Вопрос о том, как сахар влияет на метаболизм раковых клеток, обсуждается учеными много лет. Еще в начале прошлого века немецкий ученый Отто Варбург открыл , что раковые клетки получают энергию благодаря процессу гликолиза. В ходе этого процесса идет расщепление глюкозы без доступа кислорода. Одним из продуктов реакции является молочная кислота. Тем не менее, энергии производится мало, зато молочной кислоты получается большое количество.
Варбург, исследуя клетки раковых опухолей, обнаружил, что уровень гликолиза в них может быть в 200 раз выше, чем в обычных, здоровых тканях. Именно поэтому ученый решил, что причиной рака является нарушение обмена веществ в клетках. Спустя некоторое время было доказано, что это вовсе не так, рак вызывают мутации в различных генов. Но какую роль во всем этом играет сахар и причем здесь молочная кислота?
Сейчас этот вопрос немного прояснился. Начиная с 2008 года, группа ученых из Нидерландов и Бельгии ведет изучение процесса обработки сахара раковыми клетками. Опухоли действительно превращают в лактат огромное количество сахара, больше, чем обычные клетки здоровых тканей. Изначально ученые заподозрили наличие связи между глюкозой и семейством генов Ras. Ошибки в этих генах и приводят к развитию опухоли и образованию метастазов.
Ведущим исследователем этого проекта стал профессор Йохан Тевелейн (Johan Thevelein) из Фламандского института биотехнологий (VIB). Вместе с коллегами он стал изучать изменение генов Ras на примере культуры дрожжей. Ученые решили использовать одноклеточные организмы, чтобы исключить возможность погрешностей при работе с гораздо более сложными клетками млекопитающих. В этих клетках идут регуляторные процессы, их большое количество, в отличие от клеток дрожжей.
Результаты своей работы ученые изложили в статье в журнале Nature Communications. В частности, авторы исследования утверждают, что расщепление сахара в дрожжевых и раковых клетках происходит ступенчато. Один из ключевых элементов здесь - это вещество с названием 1,6-бифосфат фруктозы. При скоростном гликолизе этого вещества накапливается большое количество. И именно 1,6-бифосфат фруктозы становится ключевым фактором для активации Ras-белков. А белки, как уже упоминалось, стимулируют быстрое размножение клеток. Ну а для этого быстрого размножения нужна энергия, которую клетки получают из… правильно, сахаров, расщепляемых в процессе гликолиза.
Ученые смогли понять, что процесс клеточного питания такого типа создает цикл, из которого нельзя выйти. Появившиеся раковые клетки вызывают проявление скоростного гликолиза. А этот процесс, в свою очередь, стимулирует появление еще большего количества раковых клеток. Таким образом, команде удалось показать, что так называемый эффект Варбурга делает опухоль более агрессивной.
«В работе показано, что быстрое потребление сахара раковыми клетками стимулирует развитие заболевания и быстрый рост опухоли. Очевидно, что связь между сахаром и раком явная, она имеет далеко идущие последствия», - говорит Тевелейн в описании результатов работы своей команды.
Стоит отметить, что до этого исследования некоторые специалисты утверждали, что сахар никак не влияет на развитие опухолей. Авторы текущего исследования указывают, что именно сахар может быть стимулом развития раковых клеток. Интересно то, что у голых землекопов, животных, которые, как считается, устойчивы к развитию раковых заболеваний, в организме вырабатываются сложные сахара - их не могут использовать раковые клетки. Может быть, это одна из причин, почему землекопы почти никогда не болеют раком.
Фотографии срезов тканей аристократов прошлого с явными признаками наличия раковых заболеваний.
Еще врачам Древнего Египта приходилось сталкиваться в своей практике с различными злокачественными новообразованиями, однако глубокое изучение этих заболеваний стало возможным значительно позже. Адекватное понимание природы опухолевого роста сформировалось лишь в прошлом веке, во многом благодаря теории клеточной патологии немецкого ученого Рудольфа Вирхова, показавшего, что все болезненные процессы в организме сводятся к нарушениям жизнедеятельности его клеток.
