Живучесть биоорганизмов

Живучесть биоорганизмов
Александр Григорьевич Мовсесян

В книге приведен новый взгляд на возникновение и протекание онкозаболеваний, а также механизмы, направленные на обеспечение живучести организма за счет недопущения возникновения и развития онкотрансформации. Рассмотрена эволюция концепций возникновения онкозаболеваний, показаны их особенности и возможности на их основе разрабатывать средства, способные противодействовать развитию онкопатологии.

Живучесть биоорганизмов

Александр Григорьевич Мовсесян

© Александр Григорьевич Мовсесян, 2023

ISBN 978-5-0059-9541-4

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Наступит день, и рак будет закован в железные цепи. И лекарство будет содержать много железа.

    Ванга

Как правило, работы по проблеме онкозаболеваний начинаются с описания статистических данных о росте заболеваемости, об увеличении случаев рецидивов у переболевших людей и другой запугивающей информации. В данной работе мы не будем следовать этой традиции, так как нашей целью является рассмотрение нового подхода к возникновению онкозаболеваний и выработка инструментальных средств, основанных на целевом (целебном) питании и направленных на предотвращение возникновения и профилактику рецидивов онкозаболеваний. Мы при этом всячески будем стараться не подбрасывать дров в огонь и без того существующего страха перед этим коварным заболеванием. Основное содержание будет сосредоточено на научных данных об удивительной живучести онкоклеток и механизмах живучести организма, выработанных в процессе эволюции за много лет существования онкозаболеваний. Под живучестью в данном случае понимается способность живого организма оставаться в живых при болезни или травмах и выздоравливать впоследствии.

Приведены и проанализированы факторы, приводящие к возникновению онкозаболеваний. Такими факторами являются различные канцерогенные воздействия, гормональные дисбалансы, генетические и эпигенетические нарушения, избыточный вес, хронические воспалительные процессы, окислительный стресс, недостаточная эффективность иммунной системы, хронический стресс, неправильное питание и т. д. Уже сегодня все четче видна роль мутаций в обеспечении живучести онкоклеток и понимании роли эволюции в этом процессе. Принято считать, что эволюционные изменения – это крайне медленный процесс, длящийся тысячелетиями, однако за время жизни одного человека успевает смениться больше поколений клеток, чем людей за всю историю человечества, именно поэтому внутри организма человека эволюция осуществляется значительно быстрее, и как раз эволюция за время жизни одного человека может привести к возникновению и развитию онкоклеток. Это является одним из главных эволюционных парадоксов онкопатологии. Еще одним эволюционным парадоксом является то, как и почему эволюция может привести онкоклетки к разрушению организма, который им вроде бы необходим для самосохранения. Эти вопросы будут рассмотрены в работе.

Особо пагубное влияние на развитие рака оказывают ангиогенез и метастазирование, поэтому крайне важны способы противодействия этим процессам.

В работе рассмотрена новая парадигма онкотрансформации, основанная на эволюции живых систем. Автор исходит из того, что рак возник одновременно с возникновением многоклеточных организмов и представляет собой эволюционную регрессию к одноклеточной форме существования. Отмечена особая роль «почвы» (микроокружения), на которой может прорасти семя рака, ее специфика и связанный с ней риск возникновения онкотрансформации. Несмотря на то, что семя рака может находиться в любой клетке организма, «прорасти» оно может только на определенной «почве» и при определенных условиях. Значительное внимание в работе направлено на рассмотрение влияния нутриентов, содержащихся в продуктах питания, на блокирование процессов, связанных с возникновением и развитием рака или его рецидивов. К сожалению, данное направление часто недооценивают и (или) им пренебрегают, даже несмотря на то, что в настоящее время уже имеется большое количество исследований, доказывающих эффективность определенных, выделенных из пищи соединений, для предотвращения и терапии онкозаболеваний. При этом важно отметить, что отнюдь не отвергая традиционные методы лечения онкозаболеваний, – хирургическое вмешательство, химиотерапию, лучевую терапию, незаменимые в определенных ситуациях при наличии онкопатологии faute de mieux, – представляется вполне разумным дополнить их специально подобранным целевым питанием, направленным на повышение эффективности исцеления организма, что позволит улучшить общий результат онкотерапии. Понимание и правильное использование биохимии питания позволит не только повысить эффективность онкотерапии, но и значительно снизить риск возникновения онкозаболевания. Доказанный лечебный эффект конкретных фитонутриентов позволяет использовать эти мощные противораковые агенты и как самостоятельный инструмент предотвращения и излечения рака. Красной нитью через весь раздел будет проведена мысль и доводы о том, что правильное питание может исцелять.

