Мутационная теория канцерогенеза

Онкогенез: теории, стадии и основные определения - о медицине

Канцерогенные факторы[ | код]

На данный момент известно большое количество факторов, способствующих развитию канцерогенеза:

Химические факторы | код

Основная статья:

Вещества ароматической природы (полициклические и гетероциклические ароматические углеводороды, ароматические амины), некоторые металлы и пластмассы обладают выраженным канцерогенным свойством благодаря их способности реагировать с ДНК клеток, нарушая её структуру (мутагенная активность). Канцерогенные вещества в больших количествах содержатся в продуктах горения автомобильного и авиационного топлива, в табачных смолах. При длительном контакте организма человека с этими веществами могут возникнуть такие заболевания, как рак легкого, рак толстого кишечника и др. Известны также эндогенные химические канцерогены (ароматические производные аминокислоты триптофана), вызывающие гормонально зависящие опухоли половых органов.

Физические факторы | код

Солнечная радиация (в первую очередь ультрафиолетовое излучение) и ионизирующее излучение также обладает высокой мутагенной активностью. Так, после аварии Чернобыльской АЭС отмечено резкое увеличение заболеваемости раком щитовидной железы у людей, проживающих в зараженной зоне. Длительное механическое или термическое раздражение тканей также является фактором повышенного риска возникновения опухолей слизистых оболочек и кожи (рак слизистой рта, рак кожи, рак пищевода).

Биологические факторы | код

Канцерогенная активность вируса папилломы человека связывается с развитием рака шейки матки, вируса гепатита B в развитии рака печени, ВИЧ — в развитии саркомы Капоши. Попадая в организм человека, вирусы активно взаимодействуют с его ДНК, что в некоторых случаях вызывает трансформацию собственных протоонкогенов человека в онкогены. Геном некоторых вирусов (ретровирусы) содержит высокоактивные онкогены, активирующиеся после включения ДНК вируса в ДНК клеток человека.

Наследственная предрасположенность | код

Изучено более 200 наследственных заболеваний, характеризующихся повышенным риском возникновения опухолей различной локализации. Развитие некоторых типов опухолей связывают с врожденным дефектом системы репарации ДНК (пигментная ксеродерма).

Общие сведения

Изучение процесса канцерогенеза является ключевым моментом как для понимания природы опухолей, так и для поиска новых и эффективных методов лечения онкологических заболеваний.
Канцерогенез — сложный многоэтапный процесс, глубокая реорганизация нормальных клеток организма. Из всех предложенных к настоящему моменту теорий канцерогенеза, мутационная теория заслуживает наибольшего внимания. Согласно этой теории, опухоли являются генетическими заболеваниями, патогенетическим субстратом которых является повреждение генетического материала клетки (точечные мутации, хромосомные аберрации и т. п.). Повреждение специфических участков ДНК приводит к нарушению механизмов контроля за пролиферацией и дифференцировкой клеток и, в конце концов, к возникновению опухоли.

Канцерогенные вещества

Химические и
биологические вещества, спо­собные
вызвать злокачественное новообразова­ние,
называют канцерогенными. Канцерогены
можно разде­лить на химические,
физические, биологиче­ские; к числу
химических канцерогенов относят вещества
органического происхождения
(поли­циклические углеводороды),
неорганического происхождения (мышьяк,
хроматы), а также эн­догенные вещества
(желчные кислоты, гормо­ны). К серии
физических канцерогенных факто­ров
относят: все виды лучей ионизирующего
из­лучения, ультрафиолетовые лучи
(например, солнечная радиация), хроническую
и однократ­ную травму (ушибы, отморожения,
ожоги). К биологическим канцерогенам
относятся различ­ного рода вирусы.

Канцерогены,
воздействуя на органы и ткани человека,
способны вы­звать доброкачественные
и злокачественные опухоли спустя
определенный латентный период,
продолжи­тельность которого зависит
от химического строения канцерогена,
способов его введения, чувствительности
и др. факторов.

