Как появляются раковые клетки и почему они «бессмертны»

Эта статья будет интересна тем, кто хочет знать, как и почему нормальные клетки нашего тела вдруг становятся чужими, постепенно убивающими тот организм, в котором они родились.

Рак – это болезнь, которую создал сам человек, стремясь к максимально комфортной жизни с массой  излишеств. А для этого ему потребовалось использовать огромное количество синтетических химических веществ, электромагнитные волны, атомную энергию и.т.д. В процессе эволюции, безусловно, в организме выработались факторы защиты от таких воздействий. Но количество этих воздействий и их интенсивность превышает все мыслимые пределы. Вот и получается, что эти механизмы часто не срабатывают.

В основе развития любой опухоли лежит повреждение структуры ДНК и как следствие — появление атипичных клеток. Это происходит при воздействии на организм канцерогенов – всех тех факторов, которые могут вызвать повреждение ДНК.

Что такое атипичные клетки и почему они появляются.

Ежедневно на каждого человека воздействует сотня факторов, вызывающих изменения и повреждения его клеток. Это такие потенциально канцерогенные факторы как ультрафиолетовое и электромагнитное излучение, химические вещества, радиация и т.д. Они изменяют генетическую информацию в клетке, и с этого момента она выходит из-под контроля организма. Повреждённые таким образом клетки становятся атипичными, т.е. приобретают черты, не свойственные нормальной клетке. Атипичные клетки с измененной генетической информацией образуются в организме человека каждый день. Причем не одна — две, а миллионы. Любая здоровая клетка при определённых воздействиях может превратиться в атипичную и затем в опухолевую. Сам факт старения клеток также является предпосылкой для возникновения атипичных изменений в них.
Таким образом, старея, наши собственные клетки иногда представляют для организма угрозу, становятся ненужными. Для того чтобы удалять атипичные и старые клетки, в организме предусмотрена система защиты —  запрограммированная гибель клеток, или апоптоз. Это упорядоченный процесс, в ходе которого ненужные и опасные клетки полностью уничтожаются.
В здоровом организме также заложены механизмы подавления опухолевой трансформации. Это так называемая система репарации, т.е. восстановление 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 превращаются в опухолевые, называется онкогенез. Опухоль же может быть как добро- так и злокачественной. При этом далеко не все доброкачественные опухоли переходят в злокачественные. Изменённые клетки могут иметь признаки опухолевых, но это ещё не рак. Трансформация их в раковые происходит постепенно. А стадия от начальных минимальных изменений клеток до появления злокачественных признаков называется предрак.
Если на этом этапе прекратится воздействие повреждающего фактора и собственные защитные механизмы будут нормализованы, опухоль может быть уничтожена или риск перехода её в злокачественную будет минимальным.

раковые клетки

Почему атипичная клетка становится злокачественной.

Любая старая, поврежденная или атипичная клетка имеет биологические отличия от нормальной клетки. Благодаря этим отличиям здоровая иммунная система обнаруживает её, распознаёт как чужеродную и уничтожает. Если есть нарушения в иммунной системе, она не может распознать такую изменённую клетку и соответственно уничтожить её. Часть атипичных клеток выживает также в случае, если количество и скорость их образования превышает возможности даже здоровой иммунной системы.
Ещё одна причина выживания повреждённых клеток — нарушения в системе репарации, когда такая клетка не может быть восстановлена. Таким образом, часть атипичных клеток остаются живыми и начинают интенсивно делиться. После двух-трёх делений такой атипичной клетки в ней закрепляются дефектные наследственные признаки. А после четвертого деления клетка превращается в злокачественную.

Основные причины образования опухолей.