Отдельно рассмотрены вопросы питания при некоторых наиболее распространенных видах онкозаболеваний, таких как рак легких, рак молочной и предстательной желез, рак желудочно-кишечного тракта, включающий рак желудка, колоректальный рак, рак поджелудочной железы, рак пищевода.

Часть 1. Факторы, влияющие на возникновение онкопатологи

Глава 1. Процессы, способствующие образованию опухолей и их особенности

Осознание своей болезни и готовность лечиться – уже начало исцеления.

    Мигель де Сервантес

Формирование опухоли не является мгновенным явлением, а происходит вследствие продолжительного процесса, который может длиться многие годы, а это означает, что раковые клетки в этот период исключительно уязвимы, что дает возможность влиять на факторы, способствующие формированию опухоли, и на процессы ее развития с целью создания условий для их обратимости. Вмешиваясь в процесс на этапе скрытого развития заболевания, можно помешать опухоли достичь зрелого состояния, в противном случае противостоять ей будет значительно сложнее.

Объективности ради, необходимо отметить, что полная и последовательная картина процессов, приводящих к возникновению раковой опухоли, в настоящее время отсутствует. Однако уже накоплено большое количество факторов, вызывающих развитие опухолей – канцерогенов. К этим факторам относятся:

– физические: солнечная радиация, ионизирующее излучение, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, электромагнитные поля;

– химические: полициклические ароматические углеводы, нитрозамины, афлатоксины, азокрасители;

– вирусные: вирус гепатита В, вирус гепатита С, вирус Эпштейна-Барра, вирус папилломы человека и т. д;

– вредные привычки: алкоголь, наркотики, курение, переедание;

– физиологические: хронические заболевания, недостаточная физическая активность, избыточный вес, наличие множества выпуклых невусов;

– стрессовые: длительные психологические кризисы, фрустрации, дистрессы, затяжные депрессии, глубокие переживания;

– генетические: полиморфизмы или мутации генов, ответственных за пролиферацию, апоптоз, репарацию, синтез NK-киллеров, а также мутации генов, ассоциированных с определенными видами онкологических заболеваний, например BRCA1 и BRCA2 – повышенный риск рака груди, ARC – предрасположенность к полипозу толстой кишки и т. д.

– эпигенетические: экспрессия определенных протоонкогенов, депрессия генов-супрессоров, депрессия генов, ответственных за репарацию, апоптоз и т. д.

Длительное воздействие канцерогенных факторов может приводить к трансформации нормальных клеток в злокачественные, которые, обладая рядом важнейших свойств, обеспечивают дальнейший злокачественный рост возникшей опухоли. Этими свойствами являются:

1. Иммортализация – способность клеток к бесконечному делению. Как известно, деление зрелых клеток ограничено определенным числом (лимит Хейфлика), после чего происходит остановка размножения и гибель клеток. Опухолевые клетки этому механизму не подчиняются и продолжают размножаться без ограничения.

