Реальная ситуация образования раковых опухолей состоит в мутации клеток которые бесконтрольно могут размножаться в любой ткани человеческого организма. Эти мутации образуют очаг опухолевого роста, который десятилетиями созревает в организме и состоит из множества дефектных клеток, различающихся по степени трансформации.
В основе этого утверждения лежат две группы фактов:
- По клиническим данным, образование раковых опухолей обычно предшествует отчетливым клиническим проявлениям злокачественных новообразований. Трансформированная клетка, даёт начало опухолевому клону. Она возникает в массе генетически и фенотипически измененных клеток.
- Результаты экспериментальной онкологии (происхождение опухолей, мутация как случайное событие, канцерогенез как постепенное накопление мутаций и изменение ключевых генов в клетке) свидетельствуют о том, что опухоли возникают после длительного старения, связанного с накоплением дефектных клеток в клетке.
Спонтанные мутации человеческих клеток
Частота спонтанных мутаций человеческих элементарных живых систем, чрезвычайно низка, около 2·10-7 на ген за деление. Поскольку несколько, а не одно из этих редких событий должно произойти в одной клетке, чтобы завершить ее трансформацию, представляется естественным, что развитие опухоли растягивается на десятилетия и зависит от возраста.
Однако процесс развития опухоли (канцерогенез) и старение, вероятно, не являются просто параллельными процессами. Они основаны на общем механизме — накоплении генетических дефектов. Скорее всего, это также относится к эпигенетическим изменениям генома, поскольку наблюдаются не только в опухолевых клетках, но и в нормальных элементарных живых системах
пожилых людей.
Поскольку канцерогенез включает в себя несколько этапов, каждый из которых происходит с низкой вероятностью, можно предположить переход от количества (дефектных клеток) к новому качеству (клетка с дополнительной мутацией) для каждого этапа, поскольку такое изменение может возникнуть только в большой массе предшественников.
В общей сложности масса дефектных клеток, растущих в организме, напоминает пирамиду.
Существует высокая вероятность того, что опухоли образуются тканевыми стволовыми клетками, которые живут столько же, сколько и организм, и по свойствам схожи с опухолевыми клетками.
Упрощенно говоря, накопление дефектных клеток отличающихся стадией преобразования (т. е. имеют два или более дефектов). Такие клетки, по-видимому, отсутствуют у новорожденного (без наследственных нарушений). Тем не менее, они неизбежно появляются с течением времени, по мере увеличения мутагенного давления (это включает в себя многочисленные факторы окружающей среды.
Новорожденный организм не содержит дефектных клеток. Когда вновь возникающая мутация дает избирательное преимущество соответствующий клон растет, обеспечивая основу для
следующей мутации (чем больше клон, тем более вероятна мутация). Когда появляется полностью трансформированная элементарная живая система, проявляется скрытый процесс, который связан с экспоненциальным ростом опухолевых клеток. Из-за присущей им нестабильности генома скорость накопления и количество дефектов в геноме увеличиваются.
Поскольку фенотип мутации возникает на определенном этапе, процесс ускоряется. Пирамида дефектных клеток растет таким образом до тех пор, пока на ее вершине не появится полностью трансформированная клетка, способная произвести опухоль.
Опухоль изначально безмолвна (предсимптомная стадия), и проявляется по мере того, как становится больше. Общая картина клеточной динамики напоминает гриб (или даже “атомный гриб”, поскольку опухолевые клетки размножаются экспоненциально), с ножкой и шляпкой, соответствующими предсимптомной и симптоматической стадиям соответственно.
Двое из каждых десяти человек умирают от рака, остальные восемь умирают от других причин (“не каждый доживает до своего рака”, — говорят опытные врачи). Если старение неизбежно, то накопление потенциально опасных дефектных клеток также неизбежно, и меняется только скорость их роста, как и скорость старения. Кроме того, вероятность возникновения рака зависит и от других причин.
Скорость роста раковых клеток
Скорость образования раковых опухолей зависит от баланса двух противоположных сил: одна — агрессия внутренних и внешних мутагенов, а другая — защитные ресурсы (иммунитет, клеточная гибель, репарация ДНК) организма.
В то время как защитные ресурсы ограничены и уменьшаются с возрастом, давление мутаций возрастает. Следовательно, результат их борьбы в значительной степени предопределен.
В зависимости от образа жизни и окружающей среды (питание, вредные привычки, профессиональные вредности, канцерогены окружающей среды, вирусные и бактериальные
инфекции), мутационная нагрузка или образование раковых опухолей по-разному распределяется по тканям организма. Это существенно влияет на структуру онкологических заболеваний.
Другими словами, каждая ткань выращивает свой собственный гриб, и тот, у кого самая высокая скорость роста, первым достигает финиша (развитие опухоли) в этом “беге по параллельным дорожкам”. Если скорость роста лидера уменьшается, лидер меняется.
Наиболее распространенные опухоли (карциномы легких, желудка и печени) поразительно различаются по частоте между людьми, что объясняется различиями в питании, привычках и образе жизни.
Это наглядно демонстрирует влияние внешних факторов на динамику канцерогенеза в различных тканях.
Причина рака в популяции дефектных клеток
Таким образом, образование раковых опухолей возникает в результате длительного развития своей основы — популяции генетически дефектных клеток.
Распадаясь, эти клетки служат источником опухолевых ДНК-маркеров, появляющихся в, казалось бы, здоровом организме. При этом генетическое исследование опухоли может обнаружить мутацию. Этот порядок событий подтверждается результатами мутаций в последовательностях ДНК не только в опухолях, но и в, казалось бы, нормальных тканях.
