Rakave celice dobijo energijo za hitro rast iz razgradnje sladkorja. Rakave celice uidejo programirani celični smrti. Malignost ali transformacija celic

O tem, kako sladkor vpliva na metabolizem rakavih celic, znanstveniki razpravljajo že vrsto let. V začetku prejšnjega stoletja je nemški znanstvenik Otto Warburg ugotovil, da rakave celice Energijo pridobivajo s procesom glikolize. Med tem procesom se glukoza razgradi brez dostopa kisika. Eden od produktov reakcije je mlečna kislina. Vendar se proizvaja malo energije, nastaja pa mlečna kislina veliko število.

Warburg je pri preučevanju rakavih celic ugotovil, da je stopnja glikolize v njih lahko 200-krat višja kot v normalnih, zdravih tkivih. Zato se je znanstvenik odločil, da je vzrok raka presnovna motnja v celicah. Čez nekaj časa se je izkazalo, da temu sploh ni tako, rak povzročajo mutacije različnih genov. Kakšno vlogo pa ima pri vsem tem sladkor in kaj ima pri tem mlečna kislina?

Zdaj je to vprašanje malo bolj jasno. Od leta 2008 skupina znanstvenikov iz Nizozemske in Belgije preučuje, kako rakave celice predelajo sladkor. Tumorji se pretvorijo v laktat velik znesek sladkorja, več kot navadne celice zdravih tkiv. Sprva so znanstveniki sumili na povezavo med glukozo in družino genov Ras. Napake v teh genih vodijo v razvoj tumorja in nastanek metastaz.

Profesor Johan Thevelein s Flamskega inštituta za biotehnologijo (VIB) je bil glavni raziskovalec tega projekta. Skupaj s sodelavci je na primeru kulture kvasovk začel preučevati spremembo genov Ras. Znanstveniki so se odločili za uporabo enoceličnih organizmov, da bi odpravili možnost napak pri delu z veliko bolj kompleksnimi celicami sesalcev. V teh celicah potekajo regulacijski procesi, veliko jih je, za razliko od celic kvasovk.

Znanstveniki so rezultate svojega dela predstavili v članku v reviji Nature Communications. Predvsem avtorji študije trdijo, da razgradnja sladkorja v kvasovkah in rakavih celicah poteka v korakih. Eden od ključnih elementov pri tem je snov, imenovana fruktoza 1,6-bisfosfat. Pri hitri glikolizi te snovi se kopiči velika količina. In to postane fruktoza 1,6-bisfosfat ključni dejavnik za aktiviranje Ras proteinov. In beljakovine, kot že rečeno, spodbujajo hitro razmnoževanje celic. No, za to hitro razmnoževanje je potrebna energija, ki jo celice dobijo iz ... tako je, sladkorjev, ki se med glikolizo razgradijo.

Znanstveniki so lahko razumeli, da ta vrsta procesa celične prehrane ustvarja cikel, iz katerega ni mogoče izstopiti. Nastajajoče rakave celice povzročajo manifestacijo hitre glikolize. In ta proces posledično spodbuja pojav več več rakave celice. Tako je ekipa lahko pokazala, da tako imenovani Warburgov učinek naredi tumor bolj agresiven.

»Delo kaže, da hitra poraba sladkorja s strani rakavih celic spodbuja razvoj bolezni in hitra rast tumorji. Jasno je, da je povezava med sladkorjem in rakom jasna in daljnosežna,« Tevelein opisuje ugotovitve svoje ekipe.

Omeniti velja, da so pred to študijo nekateri strokovnjaki trdili, da sladkor ne vpliva na razvoj tumorjev. Avtorji trenutne študije kažejo, da je sladkor tisti, ki lahko spodbudi razvoj rakavih celic. Zanimivo je to goli kopačiživali, za katere se domneva, da so odporne na razvoj rak, kompleksni sladkorji nastajajo v telesu – rakave celice jih ne morejo uporabiti. Morda je to eden od razlogov, zakaj kopači skoraj nikoli ne zbolijo za rakom.

Fotografije delov tkiva preteklih aristokratov iz jasni znaki prisotnost raka.