2. Аутокринная регуляция. Нормальные клетки делятся вследствие действия факторов, внешних по отношению к клетке. Эти факторы основаны либо на эндокринной, либо на паракринной регуляции. Характерная для опухолевых клеток аутокринная регуляция заключается в том, что одна и та же клетка является и источником фактора роста (сама секретирует различные факторы роста, инициирующие пролиферацию), и его мишенью. В результате постоянно поддерживается самовозбуждение клетки, что приводит к неограниченному размножению, а сама клетка становится полностью автономной.

3. Индифферентность к контактным рост-ингибирующим сигналам. Нормальные клетки пролиферируют до момента создания плотного монослоя и формирования межклеточных контактов, а далее их размножение останавливается вследствие действия антипролиферативных сигналов. Это обусловлено тем, что деление клеток должно останавливаться при отсутствии свободного места, ибо каждая ткань должна содержать только определенное количество клеток. Опухолевые клетки даже после установления межклеточных контактов не реагируют на рост-ингибирующие сигналы и продолжают непрерывно делиться, наслаиваясь друг на друга и увеличивая размеры опухоли.

4. Блокирование апоптоза. Апоптоз является крайне важным защитным механизмом от аккумуляции аномальных клеток. При самых разных повреждениях клетки, в том числе ее ДНК или других атрибутов, запускается механизм запрограммированной смерти клетки, в том числе обеспечивающий поддержание в организме определенного количества клеток. Злокачественные клетки обладают способностью секретировать особые вещества, дезактивирующие апоптоз, и таким образом избегают клеточного самоубийства и приобретают повышенную живучесть.

5. Ослабление клеточной специализации. В основном клетки, находящиеся в различных органах, дифференцированы, т. е. имеют определенный фенотип, соответствующий этому органу. Злокачественные клетки часто низкодифференцированны, что вызвано их возникновением из незрелых клеток, в которых, видимо, каким-то образом заблокирована дифференцировка. Правда, некоторые опухоли, например, аденокарцинома толстой кишки, сохраняют способность к дифференцировке, что говорит о неуниверсальности данного свойства опухолевых клеток.

6. Разнообразие и атипия. В структуре опухолевых клеток могут быть обнаружены разные по строению клетки. Они отличаются от клеток ткани, давшей начало развитию опухоли. Причем если доброкачественные опухоли отличаются только тканевой атипичностью, то злокачественные – как тканевой, так и клеточной атипией.

7. Ангиогенез. Для развития опухоли необходимо постоянно снабжать ее клетки кислородом и питательными веществами. Это осуществляется за счет формирования новых кровеносных сосудов, ответвляющихся от уже существующих в близлежащих тканях мелких сосудах, и прорастания их в опухоль. Запускают процесс ангиогенеза ряд факторов роста, таких как фактор роста эндотелия сосудов (ангиопоэтин-2а), эпидермальный фактор роста тромбоцитов, плацентарный фактор роста, основной фактор роста фибробластов, фактор некроза опухолей, тромбоцитарный фактор роста эндотелиоцитов, а также продуцирование клетками опухоли протеаз, повреждающих внеклеточный матрикс, без чего невозможно прорастание новых кровеносных сосудов. Немаловажную роль в процессе ангиогенеза играет способность опухолевых клеток снижать в микроокружении уровень белков – ингибиторов роста новых сосудов, среди них ангиостатин, эндостатин, тромбоспондин-1, ламинин, фибронектин и т. д. Некоторые исследователи полагают, что воспалительный процесс, индуцируемый провоспалительными цитокинами (интерлейкинами 1, 6, 8), также способствует ангиогенезу за счет секреции клетками воспаления цитокинов, которые к тому же стимулируют пролиферацию неопластических клеток и синтез металлопротеаз.

