Причини та патогенез астроцитоми головного мозку

Вивчаючи механізм розвитку захворювання, лікарі звертають особливу увагу на причини, які можуть спричинити патологічний процес. У цьому випадку загальної теорії щодо причин виникнення астроцитоми головного мозку не існує. Вчені не можуть чітко назвати фактори, що викликають швидкий ріст гліальних клітин, але не виключають впливу таких ендогенних (внутрішніх) та екзогенних (зовнішніх) факторів, які зазвичай провокують рак.

Причини

До факторів ризику розвитку пухлинних процесів належать:

• Високий радіоактивний фон (чим довше людина піддається його впливу, тим вищий ризик розвитку злоякісних пухлин) [ 1 ].
• Тривалий вплив на організм хімічних речовин, які, як вважається, також здатні змінювати властивості та поведінку клітин.
• Вірусні захворювання. Йдеться не про вірусоносійство, а про наявність онкогенних вірусних віріонів в організмі. [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]
• Генетична схильність. Вважається, що ризик розвитку раку вищий у тих, у чиїй родині вже є онкохворі. Генетики виявили, що пацієнти з астроцитомою головного мозку мають проблеми з одним зі своїх генів. На їхню думку, аномалії в гені TP53 є однією з найімовірніших причин захворювання. [ 5 ]

Іноді до цього списку також включають шкідливі звички: зловживання алкоголем, куріння, хоча чіткого зв'язку між ними та розвитком захворювання не спостерігається.

Вчені не можуть чітко сказати, чому з'являється пухлина і що провокує неконтрольований поділ клітин, але вони справедливо вважають, що схильність пухлини до переродження є генетично обумовленою. Тому у різних людей виявляються різні типи пухлин, що відрізняються не лише формою та розташуванням, але й своєю поведінкою, тобто здатністю трансформуватися із загалом безпечного новоутворення в рак.

Патогенез

Астроцитома за своєю природою належить до пухлинних процесів, що розвиваються з клітин мозку. Але не всі клітини беруть участь у формуванні пухлини, лише ті, що виконують допоміжну функцію. Щоб зрозуміти, з чого складається астроцитома, давайте трохи глибше заглибимося у фізіологію нервової системи.

Відомо, що нервова тканина складається з двох основних типів клітин:

• Нейрони – це основні клітини, що відповідають за сприйняття подразників, обробку інформації, що надходить ззовні, генерацію нервових імпульсів та проведення їх до інших клітин. Нейрони можуть мати різну форму та кількість відростків (аксонів та дендритів).
• Нейроглія – це допоміжні клітини. Сама назва «глія» означає «клей». Це пояснює функції нейроглії: вони утворюють сітку (каркас) навколо нейронів та гематоенцефалічний бар'єр між кров'ю та нейронами мозку, забезпечують живлення нейронів та обмін речовин у мозку, контролюють кровотік. Якби не нейроглія, будь-який шок для мозку, не кажучи вже про серйозні травми, закінчився б для людини погано (загибель нейронів, а отже, згасання розумових функцій). Гліальні клітини пом'якшують удар, захищаючи наш мозок не гірше за черепну коробку.

Варто зазначити, що нейроглія є більш численним типом клітин мозку (близько 70-80%) порівняно з нейронами. Вони можуть мати різні розміри та дещо відрізнятися за формою. Дрібна нейроглія (мікроглія) здійснює фагоцитоз, тобто поглинає мертві клітини (своєрідна клінінгова компанія в нервовій системі). Більша нейроглія (макроглія) виконує функції живлення, захисту та підтримки нейронів.

Астроцити (астроглія) – один із різновидів макрогліальних гліальних клітин. Вони мають численні відростки у вигляді променів, за що їх називають променистою нейроглією. Ці промені утворюють каркас для нейронів, завдяки чому нервова тканина мозку має певну структуру та щільність.

Незважаючи на те, що нейрони відповідають за передачу нервових імпульсів, що й здійснює нервову діяльність, існує припущення, що саме кількість астроглії визначає характеристики пам'яті та навіть інтелекту.

Здавалося б, пухлина утворюється з інтенсивно розмножуваних клітин, а це означає, що кількість астроглії збільшується, що має призвести до покращення розумових здібностей. Насправді, локальне скупчення клітин у мозку не віщує нічого поганого, оскільки пухлина починає тиснути на навколишні тканини та порушувати їх функціонування.