Механизм действия
канцерогенов изучен не­достаточно,
однако есть основания предпола­гать,
что они, соединяясь с белками, нарушают
обмен веществ в зоне приложения и во
всем организме; особенно страдают
структуры РНК и ДНК. Доказательством
их общетоксического действия является
то, что опухоль может воз­никнуть не
только в месте приложения канце­рогена,
но и в отдаленных участках организма.

Люди, работающие
с радиоактивными веществами и не
соблюдающие правил охраны их труда,
заболевают лейкозом в 10 раз чаще, чем
люди других специальностей. Длительное
травмирование слизистой полости рта
(плохо или давно изготовленными съемными
протеза­ми с «присосами», протяжными
кламмерами, нависающими пломбами или
острыми краями разрушенных зубов)
способно спровоцировать рак полости
рта.

Значительную роль
играют эндогенные (вырабатываемые в
организме) канцерогены — стероидные
гормоны, витамины группы Д, желчные
кислоты, близко примыкающие по своему
химическому строению к полицикличе­ским
углеводородам. Циркулирующие в организме
различные гормоны обладают одним общим
свойст­вом: они могут возбуждать
пролиферативные реакции во всех тканях;
например, при раке внутренних органон
и молочной железы в эн­докринных
органах происходит ряд морфологи­ческих
нарушений (в щитовидной и половых
железах, в гипофизе, поджелудочной
железе, надпочечниках). Это влечет за
собой нарушение внутритканевого обмена,
усиление регенератор­ных процессов
и в итоге — возникновение рака, в том
числе рака полости рта, лица, челюстей.

Наиболее
обобщенной, полной и систематизированной
классификацией предраков слизистой
оболочки полости рта и красной каймы
губ является классификация, предложенная
А. Л. Машкиллейсоном (1970):

КЛАССИФИКАЦИЯ
ИЗМЕНЕНИЙ
СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ РТА И КРАСНОЙ КАЙМЫ
ГУБ.

  1. Облигатные
    предраковые заболевания.

  1. Болезнь Боуэна.

  2. Бородавчатый
    предрак красной каймы губ.

  3. Абразивный
    преканцерозный хейлит Манганотти.

  4. Ограниченный
    предраковый гиперкератоз красной каймы
    губ.

  5. Хронические язвы
    слизистой оболочки и красной каймы
    губ.

  1. Факультативные
    предраковые заболевания с большей
    потенциальной злокачественностью.

  1. Лейкоплакия
    эрозивная и веррукозная.

  2. Папиллома и
    папилломатоз неба.

  3. Кожный рог.

  4. Кератоакантома.

  1. Факультативные
    предраковые заболевания с меньшей
    потенциальной злокачественностью.

    1. Лейкоплакия
      плоская.

    2. Хронические язвы
      слизистой оболочки рта.

    3. Эрозивная и
      гиперкератотическая формы красной
      волчанки и красного плоского лишая.

    4. Пострентгеновский
      хейлит и стоматит.

    5. Метеорологический
      хейлит.

К
облигатным предракам относят патологические
изменения
в тканях, которые рано или поздно
переходят в рак. Следовательно, требуют
хирургического
лечения
в момент
диагностики.

Факультативные
предраки
разделены
на две
группы.
К
первой
группе относят
те формы, которые необходимо незамедлительно
удалять хирургическим путем, подвергая
удаленную ткань патогистологическому
исследованию. Ко
второй
группе относят
заболевания, которые следует лечить
консервативным путем и только при
подозрении на
озлокачествление прибегать к биопсии
с последующим морфологическим
исследованием.

ОБЛИГАТНЫЕ
ПРЕДРАКОВЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Генетические аспекты канцерогенеза

Генетический аппарат клеток обладает сложной системой контроля деления, роста и дифференцировки клеток. Изучены две регулирующие системы, оказывающие кардинальное влияние на процесс клеточной пролиферации .