Bolezen telesnih celic vpliva na čas razvoja raka. Človeško telo sestoji iz milijonov specializiranih celic, ki tvorijo različna telesa, mišice, kosti, koža, kri. V središču celice je jedro, ki vsebuje gene. Nadzorujejo delovanje celic.

Znanstveniki verjamejo, da se vsaka vrsta raka začne v eni nenormalni celici. Razvoj raka nastane zaradi izgube sposobnosti genov za nadzor normalnega delovanja celic.

Vsi ljudje so v nevarnosti za nastanek malignih tumorjev. Mnoge vrste raka se razvijejo brez očitnega razloga ali pa nanje vplivajo številni dejavniki.

Vodilne klinike v tujini

Razvoj raka: kako se začne proces nastanka in razvoja tumorja?

Starejši ljudje so bolj dovzetni za razvoj raka kot druge skupine, saj lahko večstopenjski proces traja 14-15 let, preden se pojavijo prvi. Klinični znaki. Rak je zaporedje dogodkov, povezanih z izpostavljenostjo škodljivim dejavnikom, ki se pojavijo v celicah DNK. Raziskovalci menijo, da obstaja veriga petih ali šestih nenormalnih naključij, preden se pojavi malignost.

Nekateri ljudje so genetsko dovzetni za raka, ker imajo zelo aktivne encime za raka.

Obstajajo tri faze razvoja raka, ki sodelujejo pri nastanku rakastega tumorja:

1. Prvo stopnjo sestavljajo mutacije DNK, ki niso podvržene encimskemu popravljanju ali pa jih je mogoče napačno popraviti.
2. Drugi korak je promocija, ki vključuje delo pri razvoju nenadzorovane celične rasti in mutacije. Samo izgubijo sposobnost razmnoževanja.
3. Tretja faza so metastaze. To je vdor rakavih celic v sosednja zdrava tkiva, pa tudi selitev rakavih celic skozi krvožilni in limfni sistem.

Vzroki za razvoj raka

Fizična poškodba tkiva lahko povzroči celično proliferacijo. Nekateri mutageni poškodujejo okoliška tkiva, kar povzroči celično proliferacijo in posledično raka.

Ti dogodki potekajo med dolgo obdobječas. Do mutacije celic pride zaradi izpostavljenosti umetnim onesnaževalcem okolju in toksini, ki se nahajajo v hrani, mineralih in samem telesu kot posledica oksidacije presnovnih stranskih produktov.

Primeri naravno prisotnih rakotvornih snovi vključujejo:

• aflatoksin, stranski produkt plesni, ki ga najdemo v arašidovem maslu;
• izocianat - najdemo ga v rjavi gorčici;
• estragol je del biološke sestave listov bazilike;
• nitrozamini - snov, ki nastane med pripravo slanine;
• benzpiren – najdemo ga v zoglenelih ali pečenih živilih.

Dejavniki razvoja raka

Do danes še ni natančno ugotovljeno, kaj točno je ključni dejavnik, ki vpliva na pojav in razvoj onkologije. Vendar pa medicina poudarja naslednje dejavnike:

• Genetska komponenta:

Pred nastankom tumorja pride do celičnih mutacij. Včasih je človek nagnjen k določenim spremembam ali pa se z njimi rodi. Na primer, BRCA1 in BRCA 2 sta gena raka dojke. Žensk, ki imajo te okvarjene gene, je več visoko tveganje razvoj malignih tumorjev dojke.

• Imunski sistem:

Ogroženi so tudi ljudje, ki imajo atipične imunske težave." rak je razvoj bolezni».

• kronično nalezljive bolezni in presaditev organov

Kronične okužbe, pa tudi presajeni organi, nenehno spodbujajo atipično delitev celic, nagnjeno k razvoju genetskih napak.

• Izpostavljenost ultravijoličnemu sevanju:

Povzroča nastanek bazalnoceličnega karcinoma ploščatocelični karcinom in .

• Virusi:

Lahko povzročijo tudi nekatere vrste raka. Virus raka se vedno ne pusti odkriti. Pogosto se zgodi, da rakave spremembe odkrijemo na pozno obdobje ko je virusu že uspelo povzročiti genetske spremembe v celicah.