Малигнизация клетки
Превращение нормальной клетки организма в злокачественную (её малигнизация) вызывается совпадением целого ряда чрезвычайно редко встречающихся (а тем более, встречающихся совместно) клеточных мутаций. Спровоцировать подобные «поломки» может воздействие различных факторов: ионизирующего излучения, онкогенных вирусов, химических агентов.
Больше других подвержены риску превращения в злокачественные наименее зрелые клетки ткани, а также стволовые клетки, изначально предназначенные для обеспечения процессов регенерации.
Подавление иммунитета
Изменения, произошедшие в наследственном аппарате малигнизиро-ванной клетки, передаются дочерним, которые совместно с родительницей стремятся сформировать злокачественную опухоль. Однако на страже стоит иммунитет, биологический смысл которого как раз и заключается в обеспечении генетической стабильности организма.
Обычно силы иммунного ответа вполне достаточно для освобождения от чужеродного воздействия, и на ранних стадиях здоровый иммунитет уничтожает опухоль. Но если уж он оказался ослаблен и позволил раковым клеткам размножиться, те очень быстро обучаются приемам защиты – раковая клетка, как выяснили недавно британские ученые, способна выделять специальные белки, подавляющие иммунитет хозяина.
Дисплазия. Предрак
Дисплазия еще не являются болезнью в полном смысле этого слова, но уже характеризуется системными нарушениями: появлением атипичных клеток, искажениями их строения, структуры и дифференцировки (специализации).
По мере нарастания дисплазии клетки обычно увеличиваются, форма и размеры клеточных ядер становятся все более разнообразными (выражен полиморфизм ядер). Хроматин (комплекс внутри ядра, состоящий из ДНК и белков, и несущий всю генетическую информацию), в норме плотно упакованный, становится рыхлым. Увеличивается количество ядрышек (плотных структур внутри ядер, образованных РНК и белками), сами же они тоже становятся более крупными.
Слабо выраженная дисплазия имеет все шансы к обратному развитию (что случается достаточно часто), тяжелая дисплазия – это уже облигатный (существенный, обязательный) предрак, т. е. ранняя стадия онкологической патологии.
Ранний неинвазивный рак
Неинвазивный (компенсированный) рак характеризуется равновесием между размножением раковых клеток их гибелью. Иммунитет организма на этом этапе справляется с онкогенными тенденциями, все силы раковых клеток направлены на поддержание своего собственного существования, а не на завоевание дополнительных территорий – инвазия (проникновения в соседние ткани) отсутствует.
Длительность данной стадии может составлять десять и более лет, со стопроцентной пятилетней выживаемостью.
Ранний инвазивный рак
Микроскопический инвазивный (минимальный) рак – злокачественная опухоль, проросшая в соседние ткани не более чем на 0,3 см. В очаге наблюдается клеточный и ядерный полиморфизм, высокая скорость хаотического деления клеток.
Средняя пятилетняя выживаемость высокая; при обнаружении рака на этой стадии прогноз благоприятный.
Начало ангиогенеза
Инвазивная опухоль приступает к продуцированию различных белковых соединений, вызывающих миграцию клеток внутренней поверхности кровеносных и лимфатических сосудов (эндотелиальных клеток) из прилегающей ткани. Под влиянием тех же белковых факторов эти клетки начинают усиленно делиться, внутри опухоли образуются сосуды, что знаменует переход к этапу экспоненциального роста злокачественной опухоли.
Атипия клеток с началом ангиогенеза становится еще более явной. Опухолевые клетки все менее и менее напоминают по своему функционированию и строению клетки исходной ткани.
Новообразование перестраивает свой метаболизм и приобретает устойчивость к дефициту кислорода. В пораженных тканях (подобно тканям эмбриональным) накапливается молочная кислота. В клетках опухоли значительно повышается содержание воды, белков, холестерина, нейтральных жиров.
