Раковите клетки възникват в резултат на мутация, която пречи на цикъла им на размножаване. Увредените клетки се делят извън контрол и програмираният механизъм на смъртта престава да функционира. Благодарение на това те постигат някакъв вид безсмъртие. Как иначе раковата клетка се различава от здравата клетка?
Съдържание
- Какво се случва в раковата клетка?
- Как се образуват раковите клетки?
- Появата на ракови клетки
- Биологични особености на раковите клетки
- Еволюцията на раковите клетки
Раковата клетка се разделя непрекъснато и без ограничение, което означава, че нейният клетъчен цикъл е напълно нарушен от мутация. Здравите клетки участват в динамичния процес на изграждане на тялото. В същото време се появяват механизмите на смъртта и размножаването. Повечето клетки, съставляващи тялото, обаче са в състояние на покой. Това означава, че те са изключени от клетъчния цикъл, водещ до делене. Те могат да бъдат включени обратно в него чрез подходящ възбудителен сигнал. Целият процес на почивка, размножаване и смърт води до поддържане на хомеостазата, т.е.баланса на тялото.
Програмираната самоубийствена клетъчна смърт се нарича апоптоза. Този процес е изключително важен за правилното функциониране на човешкото тяло. Повредени и стари клетки се изплъзват по пътя му. Трябва да се отбележи, че за здравословното състояние е необходимо да се поддържа правилното съотношение в тялото между деленето и апоптозата на клетките.
Какво се случва в раковата клетка?
Раковите клетки съдържат грешки в генетичната информация по отношение на клетъчния цикъл и програмирана смърт. Увреждането на ДНК води до загуба на данни, необходими за синтеза на информационни протеини в клетката. Неправилното производство на тези вещества, които контролират клетъчния цикъл, води до загуба на контрол на клетъчния цикъл.
Раковите клетки също не се изчистват чрез апоптоза, тъй като механизмът му също е повреден. Това се дължи на мутации в информацията за протеините, които инициират този процес. Следователно тези клетки продължават да се делят безкрайно. Те също така постигат в известен смисъл безсмъртие. Размножавайки се неограничено, те произвеждат тъканната маса, която образува раков тумор.
Злокачествените туморни клетки също имат способността да се отделят от туморната област и да пътуват до други части на тялото. Такива промени се наричат метастази.
Как се образуват раковите клетки?
Канцерогенните фактори често участват в образуването на неопластични клетки. Увреждането на ДНК може да бъде причинено например от излагане на радиация или химикали. Мутациите възникват и чрез грешки в репликацията на ДНК. Такива промени се натрупват с течение на времето. Следователно възрастта е рисков фактор за рак.
Някои вируси имат способността да причиняват мутации в инфекция, която може да доведе до рак. Това се дължи на способността им да вмъкват своята ДНК в човешкия генетичен материал. Това служи за умножаване на вирусите в клетката гостоприемник. Процесът обаче, освен тяхното размножаване, може да доведе до образуването на онкогенна мутация.
Пример може да бъде човешкият папиломен вирус, който е свързан с рак на маточната шийка. В момента се извършва профилактика под формата на превантивни ваксинации. Последните изследвания показват, че това е високоефективна форма на защита срещу този рак.
Раковите клетки се получават чрез процес, наречен канцерогенеза. Може да се раздели на три етапа:
- посвещение
- продажба
- прогресия
Етап на посвещение
Първият етап от формирането на ракова клетка се нарича инициация. Започва с появата на единична ДНК мутация. Увреждането води до загуба на контрол върху стабилността на генетичния материал, което го прави податлив на по-нататъшни мутации. Такава вредна промяна може да възникне спонтанно или в резултат на външен канцерогенен фактор.
Поради грешки в ДНК, клетката участва в дефектни, неконтролирани цикли на разделяне. Увреждането на генетичния материал се случва много често, но обикновено се отстранява чрез вътреклетъчни възстановителни механизми. Ако промените са много тежки, клетката е програмирана да се самоунищожи.
Механизмите, които предотвратяват образуването на ракови клетки, понякога се провалят. Некорректираната мутация може да възникне от спонтанна грешка във функцията на възстановителните протеини.
В раковите клетки последващото увреждане на ДНК обикновено се появява като последица от предишни мутации. Мутантните възстановителни и апоптозни протеини лишават клетката от механизми за спасяване на рак.
Етап на промоция
Ако мутантната клетка не бъде отстранена чрез апоптоза, тя навлиза в следващия етап на туморогенеза. Този етап се нарича повишение. По време на него се активират онкогени, т.е.генетичната информация, отговорна за синтеза на протеини, които стимулират размножаването на раковите клетки. Генетичният материал става нестабилен и клетката постепенно губи своите функции.