Vplivajo na nastanek takšnih tumorjev:

1. Onkološke bolezni spolnih organov pri ženskah povzroča humani papiloma virus.
2. T-celična levkemija in humani T-celični levkemijski virus sta povezana.
3. Limfom (virus Epstein-Barr). Na primer, približno 40% bolnikov s Hodgkinovim limfomom in četrtina primerov z Burkittovim limfomom je bilo povezanih s tem virusom.
4. Primarni rak jeter (hepatitis B in C).

• Bakterijska okužba:

Študije so pokazale, da ljudje s Helicobacter pylori in vztrajno vnetni procesiželodčne sluznice povečano tveganje za razvoj raka prebavil.

Rakave celice so nenormalne celice, ki se hitro razmnožujejo, hkrati pa ohranjajo sposobnost podvajanja in rasti. Ta nenadzorovana rast vodi v razvoj tkivnih mas ali tumorjev. Tumorji še naprej rastejo in nekateri, znani kot maligni tumorji, se lahko širijo z enega kraja na drugega.

Rakave celice se razlikujejo od normalnih celic po številu ali razporeditvi v telesu. Ne doživijo biološkega staranja, ohranijo sposobnost delitve in se ne odzivajo na signale samouničenja. Spodaj je 10 zanimiva dejstva o rakavih celicah, ki bi vas lahko presenetile.

1. Obstaja več kot 100 vrst raka.

Veliko jih je različni tipi raka, te tumorske tvorbe pa se lahko razvijejo v. Raki so običajno poimenovani po organih, tkivih ali celicah, v katerih se razvijejo. Najpogostejša vrsta raka je karcinom ali kožni rak.

Karcinomi se razvijejo v epitelnega tkiva, ki pokriva zunanjo površino telesa in organe, žile in votline. Sarkomi nastajajo v mišicah, kosteh in mehkih tkivih. vezivna tkiva vključno z maščobo, krvne žile, limfne žile, kite in vezi. Levkemija je rak, ki se začne v celicah kostnega mozga, ki tvorijo bele celice. Limfom se razvije v belih krvnih celicah, imenovanih limfociti. Ta vrsta raka prizadene celice B in T celice.

2 Nekateri virusi proizvajajo rakave celice

Razvoj rakavih celic je lahko posledica številnih dejavnikov, vključno z izpostavljenostjo kemikalijam, sevanju, ultravijolični svetlobi in napakami pri razmnoževanju. Poleg tega so sposobni povzročiti tudi onkološke bolezni, zamenjati . Ocenjuje se, da virusi raka povzročijo 15-20 % vseh rakov.

Ti virusi spreminjajo celice z integracijo njihovega genetskega materiala z DNK gostiteljske celice. Virusni geni uravnavajo celični razvoj, kar daje celici sposobnost nenormalne nove rasti. Virus Epstein-Barr je povezan z Burkittovim limfomom, virus hepatitisa B lahko povzroči raka na jetrih, humani papiloma virusi pa raka materničnega vratu.

3. Približno tretjino vseh rakov je mogoče preprečiti

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije je približno 30 % vseh rakov mogoče preprečiti. Ocenjuje se, da je le 5–10 % vseh rakov posledica podedovane genske okvare. Ostali so povezani z onesnaženostjo okolja, okužbami in življenjskim slogom (kajenje, slaba prehrana in telesna nedejavnost). Najverjetnejši dejavnik tveganja za raka po vsem svetu je kajenje in uporaba tobaka. Približno 70 % primerov pljučnega raka je povezanih s kajenjem.

4 Rakave celice hrepenijo po sladkorju

Rakave celice porabijo veliko več glukoze za rast kot normalne celice. Glukoza je preprost sladkor, potreben za proizvodnjo energije. Rakave celice uporabljajo sladkor z visoko hitrostjo za nadaljevanje delitve. Te celice ne pridobivajo energije le z glikolizo, procesom "razgradnje sladkorjev" za pridobivanje energije.