Протоонкогены

Таким образом, система протоонкогенов и генов-супрессоров формирует сложный механизм контроля темпов клеточного деления, роста и дифференцировки. Нарушения этого механизма возможны как под влиянием факторов внешней среды, так и в связи с геномной нестабильностью — теория, предложенная Кристофом Лингауром
и Бертом Фогельштейном
. Питер Дюсберг
из Калифорнийского университета в Беркли утверждает, что причиной опухолевой трансформации клетки может быть анеуплоидия (изменение числа хромосом или потеря их участков), являющаяся фактором повышенной нестабильности генома.
По мнению некоторых ученых, ещё одной причиной возникновения опухолей мог бы быть врождённый или приобретённый дефект систем репарации клеточной ДНК . В здоровых клетках процесс репликации (удвоения) ДНК протекает с большой точностью благодаря функционированию специальной системы исправления пострепликационных ошибок. В геноме человека изучено, по крайней мере, 6 генов, участвующих в репарации ДНК. Повреждение этих генов влечёт за собой нарушение функции всей системы репарации, и, следовательно, значительное увеличение уровня пострепликационных ошибок, то есть мутаций (Lawrence A. Loeb
).

Иммунологические особенности онкологических процессов

Существует мнение, что в организме человека постоянно образуются потенциальные опухолевые клетки. Однако в силу своей антигенной гетерогенности они быстро распознаются и разрушаются клетками иммунной системы. Таким образом, нормальное функционирование иммунной системы является основным фактором натуральной защиты от опухолей. Этот факт доказан клиническими наблюдениями за больными с ослабленной иммунной системой, у которых опухоли встречаются в десятки раз чаще, чем у людей с нормально работающей иммунной системой. Иммунный механизм сопротивляемости опухолям опосредован большим количеством специфических клеток (В- и Т-лимфоциты, NK-клетки, моноциты, полиморфо-ядерные лейкоциты) и гуморальных механизмов. В процессе опухолевой прогрессии клетки опухоли оказывают выраженное антииммунное действие, что приводит к ускорению темпов роста опухоли и появлению метастазов.
Надо сказать, что у лиц с иммуносупрессией если и повышается частота опухолей, то специфических, редких в обычной популяции — саркомы редких видов, лимфомы. Частота классических форм рака не меняется.

Онкогенез: теории и стадии развития. Основные теории канцерогенеза. Теории канцерогенеза: определения, основные положения

Онкогенез представляет собой сложное явление формирования и дальнейшего развития опухоли. Перерождение здорового генома в злокачественное образование вызывает постепенное мутирование гена. Чтобы объяснить подобный феномен, учёные разработали теории и принципы объяснений.

Любой живой организм состоит из клеток, которые в процессе жизненного цикла обновляются. Процесс естественного клеточного разрушения контролируется организмом. Стволовые клетки восполняют количество погибших гамет – ситуация полностью находится под контролем.

Механизмы контроля расшифрованы ещё не все. Стволовые клетки до получения соответствующего сигнала находятся в спящем состоянии. Механизм размножения может сопровождаться незначительным генетическим изменением, приводящим к перерождению в злокачественную опухоль.

Это вызывает дисбаланс генов, отвечающих за разрушение клеток.

Развитие раковой опухоли

Теория трансплацентарного канцерогенеза

Теория трансплацентарного канцерогенеза, т.е. индукции опухолей у потомков в результате действия канцерогенных веществ на их матерей в период беременности, является общепризнанным фактом.

Действительно, через плаценту проходят почти все лекарственные препараты, применяемые в акушерской практике. Известно более 60 соединений, вызывающих трансплацентарный канцерогенный эффект в опытах на животных.

Есть работы, основанные на большом статистическом материале, указывающие на трансппацентарное воздействие табака, алкоголя на потомство. Так, у курящих женщин дети заболевали в два раза чаще, чем у некурящих.

Трансплацентарно действуют некоторые применяемые в сельском хозяйстве пестициды. Имеются данные о трансплацентарной индукции опухолей у цетей под влиянием противоэпилептического препарата дифенина.

Трагический эксперимент был поставлен жизнью. В США в 70-е годы было зарегистрировано более 500 случаев рака влагалища у девочек и девушек (15-20 лет), матери которых во время беременности принимали синтетические эстрогены (стильбестроп, диэтилс-тильбестроп). В связи с этим, очевидна необходимость тщательной проверки всех веществ и препаратов, с которыми контактирует беременная женщина.