Людський мозок складається з різних відділів: довгастого мозку, середнього мозку та проміжного мозку, мозочка, варола та кінцевого мозку, який включає обидві півкулі та кору головного мозку. Усі ці структури складаються з нейронів та нейроглії, що їх оточує, тобто пухлина може утворитися в будь-якому з цих відділів.

Астроцити присутні як у білій, так і в сірій речовині мозкової тканини (вони відрізняються лише довжиною своїх відростків, але виконують однакові функції). Біла речовина мозку – це шляхи, через які передаються нервові імпульси від центру (ЦНС) до периферії та назад. Сіра речовина включає центральні відділи аналізаторів, ядра черепних нервів та кору головного мозку. Де б не утворилася пухлина, вона тиснутиме на мозок зсередини, порушуючи функціональність прилеглих нервових волокон, порушуючи роботу нервових центрів.

Коли ми дізналися, що астроцитома головного мозку – це не що інше, як пухлинне утворення, у читачів міг виникнути цілком зрозумілий інтерес: астроцитома – це рак чи доброякісна пухлина? Ми не хотіли б розчаровувати наших читачів, адже захворювання не таке рідкісне, як можна було б припустити, але ця пухлина схильна до переродження в рак, хоча ступінь злоякісності значною мірою залежить від її типу. Деякі новоутворення характеризуються повільним зростанням і цілком піддаються хірургічному лікуванню, інші – швидким зростанням і не завжди хорошим прогнозом.

Астроцитоми можуть відрізнятися за формою та розміром, деякі не мають чітких контурів і можуть проростати в інші тканини мозку. Всередині вузлуватих пухлин (новоутворень з чіткими контурами та локалізацією) можуть знаходитися поодинокі та множинні кісти (порожнини з напіврідким вмістом). Ріст таких новоутворень відбувається переважно за рахунок збільшення кіст, що викликає здавлення сусідніх структур мозку.

Вузлові пухлини, хоча й можуть досягати великих розмірів, зазвичай не схильні до переродження. Їх можна класифікувати як доброякісні пухлини, які чисто теоретично можуть перерости в рак.

Інша справа – астроцитоми, схильні до дифузного росту, тобто ті, що захоплюють сусідні тканини, метастазують в інші структури мозку та сусідні тканини. Зазвичай вони мають досить високий ступінь злоякісності (3-4 ступінь), і з часом набувають величезних розмірів, оскільки спочатку схильні до росту, як і будь-яка ракова пухлина. Такі пухлини мають властивість швидко перетворюватися з доброякісних на злоякісні, тому їх потрібно видаляти якомога раніше, незалежно від тяжкості симптомів.

Вченим вже досить багато відомо про гліальні пухлини, що складаються з астроцитів: їх типи, можливі локалізації та наслідки, поведінка, здатність розвиватися в рак, варіанти лікування, схильність до рецидивів тощо. Головне питання залишається загадкою: астроцити починають поводитися неадекватно, що змушує їх інтенсивно розмножуватися, тобто механізм формування та розвитку пухлинного процесу. Патогенез астроцитоми головного мозку залишається незрозумілим, і це є перешкодою для розробки методів профілактики захворювання, лікування якого потребує нейрохірургічного втручання. Молекулярний патогенез астроцитарних пухлин у дітей активно вивчається. [ 6 ], [ 7 ] І ми знаємо, що операції на головному мозку – це завжди ризик, навіть за високої компетентності хірурга.

Під час прогресування первинних гліобластом було виявлено різні шляхи генетичних змін, що характеризуються посиленням/надмірною експресією мутацій EGFR та PTEN, тоді як, навпаки, вторинні гліобластоми, що розвиваються у молодших пацієнтів, демонструють часті мутації p53.[ 8 ],[ 9 ]

Нещодавні дослідження показали, що первинні гліобластоми характеризуються втратою гетерозиготності (LOH) 3 на хромосомі 10, тоді як вторинні гліобластоми переважно демонструють LOH на хромосомах 10q, 19q та 22q [ 10 ], [ 11 ].

Дослідження асоціації всього геному виявили спадкові алелі ризику в 7 генах, які пов'язані з підвищеним ризиком гліоми.[ 12 ]

Епідеміологія

Пухлини головного мозку, на щастя, далеко не найпоширеніший вид онкології. Але це твердження більше характерне для дорослого населення. Але рак нікого не щадить, не дивиться на вік, стать та соціальний статус. На жаль, частіше, ніж хотілося б сподіватися, його діагностують у молодих пацієнтів.

