Карценогенез, иначе известный как рак, представляет собой сложный процесс, приводящий к формированию неопластических изменений. Изменения, происходящие в клетке в ее ходе, являются результатом ряда кумулятивных мутаций, т. е. повреждения ДНК. В результате происходят неконтролируемые деления, приводящие к образованию рака. Как протекает процесс канцерогенеза? Какие факторы ответственны за его запуск?
Развитиеиначеканцерогенезиликанцерогенез - это процесс, возникающий в результате ошибок в генетической информации. Гены - это инструкции, содержащиеся в ДНК, которые контролируют функции клетки. Когда генетическая информация о жизненном цикле или механизмах репарации ДНК повреждена, может начаться процесс канцерогенеза.
Формирование новообразования - сложный, длительный процесс. Это результат серии мутаций, которые постепенно накапливаются. В конечном итоге в результате этого повреждения происходит неопластическая трансформация, т.е. клетка приобретает набор неопластических признаков.
Стадии процесса канцерогенеза
Карценогенез - это процесс непрерывных последовательных изменений. Обычно он делится на три этапа:
- инициация
- реклама
- прогресс
Что такое стадия инициации?
Во время стадии инициации происходят первые изменения в ДНК, приводящие к запуску процесса канцерогенеза. Ее часто называют инициирующей мутацией. Такое повреждение может возникнуть самопроизвольно или в результате действия канцерогена, т.е. канцерогена.
Такие изменения происходят в нашем организме очень часто, но благодаря защитным механизмам болезнь не развивается. Большинство мутаций ДНК восстанавливаются специальными восстанавливающими белками, присутствующими в клетке.
Канцерогенез обычно запускается, когда генетическая информация повреждена при репарации ДНК или данных жизненного цикла. Такое изменение приводит к потере контроля над клеточным делением и новым мутациям. Это приводит к непрерывному размножению ткани, а также к появлению новых повреждений генетического материала.
Процесс канцерогенеза часто связан с нарушением механизма апоптоза, т.е. суицидальной гибелью клеток. Именно так удаляются поврежденные клетки в нашем организме. В опухолевых поражениях этот механизм нарушен из-за мутаций. В результате эти клетки размножаются, несмотря на ошибки ДНК.
Перейдет ли клетка на следующую стадию канцерогенеза, зависит от места в генетической информации, где произошла мутация. Если изменение необратимо и жизненный цикл нарушен, начинается развитие рака. Однако бывает, что инициированные клетки остаются латентными в течение многих лет, не мутируя дальше.
Читайте также: Что такое раковая мутация?
Какой этап продвижения?
Онкогены активируются на этапе продвижения. Этот термин охватывает дефектно мутировавшие протоонкогены, которые в здоровой клетке отвечают за контроль жизненного цикла. В результате деятельности онкогенов происходит интенсивная неограниченная пролиферация, или размножение.
В результате постоянных делений и нарушения функций репарации появляется ряд новых мутаций. При последующих ошибках в ДНК неопластические изменения становятся все более и более опасными. Особенно опасно любое повреждение информации о жизненном цикле клетки и апоптозе.
Заслуживает упоминания мутация белка р53, появляющаяся в некоторых случаях. Его часто называют «хранителем генома». Это название связано с функцией этого белка по защите ДНК от повреждений и запуску процесса апоптоза. Раковые поражения с мутировавшей информацией о p53 обычно имеют худший прогноз, чем другие.
Стадия продвижения приводит к тому, что мутировавшая клетка становится раковой. Этот процесс может занять много лет. Выявленные и удаленные на этом этапе изменения дают хорошие шансы на выздоровление. По этой причине ранняя диагностика имеет важное значение в лечении рака.
Что такое стадия развития?
Прогрессирование - стадия, ведущая к малигнизации рака. В результате клетки приобретают способность к метастазированию и инфильтрации.
Кариотип клетки при этом резко меняется. Это означает, что мутируют целые хромосомы, а повреждение клеточного ядра видно под микроскопом.
Рак, обнаруженный на этой стадии, имеет плохой прогноз и является злокачественным.
Читайте также: Рак: доброкачественный или злокачественный?
Что такое неопластическая трансформация?
Раковая трансформация происходит в процессе канцерогенеза. Этот термин используется для описания приобретения клеткой набора неопластических признаков:
- ограниченная реакция организма на блокирующие рост факторы
- потеря способности подавлять рост клеток
- возможность совместного использования неограниченного количества клеточных делений
- способность размножаться независимо от контакта с субстратом
Какие факторы могут спровоцировать запуск процесса канцерогенеза?
Процесс канцерогенеза начинается с инициирующей мутации. Это изменение может происходить спонтанно как ошибка в репликации ДНК. Некоторые повреждения генетического материала, приводящие к образованию рака, могут быть унаследованы от предков. Единичная мутация не вызывает заболевания напрямую. Для формирования неопластического поражения в процессе канцерогенеза необходим ряд повреждений ДНК.