8. Метастазирование. Метастазирование становится возможным вследствие приобретения клетками злокачественной опухоли двух качеств – повышенной клеточной подвижности и протеолитической активности. Возможность проникновения злокачественных клеток в отдаленные от опухоли органы и ткани обусловлена низким адгезионным взаимодействием опухолевых клеток друг с другом, а также с внеклеточным матриксом. Этому также способствует продуцирование опухолевыми клетками протеолитических ферментов, разрушающих окружающий опухоль внеклеточный матрикс, что позволяет освободить путь для миграции клеток. Для разрушения межклеточных контактов опухолевые клетки осуществляют протеолитическую активацию сигнальных белков, которые опосредованно, через стимуляцию разнообразных факторов транскрипции, повышают продукцию матричных металлопротеиназ, расщепляющих белки Е-кадгерины, ответственные за межклеточную адгезию.

Итак, сначала онкоклетки должны оторваться от основной опухоли. Затем не погибнуть при прохождении по кровеносным сосудам, с учетом того, что их могут атаковать клетки иммунной системы. Потом выйти из сосуда и колонизировать новое место обитания, отличающееся от места зарождения. Для успешного прохождения всего этого сигнального пути онкоклетки должны приобрести много очень непростых навыков, что обеспечивается многочисленными генетическими мутациями. Онкоклетки, которые смогли приобрести соответствующие навыки, выживают и становятся метастазами, но большинство оторвавшихся онкоклеток, не приобретшие необходимые мутации, погибают.

9. Генетическая изменчивость. В основе генетической изменчивости опухолевых клеток лежат:

– ошибки воспроизведения генетической программы;

– снижение эффективности механизмов репарации ДНК;

– нарушение регуляции клеточного цикла в неопластических клетках.

Генетическая нестабильность и накопление генетических нарушений способствуют увеличению количества злокачественных клеток и развитию опухолевого роста.

Теперь несколько слов о том, как раковая клетка извлекает энергию. Существуют два способа получения энергии клетками: с помощью кислорода (аэробный способ) и без участия кислорода. Самый эффективный способ называется окислительное фосфорилирование, при котором глюкоза сжигается в кислороде с образованием 36 молекул аденозинтрифосфата (АТФ), в которых и хранится энергия, и углекислого газа, выдыхаемого легкими. Окислительное фосфорилирование осуществляется в митохондриях, которые вследствие этого иногда называют энерго станциями клеток. Если кислорода не хватает, клетки могут использовать так называемую анаэробную ферментацию или гликолиз, при котором производятся 2 молекулы АТФ и молочная кислота в виде отхода. Удивительно, но онкоклетки используют именно этот казалось бы менее эффективный способ получения энергии, даже если кислорода достаточно. Причем эта энергия вырабатывается не в митохондриях, как у здоровых клеток, а в цитоплазме. Такой способ получения энергии свойственен в 80% всех случаев онкопатологии и называется эффектом Отто Варбурга, описавшего его в 1927 году. Правда, для компенсации недостаточности получаемой таким способом энергии онкоклетки перерабатывают в разы быстрее глюкозу, экспрессируя на своей поверхности намного больше, чем в здоровых клетках, инсулиновых рецепторов.

Мы рассмотрели основные особенности, свойственные злокачественным опухолям, но отчего возникают сами опухоли? Достоверного ответа на этот вопрос в настоящее время не существует. Однако разработаны многочисленные гипотезы, концепции и теории, в которых предпринята попытка более или менее правдоподобного объяснения этиологии возникновения опухолей.

Широко известный тезис, что болезнь легче предупредить, чем лечить, в случае онкологии более чем актуален. Смена парадигмы и акцентов в борьбе с раком в сторону профилактики представляется наиболее логичной в попытках искоренить или хотя бы минимизировать это зло. Здесь необходимо сразу оговориться, профилактика онкозаболеваний – это тоже непростая задача, ведь, как мы видели, рак – это сложное заболевание, имеющее множество форм, причин возникновения, особенностей. Однако есть целый ряд обстоятельств, указывающих на «узкие места» рака и позволяющих осуществлять направленные действия на предотвращение заболевания.

Раковые клетки теряют свою силу когда:

– против них мобилизуется иммунная система организма;

– ткани не затронуты воспалением, без которого раковые клетки не могут расти и проникать в соседние ткани;