Природа онкологических заболеваний

Актуальность в статистике
По данным Всемирной Организации Здравоохранения не менее 10 млн. человек на нашей
планете ежегодно болеет раком. Каждый год только в России насчитывается более 500 тысяч
онкологических больных. За последние десять лет прирост заболевших онкологическими
заболеваниями, по разным данным составил около 15%. Самый высокий рост числа
онкологических заболеваний отмечен специалистами в крупных городах Санкт-Петербурге и
Москве. Сегодня в целом по России на 100.000 человек приходится более 4.000 заболевших
раком. В Петербурге эта цифра составляет 4.800 человек. Число летальных исходов от рака в
России ежегодно составляет 300 человек на 100.000 населения. В наших знаниях о природе
онкозаболеваний за последнее 50 лет достигнут значительный прогресс.
Теории
Описанные ниже теории объясняют лишь отдельные этапы формирования опухолей, но не
дают целостной схемы их возникновения (онкогенеза). Здесь я привожу самые понятные теории:




теория раздражения: частая травматизация тканей ускоряет процессы деления
клеток (клетки вынуждены делиться, чтобы рана зажила) и может вызвать
опухолевый рост. Известно, что родинки, которые часто подвергаются трению
одеждой, повреждениям при бритье и т.д., могут со временем превращаться в
злокачественные опухоли (по-научному - малигнизироваться; от англ. malign злобный, недобрый).
вирусная теория: вирусы внедряются в клетки, нарушают регуляцию деления
клеток, что может закончиться опухолевой трансформацией. Такие вирусы
называют онковирусами: вирус T-клеточного лейкоза (приводит к лейкозу), вирус
Эпштейна-Барр (вызывает лимфому Беркитта), папилломовирусы и др.
мутационная теория: канцерогены (т.е. факторы, вызывающие рак) приводят к
мутациям в генетическом аппарате клеток. Клетки начинают делиться
беспорядочно. Факторы, которые обусловливают мутации клеток, называются
мутагенами.
иммунологическая теория: даже в здоровом организме постоянно происходят
единичные мутации клеток и их опухолевая трансформация. Но в норме иммунная
система быстро уничтожает «неправильные» клетки. Если же иммунная система
нарушена, то одна и более опухолевые клетки не уничтожаются и становятся
источником развития новообразования.
Современные взгляды на возникновение опухолей
Для возникновения опухолей необходимо наличие:


внутренних причин:
1. генетической предрасположенности
2. определенного состояния иммунной системы.
внешних факторов (их называют канцерогенами):
1. механические канцерогены: частая травматизация тканей с последующей
регенерацией (восстановлением).
2. физические канцерогены: ионизирующее облучение (лейкозы, опухоли костей,
щитовидной железы), ультрафиолетовое облучение (рак кожи). Опубликованы
данные о том, что каждый солнечный ожог кожи значительно увеличивает
риск развития злокачественной опухоли - меланомы в будущем.
3. химические канцерогены: воздействие химических веществ на весь организм
или только в определенном месте. Онкогенными свойствами обладают
бензапирен, бензидин, компоненты табачного дыма и многие другие вещества.
Примеры: рак легких при курении, мезотелиомы плевры при работе с
асбестом.
4. биологические канцерогены: кроме уже упомянутых вирусов, канцерогенными
свойствами обладают бактерии: например, длительное воспаление и
изъязвление слизистой желудка из-за инфекции Helicobacter pylori может
закончиться малигнизацией.
Таким образом, любая здоровая клетка при определенных воздействиях может
превратиться в атипичную и затем в опухолевую клетку. Сам факт старения клеток так же является
предпосылкой для возникновения атипичных изменений в них. Старея, наши собственные клетки
иногда представляют для организма угрозу, становятся не нужными. Для того, что бы удалять
атипичные и старые клетки, в организме предусмотрена система защиты – запрограммированная
гибель клеток, аппоптоз. Это упорядоченный процесс, в ходе которого не нужные и опасные
клетки полностью уничтожаются.
В здоровом организме так же заложены механизмы подавления опухолевой
трансформации. Это так называемая система репарации, то есть восстановления клеток и тканей
после повреждающего воздействия. Если атипичную клетку невозможно восстановить, она может
быть уничтожена системой иммунной защиты.
Процесс, в ходе которого нормальные клетки и ткани становятся опухолевыми, называется
онкогенез. Опухоль же может быть как доброкачественной, так и злокачественной. При этом
далеко не все доброкачественные опухоли переходят в злокачественные опухоли. Измененные
клетки могут иметь признаки онкологии, но это еще не рак. Трансформация в раковые клетки
происходит постепенно. А стадия от начальных минимальных изменений клеток до появления
злокачественных признаков называется предрак.
Если на этом этапе прекратиться воздействие повреждающего фактора и собственные
защитные механизмы будут нормализованы, опухоль может быть уничтожена или риск перехода
ее в злокачественную опухоль будет минимален.