Говорят: «Ты - то, что ты ешь». Отсюда простой вывод - твое здоровье и твои болезни производное от того, что ты ешь. В борьбе с раком, кроме сложной фармакологии, помогают обычные продукты питания, которые - суть жизни человеческого организма.
Всемирная организация Здравоохранения (ВОЗ) опубликовала список продуктов, которые способствуют общему укреплению иммунной системы, оказывают антидепрессивное воздействие на психику, повышают общий тонус организма. Но самым замечательным свойством этих полезных продуктов является то, что они способны останавливать рост раковых клеток.
Крестоцветные
Брокколи, цветная капуста, кочанная капуста, брюссельская капуста, бок-чой, кресс-салат и другие овощи, уже заслужившие репутацию борцов с раковыми заболеваниями.
Эти овощи содержат индолы, стимулирующие образование мощного антиоксиданта — фермента глутатионпероксидазы. Ученые считают, что индолы инактивируют избыточные эстрогены, способные служить причиной рака, в особенности — опухолей молочной железы. Эти овощи содержат также много витамина С, мощного антиоксиданта. Для максимальной сохранности индолов, эти овощи желательно употреблять в сыром виде, или после непродолжительной обработки паром.
Соя и продукты из сои
Соевые бобы и любые продукты, приготовленные из сои (тофу, темпех, мисо и соевый соус), предотвращают размножение злокачественных клеток. Кроме того, они содержат изофлавоны и фитоэстрогены, обладающие противоопухолевой активностью. Вдобавок соевые продукты снижают токсическое воздействие облучения и химиотерапии.
Лук разных сортов и чеснок
Чеснок обладает хелаторными свойствами, то есть способностью связывать токсины, включая, например, потенциально канцерогенный кадмий из сигаретного дыма, и удалять их из организма. Еще он активирует белые кровяные клетки, которые поглощают и уничтожают раковые клетки. Одним из наиболее распространенных видов рака является рак желудка, однако регулярный прием в пищу чеснока и лука снижает вероятность этого заболевания. Чеснок вдобавок служит источником серы, необходимой печени для выполнения детоксицирующей функции.
Лук действует сходным образом, хотя и в меньшей степени. И чеснок и лук содержат аллицин, серосодержащее вещество, обладающее мощным детоксицирующим эффектом. Учитывая, что печень является универсальным органом, очищающим наше тело от любых канцерогенов и болезнетворных микробов, значимость лука и чеснока невозможно переоценить.
Водоросли бурые
В бурых водорослях содержится много йода, который необходим для щитовидной железы, регулирующей метаболизм сахара (энергии) в крови. Известно, что, начиная примерно с 25 лет, щитовидная железа постепенно уменьшается в размере, и у многих людей с возрастом обнаруживают недостаточность её функции (снижение выработки гормонов). Если выработка энергии снижается, то метаболизм сахара в крови соответствующим образом изменяется, что создает благоприятные условия для возникновения рака. В бурых водорослях содержится много селена, который является мощным антиоксидантом.
Орехи и плодовые семечки
В миндальных орешках есть леатрил, натуральное вещество, в составе которого имеется цианидоподобная субстанция, смертоносная для злокачественных клеток. Древние греки, римляне, египтяне и китайцы принимали в пищу семена и косточки таких фруктов, как абрикосы, считая, что те подавляют развитие рака.
Льняное и кунжутное семя, тыквенные и подсолнуховые семечки содержат в своей твердой наружной оболочке лигнаны . Это так называемые фитоэстрогены (вещества, имитирующие по своему действию гормон эстроген), которые способствуют удалению избыточного эстрогена из организма. Излишек эстрогена, как известно, стимулирует возникновение гормонозависимых видов рака, в частности, рака молочной железы, яичников и матки.
Много лигнанов содержится также в соевых бобах, тофу, мисо и темпехе — возможно, это одна причин, почему в азиатских странах меньше распространены гормонозависимые виды рака.