Секреты эпигенетики: как факторы образа жизни влияют на гены

Исследования в области эпигенетики показали, что только 5% генных мутаций, связанных с болезнями, являются полностью детерминированными; на остальные 95% можно повлиять посредством питания, поведения и прочих факторов внешней среды. Программа здорового образа жизни позволяет изменить активность от 4000 до 5000 различных генов.

Мы не просто являемся суммой генов, с которыми были рождены. Именно человек является пользователем, именно он управляет своими генами

При этом не столь важно, какие «генетические карты» раздала Вам природа – важно, что Вы с ними будете делать

Эпигенетика находится на начальной стадии развития, многое еще предстоит узнать, однако существуют сведения о том, какие основные факторы образа жизни влияют на экспрессию генов.

  1. Питание, сон и упражнения

Не удивительно, что питание способно влиять на состояние ДНК. Рацион, насыщенный переработанными углеводами, приводит к «атакам» ДНК высокими уровнями глюкозы в крови. С другой стороны, обратить повреждения ДНК могут:

  • сульфорафан (содержится в брокколи);
  • куркумин (в составе куркумы);
  • эпигаллокатехин-3-галлат (есть в зеленом чае);
  • ресвератрол (содержится в винограде и вине).

Что касается сна, всего неделя недосыпа негативно сказывается на активности более 700 генов. На экспрессии генов (117) положительно сказываются занятия спортом.

  1. Стресс, отношения и даже мысли

Эпигенетики утверждают, что не только такие «материальные» факторы, как диета, сон и спорт, влияют на гены. Как оказывается, стресс, отношения с людьми и Ваши мысли тоже являются весомыми факторами, влияющими на экспрессию генов. Так:

  • медитация подавляет экспрессию провоспалительных генов, помогая бороться с воспалениями, т.е. защититься от болезни Альцгеймера, рака, болезней сердца и диабета; при этом эффект такой практики виден уже через 8 часов занятий;
  • 400 научных исследований показали, что проявление благодарности, доброта, оптимизм и различные техники, которые задействуют разум и тело, положительно влияют на экспрессию генов;
  • отсутствие активности, плохое питание, постоянные негативные эмоции, токсины и вредные привычки, а также травмы и стрессы запускают негативные эпигенетичекие изменения.

Основные механизмы развития канцерогенеза

Механизмы возникновения и развития злокачественных новообразований в основном имеют схожие механизмы независимо от этиологического фактора.

Под воздействием любого канцерогенного фактора на организм в его клетках происходят изменения, клинические проявления которых могут развиться спустя несколько десятков лет. Этот период называется латентным.

Определение 3

Латентный период — это время, которое проходит от момента возникновения начальных изменений в пораженных клетках до первых их клинических проявлений. Продолжительность этого периода может составлять до 10-20 лет.

Основные стадии (этапы) канцерогенеза:

