Общие сведения.
Клетки.
Тело взрослого человека состоит из более чем 100 триллионов клеток, 230 видов. Срок жизни у них разный, некоторые живут всего 1-2 дня. Поэтому клетки постоянно размножаются делением, заменяя друг друга. Порядок деления запрограммирован в генах ДНК каждой клетки. ДНК это белок в виде 2-х нитей молекул, состоящий из 30 тысяч генов. Длина каждый ДНК около 2-х метров, и такое "чудо" спрятано в ядре каждой клетки.
Повреждения клеток и «ремонт».
Под воздействием различных факторов, непрерывно происходит множество повреждений генов в ДНК, и непрерывно происходит множество ремонтов (репараций) этих участков. Это более чем естественно. К прим. ежедневно у человека возникает около 50 тыс. т.н. «разрывов» ДНК, более 8 тыс. "окислений" и около 100 более сложных повреждений.
При незначительных повреждениях обычно проблем не возникает. Но при "выбивании" большого куска ДНК включается механизм т.н. "СОС репарации", при котором возможно любое произвольное размещение молекул в ДНК.
Мутация клетки после ремонта.
Иногда такая репарация приводит к мутации клетки. Примерно из тысячи повреждений ДНК, одно может сделать клетку "мутантом".
Некоторые мутировавшие клетки оказываются жизнеспособными и со временем могут изменить как конкретную особь, так и всю популяцию в целом. Всё разнообразие жизни на Земле произошло из-за мутаций клеток повреждённых естественным фоном радиации, УФ и т.п. Даже "хомо сапиенс", как вид, появился в результате множества подобных мутаций. Т.е. «случайные мутации клеток» - это нормальное явление.
Раковые опухоли.
Иногда в "клетках - мутантах" происходит сбой и они начинают делится неправильно, так возникает раковая опухоль. Если упрощённо, то - рак это неправильно запрограммированные клетки. В этом "программировании", т.е. в ДНК и РНК, и нужно искать проблему.
Известно более 200 разновидностей злокачественных опухолей. Они есть у многих животных, в т.ч. и у человека. Это вполне "естественное" заболевание - у предков человека рак уже был в период первых позвоночных.
Не нормальность происходящего и перспективы.
У людей нет ни одной этнической группы или сообщества, которые были бы свободны от онкологии. Всю историю человечества определённый процент людей болел и умирал от рака, но то, что происходит сейчас выходит за все рамки "естественного".
Сейчас онкология среди причин смерти в мире занимает 2 место. Каждый год от рака умирает около 8 миллионов человек, это 20% всех умерших. И по прогнозам ВОЗ, в ближайшие 20 лет заболеваемость онкологией увеличится в 2 раза, а умирать будут уже по 12 млн. человек каждый год.
В качестве вывода: Даже если бы сейчас был «каменный век», мы всё равно бы умирали от рака. Это своеобразная «русская рулетка», никто не застрахован от случайного стечения обстоятельств. Но умирали бы сотни человек в год, максимум – несколько тысяч на 140 миллионов населения РФ, но никак не по 300 тысяч, как сейчас в России…
Что вызывает повреждения ДНК:
Итак – чтобы появилась раковая опухоль, ДНК во внешне здоровой клетке сначала должна быть повреждена. Что же именно повреждает ДНК?
А) Физические факторы – все виды радиации, ультрафиолетовый свет, СВЧ и температура.
Б) Химические факторы – полициклические и гетероциклические ароматические углеводороды, ароматические амины, мутагены (нитрозогуанидин, этилметансульфонат и др.), уретан, формальдегид, азотистая кислота и т. д.
Некоторые химические соединения (не канцерогены) при продолжительном воздействии на клетки вызывают изменения клеточного метаболизма, что так же вызывает мутации на генном уровне.
В) Биологические факторы: афлатоксин и другие эндо- и экзотоксины, активные формы кислорода и др.
Частота повреждений ДНК зависит от характера внешнего агента и длительности его воздействия.
Раковые опухоли также могут быть индуцированы различными видами облучения. К прим., и у абсолютно здоровых людей и животных, подвергшихся действию ионизирующей радиации, возникают опухоли кроветворной ткани, костей, легких, печени, щитовидной железы и т.п.