В същото време, в резултат на нарушени възстановителни механизми, възникват допълнителни неопластични мутации. В резултат на тези промени клетката придобива неопластични фенотипни характеристики. Това означава, че той започва да изглежда и функционира по различен начин от здравите клетки.
Туморите в тази фаза все още не са злокачествени. Това означава, че те не метастазират и не се накисват. Лезията, открита на този етап, може да бъде премахната с голяма вероятност за пълно възстановяване. Поради тази причина ранната диагностика на новообразувания е особено важна. Колкото по-кратко е времето за развитие, толкова по-големи са шансовете за успешно лечение.
Етап на прогресия
Последният етап от формирането на неопластична лезия е прогресията. Това е злокачествената фаза на увредените клетки. Настъпва поредица от многобройни мутации, включително на хромозомно ниво. В хода им в клетката настъпват сериозни молекулярни промени. Като следствие от всички увреждания, неопластичните тумори придобиват способността да нахлуват и да образуват метастази.
Различни видове ракови клетки
Раковите клетки са разделени на различни видове в зависимост от резервоара, от който идват. Примери за типове:
- рак - образува се от клетки с епителен произход
- левкемия - идва от тъканите, отговорни за производството на нови кръвни клетки
- лимфом и миелом - идват от клетки на имунната система
- сарком - идва от клетките на съединителната тъкан, включително мазнини, мускули и кости
Появата на ракови клетки
Ракови клетки с характерни черти, видими под микроскоп. Тестисите им обикновено са големи и неправилни. В здравите клетки ядрото обикновено е с кръгла или елипсоидна форма. В раковите клетки очертанията му обикновено са неправилни. Има различни канали, гънки или вдлъбнатини. Тези характеристики могат да се използват като маркер при диагностицирането и стадирането на рака.
Биологични особености на раковите клетки
Раковите клетки имат следните характеристики:
- способността да се размножава неконтролируемо
- загуба на чувствителност към сигнали, които стимулират умножението
- загуба на способността за апоптоза. Това води до размножаване на клетките въпреки генетичните грешки
- загуба на способността за стареене, което води до неограничен потенциал за репликация
- придобиването на способността да нахлува в съседни тъкани в случай на инвазивни ракови клетки
- придобиване на способността да метастазира в отдалечени места в случай на злокачествени туморни клетки
Придобиването на всички тези характеристики от раковите клетки се дължи на загубата на способността да се поправят генетични грешки. Увреждането на възстановителните процеси води до увеличаване на скоростта на мутация. Геномната нестабилност на клетката позволява появата на по-високи биологични туморни характеристики.
Еволюцията на раковите клетки
Популацията от ракови клетки, която продължава да се дели, има способността да се развива. Този нежелан процес води до увеличаване на злокачествеността на тумора.
Повечето промени в клетъчния метаболизъм, които позволяват на клетките да се размножават неконтролирано, водят до смъртта им. Раковите клетки се подлагат на естествен процес на подбор. Единичните клетки с благоприятни генетични промени, които увеличават способността им да оцеляват, ще оцелеят и ще се размножават успешно. Такива подобрени клетки доминират в нарастващия тумор с течение на времето, тъй като клетките с по-неблагоприятни генетични промени се изтласкват от конкуренцията.
Еволюцията на неопластичните клетки води до придобиване на лекарствена резистентност. По този начин е възможно също така да се получи устойчивост на радиация, използвана по време на лъчетерапия. Следователно последващите рецидиви на рака са по-опасни и по-трудни за лечение.
Литература:
- Johnson R. et al.Евкариотни полимерази и действат последователно, за да заобиколят ДНК лезиите. "Природа", 2000. он-лайн достъп
- „Национален институт по рака: това рак ли е?“. 17.09.2007. Посетен на 1 август 2016 г., онлайн достъп
- „Хистологични видове рак - CRS - Общество за изследване на рака“. www.crs-src.ca., онлайн достъп
- Баба, Александру Йоан; Câtoi, Cornel (2007). МОРФОЛОГИЯ НА ТУМОРНИ КЛЕТКИ. Издателството на Румънската академия. онлайн достъп
- Цинк, Даниеле; Фише, Андрю Х .; Никерсън, Джефри А. (1 октомври 2004 г.). "Ядрена структура в раковите клетки". Природа Отзиви Рак. 4 (9): 677–687, онлайн достъп
- Nowell PC (октомври 1976 г.). "Клоналната еволюция на популациите на туморни клетки". Наука. 194 (4260): 23–8. Bibcode: 1976Sci ... 194 ... 23N. doi: 10.1126 / science.959840. PMID 959840. он-лайн достъп
- Merlo LM, Pepper JW, Reid BJ, Maley CC (декември 2006 г.). „Ракът като еволюционен и екологичен процес“. Отзиви за природата. Рак. 6 (12): 924–35. онлайн достъп
Още статии от този автор