  1. Трансформация (инициация). На этом этапе исходная нормальная клетка приобретает способность к несдерживаемому, беспредельному размножению в результате возникших стойких изменений генома клетки, а именно мутации одного из генов, которые регулируют процессы клеточного размножения. В настоящее время известно, что во всех нормальных клетках в структуре ДНК имеется участок, который по нуклеотидному составу является гомологичным онкогену вирусов. В нормальных, неповрежденных клетках такие клеточные аналоги вирусных онкогенов находятся в неактивном состоянии и называются протоонкогеноми. В опухолевых же клетках они активны и называются уже клеточными онкогенами. Воздействие различных канцерогенных факторов как раз способствует переходу протоонкогена (неактивного клеточного онкогена) в состояние активного клеточного онкогена. Активация протоонкогенов может осуществляться посредством четырех основных механизмов: включения (проявления активирующего действия, вставки) промотора; амплификации (увеличения копий (числа)) протоонкогенов; транслокации протоонкогенов; мутации протоонкогенов.
  2. Промоция (активизация опухолевых клеток). Уже трансформированные клетки могут длительное время находиться в тканях организма в неактивной форме, но при дополнительном воздействии канцерогенных агентов запускается амплификация онкогенов, а также активируются новые протоонкогены, что приводит к появлению дополнительных генных и хромосомных аберраций. Вследствие этих воздействий опухолевые клетки, находившиеся до этого в латентном состоянии, начинают активно делиться, что приводит к образованию первичного опухолевого узла. В результате формируется критическая масса опухолевых клеток, дальнейшее размножение которых выходит из-под тканевого контроля.
  3. Опухолевая прогрессия. Под данным термином понимается развитие стойких качественных изменений свойств новообразования в сторону малигнизации, которые возникают по мере роста опухоли. То есть основным признаком опухолевой прогрессии является не столько фактическое увеличение размеров новообразования, сколько возникновение качественных изменений в отдельной ее части. По сути, появляется новая опухоль, которая обладает свойствами, ранее отсутствовавшими у первоначального новообразования. Причиной такого явления может быть отбор патологических клеточных клонов, а также мутация опухолевых клеток. По мере опухолевой прогрессии отобранные клеточные популяции непрерывно развиваются в направлении приобретения все большей автономии от механизмов тканевого регулирования клеточного роста. Рост новообразования становится инвазивным, приобретает деструктивный характер, способность к метастазированию, а также уникальную способность приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям существования. Отличием опухолевой прогрессии от дифференцировки нормальных, неизмененных, тканей является факт протекания данного процесса несопряженно и независимо, это означает, что развитие опухоли на любом этапе никогда не считается завершенным.

Онкогенез: теории и стадии развития. Основные теории канцерогенеза. Теории канцерогенеза: определения, основные положения

Онкогенез представляет собой сложное явление формирования и дальнейшего развития опухоли. Перерождение здорового генома в злокачественное образование вызывает постепенное мутирование гена. Чтобы объяснить подобный феномен, учёные разработали теории и принципы объяснений.

Любой живой организм состоит из клеток, которые в процессе жизненного цикла обновляются. Процесс естественного клеточного разрушения контролируется организмом. Стволовые клетки восполняют количество погибших гамет – ситуация полностью находится под контролем.

Механизмы контроля расшифрованы ещё не все. Стволовые клетки до получения соответствующего сигнала находятся в спящем состоянии. Механизм размножения может сопровождаться незначительным генетическим изменением, приводящим к перерождению в злокачественную опухоль.

Это вызывает дисбаланс генов, отвечающих за разрушение клеток.

Развитие раковой опухоли

Теория трансплацентарного канцерогенеза

Теория трансплацентарного канцерогенеза, т.е. индукции опухолей у потомков в результате действия канцерогенных веществ на их матерей в период беременности, является общепризнанным фактом.

Действительно, через плаценту проходят почти все лекарственные препараты, применяемые в акушерской практике. Известно более 60 соединений, вызывающих трансплацентарный канцерогенный эффект в опытах на животных.

Есть работы, основанные на большом статистическом материале, указывающие на трансппацентарное воздействие табака, алкоголя на потомство. Так, у курящих женщин дети заболевали в два раза чаще, чем у некурящих.

Трансплацентарно действуют некоторые применяемые в сельском хозяйстве пестициды. Имеются данные о трансплацентарной индукции опухолей у цетей под влиянием противоэпилептического препарата дифенина.

Трагический эксперимент был поставлен жизнью. В США в 70-е годы было зарегистрировано более 500 случаев рака влагалища у девочек и девушек (15-20 лет), матери которых во время беременности принимали синтетические эстрогены (стильбестроп, диэтилс-тильбестроп). В связи с этим, очевидна необходимость тщательной проверки всех веществ и препаратов, с которыми контактирует беременная женщина.

Секреты эпигенетики: как факторы образа жизни влияют на гены

Исследования в области эпигенетики показали, что только 5% генных мутаций, связанных с болезнями, являются полностью детерминированными; на остальные 95% можно повлиять посредством питания, поведения и прочих факторов внешней среды. Программа здорового образа жизни позволяет изменить активность от 4000 до 5000 различных генов.