Пухлини головного мозку та центральної нервової системи (ЦНС) є найпоширенішими пухлинами та другою провідною причиною смерті від раку у людей віком від 0 до 19 років у Сполучених Штатах та Канаді.[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Захворюваність на рак головного мозку у дітей віком до 15 років коливається від 1,7 до 4,1 на 100 000 дітей у різних країнах. Найпоширенішими пухлинами головного мозку були: астроцитоми (41,7%), медулобластоми (18,1%), епендимоми (10,4%), супратенторіальні первинні нейроектодермальні пухлини (ПНЕП; 6,7%) та краніофарингіоми (4,4%). Вони розташовувалися переважно в мозочку (27,9%) та головному мозку (21,2%). 5-річна виживаність для всіх пухлин головного мозку становила 64%, з найгіршим прогнозом для дітей з ПНЕП. [ 16 ] Таким чином, дитячий та підлітковий вік можна вважати факторами ризику онкології цієї локалізації. І ця статистика не змінюється в бік зниження.

Дослідження показали, що пухлини головного мозку частіше розвиваються у людей з імунодефіцитом і, навпаки, захворювання, при яких імунна система перебуває в стані підвищеної активності, є перешкодою для дегенерації клітин. До групи ризику також належать пацієнти з певними системними захворюваннями: нейрофіброматоз, синдроми Тукота та Тернера. Також розглядається вплив таких факторів, як лінії високої напруги, мобільний зв'язок, променева та хіміотерапія при раку інших локалізацій.

Найбільшою проблемою онкології мозку є складність розгляду етіології захворювання, відсутність точної інформації про причини патології. Лікарі навчилися діагностувати багато інших видів пухлин на ранній стадії, розроблені ефективні схеми лікування, які дозволяють значно продовжити життя пацієнта та зменшити його страждання. Але мозок – це складна для вивчення структура, вивчення якої на людях є дуже складним. Експерименти на тваринах не дають чіткої картини того, що може відбуватися в мозку людини.

Пухлини гліальних клітин (астроцитів та олігодендрогліальних клітин) – це лише особливий варіант онкології мозку. Ракові клітини також можуть бути знайдені в інших структурах мозку: нейронах, секреторних клітинах, що виробляють гормони, мембранах мозку та навіть кровоносних судинах. Але пухлини гліальних клітин залишаються найпоширенішим типом раку мозку, діагностуючи їх у 45-60% випадків цієї страшної хвороби. Водночас близько 35-40% становлять астроцитоми мозку.

Астроцитома класифікується як первинна пухлина, тому визначити точне місце розташування джерела ракових клітин нескладно. При вторинному раку пухлина головного мозку зазвичай утворюється метастазами, тобто мігруючими раковими клітинами, і її джерело може бути розташоване в будь-якій частині тіла. Але складність зазвичай полягає не у визначенні місця розташування астроцитоми, а в тому, що пухлина може поводитися по-різному.

У дітей частіше зустрічаються вогнищеві (вузликові) пухлини з чіткою локалізацією. Це здебільшого доброякісні новоутворення, чітко визначаються на зображеннях і відносно легко видаляються хірургічним шляхом. У дитячому віці зазвичай діагностують астроцитоми, що вражають мозочок, стовбур мозку (довгастий та середній мозок, варолієвий міст), рідше зоровий перехрест або зоровий нерв. Наприклад, близько 70% дітей і лише 30% дорослих госпіталізуються з астроцитомою стовбура мозку. Серед пухлин стовбура мозку найпоширенішою є пухлина варолієвого містка, де розташовані ядра 4 пар черепних нервів (лицьового, блокового, трійчастого, відвідного). [ 17 ]

У дорослих гліальні пухлини частіше розташовані в нервових волокнах півкуль великого мозку та не мають чітких меж. Такі пухлини досить швидко ростуть, дифузно поширюючись на нервову тканину, і можуть досягати гігантських розмірів. Водночас ризик переродження такої пухлини в ракову надзвичайно високий. Деякі дослідники вважають, що астроцитома головного мозку частіше діагностується у чоловіків молодого та середнього віку (60%). [ 18 ]