпидермиса и дермы имеется необычно большое количество хроматофоров, цитоплазма которых заполнена зернами пигмента черно-коричневого цвета, что, по-видимому, и обусловливает своеобразную окраску новообразований. Митозы свтречаются очень редко. Клеточной атипии и лейкоцитарного инфильтрата не отмечено. Имеются гиперпластические изменения базального слоя эпидермиса. В некоторых клетках отмечены дистрофические явления в виде вакуолизации цитоплазмы, рексиса и пикноза ядер. В ткани новообразования присутствуют неизмененные слизистые железы и кровеносные сосуды.
Таким образом, все три обнаруженные нами опухоли кожи имели доброкачественный характер.
Исследование легких на наличие гельминтов показало широкую поражаемость ими исследованных животных. Лишь у 3 лягушек и 2 жаб из всего числа обследованных паразитические черви в органах дыхания отсутствовали. В то же время ни при патологоанатомическом, ни при гистологическом исследовании нами ни разу не было отмечено случаев карцином легких. Микроскопическое исследование пленочных препаратов выявило незначительные воспалительные явления, небольшую гиперплазию легочного эпителия и умеренный лимфоцитарный инфильтрат с примесью эозинофильных гранулоцитов. Каких-либо проявлений опухолевого роста не отмечено. Указанный факт широкой поражаемости бесхвостых амфибий гельминтами при отсутствии карцином легких свидетельствует против роли паразитарной инвазии в возникновении неоплазм органов дыхания у земноводных.
Скрининговое исследование мазков крови земноводных позволило выявить ранее не описаный в литературе случай эритромиелолейкоза у самки серой жабы 20-летнего возраста. В мазке крови этого животного обнаружено присутствие многочисленных незрелых клеток эритроидного ряда (базофильные и полихроматофильные), а также единичные миелоциты. Среди всех этих клеток нередко отмечались митозы (в т.ч. и патологические – многополюсные анафазы и метафазы с отставшими хромосомами). Данный случай характеризовался следующими показателями периферической крови:
Базофильные эритробласты – 1,3%. Полихроматофильные эритробласты – 15%, Частота митозов от общего числа клеток крови – 0,1%, Частота митозов от числа незрелых элементов крови – 0,6%, Соотношение Профаза+метафаза = 4 , Анафаза+телофаза 1, Число эритроцитов с микроядрами – 0,2%, Лимфоциты – 58,7%, Моноциты – 1,9%, Нейтрофилов – сегментоядерных – 25,9%, палочкоядерных – 1,9% , метамиелоцитов – 1,9%, Эозинофилов – 8,7%, Базофилов – 0,9%
В литературе имеются описания крайне редко встречающихся у весенних лягушек эритробластов в периферической крови (А.А.Заварзин, 1945-1947гг.), однако, их число никогда не достигает тех значений, которые отмечены в описываемом случае. Кроме того, эта особь была отловлена поздним летом (август), когда эритробласты в периферической крови у амфибий не встречаются.
При анатомическом исследовании выявлено увеличение печени и селезенки, гельминтоз легких, а также крупные вилочковые железы. Гистологическое исследование тимуса выявило нормальную структуру коркового и мозгового вещества без признаков инволюции что не характерно для животных данного возраста и у других исследованных особей отмечено не было. Цитологическое исследование костного мозга выявило в нем обилие адипоцитов и увеличение числа незрелых элементов эритроидного ряда, среди которых часто встречаются митозы и относительное уменьшение клеток гранулоцитарного кроветворного ростка.
Таким образом, наличие большого количества незрелых эритроидных клеток и интенсивное их размножение в периферической крови, характерные патологоанатомические и гистологические изменения паренхиматозных и кроветворных органов позволяют в данном случае поставить диагноз эритромиелоза. Интересной особенностью является отсутствие у данного животного инволюции тимуса, несмотря на значительный возраст. Подобное состояние, по-видимому, аналогично status thymicolymphaticus у человека. Известно, что при этом состоянии наблюдаются различные иммунопатологические расстройства, что, возможно, связано с возникновением данного случая эритромиелоза.
При анатомическом исследовании в нескольких случаях найдены опухолевидные образования в печени и на стенке пищеварительного тракта, микроскопически оказавшиеся инкапсулированными паразитами. Истинные опухоли других органов не отмечены.