Опухолевый рост может вызвать множество факторов по отдельности или действующих одновременно. Все воздействия физической, химической и биологической природы, которые повышают вероятность возникновения злокачественных новообразований, называются канцерогенами.
Доказанным является тот факт, что опухоли никогда не развиваются на здоровых тканях и хорошо снабжающихся кислородом. В 1931 году немецкий биохимик Отто Варбург получил Нобелевскую премию за исследования в области рака, в которых доказал, что раковая клетка образуется в результате недостатка кислорода в тканях и замены нормального кислородного дыхания клеток на безкислородное с закислением среды.
Однако для развития опухоли помимо воздействия канцерогена важным моментом является нарушении механизмов противоопухолевой защиты организма,
нарушение в системе иммунитета, генетическая предрасположенность.
Когда мы говорим о генетической предрасположенности, имеется в виду не передача опухоли по наследству, а особенности метаболизма, функционирования иммунной и других систем, предрасполагающие к развитию опухоли.
Таким образом, опухоль образуется при одновременном воздействии канцерогена и нарушениях в системе противоопухолевой защиты организма.

Основные причины развития опухолей

  1. Генетическая предрасположенность в значительной мере обуславливает противоопухолевую защиту организма. Доказано существование около 200 наследственных форм злокачественных заболеваний. Наиболее значимые из них:
    a.    Аномалии (отклонения от нормы) генов, отвечающих за репарацию (ремонт) ДНК. Репарация — это способность клеток исправлять повреждения в молекулах ДНК, которые неизбежно возникают при воздействии многих физических, химических и др. факторов. В результате возникает повышенная чувствительность к вредным влияниям радиации, ультрафиолетового облучения, воздействии химических веществ и др. из-за невозможности организма исправить повреждения после их воздействия. Например, такая наследственная болезнь как пигментная ксеродерма связана с невозможностью восстановления клеток кожи после повреждений ультрафиолетом и радиацией.
    b.    Аномалии генов, отвечающих за подавление опухолей.
    c.    Аномалии генов, регулирующих межклеточное взаимодействие. Это отклонение является одним из главных механизмов распространения и метастазирования рака.
    d.    Другие наследственные генетические и хромосомные дефекты: нейрофиброматоз, семейный кишечный полипоз, некоторые лейкозы и наследственные меланомы.
  2. Химические канцерогены. Около 75% возникновения всех злокачественных опухолей, по данным ВОЗ, вызвано воздействием химических веществ. К ним относятся: факторы сгорания табака, химические вещества, содержащиеся в пище, соединения, используемые в производстве. Известно более 800 химических соединений с канцерогенным эффектом. Опасными же для человека Международным агентством по изучению рака (МАИР) признано 50 химических соединений. Наиболее опасные химические канцерогены: нитрозамины, аминоазосоединения, эпоксиды, афлотоксины, полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины и амиды, некоторые металлы (мышьяк, кобальт), асбест, винилхлорид, отдельные лекарственные препараты (содержащие неорганический мышьяк, алкилирующие препараты, фенацетин, амидопирин, производные нитрозомочевины, эстрогенные препараты и др.).
    Потенциально канцерогенные химические вещества не вызывают роста опухоли сами по себе. Они являются преканцерогенами. Только претерпевая в организме ряд физико-химических превращений, они становятся истинными или конечными канцерогенами.
  3. Физические канцерогены: все виды ионизирующего излучения (рентгеновские лучи, гамма лучи, др.), ультрафиолетовое излучение, электромагнитные поля, постоянное механическое травмирование тканей человека, воздействие высоких температур.
  4. Эндогенные канцерогены – те, которые образуются в организме из его нормальных компонентов при нарушении обмена веществ, и в частности гормонального баланса организма. Это холестерин, желчные кислоты, некоторые аминокислоты (тирозин, триптофан), стероидные гормоны (эстрогены).
  5. Биологические канцерогены. Сюда относят онкогенные вирусы.
    1. ДНК-вирусы: некоторые аденовирусы и герпесвирусы (например, вирус папилломы человека, вирус Эпштейна-Барр и вирусы гепатита В и С).
    2. РНК-содержащие вирусы: ретровирусы.

Механизм развития опухолей

Не зависимо от причины опухолевой трансформации клетки (химической, физической или биологической), а также вида и расположения опухоли, в клетке происходят одинаковые изменения ДНК (повреждение генетического кода), когда нормальная генетическая программа переходит в программу атипичного опухолевого роста.
Также не зависимо от причины, которая вызвала опухолевый рост, в процессе образования всех опухолей можно выделить следующие 4 этапа:

I.    На первом этапе роста опухоли канцероген взаимодействует с участками ДНК нормальной клетки, содержащими гены, которые контролируют деление, созревание, дифференцировку клеток.

