Клітини раку виникають в результаті мутації, яка перешкоджає їх циклу розмноження. Пошкоджені клітини діляться з-під контролю, і запрограмований механізм смерті перестає функціонувати. Завдяки цьому вони досягають якогось безсмертя. Чим інакше ракова клітина відрізняється від здорової?
Зміст
- Що відбувається в раковій клітині?
- Як утворюються ракові клітини?
- Поява ракових клітин
- Біологічні особливості ракових клітин
- Еволюція ракових клітин
Ракова клітина ділиться безперервно і без обмежень, а це означає, що її клітинний цикл повністю порушений мутацією. Здорові клітини беруть участь у динамічному процесі побудови тіла. Одночасно виникають механізми смерті та розмноження. Однак більшість клітин, що складають тіло, перебувають у стані спокою. Це означає, що вони виключені з клітинного циклу, що веде до поділу. Вони можуть бути включені назад в нього в результаті відповідного сигналу збудження. Весь процес відпочинку, розмноження та смерті веде до підтримання гомеостазу, тобто рівноваги тіла.
Запрограмована суїцидальна загибель клітин називається апоптозом. Цей процес надзвичайно важливий для нормального функціонування людського організму. Пошкоджені та старі клітини вислизають на своєму шляху. Слід зазначити, що для стану здоров’я необхідно підтримувати правильну пропорцію в організмі між поділом та апоптозом клітин.
Що відбувається в раковій клітині?
Клітини раку містять помилки в генетичній інформації щодо клітинного циклу та запрограмованої смерті. Пошкодження ДНК призводить до втрати даних, необхідних для синтезу білків, що несуть інформацію, в клітині. Неправильне вироблення цих речовин, які контролюють клітинний цикл, призводить до втрати контролю клітинного циклу.
Клітини раку також не очищаються апоптозом, оскільки його механізм також пошкоджений. Це пов’язано з мутацією інформації про білки, які ініціюють цей процес. Як наслідок, ці клітини продовжують нескінченно ділитися. Вони також досягають, у певному сенсі, безсмертя. Розмножуючись необмежено, вони виробляють тканинну масу, що утворює ракову пухлину.
Клітини злоякісної пухлини також мають здатність відриватися від ділянки пухлини і подорожувати в інші частини тіла. Такі зміни називаються метастазами.
Як утворюються ракові клітини?
Канцерогенні фактори часто беруть участь у формуванні новоутворених клітин. Пошкодження ДНК може бути спричинене, наприклад, в результаті опромінення або хімічних речовин. Мутації також виникають через помилки в реплікації ДНК. Такі зміни накопичуються з часом. Тому вік є фактором ризику розвитку раку.
Деякі віруси здатні викликати мутації інфекції, які можуть призвести до раку. Це пов’язано з їх здатністю вставляти свою ДНК в генетичний матеріал людини. Це служить для розмноження вірусів усередині клітини господаря. Однак процес, крім їх розмноження, може призвести до утворення онкогенної мутації.
Прикладом може бути вірус папіломи людини, який асоціюється з раком шийки матки. В даний час проводиться профілактика у вигляді профілактичних щеплень. Останні дослідження показують, що це високоефективна форма захисту від цього раку.
Клітини раку утворюються в процесі, який називається канцерогенезом. Його можна розділити на три етапи:
- ініціація
- продаж
- прогресування
Етап ініціації
Перший етап утворення ракової клітини називається ініціацією. Починається з виникнення єдиної мутації ДНК. Пошкодження призводить до втрати контролю над стабільністю генетичного матеріалу, що робить його сприйнятливим до подальших мутацій. Така шкідлива зміна може виникнути спонтанно або в результаті зовнішнього канцерогенного фактора.
Через помилки в ДНК клітина бере участь у дефектних, неконтрольованих циклах поділу. Пошкодження генетичного матеріалу відбувається дуже часто, але зазвичай видаляється за допомогою внутрішньоклітинних механізмів відновлення. Якщо зміни дуже серйозні, клітина запрограмована на самознищення.
Механізми, що перешкоджають утворенню ракових клітин, часом дають збій. Невиправлена мутація може виникнути внаслідок спонтанної помилки у функції відновних білків.
У ракових клітинах подальше пошкодження ДНК зазвичай виникає як наслідок попередніх мутацій. Білки для відновлення мутантів та апоптозу позбавляють клітину механізмів збереження раку.
Етап просування
Якщо мутантна клітина не видаляється апоптозом, вона переходить до наступної стадії пухлинного розвитку. Цей етап називається просуванням по службі. Під час нього активуються онкогени, тобто генетична інформація, що відповідає за синтез білків, що стимулюють розмноження ракових клітин. Генетичний матеріал стає нестійким, і клітина поступово втрачає свої функції.
