Karcenogeneza ali rak

Karcenogeneza, znana tudi kot novotvorba, je zapleten proces, ki vodi do nastanka neoplastične lezije. Spremembe, ki se pojavijo v celici med njenim potekom, so posledica vrste mutacij, ki se seštevajo, to je poškodbe DNA. Posledično pride do nenadzorovanih delitev, kar vodi do nastanka neoplastične bolezni. Kako poteka postopek karcenogeneze? Kateri dejavniki so odgovorni za njegovo sprožitev?

Kazalo:

1. Faze procesa karcenogeneze
• Kakšna je začetna stopnja?
• Kakšna je stopnja promocije?
• Kakšna je stopnja napredovanja?
2. Kaj je neoplastična transformacija?
3. Kateri dejavniki lahko sprožijo začetek procesa generacije karcena?
4. Kaj so pobudniki?
5. Kaj so promotorji?
6. Geni, povezani z neoplastičnim procesom
• Kaj so onkogeni?
• Kaj so mutirani mutacijski geni?
• Kaj so supresorski geni?
7. Vloga virusov v neoplastičnem procesu
8. Znanje o procesu karcenogeneze - pomen za zdravje

Rak ali rakotvornost ali rakotvornost je proces, ki je posledica napak v genskih informacijah. Geni so navodila v DNK, ki nadzorujejo funkcije celice. Ko so genetske informacije o življenjskem ciklusu ali mehanizmih obnove DNK poškodovane, se lahko začne proces karcenogeneze.

Nastanek neoplastične lezije je zapleten, dolgoročen proces. Izhaja iz vrste mutacij, ki se postopoma kopičijo. Na koncu se zaradi teh poškodb zgodi neoplastična transformacija, tj.celica pridobi kompleks neoplastičnih lastnosti.

Faze procesa karcenogeneze

Karcenogeneza je proces nenehnih zaporednih sprememb. Običajno je razdeljen na tri stopnje:

• iniciacija
• promocija
• napredovanje

Kakšna je začetna stopnja?

Med začetno fazo se zgodi prva sprememba DNK, ki vodi v začetek procesa raka. Pogosto se imenuje začetna mutacija. Takšna škoda se lahko pojavi spontano ali kot posledica delovanja rakotvorne snovi, tj. Rakotvorne snovi.

Takšne spremembe se v našem telesu dogajajo zelo pogosto, vendar se zaradi zaščitnih mehanizmov bolezen ne razvije. Večino mutacij DNA popravijo posebni proteini za popravilo, prisotni v celici.

Začetek neoplastičnega procesa se običajno zgodi, kadar se poškodba genetskih informacij nanaša na podatke, ki se nanašajo na mehanizme popravljanja DNA ali življenjski cikel. Takšna sprememba vodi do izgube nadzora nad delitvijo celic in novih mutacij. To vodi v nenehno razmnoževanje tkiva in pojav nadaljnjih poškodb genskega materiala.

Proces karcinogeneze je pogosto povezan z oslabljeno apoptozo, tj. Smrtjo samomorilnih celic. To je način odstranjevanja poškodovanih celic v našem telesu. Pri neoplastičnih lezijah je ta mehanizem zaradi mutacij pokvarjen. Posledično se te celice množijo kljub napakam v svoji DNK.

Ali celica vstopi v naslednjo stopnjo nastanka raka, je odvisno od mesta v genskih informacijah, kjer je prišlo do mutacije. Če je sprememba nepopravljiva in je moten življenjski cikel, se začne spodbujanje raka. Vendar se zgodi, da sprožene celice ostanejo latentne več let, ne da bi mutirale naprej.

Preberite tudi: Kaj je mutacija raka?

Kakšna je stopnja promocije?

Onkogeni se aktivirajo v fazi promocije. Ta izraz zajema pomanjkljivo mutirane proto-onkogene, ki so v zdravi celici odgovorni za nadzor življenjskega cikla.Kot rezultat delovanja onkogenov pride do intenzivnega, neomejenega širjenja ali razmnoževanja.

Zaradi nenehnih delitev in poškodovanih popravljalnih funkcij se pojavijo številne nove mutacije. Z naknadnimi napakami v DNK postane neoplastična sprememba vedno bolj nevarna. Vse nevarnosti, povezane s podatki o življenjskem ciklusu celic in apoptozo, so še posebej nevarne.

Omeniti velja mutacijo proteina p53, ki se pojavi v nekaterih primerih. Pogosto ga imenujejo "varuh genoma". To ime izhaja iz funkcije tega proteina pri zaščiti DNA pred poškodbami in sprožitvi procesa apoptoze. Neoplastične spremembe, ki so mutirale informacije o p53, imajo običajno slabšo prognozo kot druge.