Превращение нормальной клетки в опухолевую происходит в два этапа: трансформация и
малигнизация (злокачественность). На первом этапе клетки начинают бесконтрольно делиться,
причем уже в лабораторных условиях - в колбе с питательным раствором. Однако такие клетки в
большинстве случаев не вызывают злокачественного роста в живом организме. Механизмы
трансформации изучены достаточно хорошо - главную роль здесь играют онкогены.
Второй этап - приобретение злокачественности - позволяет таким клеткам размножаться
внутри организма. При этом клетки опухоли растут не сами по себе - организм животного или
человека помогает им это делать. Активно подхлестывая рост опухоли, плоть больного совершает
медленное самоубийство. Организм делает все возможное для того, чтобы опухоль росла. Он
пронизывает ее тысячами новых кровеносных сосудов и капилляров, он приобщает окружающие
здоровые клетки, а также клетки крови и лимфы к обслуживанию опухоли, позволяя ей, расти
вширь. В этом процессе задействованы сотни биохимических реакций.
МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ
Основоположник теории – немецкий биолог Теодор Бовери профессор Вюрцбургского
университета. Ещё в 1914 году он высказал предположение о том, что нарушения в хромосомах
могут привести к возникновению рака. В дальнейшем эти нарушения были квалифицированны им
как мутации.
Установлено, что рак - это разнородная группа генетических заболеваний,
систематизируемых по типу органа и ткани. Первопричиной рака является одно или несколько
генетических нарушений (мутаций) и каждому виду рака свойственны мутации в определенных
генах.
Выявлены 2 основные группы генов:
1. прото-онкогены (Протоонкоген — это обычный ген, который может стать онкогеном
из-за мутаций)
2. гены супрессоры (Гены-супрессоры обычно обнаруживаются при
инактивирующих мутациях, которые фенотипически проявляются в
формировании опухолей) рака, мутации которых в соматических клетках человека
могут привести к их неконтролируемому росту и возникновению первичной опухоли.
Нарушения прото-онкогенов или генов супрессоров рака могут также присутствовать в
половых клетках родителей и передаваться от родителей к потомкам, что вызывает увеличение
частоты заболеваемости в семьях. В этом случае имеет место так называемая наследственная
предрасположенность к различным видам рака.
Сегодня ученые активно занимаются разработкой таргетной терапии. Таргетной
называется терапия, направленная на реактивацию функции мутантных генов и их белков,
приводящих к онкогенезу.
Частота встречаемости рака увеличивается с возрастом, следовательно, рак-это болезнь
старения, которая может явиться следствием воспаления, нарушений механизмов иммунного
ответа, репарации ДНК, белкового обмена и метаболизма организма в целом.
Немаловажную роль в возникновении рака играют и ухудшение экологической
обстановки, неправильное питание: употребление большого количества мясных и генетически
модифицированных продуктов, малоподвижный образ жизни, вредные привычки, гормональные
нарушения и избыточный вес.
ТЕОРИЯ РАЗДРАЖЕНИЯ
Данную теорию разработал Вирхов. Он полагал, что в ответ на постоянное раздражение в
ткани срабатывают компенсаторные механизмы, в которых важная роль отводится
восстановительным процессам и возросшей скорости деления клеток.
Сначала регенерация находится под контролем. Однако наряду с развитием нормальных
клеточных линий развиваются и раковые клетки.
В 1863 г. Вирхов настаивал на том, что рак в конечном счете возникает в результате
раздражения.
В 1915 г. эта теория, казалось, получила блестящее экспериментальное подтверждение: успех
японских ученых Ямагавы и Исикавы явился примером практического применения теории
раздражения Вирхова. Нанося каменноугольную смолу на кожу ушей кролика 2 — 3 раза в
неделю в течение трех месяцев, они смогли получить настоящие опухоли. Но вскоре возникли
трудности: раздражение и канцерогенные эффекты не всегда коррелировали друг с другом. И,
кроме того, простое раздражение отнюдь не всегда вело к развитию сарком. Например, 3, 4бензопирен и 1, 2-бензопирен оказывают практически одинаковое раздражающее действие.
Однако лишь первое соединение является канцерогенным.
Тем неимение, современная наука основываясь на теории Вирхова выяснила, почему
организм активно помогает опухоли развиваться.
Если опухоль по тем или иным причинам уже возникла, ее клетки обязательно
приобретают одно исключительно важное свойство - генетическую нестабильность,
выражающуюся в том, что в каждом поколении клеток возникают случайные разломы хромосом с
частотой примерно 1-30%. Потомство этих клеток нежизнеспособно: дочерние клетки гибнут от
некроза.
Если их, скажем, 10%, то этого вполне достаточно, чтобы система заживления ран
набросилась на опухоль и стала стимулировать ее клетки к делению. Деление клеток опухоли
автоматически приведет к появлению еще 10% мертвых клеток, а они опять подхлестнут систему
заживления ран, и так до бесконечности, вернее, до физической смерти человека или животного.