При сравнении наших данных с результатами популяционных исследований других авторов, проведенных в 80-х годах в Эстонии и Ленинградской области (В.В.Елисеев, В.В.Худолей, 1980; Г.Т.Кобзарь, С.А.Карлова, 1984) показывает значительно большую поражаемость опухолями жаб в г.Новокузнецке по сравнению с указанными районами, где авторы при исследовании значительно большей выбороки вообще не смогли обнаружить опухолей у этих животных. Очевидно, это связано со значительно более неблагоприятными экологическими условиями на территории г.Новокузнецка. Несколько более низкая частота новообразований у лягушек (0,3 и 2,5% соответственно), по-видимому, обусловлено небольшими размерами изученной нами выборки, а также, возможно, видовыми различиями в чувствительности к канцерогенным агентам окружающей среды R.arvalis, послужившей обектом данного исследования и R.temporaria и R.ridibunda, изученные в работах указанных авторов.
Литература.
1. Велдре И.А., Итра А.Р., Боговский С.П., Паальме Л.П. Некоторые закономерности распределения бензпирена в тканях рыб, Вопр. онкол., 1982, № 12, с. 70 – 71.
2. Елисеев В.В., Худолей В.В. Опухоли слизистых желез кожи у бесхвостых амфибий, Вопр. онкол., 1980г., т. 26, № 7, с. 70 – 71.
3. Кобзарь Г.Т., Карлова С.А. Опухоли бесхвостых амфибий Эстонии, в кн: «Экспериментальная и клиническая онкология. Труды ин-та экспериментальной и клинической медицины ЭССР», 1984г., вып. 6, с. 116 – 120.
4. Манских В.Н. Эволюционная онкология, в кн: «Актуальные вопросы медицинской биологии», под ред. Н.Н.Ильинских, Томск, 2002, с. 29 – 30.
5. Манских В.Н. Опухоль кожи у жабы обыкновенной (Bufo bufo), Вопр. онкол., 2003, Т.49, № 3, с.374-375.
6. Манских В.Н.Очерки эволюционной онкологии (в печати).
7. Худолей В.В. Опухолевый рост у амфибий, Усп. совр. биол., 1976, т. 81, № 2, с.306 - 318.
8. Худолей В.В. Сравнительный анализ опухолевого роста, Журн. общ. биол., 1976г, т. 37, № 2, 242 – 254.
9. Худолей В.В. Опыт изучения действия некоторых нитрозаминов на низших позвоночных, в кн: «Канцерогенные N-нитрозосоединения. Действие, синтез, определение», Таллин, 1975, с.109 – 111.
10. Худолей В.В. Зависимость между дозой N – диметилнитрозамина и его онкогенным эффектом у травянных лягушек: новый объект экспериментальной онкологии, Бюлл. Эксперим. биол. и мед., 1981, т.92, № 8, с. 71 – 73.
11. Худолей В.В. Боговский С.П. Опухоли гидробионтов и мониторинг канцерогенных загрязнений водной среды, Успехи совр.биол., 1982, т. 93, № 3, с. 466 – 472.
12. Плисс Г.Б., Худолей В.В. Онкогенез и канцерогенные факторы у беспозвоночных и низших беспозвоночных животных, в кн: «Экологическое прогнозирование», М., 1979, с. 167 – 185.
13. Худолей В.В. Эволюция, экология и рак, Эксперим. онкол., 1993, т. 15, № 2, с. 3 – 8.
14. Balls M., Clothier R.H. Spontaneous tumours in amphibia. A review, Oncology, 1974, 29(6), 501-519.
15. Neucomme S. The New Test for stadyng ceratain categories of carcinogenic substances, Proc Eur. Soc. Drug Toxiciti, 1973, 15, 228 – 235.
16. Rose F.L. Tumorous growths of the tiger salamander, Ambystoma tigrinum, associated with treated sewage effluent, Prog. Exp. Tumor Res., 1976, 20, 251-62.
17. Tsonis P.A., Del Rio-Tsonis K. Spontaneous neoplasms in amphibia, Tumour Biol., 1988, 9(4), 221-224.