V fazi promocije mutantna celica postane rakava. Ta postopek lahko traja več let. Spremembe, ugotovljene in odstranjene na tej stopnji, ponujajo dobre možnosti za okrevanje. Zato je zgodnja diagnoza bistvenega pomena pri terapiji raka.

Kakšna je stopnja napredovanja?

Napredovanje je stopnja, ki vodi do malignosti tumorja. Posledično celice pridobijo sposobnost metastaziranja in infiltracije.

Celica se v tem procesu drastično spremeni v kariotipu. To pomeni, da so mutirani celotni kromosomi, pod mikroskopom pa so vidne poškodbe celičnega jedra.

Tumorji, odkriti na tej stopnji, imajo slabo prognozo in so maligni.

Preberite tudi: Rak: Benigni ali maligni?

Kaj je neoplastična transformacija?

Neoplastična transformacija poteka v procesu karcenogeneze. Ta izraz je opredeljen kot pridobitev kompleksa neoplastičnih lastnosti s strani celice:

• omejen odziv na dejavnike zaviranja rasti, ki jih telo pošlje
• izguba sposobnosti zaviranja rasti celic
• sposobnost delitve neomejenega števila celičnih delitev
• sposobnost množenja neodvisno od stika s tlemi

Kateri dejavniki lahko sprožijo začetek procesa generacije karcena?

Neoplastični proces se začne z začetno mutacijo. Ta sprememba se lahko zgodi spontano kot neuspeh pri replikaciji DNA. Nekatere poškodbe genskega materiala, ki vodijo do raka, lahko podedujemo od prednikov. Ena sama mutacija neposredno ne povzroča bolezni. Neoplastična lezija zahteva številne poškodbe DNA, ki nastanejo v procesu karcenogeneze.

Obstajajo tudi zunanji dejavniki, ki lahko sprožijo ali spodbudijo proces nastanka neoplastičnih lezij. Imenujejo se rakotvorne snovi. Razdeljeni so na:

• fizikalni dejavniki, npr. UV sevanje, ionsko sevanje
• kemična sredstva, npr. etilni alkohol, katran v cigaretnem dimu
• biološka sredstva, npr. onkogeni virusi, kot je HPV

Preberite tudi: Vzroki raka ali od kod prihaja rak?

Zaradi vpliva na neoplastični proces rakotvorne snovi vključujejo pobudnike in promotorje.

Kaj so pobudniki?

Pobudniki so kemične, fizikalne ali biološke interakcije mutagene narave. Ti dejavniki so odgovorni za povzročilno mutacijo znotraj DNA v celičnem jedru. Kot rezultat te spremembe se začne neoplastični proces.

Kaj so promotorji?

Promotorji so dejavniki, ki spodbujajo potek procesa rakotvornosti. Spodbujajo mutantne celice, da se hitreje delijo. Pod njihovim vplivom se novotvorba pojavi v krajšem času in bolezen se hitro razvije.

V skupino promotorjev spadajo različne vrste strupenih snovi, ki pridejo v naše telo od zunaj. Na žalost lahko na ta način delujejo tudi spojine, ki jih sintetizira človeško telo. Citokini, estrogeni in druge endogene snovi lahko spodbudijo razvoj neoplastične lezije.

Geni, povezani z neoplastičnim procesom

Rak je bolezen, ki ima genetsko ozadje. Škodljivi procesi, ki se pojavijo med temi boleznimi, so posledica poškodbe DNK, torej genetskih informacij. Te spremembe ne vplivajo na celoten organizem, kot pri dednih genetskih boleznih, temveč le na spremenjeno tkivo.

Od svojih prednikov lahko podedujemo posamezne gene, ki povečujejo tveganje za bolezni. Vendar raka ne morete podedovati po starših.

Med postopkom neoplazme se določene vrste genov, povezane z nadzorom stabilnosti DNA in celičnim življenjskim ciklom, mutirajo. Naštejemo lahko naslednje vrste:

• onkogeni
• mutirani geni, odgovorni za popravilo DNA - mutator
• mutirani supresorski geni ali anti-onkogeni

Preberite tudi: Rak in geni. Dedne novotvorbe. Preverite, ali ste ogroženi

Kaj so onkogeni?

Onkogeni so geni, katerih aktivnost vodi do pretvorbe zdrave celice v rakavo celico. Izhajajo iz poškodovanih proto-onkogenov, ki so pravilne različice genskih informacij. Odgovorni so za:

• potek celičnega cikla
• nadzor procesa celične diferenciacije in razmnoževanja
• apoptoza, torej proces celičnega samomora

Ti celični procesi se motijo, ko se protoonkogen pretvori v onkogen.