Жертвуя мертвыми клетками, опухоль растет медленнее, чем росли бы нормальные
клетки, но взамен она получает возможность расти неограниченно - пусть медленно, но верно, и в
конце концов она убьет организм.
ПАРАЗИТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Паразиты ослабляют иммунную систему, понижая, выделение иммуноглобулина А. Их
присутствие постоянно стимулирует реакцию системы и со временем может ослабить этот
жизненно важный иммунный механизм, открывая путь проникновению в организм
бактериальных и вирусных инфекций.
О том, что причиной рака желудка в 60 % случаев является бактерия хеликобактер пилори,
- об этом пишет в "Энциклопедии клинической онкологии" директор Института канцерогенеза
Онкоцентра РАМН академик РАМН Заридзе.
Паразиты могут жить в лёгких, сердце, печени, желудке, головном мозге и даже крови
человека. Они размножаются и испражняются внутри человеческого организма, при этом питаясь
человеческой же плотью. В зависимости от среды обитания, они могут приводить к различным
последствиям. Так, сердечные черви в финале чаще всего приводят к остановке сердца, паразиты,
обитающие в головном мозге - к шизофрении, раку или параличу, паразиты печени - к гепатиту и
опухолям печени. И так далее.
Безусловно, этот процесс не происходит одномоментно. В зависимости от возраста
человека, его образа жизни, питания и состояния окружающей среды, его организм то или иное
время сопротивляется заражению. То есть процесс происходит постепенно и на первых порах
бессимптомно. Какие-то признаки возникают, когда заражение уже переступает планку
сопротивления иммунной системы человека и начинается активное разрушение тканей тела.
Что касается сути самого воздействия паразитов, то если упростить - результаты их
процессов жизнедеятельности разрушают ткани человеческого тела. Это в свою очередь приводит
к возникновению свободно перемещающихся клеток, каждая из которых может стать основой для
раковой опухоли. Как известно, основная причина любой раковой опухоли - это сбой при делении
клеток человеческого организма. Воздействие паразитов на клетки создаёт условия для такого
сбоя. И в итоге становится причиной возникновения рака.
ВИРУСНАЯ ТЕОРИЯ
В 1892 году русский микробиолог Д. И. Ивановский первым обнаружил вирус мозаичной
болезни листьев табака. В 1911 году П. Раус открыл вирус, вызывающий саркому у кур и
передающийся другим птицам. В 1936 году Биттнер обнаружил вирус, который вызывает опухоль
молочной железы у мышей, и доказал, что он передается с молоком мыши. Позже ученый
установил связь вирусного агента с генетическими изменениями, которые ведут к развитию рака.
Исследователь Дубелько первым вырастил культуру раковых клеток, в частности, культуру вируса
полиомы мышей. Сара Стюарт в 1957 году открыла новый вирус рака и вырастила его культуру,
которая вызывала рак, когда ее вводили здоровым животным.
В 1970 году было обнаружено, что некоторые вирусы выделяют необычные ферменты,
способные превращать РНК в ДНК. Этот фермент получил название обратной транскриптазы.
Вирусы, которые выделяют подобный фермент, были сгруппированы в семейство, получившее
название ретровирусов. Ретровирусы вызывают многие болезни у животных, в том числе и рак.
Считается, что они вызывают некоторые заболевания и у людей, но пока остается недоказанным,
что содержащие РНК вирусы рака могут внедряться в клетки человеческого организма, приводя к
возникновению заболевания.
Про слонов
Сначала авторы работы проанализировали статистику смертности слонов, и опять же
лишний раз убедились, что они действительно устойчивы к раку более многих других видов: всего
лишь 5% толстокожих умирают от опухолей, тогда как, к примеру, у гиеновидных собак рак губит
8%, не говоря уже о 25% людей.
Анализ генома показал, что у африканских слонов есть целых 40 копий гена p53, а у
азиатских слонов – от 30 до 40. Этот ген – один из самых известных антионкогенов. Белок р53
распознаёт повреждения в ДНК, и, если их становится достаточно много, он включает гены,
отвечающие за апоптоз – запрограммированное клеточное самоубийство. Большое количество
генетических повреждений делает клетку опасной для всего организма, поэтому проще всего от
неё вообще избавиться. Очевидно, именно огромное число копий p53, которые возникли в их
геноме миллионы лет назад, помогает слонам избегать рака (у человека, к слову, всего две
копии p53).
Можно, конечно, поступать иначе – стараться отремонтировать испорченную ДНК, однако,
когда клетки слонов облучали ионизирующим излучением, то никакой активизации ДНКремонтных генов и белков не наблюдалось, но зато клетки начинали активно умирать. То есть
слоновий способ избежать злокачественной опухоли – просто вовремя убить испортившуюся
клетку. Можно только пожалеть о том, что эволюция не смогла снабдить и наш геном лишним
десятком копий p53. (Наука и жизнь, Почему слоны не болеют раком).