Особая опасность – ПРОВИРУСЫ!!!
ДНК это двойная спираль, в которой неповрежденная нить служит матрицей для восстановления повреждения. Проблемы начнутся если матрицей послужит ген в который уже внедрился провирус.
"Провирус" - это вирусный геном интегрированный в ДНК клетки. В отличии от вируса он при внедрении в клетку меняет не все гены ДНК, а примерно от 1 до 6 генов из 30 тысяч. После чего, провирус становится одним или несколькими генами в ДНК клетки.
Особенность провируса.
Он передается дочерним клеткам при делении, а также переходит через яйцеклетку или сперматозоид от родителей к потомкам.
Попав в организм, провирус может пребывать в теле бесконечно долго и при этом бессимптомно. Между разными особями, контактным путём, провирус обычно передаётся через повреждённые кожные и слизистые покровы.
Такие "неправильно запрограммированные" гены в обычной обстановке поддерживают нормальное деление и рост клеток. Когда же происходит повреждение ДНК - может развиться рак.
Механизм размножения провируса - т.н. "ДНК-полимераза". Это когда ферменты, в ходе синтеза цепочки ДНК, в качестве матрицы применяют одну из молекул вирусной РНК. И лишь затем происходит образование второй комплементарной цепи ДНК. Таким образом, происходит формирование двухцепочечной ДНК, способной встраиваться в хромосому клетки.
Ген р53 и ему подобные.
Видов злокачественных опухолей много, много и видов провирусов. Помимо этого, вычислить один или несколько генов, в которых обосновался провирус конкретного вида, из 30 тысяч - весьма не просто.
Поэтому первым "подозреваемым" будет ген p53 - именно в нём запрограммирован апоптоз (гибель клетки). Известно, что около 50% всех злокачественных опухолей развиваются при участии поврежденного или полностью утерянного гена р53.
Всего у человека около 30 генов с похожими функциями, среди них - BRCA1, BRCA2, HER2/neu, ras - и все они тоже "подозреваемые".
Иммунитет и рак у человека и животных.
Иммунитет, в целом, и ген р53, в частности - это "слабые звенья цепи" у человека. У нас их всего одна пара гена р53. К прим. у слона их 30-40 пар, они дублируют друг друга, и иммунитет животного лучше борется с опухолями. Поэтому рак у слонов встречается в 4 раза реже, чем у человека.
Слабый иммунитет вообще проблема для "хомо" как вида. К прим., гены шимпанзе совпадают с человеческими на 98%, но при этом у шимпанзе риск заболеть раком значительно ниже.
2% отличающихся генов дали нам огромный "плюс" в виде возможности развития головного мозга, и огромный "минус" в виде ослабленного иммунитета - это своеобразная "плата за разумность".
Хотя у животных и имеется сильный иммунитет, но диагноз "рак" – это приговор для них. 9 из 10 заболевших умирают. При этом, даже выжившие чаще погибают от хищников, а заболевшие хищники перестают успешно охотится, со всеми из этого вытекающими.
Также заболевшие особи проигрывают конкурентную борьбу за противоположный пол и реже оставляют потомство, которому предаются провирусы. Это своеобразный естественный отбор, позволяющий виду не вымереть от рака.
Такой же «отбор» был и у человека до начала 20 века.
Склонность к онкологии конкретного человека.
Люди несут в своих клетках разное количество видов провирусов, доставшихся им от предков. Плюс к этому, они в течении своей жизни могут дополнительно получить какие-либо разновидности провирусов извне. Таким образом, даже в равных условиях окружающей среды, при воздействии одинакового количества токсинов и т.п., некоторые люди имеют более высокий риск развития рака.
Опыты на млекопитающих показали, что после внедрения нового провируса, по окончании инкубационного периода, рак проявляется только у 14 особей из 1000 заражённых. Остальные 986 передадут провирус своим потомкам, и основные проблемы возникнут у первого поколения.
Иногда заражение происходит и через материнское молоко. Поэтому специалистам стоит пристально изучить состав молочных смесей для малышей, протеин для спортсменов и т.п. продукты питания.