Мы не просто являемся суммой генов, с которыми были рождены. Именно человек является пользователем, именно он управляет своими генами

При этом не столь важно, какие «генетические карты» раздала Вам природа – важно, что Вы с ними будете делать

Эпигенетика находится на начальной стадии развития, многое еще предстоит узнать, однако существуют сведения о том, какие основные факторы образа жизни влияют на экспрессию генов.

  1. Питание, сон и упражнения

Не удивительно, что питание способно влиять на состояние ДНК. Рацион, насыщенный переработанными углеводами, приводит к «атакам» ДНК высокими уровнями глюкозы в крови. С другой стороны, обратить повреждения ДНК могут:

  • сульфорафан (содержится в брокколи);
  • куркумин (в составе куркумы);
  • эпигаллокатехин-3-галлат (есть в зеленом чае);
  • ресвератрол (содержится в винограде и вине).

Что касается сна, всего неделя недосыпа негативно сказывается на активности более 700 генов. На экспрессии генов (117) положительно сказываются занятия спортом.

  1. Стресс, отношения и даже мысли

Эпигенетики утверждают, что не только такие «материальные» факторы, как диета, сон и спорт, влияют на гены. Как оказывается, стресс, отношения с людьми и Ваши мысли тоже являются весомыми факторами, влияющими на экспрессию генов. Так:

  • медитация подавляет экспрессию провоспалительных генов, помогая бороться с воспалениями, т.е. защититься от болезни Альцгеймера, рака, болезней сердца и диабета; при этом эффект такой практики виден уже через 8 часов занятий;
  • 400 научных исследований показали, что проявление благодарности, доброта, оптимизм и различные техники, которые задействуют разум и тело, положительно влияют на экспрессию генов;
  • отсутствие активности, плохое питание, постоянные негативные эмоции, токсины и вредные привычки, а также травмы и стрессы запускают негативные эпигенетичекие изменения.

Иммунологические особенности онкологических процессов

Существует мнение что в организме человека постоянно образуются потенциальные опухолевые клетки. Однако в силу своей антигенной гетерогенности они быстро распознаются и разрушаются клетками иммунной системы. Таким образом нормальное функционирование иммунной системы является основным фактором натуральной защиты от опухолей. Этот факт доказан клиническими наблюдениями за больными с ослабленной иммунной системой, у которых опухоли встречаются в десятки раз чаще чем у людей с нормально работающей иммунной системой. Иммунный механизм сопротивляемости опухолям опосредован большим количеством специфических клеток (В- и Т-лимфоциты, NK-клетки, моноциты, полиморфо-ядерные лейкоциты) и гуморальных механизмов. В процессе опухолевой прогрессии клетки опухоли оказывают выраженное антииммунное действие, что приводит к ускорению темпов роста опухоли и появлению метастазов.
Надо сказать, что у лиц с иммуносупрессией если и повышается частота опухолей, то специфических, редких в обычной популяции — саркомы редких видов, лимфомы. Частота классических форм рака не меняется.

Какие стадии имеет канцерогенез?

Канцерогенез, то есть развитие рака проходит в несколько стадий.

Канцерогенез первой стадии — стадия трансформации (инициации) — процесс превращения нормальной клетки в опухолевую (раковую). Трансформация является результатом взаимодействия нормальной клетки с трансформирующим агентом (канцерогеном). В течение I стадии канцерогенеза происходят необратимые нарушения генотипа нормальной клетки, вследствие чего она переходит в предрасположенное к трансформации состояние (латентная клетка). В течение стадии инициации канцероген или его активный метаболит взаимодействует с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК) и белками. Повреждения в клетке могут иметь генетический или эпигенетический характер. Под генетическими изменениями понимают любые модификации в последовательностях ДНК или числе хромосом. К ним относят повреждения или перестройку первичной структуры ДНК (например, генные мутации или хромосомные аберрации), или изменения в количестве копий генов либо целостности хромосом.

Канцерогенез второй стадии — стадия активации, или промоции, суть которой заключается в размножении трансформированной клетки, образовании клона раковых клеток и опухоли. Эта фаза канцерогенеза в отличие от стадии инициации обратима, по крайней мере, на раннем этапе неопластического процесса. В течение промоции инициированная клетка приобретает фенотипические свойства трансформированной клетки в результате измененной генной экспрессии (эпигенетический механизм). Появление в организме раковой клетки не приводит с неизбежностью к развитию опухолевой болезни и гибели организма. Для индукции опухоли необходимо длительное и относительно непрерывное воздействие промотора.