Tumorske celice zagotavljajo energijo, potrebno za razvoj nenormalne rasti, povezane z rakavimi celicami. Mitohondriji zagotavljajo povečan vir energije, zaradi česar so tumorske celice bolj odporne na kemoterapijo.

5. Rakave celice so skrite v telesu

Rakave celice se lahko izognejo imunski sistem organizem, ki se skriva med zdravimi celicami. Na primer, nekateri tumorji izločajo beljakovino, ki se prav tako izloča bezgavke. Protein omogoča tumorju, da svojo zunanjo plast spremeni v nekaj, kar spominja na limfno tkivo.

Zdi se, da so ti tumorji zdravo, ne rakavo tkivo. Kot rezultat imunske celice tumorja ne zaznavajo kot škodljivo tvorbo, ter mu dovolijo, da nenadzorovano raste in se širi po telesu. Druge rakave celice se izogibajo kemoterapevtskim zdravilom tako, da se skrivajo v predelih v telesu. Nekatere celice levkemije uidejo zdravljenju tako, da se skrijejo v kosteh.

6. Rakave celice spremenijo obliko

Rakave celice so podvržene spremembam, da bi se izognile obrambi imunskega sistema ter zaščitile pred obsevanjem in kemoterapijo. Rakaste epitelijske celice so na primer lahko podobne zdravim celicam z določenimi oblikami, ki spominjajo na ohlapno vezivno tkivo.

Sposobnost spreminjanja oblike je posledica inaktivacije molekularnih stikal, imenovanih miRNA. Te majhne regulacijske molekule RNA imajo sposobnost uravnavanja izražanja genov. Ko se nekatere mikroRNA inaktivirajo, tumorske celice pridobijo sposobnost spreminjanja oblike.

7 Rakave celice se nenadzorovano delijo

Rakave celice imajo lahko mutacije v genih ali kromosomih, ki vplivajo na reproduktivne lastnosti celice. Normalna celica z delitvijo proizvede dve. Tumorske celice pa so sposobne delitve na tri ali več hčerinskih celic. Novo razvite rakave celice imajo lahko dodatne kromosome ali pa tudi ne. Večina malignih tumorjev ima celice, ki so med delitvijo izgubile kromosome.

8 Rakave celice potrebujejo krvne žile za preživetje

Eden od očitnih znakov raka je hitro nastajanje novih krvnih žil, znano kot angiogeneza. Tumorji potrebujejo hranila za rast, ki jo zagotavljajo krvne žile. Endotelij krvnih žil je odgovoren za normalno angiogenezo in tumorsko angiogenezo. Rakave celice pošiljajo signale bližnjim zdravim celicam in vplivajo nanje, da oblikujejo krvne žile, ki bodo oskrbovale tumor. Študije so pokazale, da s preprečevanjem nastajanja novih krvnih žil tumorji prenehajo rasti.

9. Rakave celice se lahko širijo z enega področja na drugega

Rakave celice lahko metastazirajo ali se širijo z enega mesta na drugega prek krvnega obtoka ali limfnega sistema. Aktivirajo receptorje v krvnih žilah, kar jim omogoči, da zapustijo krvni obtok in se razširijo na tkiva in organe. Rakave celice izločajo kemične snovi, imenovanih kemokini, ki sprožijo imunski odziv in jim omogočijo prehod skozi krvne žile v okoliška tkiva.

10 Rakave celice se izognejo programirani celični smrti

Ko normalne celice doživijo poškodbo DNK, se sprostijo tumorski supresorski proteini, ki povzročijo celični odziv, imenovan . Zaradi genske mutacije tumorske celice izgubijo sposobnost zaznavanja poškodb DNK in s tem sposobnost samouničenja.

Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.

Rakave celice, ki se odcepijo od tumorja v iskanju novega "doma", imajo raje nadaljnji razvoj v mehkih organih.