Грибы японские и китайские
Грибы маитаке, шиитаке и реи-си содержат мощные иммуностимуляторы — полисахариды под названием бета-глюканы.
В обычных грибах их нет, поэтому имеет смысл поискать эти природные восточные снадобья, пусть даже в сушеном виде, в супермаркетах и лавках, торгующих китайской пищей. Используйте их в любых блюдах, куда добавляют грибы.
Томаты
В последние годы на помидоры обратили особое внимание в связи с обнаружением у них противоопухолевых свойств. Помидоры содержат ликопен, мощный антиоксидант
Рыба и яйца
Являются богатым источником омега-3 жирных кислот, угнетающих образование раковых клеток. На настоящий момент предпочтение из пород рыбы отдается камбале.
Цитрусы и ягоды
Цитрусовые фрукты и клюква содержат биофлавоноиды, поддерживающие и усиливающие антиоксидантную активность витамина С, которым эти фрукты и ягоды особенно богаты. В клубнике, малине и гранате содержится эллаговая кислота - сильный антиоксидант, который предупреждает повреждения генов и замедляет рост раковых клеток. С черникой мы также получаем вещества, предотвращающие окислительные процессы и замедляющие процессы старения.
Полезные приправы
Куркума (турмерик), - порошок ярко-желтого цвета из клубней растения из семейства имбирных, широко использующийся в качестве приправы. Куркума обладает хорошими антираковыми свойствами, особенно в лечении рака кишечника и мочевого пузыря. Она способна уменьшать выработку организмом особых энзимов, связанных с воспалительными процессами, количество которых ненормально высоко у пациентов с некоторыми видами воспалительных заболеваний и рака.
Чай
И зеленый, и черный, содержит некоторые антиоксиданты, известные как полифенолы (катехины), обладающие способностью препятствовать делению раковых клеток. Наиболее эффективен в этом отношении зеленый чай, чуть менее - черный, а травяные чаи, к сожалению, не показали этой способности.
Согласно докладу, опубликованному в Журнале Клеточной Биохимии (США) в июле 2001г., эти полифенолы, в большом количестве содержащиеся в зеленом и черном чае, красном вине и оливковом масле, могут защищать от различных видов рака. Сухие листья зеленого чая по весу содержат примерно 40% полифенолов, поэтому потребление зеленого чая может значительно сокращать риск возникновения рака желудка, кишечника, легких, печени и поджелудочной железы.
А есть ли продукты, которые, наоборот, повышают риск заболевания раком или ухудшают течение болезни? Такие продукты существуют, и это в первую очередь:
Алкоголь
Установлено, что злоупотребление алкоголем повышает риск развития рака ротовой полости, гортани, глотки, пищевода, печени и груди. Женщинам из групп высокого риска развития рака молочных желез следует вообще избегать употребления алкоголя, поскольку приём даже нескольких порций алкоголя в неделю повышает вероятность развития данного заболевания.
Мясо
Потребление мяса при заболевании раком или при повышенном риске его возникновения следует ограничить. По данным нескольких исследований, более высокий риск возникновения рака толстой кишки и желудка обнаружен среди лиц, чья диета в основном состоит из мясной пищи, приготовленной в условиях кулинарной промышленности. Возможно, это связано с добавлением нитритов, широко используемых в кулинарии в качестве пищевых добавок. Кроме того, в мясе содержится холестерин, а потребление жирной, высококалорийной и холестериновой пищи приводит к развитию ожирения, которое связывают с более высоким риском развития онкологических заболеваний (рака груди у женщин в постменопаузе, эндометрии, толстой кишки, желчного пузыря, пищевода, поджелудочной железы, почек).