Промоторы оказывают многообразное влияние на клетки. Они влияют на состояние клеточных мембран, имеющих специфические рецепторы к промоторам, в частности активируют мембранную протеинкиназу, влияют на клеточную дифференцировку и блокируют межклеточные связи.

Растущая опухоль не является застывшим, стационарным образованием с неизменными свойствами. В процессе роста ее свойства постоянно изменяются: какие-то признаки теряются, какие-то возникают. Эта эволюция свойств опухоли получила название «опухолевая прогрессия». Прогрессия — это третья стадия опухолевого роста. Наконец, четвертая стадия — исход опухолевого процесса.

Канцерогенез не только вызывает стойкие изменения генотипа клетки, но и оказывает многообразное влияние на тканевом, органном и организменном уровнях, создавая в ряде случаев условия, способствующие выживанию трансформированной клетки, а также последующему росту и прогрессии новообразований. По мнению некоторых ученых, эти условия возникают в результате глубоких нарушений функций нейроэндокринной и иммунной систем. Некоторые из таких сдвигов могут варьировать в зависимости от особенностей канцерогенных агентов, что может быть обусловлено, в частности, различиями в их фармакологических свойствах. Наиболее общими реакциями на канцерогенез, существенными для возникновения и развития опухоли, являются изменения в уровне и соотношении биогенных аминов в центральной нервной системе, в частности в гипоталамусе, сказывающиеся, среди прочего, на гормонально-опосредованном усилении клеточной пролиферации, а также нарушения углеводного и жирового обмена, изменения функции различных звеньев иммунной системы.

Развитие мутационной теории

Основоположником мутационной теории рака можно считать Теодора Бовери, высказавшего предположение о том, что нарушения в хромосомах приводят к образованию раковых клеток, сделано это было в 1914 году. После было обнаружено влияние ионизирующего излучения на мутации, а также множество других связей. На сегодняшний день учеными распознано более 100 генов, ассоциированных с раком.

По мнению специалистов, прямым доказательством мутагенной теории концерогенеза является наличие генов-супрессоров и протоонкогенов, изменение их структуры происходит в результате разнообразных мутационных событий, среди которых и точечные мутации. В результате развиваются злокачественные трансформации.

Гены-супрессоры — это гены, которые кодирующие белки, которые подавляют разрастание ткани в результате размножения клеток.

Протоонкогены —  это гены, которые также кодируют белки. В случае нарушения их работы возможно развитие пухолевого процесса. Мутации, которые затронули такие клетки, повышают риск возникновения злокачественного новообразования.

Таким образом,  гены-супрессоры опухолей, или антионкогены, — это гены, которые подавляют развитие опухоли.

Открытие и изучение клеточных протоонкогенов было впервые осуществлено при помощи специальных ретровирусов — восокоонкогенных РНК-вирусов, которые несут в своем составе трансформирующие гены. Молекулярными и биологическими методами было выявлено, что ДНК здоровых клеток некоторых видов аукариот содержит особые последовательности, которые схожи с вирусными онкогенами. Они получили название протоонкогены. Превращение таких последовательностей в онкогены обычно происходит как раз в результате мутаций.

В конце прошлого века были обнаружены гены, которые препятствуют делению клеток и выходу их из дифференцированного состояния. Из-за своей противоположной функции по отношению к онкогенам они были названы генами-супрессорами или антионкогенами злокачественности. Таким образом, такие гены совместно с протонкогенами создают сложную системуконтроля клеточной дифференцировки и пролиферации, а злокачественная трансформация создается при нарушении такой системы.

Химическая теория

Согласно ей, основная причина клеточных мутаций, что ведут за собой развитие рака, — это химические факторы внешней среды. Ученые разделяют их на несколько групп:

  • Канцерогены генотоксические. Они будут реагировать непосредственно с ДНК.
  • Канцерогены эпигенетические. Они вызывают изменения хроматина, структуры ДНК, не затрагивая саму ее последовательность.