У той же час, внаслідок порушення механізмів репарації, виникають подальші неопластичні мутації. В результаті цих змін клітина набуває неопластичних фенотипових рис. Це означає, що він починає виглядати і функціонувати не так, як здорові клітини.
Пухлини в цій фазі ще не є злоякісними. Це означає, що вони не метастазують і не всмоктуються. Виявлене на даному етапі ураження можна видалити з великою ймовірністю повного одужання. З цієї причини рання діагностика новоутворень особливо важлива. Чим коротший час розробки, тим більше шансів на успішне лікування.
Стадія прогресування
Завершальним етапом формування новоутвореного ураження є прогресування. Це злоякісна фаза пошкоджених клітин. Відбувається серія численних мутацій, у тому числі на хромосомному рівні. В їх процесі в клітині відбуваються серйозні молекулярні зміни. Як наслідок усіх уражень новоутворені пухлини набувають здатність вторгуватися і метастазувати.
Різні типи ракових клітин
Клітини раку поділяються на різні типи залежно від резервуару, з якого вони походять. Приклади типів:
- рак - утворюється з клітин епітеліального походження
- лейкоз - походить з тканин, відповідальних за вироблення нових клітин крові
- лімфома та мієлома - походять з клітин імунної системи
- саркома - походить із клітин сполучної тканини, включаючи жир, м’язи та кістки
Поява ракових клітин
Клітини раку з характерними ознаками, видні під мікроскопом. Її яєчка, як правило, великі і неправильні. У здорових клітинах ядро зазвичай має круглу або еліпсоїдальну форму. У ракових клітинах його контур, як правило, неправильний. Є різні борозенки, складки або вм’ятини. Ці особливості можуть бути використані як маркер при діагностиці та постановці на рак.
Біологічні особливості ракових клітин
Клітини раку мають такі особливості:
- здатність безконтрольно розмножуватися
- втрата чутливості до сигналів, що стимулюють множення
- втрата здатності до апоптозу. Це призводить до розмноження клітин, незважаючи на генетичні помилки
- втрата здатності до старіння, що призводить до необмеженого потенціалу реплікації
- набуття здатності інвазувати сусідні тканини у разі інвазивних ракових клітин
- набуття здатності метастазувати у віддалених місцях у разі злоякісних пухлинних клітин
Набуття всіх цих особливостей раковою клітиною відбувається внаслідок втрати здатності виправляти генетичні помилки. Пошкодження процесів репарації призводить до збільшення швидкості мутації. Геномна нестабільність клітини забезпечує появу вищих біологічних особливостей пухлини.
Еволюція ракових клітин
Популяція ракових клітин, яка продовжує ділитися, здатна еволюціонувати. Цей небажаний процес призводить до збільшення злоякісності пухлини.
Більшість змін у клітинному метаболізмі, які дозволяють клітинам неконтрольовано розмножуватися, призводять до їх загибелі. Клітини раку проходять природний процес відбору. Поодинокі клітини зі сприятливими генетичними змінами, що підвищують їх здатність до виживання, виживуть і успішно розмножаться. Такі вдосконалені клітини домінують у зростаючому новоутворенні з часом, оскільки клітини з менш сприятливими генетичними змінами витісняються конкуренцією.
Еволюція новоутворених клітин призводить до придбання лікарської стійкості. Таким чином, також можна отримати стійкість до випромінювання, що використовується під час променевої терапії. Тому подальші рецидиви раку є більш небезпечними і складнішими для лікування.
Література:
- Джонсон Р. та співавт. Евкаріотичні полімерази та діють послідовно в обхід уражень ДНК. "Природа", 2000. он-лайн доступ
- "Національний інститут раку: це рак?". 17.09.2007. Процитовано 1 серпня 2016 р., Он-лайн доступ
- "Гістологічні типи раку - CRS - Товариство з дослідження раку". www.crs-src.ca., он-лайн доступ
- Баба, Александру Іоан; Катой, Корнель (2007). МОРФОЛОГІЯ КЛІТИНИ ПУХЛИНИ. Видавництво Румунської академії. он-лайн доступ
- Цинк, Даніеле; Фіше, Ендрю Х.; Нікерсон, Джеффрі А. (1 жовтня 2004 р.). "Ядерна структура в ракових клітинах". Відгуки про природу Рак. 4 (9): 677–687, он-лайн доступ
- ПК Nowell (жовтень 1976). "Клональна еволюція популяцій пухлинних клітин". Наука. 194 (4260): 23–8. Біб-код: 1976Sci ... 194 ... 23N. doi: 10.1126 / science.959840. PMID 959840. он-лайн доступ
- Merlo LM, Pepper JW, Reid BJ, Maley CC (грудень 2006 р.). "Рак як еволюційний та екологічний процес". Огляди природи. Рак. 6 (12): 924–35. он-лайн доступ
Інші статті цього автора