II.    В результате этого взаимодействия происходит повреждение структуры ДНК (генные мутации), что и обуславливает опухолевую трансформацию клетки. На этом этапе клетка еще не имеет признаков опухоли (это латентная опухолевая клетка). На этом этапе происходит экспрессия онкогена.

III.    На третьем этапе клетка, которая уже изменена генотипически, приобретает характерные опухолевые признаки — опухолевый фенотип.

IV.    На последнем этапе опухолевая клетка приобретает способность к неограниченному бесконтрольному делению (“бессмертию”), в то время как у нормальных клеток заложен механизм, ограничивающий число их делений. Это ограничение называется «пределом или лимитом Хейфлика» и составляет около 50 делений.

Чем опухолевая клетка отличается от нормальной

Общим для всех трансформированных клеток является опухолевый атипизм. Что же это такое? В норме каждая клетка организма имеет специфичные признаки, характерные для той ткани, функции которой она выполняет. Опухолевые клетки отличаются от нормальных и по своей структуре, и по функциям. И если клетки доброкачественных опухолей ещё похожи на клетки нормальных тканей организма, то клетки злокачественных новообразований ничего общего с той тканью, из которой они возникли, не имеют. Это и есть опухолевый атипизм. Различают следующие виды атипизма:

Атипизм роста:
a.    Атипизм деления клеток — существенное увеличение количества делящихся клеток. В то время как в любой нормальной ткани оно составляет не более 5%, в опухолях их количество достигает 50-60%. Клетка приобретает способность к бесконтрольному, безудержному размножению и делению.
b.    Атипизм дифференцировки клеток. В норме изначально все клетки зародыша одинаковы, однако вскоре начинается их дифференцирование на различные типы, например, мозговые, костные, мышечные, нервные клетки и т.д. В злокачественных опухолях процесс дифференцировки клеток частично или полностью подавлен, они остаются незрелыми. Клетки утрачивают свою специфичность, т.е. особые черты для выполнения специализированных функций.
c.    Инвазивный рост — прорастание клеток опухоли в соседние нормальные ткани.
d.    Метастазирование — перенос клеток опухоли по организму с формированием других опухолевых узлов. При этом отмечается избирательность возникновения метастазов. При раке легкого метастазы чаще встречаются в печени, другом легком, в костях и печени; при  раке желудка — в костях, легких, яичниках; при раке молочной железы — в костях, легких, печени.
e.    Рецидивирование — повторное развитие рака такого же строения на том же месте после его удаления.

Метаболический атипизм (обменный) — изменение всех видов обмена веществ.
a.    Опухоль становится «метаболической ловушкой», активно включая в свой метаболизм аминокислоты, липиды, углеводы и другие вещества организма. За счет этого усиливаются процессы роста и энергообеспечения раковой клетки. Например, опухоли являются «ловушкой» витамина Е. А так как он является антиоксидантом, нейтрализуя свободные радикалы, а также стабилизирует клеточные мембраны, это является одной из причин повышения устойчивости опухолевых клеток к всем видам терапии.
b.    В новообразованиях анаболические процессы преобладают над катаболическими.
c.    Опухоль становится автономной (независимой от организма). Она как бы «ускользает» от контролирующих и регулирующих нейрогенных и гормональных влияний. Это связано со значительными изменениями рецепторного аппарата клеток опухоли. Чем быстрее рост опухоли, тем, как правило, больше выражена её автономность и она менее дифференцирована.
d.    Переход опухолевых клеток на более древние и простые пути метаболизма.

Атипизм функций. Функции опухолевых клеток обычно снижены или изменены, но иногда повышены. При повышении функции опухоль продуцирует какие-либо вещества неадекватно много для потребностей организма. Например, гормонально-активные новообразования в избытке синтезируют гормоны. Это рак щитовидной железы и надпочечников (феохромоцитома), опухоль из β-клеток поджелудочной железы (инсулинома) и др. Некоторые опухоли иногда продуцируют вещества, не свойственные той ткани, из которой они развились. Так, например, низкодифференцированные клетки опухоли желудка иногда продуцируют коллаген.