Preberite tudi: Rakova celica - v čem se razlikuje od zdrave celice?

Kaj so mutirani mutacijski geni?

Mutacijski geni so geni za popravilo DNA, znani tudi kot skrbniki genoma. V zdravi celici ščitijo genski material pred poškodbami. Če je v njih mutacija, DNA ni zaščitena in hitro se pojavijo nove poškodbe. Sčasoma celica mutira vedno bolj intenzivno in proces rakotvornosti se pospeši.

Kaj so supresorski geni?

V zdravi celici zaviralni geni blokirajo celični cikel in njegovo delitev. Ko celica zaradi okvare postane okvarjena, ti geni blokirajo njen prehod v naslednjo stopnjo cikla, ki vodi do razmnoževanja. To je posledica sinteze posebnih blokirajočih beljakovin. Zahvaljujoč se supresorskim genom se poškodovane celice ne razmnožujejo in poškodujejo telo.

Karcenogeneza vodi do okvare tega zaščitnega mehanizma. Med njim mutirajo geni supresorji. Posledica tega je, da se rakave celice nenadzorovano delijo, ne glede na poškodbe.

Vloga virusov v neoplastičnem procesu

Nekateri virusi lahko sprožijo proces karcenogeneze. To je posledica načina razmnoževanja teh mikroorganizmov. Niso se namreč sposobni podvajati sami. Da bi se razmnožili, virusi vstavijo svojo DNA v genski material gostiteljske celice. Nato se na podlagi implantiranih informacij sintetizirajo novi mikroorganizmi.

Včasih se med tem postopkom poškoduje DNA, ki vsebuje podatke o normalnem celičnem ciklu. Tako okužena celica se lahko nenadzorovano deli, hkrati pa reproducira cepljeni genski material virusa. Tako vstopi na pot nastajanja raka.

Med virusi, ki lahko sprožijo proces karcenogeneze, lahko omenimo:

• HPV - humani papiloma virus
• virus hepatitisa B.
• virus hepatitisa C

Pred onkogenimi virusi HPV in virusi hepatitisa B se lahko zaščitimo z zaščitnimi cepljenji.

Preberite tudi: HPV, EBV, HBV in HCV - virusi, ki lahko vodijo do raka

Znanje o procesu karcenogeneze - pomen za zdravje

Razumevanje molekularne osnove karcenogeneze je spremenilo naše razmišljanje o raku. Zahvaljujoč njej so možne nove metode zdravljenja, na primer ciljna terapija.

Iz poznavanja stopenj nastanka raka je mogoče sprejeti pomembne zaključke glede preprečevanja in diagnosticiranja onkoloških bolezni. Spremembe v začetni fazi je mogoče odpraviti z zaščitnimi procesi v zdravem organizmu. V našem telesu se lahko latentne celice v začetni fazi dolga leta skrivajo, kar se lahko aktivira in razvije v neoplastično lezijo. Zaradi tega je zdrav način življenja pomemben pri preprečevanju raka.

Preberite tudi: Rak: preprečevanje, diagnosticiranje in zdravljenje raka

Drug pomemben vidik je potreba po zgodnji diagnozi. Bolezni v fazi napredovanja lahko po odkritju kirurško odstranimo z dobro prognozo za popolno okrevanje. Ko tumor napreduje, postane maligni. Takšna sprememba je sposobna metastaz. Zdravljenje bolezni je v tej fazi težje, napovedi pa bistveno slabše.

Literatura

1. Kancerogeneza, Anna Kurcek, e-biotechnologia.pl
2. Molekularna osnova rakotvornosti, https://www.mp.pl/artykuly/10567,molekularne-podstawy-karcinogenezy
3. Cassandra Willyard. Kako raste rak? "Znanstveni svet". št. 9 (241), str. 16-17, september 2011. Prószyński Media

O avtorju

Sara Janowska, doktorska študentka interdisciplinarnega doktorskega študija s področja farmacevtskih in biomedicinskih znanosti na Medicinski univerzi v Lublinu in Inštitutu za biotehnologijo v Białystoku, diplomirana farmacevtka na Medicinski univerzi v Lublinu s specializacijo iz rastlinske medicine. Magistrirala je v zagovoru na področju farmacevtske botanike o antioksidativnih lastnostih izvlečkov iz dvajsetih vrst mahov. Trenutno se v svojem znanstvenem delu ukvarja s sintezo novih snovi proti raku in proučevanjem njihovih lastnosti na celičnih linijah raka. Dve leti je delala kot magistra farmacije v odprti lekarni.