Skrivnost, kako se rakave celice razvijejo v telesu, je razrešena. 07.08.2014 Rakave celice, ki se odcepijo od tumorja v iskanju novega »doma«, imajo raje nadaljnji razvoj v mehkih organih. Nekatere posebej podjetne rakave celice lahko povzročijo raka tako, da se razširijo na druge organe ali se izognejo zdravljenju, da se ponovno pojavijo, ko je bolnik v remisiji. Raziskovalci so ugotovili, da se takšne "naselbine" rakavih celic lahko asimptomatsko skrijejo v trdo celično okolje in uspevajo v mehkih tkivih telesa.

Mehka tkiva so idealna za razvoj rakavih celic.

Zakaj nekaj rakavih celic ostane in se nato vrnejo veliko močnejše? Očitno imajo rakave celice nekaj splošne lastnosti z izvornimi celicami, kar jim omogoča metastaziranje in razvoj v različnih tkivih. Če vzamete jetrno celico in jo vstavite v pljuča, bo umrla. Vendar pa bo nediferencirana celica živela.

Pred dvema letoma je skupina znanstvenikov ustvarila način, kako iz kulture izbrati "naselbine" rakavih celic (TRC). S to izbirno metodo so raziskovalci izolirali in raziskali TRC iz melanoma, agresivnega kožnega raka. Znanstveniki so želeli videti, kako mehansko okolje okoli celic vpliva na njihovo sposobnost razmnoževanja in proizvajanja novih tumorjev.

Raziskovalci so gojili rakave celice na gelih različne togosti - nekateri so bili zelo mehki in nekateri trši -, da bi posnemali različne vrste tkiv v telesu. Kar so ugotovili, jih je presenetilo.

Zakaj rak metastazira v mehkih tkivih?

TRC-ji, nameščeni v zelo mehke gele, so rasli in se širili po pričakovanjih. Celice v togih gelih niso proliferirale; vendar niso umrli, mirovali so. Ko so raziskovalci nato prenesli te mirujoče TRC iz mehkega gela, so rakave celice začele rasti, se množiti in širiti. Znanstveniki verjamejo, da lahko te lastnosti počitka in prebujanja, odvisno od okoliškega mehanskega okolja, pojasnijo, zakaj mehkih tkiv(možgani ali pljuča) so najbolj ranljivi za metastaze.

V človeškem telesu jih je veliko različne vrste organov, v katerih nastajajo solidni tumorji, metastaze pa nastajajo pretežno v mehkih tkivih. Možgani, pljuča, jetra in kostni mozeg so vsa mehka tkiva. To torej ne more biti naključje.

Znanstveniki upajo, da bodo rešili vprašanje, kaj storiti glede odpornosti na zdravila v TRC, zaradi česar je ponovitev raka veliko težje zdraviti. Če bo ta uganka rešena, se bodo zdravniki lahko borili proti ponovitvi raka. Poleg tega bi razumevanje razvoja TRCS lahko vodilo do zdravljenja, ki bi preprečilo metastaze.

Več zdravnikov starodavni Egipt ukvarjal z različnimi maligni tumorji, vendar je bila ta bolezen v celoti raziskana šele nekaj stoletij kasneje. V prejšnjem stoletju je bil koncept narave onkoloških novotvorb ustrezno oblikovan, kar je postalo mogoče zaradi teorije celične patologije nemškega raziskovalca in onkologa Rudolfa Virchowa. Bistvo teorije kaže, da vsi bolezenski procesi, ne glede na kategorijo, izvirajo iz kršitve vitalne aktivnosti celic.

Malignost ali transformacija celic

Proces preobrazbe normalne celice v maligno lahko sprožijo številni redki dejavniki v kombinaciji s celičnimi mutacijami, ki medsebojno delujejo še redkeje. Takšne okvare lahko povzroči izpostavljenost onkogenim virusom, kemičnim dejavnikom, ki nastanejo kot posledica ionizirajočega sevanja.

Najmlajše in matične celice, ki so namenjene regeneraciji, so bolj ogrožene kot zrele.

Zatiranje imunskega sistema

Transformacije, ki se zgodijo znotraj maligne celice, se nato pojavijo v hčerinskih celicah, ki so skupaj s starševskimi nagnjene k nastanku tumorja. Celoten proces ne poteka brez posredovanja imunskega sistema, katerega naloga je zaščititi in zagotoviti genetsko stabilnost celic.