Почему организм «не видит» опухоль?

Виной всему – опухолевая прогрессия — необратимое изменение одного или нескольких свойств клетки, генетически закрепленное и наследуемое опухолевой клеткой.
Образовавшись однажды из нормальной клетки путём изменения в ней генетической информации, в опухолевой клетке постоянно происходит изменение генома, что влечет за собой изменения всех её признаков: морфологии, функционирования, физиологии, биохимии. Причем каждая опухолевая клетка может изменяться  по-разному, поэтому одно новообразование может состоять из клеток совершенно непохожих друг на друга.
В процессе опухолевой прогрессии увеличивается атипизм клеток, а, следовательно — их злокачественность. Учитывая то, что раковые клетки постоянно изменяются, они становятся совершенно невидимыми для организма, защитные системы не успевают их отслеживать. В результате опухолевой прогрессии возникшее новообразование обладает высочайшей  приспособляемостью.

Все проявления атипизма в опухолях создают условия для их выживаемости в организме и повышенной конкурентоспособности с нормальными тканями организма.

Отличия доброкачественных и злокачественных опухолей
Чаще всего во внешним признакам невозможно отличить доброкачественную опухоль от злокачественной. И только микроскопическое исследование клеток даёт точную картину. В таблице ниже приведены различия этих двух типов опухолей.

Признаки

Доброкачественная опухоль

Злокачественная опухоль

Форма опухоли

Опухоль имеет ровные, четкие края.

Край неровный, бугристый, нет четких границ опухоли.

Темп роста

Медленный

Быстрый, безудержный, неконтролируемый.

Общее влияние на организм

Проявляются местно: причиняют неудобство, сдавливают нервы, сосуды и окружающие органы.

Злокачественные опухоли вызывают раковую интоксикацию (интоксикация – отравление, от слова токсин – яд), вызванную продуктами метаболизма и распада опухоли. Опухоль лишает организм необходимых питательных веществ, энергетических субстратов, пластических компонентов вплоть до раковой кахексии (кахексия — истощение).

Как обнаруживается опухоль

Обычно, когда она уже достаточно большая, но организм существенно не страдает.

Иногда до обнаружения самой опухоли проявляется так называемый паранеопластический синдром (неспецифические реакции со стороны различных органов и систем).

Характер роста

Опухоли при своем росте не выходит за границы ткани, из которой она образовалась, а раздвигает здоровые ткани.

Опухоли при своем росте прорастают сквозь здоровые ткани, разрушая их (инфильтрирующий рост).

Метастазирование

Метастазов не дают.

Метастазируют.

Атипизм (необычность) клеток (при микроскопическом исследовании)

Клетки опухоли похожи на клетки нормальных тканей организма. Отличия от здоровых клеток минимальны.

Клетки значительно отличаются по строению и функции от нормальных.

Полиморфизм (разнообразие) клеток Дифференцировка (Степень развития клеток)

Клетки опухоли высокодифференцированы. Опухоль напоминает ткань, из которой она происходят (мышцы, эпителий, др.).   Частично сохранены специфические функции ткани.

Клетки опухоли недифференцированы или низкодифференцированы. Иногда изменения настолько большие, что невозможно разобраться, из какой ткани развилась опухоль. Недифференцированные клетки очень часто делятся, поэтому не успевают превратиться в обычные. Все клетки опухоли разные и ткань утрачивает свои функции.

Рецидивирование (повторное развитие опухоли в той же области после ее полного удаления)

Не рецидивируют

Рецидивируют

Смертность

Больные умирают в исключительных случаях.

Очень высокая.

loading...

7 Комментария

  1. anatol 28.09.2016
  2. Марина 13.10.2016
  3. Светлана 29.10.2016
  4. Наталья 25.11.2016
  5. Марина 02.12.2016
  6. МАРИНА 14.01.2017
  7. Марина 17.01.2017

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *