Kancerogeneza, czyli jak powstaje rak – etapy i przebieg

Kancerogeneza (onkogeneza) to proces gromadzenia się mutacji, które przyczyniają się do powstawania i rozwoju guzów nowotworowych.

Czynniki wyzwalające

Czynniki rakotwórcze to czynniki, które powodują nieodwracalne zmiany w genomie. Modyfikują one mechanizmy wewnątrz DNA i powodują zakłócenia w funkcjonowaniu komórek, co może prowadzić do rozwoju nowotworów.

Wszystkie znane czynniki rakotwórcze można podzielić na dwie grupy: zewnętrzne, czyli egzogenne, i wewnętrzne, czyli endogenne.

• Zewnętrzne czynniki rakotwórcze

Egzogenne czynniki rakotwórcze dzielą się na kilka rodzajów:

• Mechaniczne

Do tej grupy zalicza się urazy, ale ich działanie uważa się za warunkowe. Urazy traumatyczne mogą prowadzić do rozwoju nowotworu tylko wtedy, gdy dochodzi do powtarzającego się, umiarkowanego narażenia na blizny.

• Chemiczne

Większość chemicznych czynników rakotwórczych jest pochodzenia organicznego. Można je podzielić na dwie grupy: prawdziwe kancerogeny i promotory.

Prawdziwe kancerogeny wpływają na strukturę komórek, powodują nieodwracalne zmiany i wywołują kancerogenezę. Do najczęstszych chemicznych czynników rakotwórczych należą: chlorek winylu, epoksydy, laktony, formaldehyd, arsen, kadm, benzen, benzopiren i nadtlenki. Dioksyny stanowią szczególne zagrożenie, ponieważ powstają podczas różnych procesów produkcyjnych i mają zdolność wzmacniania działania substancji toksycznych.

Promotory promują proliferację tkanek (rozrost), hamują proces śmierci komórek i zaburzają ich wzajemne oddziaływanie. Aby doszło do rozwoju nowotworu złośliwego, efekt musi być długotrwały. Jeśli promotor przestanie oddziaływać na komórki, nie dojdzie do powstania nowotworu. Do tej grupy należą pestycydy, azotany, azotyny, azbest i cyklosporyna.

• Fizyczne

Fizyczne czynniki rakotwórcze obejmują:

1. Substancje promieniotwórcze;
2. Promieniowanie jonizujące (promieniowanie alfa-, beta- i gamma, promieniowanie rentgenowskie) — ułatwia powstawanie nowotworów, jeśli przekroczone zostaną dopuszczalne limity;
3. Promieniowanie ultrafioletowe — powoduje raka skóry, przy czym ryzyko jego wystąpienia jest większe u osób o jasnej karnacji;
4. Promieniowanie mikrofalowe — zniekształca cząsteczki produktów, co powoduje zmianę składu krwi (zmniejsza stężenie hemoglobiny i zwiększa liczbę białych krwinek).

• Biologiczne

Niektóre wirusy przenikają do organizmu człowieka i powodują zmiany w genotypie. Do najbardziej niebezpiecznych należą retrowirusy, wirusy brodawczaka, wirus zapalenia wątroby typu B, wirus Epsteina-Barr, wirus HIV.

Oprócz wirusów do czynników rakotwórczych należą bakterie Helicobacter pylori i pasożytnicze robaki z rodzaju Opisthorchis, a także aflatoksyny wytwarzane przez grzyby Asparagilis flavus i Asparagilis parasiticus.

• Czynniki wewnętrzne

Znacznie zwiększa ryzyko zachorowania na nowotwory złośliwe:

• Predyspozycje dziedziczne

Jeśli rodzice chorowali na raka, prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu u ich dzieci wzrasta kilkakrotnie (10-15 razy w przypadku raka piersi).

• Immunosupresja

W organizmie stale zachodzą mutacje, które mogą prowadzić do powstawania nowotworów złośliwych. Układ odpornościowy rozpoznaje i niszczy komórki atypowe. Jednak w stanach immunosupresji układ odpornościowy nie wykonuje swoich zadań, co prowadzi do rozwoju nowotworów.

• Zmiany w poziomie hormonów

Nadmiar niektórych hormonów (estrogenów, androgenów, hormonu wzrostu) stwarza korzystne warunki do rozwoju nowotworów hormonozależnych.

• Starość

W organizmie stale zachodzą zmiany genetyczne, które z czasem się kumulują i utrwalają. W związku z tym im dłużej człowiek żyje, tym bardziej prawdopodobne jest, że „nagromadzi” mutacje niezbędne do rozwoju raka.

Aktualne teorie

Istnieją 3 teorie onkogenezy:

• Mutacyjne (ogólnie przyjęte). W genomie komórki zachodzą zmiany mutacyjne. Z czasem ulegają one utrwaleniu, co przyczynia się do powstania guza.
• Epigenomiczne. Nie ma zmian w strukturze genomu, ale następuje przesunięcie w aktywności genów — te geny, które powinny być wyłączone, są aktywowane.
• Wirusowo-genetyczne. Wirus przenika do cząsteczki DNA i „przepisuje” informacje, powodując nieograniczony podział komórek.

Mechanizm kancerogenezy

Guz nowotworowy przechodzi trzy etapy rozwoju:

• Inicjacja (transformacja)

Pod wpływem czynników rakotwórczych w genie regulującym rozmnażanie komórek stopniowo gromadzą się mutacje chorób nowotwórczych. Powoduje to trwałe zmiany w genomie komórkowym — pierwotnie normalne komórki nabywają zdolność do nieograniczonego rozmnażania się w wyniku nieprawidłowych procesów proliferacji i różnicowania.

Naukowcy odkryli również, że DNA normalnych komórek zawiera miejsce, które pod względem składu nukleotydów odpowiada onkogenowi wirusów. Region ten, znany jako protoonkogen, jest nieaktywny w zdrowych komórkach. Pod wpływem czynników rakotwórczych może ulec aktywacji — przekształca się w onkogen komórkowy charakterystyczny dla nowotworów. W takim przypadku dochodzi do syntezy onkoprotein, a normalna komórka przekształca się w komórkę nowotworową.

• Promocja (aktywacja)

Przekształcone (zainicjowane) komórki mogą przez lata pozostawać nieaktywne, a następnie pod wpływem dodatkowych czynników rakotwórczych nastąpi stymulacja podziałów komórkowych — komórki wymkną się spod kontroli i zaczną się intensywnie namnażać.

• Progresja

Promowane komórki atypowe wchodzą w fazę nieuregulowanego wzrostu. Zlepiają się one ze sobą, tworząc węzeł nowotworowy. Dalsze podziały sprzyjają wzrostowi guza, inwazji na sąsiednie tkanki i powstawaniu przerzutów do odległych narządów.

Profilaktyka

Nowotwór złośliwy nie może powstać natychmiast po narażeniu na działanie czynnika rakotwórczego. Aby mogło ono powstać, w DNA muszą się gromadzić uszkodzenia, które zakłócają programy różnicowania i proliferacji.

Okres utajenia (czas od początku mutacji genetycznej do wystąpienia objawów klinicznych choroby) może trwać od 10 do 20 lat.

Stwierdzono, że efekt onkogenny jest wprost proporcjonalny do dawki i czasu działania czynników rakotwórczych. Dlatego też im dłużej i w większej dawce czynnik rakotwórczy wnika do organizmu, tym szybciej powstaje nowotwór. Jeśli jednak zmniejszy się dawkę czynnika rakotwórczego i czas jego oddziaływania na organizm, można znacznie wydłużyć okres utajenia i zminimalizować ryzyko zachorowania na raka.

Jak więc można zapobiegać rakotwórczemu wpływowi na organizm? Przede wszystkim należy wzmocnić swój układ odpornościowy.  Układ odpornościowy zdrowego człowieka z łatwością rozpoznaje i niszczy zmutowane komórki. Udowodniono, że u osób z obniżoną odpornością nowotwory są diagnozowane kilkadziesiąt razy częściej niż u osób zdrowych.

Oczywiście, nie da się uniknąć wpływu czynników rakotwórczych na organizm. Możliwe jest jednak ograniczenie dawki i czasu trwania ekspozycji.

Aby osiągnąć zamierzony cel, należy:

• Wyeliminować produkty zawierające wysokie stężenie dodatków do żywności, niskiej jakości i wątpliwego pochodzenia;
• Ograniczyć spożywanie żywności wędzonej, przygotowywanej na otwartym ogniu oraz zawierającej konserwanty;
• Stale zmieniać olej do smażenia;
• Rzucić palenie, w tym papierosów elektronicznych;
• Zaprzestać picia alkoholu lub przynajmniej zminimalizować jego spożycie.

Zaleca się wykonywanie corocznych badań kontrolnych, aby odpowiednio wcześnie wykryć i leczyć wszelkie nieprawidłowości w organizmie.