Praviloma je ena imunska reakcija dovolj, da se telo osvobodi tujih vplivov, v začetnih fazah pa imunost zdrava oseba se uspešno upira tumorjem. Če pa je imunski sistem zatrt, potem se ne more spoprijeti z razmnoževanjem rakavih celic, ki hitro obvladajo metode zaščite: vsaka maligna celica je sposobna izločati beljakovine, usmerjene proti imunosti telesa.

Predrakavo stanje telesa

Na stopnji displazije je še vedno nemogoče ugotoviti rakavi tumor kot take, vendar so v telesu že prisotne sistemske motnje – pojavijo se atipične celice. Njihova struktura je popačena, imajo drugačno strukturo in specializacijo.

V procesu rasti displazije pride do povečanja celic, medtem ko oblika in velikost celičnih jeder postaneta zelo raznolika (opazen je celični poliformizem). Kromatin, ki je intranuklearna sestava beljakovin in DNK, v kateri so shranjene genetske informacije, se iz gosto stisnjenega spremeni v ohlapnega. Število nukleolov v jedrih beljakovin in RNA se poveča, sami pa postanejo večji.

Pojav displazije je resničen potencial za obratni razvoj kar se pogosto dogaja. Hudo stopnjo displazije lahko označimo kot predrakavo stanje telesa ali zgodnjo fazo onkološke bolezni.

Neinvazivni rak v zgodnji fazi razvoja

Za neinvazivni kompenzirani rak je značilno ravnovesje med povečanjem števila maligne celice in njihovo uničenje. Imuniteta na tej stopnji se še vedno upira onkogenim težnjam, sile rakavih celic pa so usmerjene v ohranjanje lastne vitalne aktivnosti in ne v boj za dodatno ozemlje. Penetracija v bližnja tkiva (invazija) je odsotna.

Ta stopnja lahko traja desetletje, po tem obdobju pa je stopnja petletnega preživetja stoodstotna.

Invazivni rak v zgodnji fazi

Invazivni mikroskopski rak je maligna neoplazma, vzklil v bližnja tkiva do globine 0,3 cm. V žarišču pride do spremembe velikosti jeder in njihovih celic, ki se delijo zelo hitro in naključno. V spremembi oblike celic ni določene pravilnosti.

Povprečje petletno preživetje visoka. Če se rak odkrije na tej stopnji, obstajajo vse možnosti za ugoden izid.

angiogeneza

Invazivni rak proizvaja različne beljakovinske spojine, zaradi česar celice migrirajo znotraj površine krvnih žil iz sosednjih tkiv. Iste beljakovinske spojine se intenzivno delijo, znotraj tumorja se pojavijo žile, kar kaže na prehod v fazo eksponentne rasti rakastega tumorja.

Celična atipija postane še bolj izrazita, spremlja jo angiogeneza. Rakave celice imajo vse manj podobnosti v strukturi in delovanju v primerjavi s prvotnimi celicami.

Neoplazme spremenijo presnovo in postanejo odporne na pomanjkanje kisika. Prizadeta tkiva kopičijo mlečno kislino. V tumorskih celicah se poveča delež vode, holesterola, beljakovin in nevtralnih maščob.

Maligne celice vnašajo kaos v razporeditev celic prvotnega tkiva in se naključno kopičijo. Mikroskopski pregled kaže pomembne spremembe v barvni gostoti in zaplete konfiguracije celičnih jeder, poškodovane membrane in številna deformirana področja.

Metastaze tumorja

Metastaze so nastanek sekundarnih tumorskih žarišč v drugih tkivih. Sposobnost metastaziranja se pojavi v času, ko število rakavih celic preseže milijon, velikost pa milimeter ali dva. Na tej stopnji ima tumor lastne krvne žile, ki ga oskrbujejo s kisikom in prehrano. Predvsem pa prek teh žil rakave celice dobijo možnost, da vstopijo v krvne žile in se prenesejo na vse dele telesa, s čimer se ustvarijo vsi pogoji za razvoj širjenja.

Onkologija in hematologija