Существуют также внешние факторы, которые могут инициировать или стимулировать образование новообразования. Их называют канцерогенами. Они делятся на:
- физические факторы, например УФ-излучение, ионное излучение
- химические вещества, например этиловый спирт, смолистые вещества, содержащиеся в сигаретном дыме
- биологические агенты, например, онкогенные вирусы, такие как ВПЧ
Читайте также: Причины рака или откуда берется рак?
Среди канцерогенов можно выделить инициаторы и промоторы по их влиянию на процесс канцерогенеза.
Что такое инициаторы?
Инициаторами являются химические, физические или биологические взаимодействия мутагенного характера. Эти факторы ответственны за возникновение инициирующей мутации ДНК в ядре клетки. В результате этого изменения начинается процесс канцерогенеза.
Кто такие промоутеры?
Промоторы - факторы, стимулирующие процесс канцерогенеза. Они стимулируют мутировавшие клетки к более быстрому делению. Под их влиянием рак возникает в более короткие сроки, а болезнь развивается стремительно.
В группу промоутеров входят различные виды токсических веществ, поступающих в наш организм извне. К сожалению, так могут действовать и соединения, синтезируемые человеческим организмом. Цитокины, эстрогены и другие эндогенные вещества могут стимулировать развитие неопластического поражения.
Гены, связанные с процессом канцерогенеза
Раки - это генетические заболевания. Вредные процессы, происходящие при этих заболеваниях, возникают в результате повреждения ДНК, т.е. генетической информации. Эти изменения затрагивают не весь организм, как в случае наследственных генетических заболеваний, а только измененную ткань.
От наших предков мы можем унаследовать отдельные гены, увеличивающие риск заболевания. Однако вы не можете унаследовать рак от своих родителей.
В процессе канцерогенеза мутируют определенные типы генов, связанные с контролем стабильности ДНК и жизненным циклом клетки. Мы можем выделить следующие типы:
- онкогены
- мутированные гены репарации ДНК - мутатор
- мутированные гены-супрессоры, или антионкогены
Читайте также: Рак и гены. Наследственные новообразования. Проверьте, не входите ли вы в группу риска
Когда протоонкоген трансформируется в онкоген, эти клеточные процессы нарушаются.
Читайте также: Раковая клетка - чем она отличается от здоровой?
Что такое мутировавшие гены-мутаторы?
Гены-мутаторы - это гены репарации ДНК, также называемые хранителями генома. В здоровой клетке они защищают генетический материал от повреждения. Если в них происходят мутации, ДНК не защищена и новые повреждения возникают быстрыми темпами. Со временем клетка мутирует все интенсивнее, и процесс канцерогенеза ускоряется.
Что такое гены-супрессоры?
В здоровой клетке гены-супрессоры блокируют клеточный цикл и его деление. Когда клетка становится дефектной в результате повреждения, эти гены блокируют ее переход на следующую стадию цикла, ведущего к размножению. Это связано с синтезом специальных блокирующих белков. Благодаря генам-супрессорам поврежденные клетки не размножаются и не повреждают организм одновременно.
Канцерогенез приводит к нарушению этого защитного механизма. Во время него происходят мутации генов-супрессоров опухолей. Как следствие, раковые клетки бесконтрольно делятся независимо от повреждений.
Роль вирусов в процессе канцерогенеза
Некоторые вирусы обладают способностью инициировать процесс канцерогенеза. Это связано с тем, как эти микроорганизмы размножаются. А именно, они не способны к самовоспроизведению. Чтобы размножаться, вирусы встраивают свою ДНК в генетический материал клетки-хозяина. Затем на основе имплантированной информации синтезируются новые микробы.
Иногда во время этого процесса повреждается ДНК, содержащая данные для нормального клеточного цикла. Такая инфицированная клетка может бесконтрольно делиться при репликации имплантированного генетического материала вируса. Таким образом, он вступает на путь рака.
Среди вирусов, способных индуцировать процесс канцерогенеза, можно отметить:
- Вирус ВПЧ - вирус папилломы человека
- вирус гепатита В
- вирус гепатита С
Мы можем защитить себя от онкогенных вирусов ВПЧ и гепатита В с помощью профилактических прививок.
Читайте также: ВПЧ, ВЭБ, ВГВ и ВГС - вирусы, которые могут привести к раку
Знание о процессе канцерогенеза - важность для здоровья
Понимание молекулярных основ канцерогенеза изменило наши представления о раке. Благодаря этому возможны новые методы лечения, такие как таргетная терапия.
Из знания стадий рака можно сделать важные выводы относительно профилактики и диагностики онкологических заболеваний. Изменения на этапе инициации могут быть компенсированы защитными процессами в здоровом функционирующем организме. В нашем организме латентные клетки на стадии инициации могут быть скрыты в течение многих лет, которые могут активироваться и развиться в неопластическое поражение. По этой причине здоровый образ жизни важен для профилактики рака.
Читайте также: Рак: профилактика, диагностика и лечение
Другим важным аспектом является необходимость ранней диагностики. Поражения на стадии продвижения, после обнаружения, могут быть удалены хирургическим путем с хорошим прогнозом полного выздоровления. Если рак переходит в фазу прогрессирования, он становится злокачественным. Такое поражение способно метастазировать. Лечение заболевания на этой стадии затруднено и прогноз значительно хуже.