Внешние причины в рамках теории химического канцерогенеза делятся на такие группы:

  • Химические. Ароматические амины и углеводороды, асбест, минеральные удобрения, инсектициды, пестициды, гербициды.
  • Физические. Это различного вида излучения — ионизирующие, лучевые. Большого внимания заслуживает влияние на организмы радионуклидов.
  • Биологические.

Мутаторный фенотип

Встречаемость рака у человека значительно выше теоретически ожидаемой, если исходить из предположения о независимом и случайном возникновении мутаций в опухолевой клетке. Для объяснения этого противоречия предложена модель, согласно которой ранним событием канцерогенеза является изменение нормальной клетки, ведущее к резкому повышению частоты мутаций — возникновению мутаторного фенотипа.

Формирование подобной конституции происходит при накоплении онкогенов, кодирующих белки, которые участвуют в процессах клеточного деления и в процессах ускорения клеточного деления и дифференцировки, в сочетании с инактивацией генов-супрессоров, ответственных за синтез белков, тормозящих клеточное деление и индукцию апоптоза (генетически запрограммированная гибель клетки).
Ошибки репликации подлежат исправлению системой пострепликативной репарации . Высокий уровень точности репликации ДНК поддерживается сложной системой контроля точности репликации — системами репарации, которые корректируют возникающие ошибки.

У человека известны 6 генов пострепликативной репарации (гены стабильности). Клетки с дефектом системы пострепликативной репарации характеризуются повышением частоты спонтанных мутаций. Степень мутаторного эффекта варьирует от двукратного повышения мутабельности до шестидесятикратного.

Мутации в генах стабильности — раннее событие канцерогенеза, генерирующее серию вторичных мутаций в различных генах и особый вид нестабильности структуры ДНК в форме высокой вариабельности структуры нуклеотидных микросателлитов , так называемой микросателлитной нестабильности. Микросателлитная нестабильность — индикатор мутаторного фенотипа и диагностический признак дефекта пострепликативной репарации, что используется для деления опухолей и линий опухолевых клеток на RER+ и RER- (RER — аббревиатура слов replication errors
, она подчёркивает, что нестабильность — это результат нерепарированных ошибок репликации). Микросателлитная нестабильность также обнаружена в клеточных линиях, отобранных по признаку устойчивости к алкилирующим агентам и некоторым другим классам медикаментов. Микросателлитная нестабильность как результат нарушения метаболизма ДНК, её репликации и репарации является причиной развития опухолей.

В результате дефекта пострепликативной репарации происходит накопление мутаций в генах критических точек, что является предпосылкой клеточной прогрессии к полному озлокачествлению.
Инактивация рецепторной системы, обусловленная мутацией сдвига рамки считывания в повторах кодирующей последовательности, наблюдается только в опухолевых клетках и не обнаруживается без микросателлитной нестабильности.

Канцерогенез вследствие дефицита пострепликативной репарации протекает, по крайней мере, в три этапа:

  1. гетерозиготные мутации генов пострепликативной репарации создают соматический «промутаторный» фенотип;
  2. потеря аллеля дикого типа продуцирует соматический мутаторный фенотип ;
  3. последующие мутации (в онкогенах и генах-супрессорах опухолей) приводят к потере контроля роста и создают раковый фенотип.

Ранняя хромосомная нестабильность

Авторами данной теории выступают ученые Б. Фогельштейн и К. Лингаур. Она относится к современным теориям канцерогенеза, провозглашена в 1997 году.

Ученые пришли к новой идее в результате практических исследований. Они обнаружили, что в злокачественном образовании прямой кишки заключено множество клеток именно с измененным числом хромосом. Это наблюдение позволило им утверждать, что ранняя хромосомная нестабильность приводит к мутационным процессам в онкогенах, онкосупрессорах.

Данная теория базируется на нестабильности генома. Этот фактор вкупе со всем известным естественным отбором может привести к появлению доброкачественного новообразования. Но иногда оно трансформируется в злокачественную опухоль, разрастающуюся метастазами.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: