Айгуль Жилкишина
За пять миллиардов лет существования живой материи почти все организмы видоизменились. И только она осталась такой, какой была, - Ее величество Клетка. Однако за текущие полвека драматически увеличилось количество болезней. Многие вирусы и микробы видоизменяются, приспосабливаясь к лекарствам, поэтому ученые все чаще говорят о лечении на клеточном уровне. Чтобы понять основы деятельности нашего организма, начнем с самого главного

Все живое на Земле, от высших животных и растений до бактерий, состоит из клеток. Бывают организмы с огромным числом клеток и одноклеточные организмы, но бесклеточных организмов в природе не существует.
Каждая клетка - это “кирпичик”, состоящий из веществ, необходимых для поддержания жизни в нашем организме. Это белки, жиры, углеводы (сахара и полисахариды), витамины, гормоны, органические кислоты и другие сложные органические соединения. Наши клетки обладают важнейшим для их жизни свойством - запасать и тратить энергию. Для этого в клетках работают свои “белковые фабрики” - рибосомы и “энергетические подстанции” - митохондрии. А управляет всеми процессами ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), “суперкомпьютер” нашего организма. Это наш генетический код, который “запрограммирован” на самовосстановление клеток. При этом каждая клетка возникает только при делении предшествующей ей материнской клетки. Однако иногда эта информационная система дает сбой. Почему так происходит?

Клетка клетке
рознь
Рак вовсе не является болезнью современности, хотя успехов в ее изучении исследователи достигли лишь недавно. В начале ХХ века врачи приблизились к пониманию процессов, которые вызывают рак - они раскрыли, что некоторые опухоли образуются из-за вирусов. Ученые установили также, что рак может появиться от воздействия рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Онкологи сейчас изучают, как окружающая среда и образ жизни влияют на наш организм.
Первые в истории человечества описания злокачественных опухолей были составлены еще древними египтянами, а термин для обозначения болезни - рак - предложил древнегреческий врач Гиппократ. Первые операции по удалению раковых образований проводились примерно с I века до н.э.
На данный момент считается, что причиной возникновения злокачественных опухолей становятся мутации в геноме клетки. Изменения в окружающей среде (и в организме) приводят к тому, что генетическая информация в клетке дает сбой. И с этого момента она выходит из-под контроля организма. А поврежденные таким образом клетки становятся атипичными, то есть не совсем нормальными. Такие клетки образуются в организме человека каждый день миллионами. Однако в нашем организме предусмотрена система защиты - запрограммированная гибель ненужных и опасных клеток. От чего зависит этот баланс?
Открыв особые клетки - протоонкогены и гены-супрессоры, ученые объясняют возникновение рака следующим образом. Обычный здоровый ген (протоонкоген) под влиянием различных факторов превращается в онкоген и начинает вырабатывать смертельно опасные белки. А гены-супрессоры, в противовес, вырабатывают белки, препятствующие образованию опухоли. Получается, на одной чаше весов - вызывающие опухоль клетки, а на другой - клетки, которые пытаются этому противостоять. Мутация только одного гена может спровоцировать неконтролируемые изменения в других клетках, а накопление уже трех-шести генетических повреждений приводит к “перевесу” раковой чаши и появлению злокачественной опухоли.
И все же не все так просто. Например, исследователи еще не могут объяснить так называемый парадокс Пето (Peto’s paradox). В чем его суть? Если описанная выше теория мутационного канцерогенеза верна, то теоретически любая клетка может стать злокачественной. Например, в организме кита клеток больше, чем в теле мыши в миллион раз, а живут киты примерно в 50 раз дольше грызунов. Получается, что у кита гораздо больше шансов заболеть раком, чем у мыши. Однако и киты, и мыши болеют раком с одинаковой частотой, а у некоторых пород грызунов опухоли возникают даже чаще, чем у китов.
Кроме того, ученые утверждают, что большинство мутаций накапливается во время первой половины жизни организма, то есть в тот период, когда человек или животное перестает расти. Тем не менее рак чаще всего возникает уже в пожилом возрасте. Кстати, ученые полагают, что старение клеток - также предпосылка для атипичных изменений в них.

Почему атипичная
клетка становится
злокачественной
Исследователи Колорадского университета Андрей Рожок и Джеймс Дегрегори предложили новую, экспериментально подтвержденную теорию возникновения рака. Около 65 млн. лет назад на нашей планете жили динозавры и первые немногочисленные млекопитающие. После падения гигантского метеорита произошли изменения в экосистеме - и на Земле стали доминировать теплокровные млекопитающие. Динозавры вымерли не потому, что они стали слабее, неприспособленнее к жизни или млекопитающие одержали над ними верх. Просто изменилась среда обитания, и произошла смена “лидера”.
По мнению ученых, похожие процессы происходят и в человеческом организме. С возрастом от вредных привычек ткани нашего тела становятся менее здоровыми, и в какой-то момент в организме более сильные раковые клетки начинают доминировать. Раковые клетки могут жить и успешно размножаться в тканях, в которые поступает мало кислорода, но от этого они не становятся “суперклетками”. Они будут в преимуществе только в том случае, если ткани действительно будут плохо снабжаться кислородом - такого у здорового человека не случается. Онкогенетические (то есть способные спровоцировать рак) мутации почти всегда живут в организме человека, но защитные системы держат их под контролем ровно до того момента, пока не изменится вся “экосистема”. Именно к этому заключению пришли Андрей Рожок и Джеймс Дегрегори после проведения многочисленных экспериментов на мышах.
Любая старая, поврежденная или атипичная клетка имеет биологические отличия от нормальной клетки. Как раз по этим отличиям здоровая иммунная система обнаруживает ее, распознает как чужеродную и уничтожает. Если иммунная система ослаблена, она не может распознать такую измененную клетку и уничтожить ее. Часть атипичных клеток выживает также в случае, когда их в организме появляется столь много, что им удается победить даже здоровую иммунную систему.
Поврежденные клетки выживают также в том случае, если нарушена система репарации, то есть плохо работают разнообразные “ремонтные бригады”, которые восстанавливают генетические повреждения. И тогда такая клетка не может быть восстановлена. Таким образом, часть атипичных клеток остается живой, и они начинают интенсивно делиться. После двух-трех делений такой атипичной клетки в ней закрепляются дефектные наследственные признаки. А после четвертого деления клетка превращается в злокачественную.