Недавно были опубликованы данные ученых из Стокгольма. Шведские медики обобщили статистику научных исследований, в которых приняло участие почти 5 тысяч человек. Выяснилось, что при увеличении потребления продуктов из переработанного мяса всего на каждые 30 граммов в сутки риск развития рака желудка повышается на 1538%. По мнению ученых, повышенный риск рака может быть связан с добавлением в эти продукты нитратов и консервантов. В больших количествах эти вещества являются канцерогенами. Второй немаловажный фактор воздействие токсичных веществ, образующихся при копчении мяса.
Соль и сахар
Было выявлено, что лица, употребляющие большое количество продуктов, приготовленных с помощью засаливания, больше подвержены развитию рака желудка, носоглотки и гортани. Данных о вреде соли, используемой в качестве приправы нет, но и тут нужна умеренность. Потребление большого количества сахара опасно в плане развития избыточного веса, который, как уже указывался, повышает риск развития рака. Лучше заменить его медом.
Заболевание клеток организма влияет на время развития рака. Человеческое тело состоит из миллионов специализированных клеток, что образовывают различные органы, мышцы, кости, кожу, кровь. В центре клетки находится ядро, которое содержит гены. Они контролируют функции клеток.
Как полагают ученые, каждый вид рака начинается в одной аномальной клетке. Развитие рака происходит из-за утраты способности генов контролировать нормальное функционирование клеток.
У всех людей есть риск развития злокачественных опухолей. Многие виды рака развиваются без всякой видимой на то причины или же поддаются воздействию многих факторов.
Ведущие клиники за рубежом
Развитие рака: как начинается процесс зарождения и развития опухоли?
Пожилые люди более восприимчивы к развитию рака, чем другие группы, потому что многостадийный процесс может занять 14-15 лет, прежде чем будут видны первые клинические признаки. Рак представляет собой последовательность событий, связанных с воздействием вредных факторов, которые происходят в клетках ДНК. Исследователи предполагают, что существует цепь из пяти или шести аномальных совпадений, прежде чем проявится злокачественное образование.
Некоторые люди генетически восприимчивы к раку, потому что обладают онкологическими высокоактивными ферментами.
Существует три фазы развития рака, участвующие в образовании раковой опухоли:
- Первый этап состоит из мутаций ДНК, которые не подвергаются репарации ферментов или поддаются неправильной репарации.
- Вторым шагом является продвижение, что включает в себя работу по развитию неконтролируемого роста и мутирования клеток. Они просто теряют способность воспроизводиться.
- Третья фаза ‒ метастазы. Это вторжение раковых клеток в соседние здоровые ткани, а также миграция раковых клеток по кровеносной и лимфатической системам.
Причины развития рака
Физическое повреждение тканей может вызвать пролиферацию клеток. Некоторые мутагены повреждают окружающие ткани, что приводит к клеточной пролиферации и, соответственно, к раку.
Эти события происходят в течение длительного периода времени. Мутирование клеток происходит из-за воздействия техногенных загрязнителей окружающей среды и токсинов, которые встречаются в пище, минералах и самом организме как следствие окисления побочных продуктов обмена веществ.
Примеры встречающихся в природе канцерогенов включают:
- афлатоксин ‒ побочный продукт плесени, найденный в арахисовом масле;
- изоцианат ‒ содержится в коричневой горчице;
- эстрагол ‒ входит в биологический состав листьев базилика;
- нитрозамины ‒ вещество, что вырабатывается в процессе приготовления бекона;
- бензпирен ‒ обнаруживается в обугленных продуктах или блюдах, приготовленных на гриле.
Факторы развития рака
На сегодняшнее время точно не установлено, что именно является ключевым фактором, что влияет на возникновение и развитие онкологии . Однако, медицина выделяет следующие факторы:
- Генетическая составляющая:
Образованию опухоли предшествуют мутации клеток. Иногда человек имеет предрасположенность к некоторым изменениям или же рождается с ними. Например, BRCA1 и BRCA 2 ‒ гены рака молочной железы. Женщины, которые имеют эти дефектные гены, характеризуются более высоким риском развития злокачественных опухолей груди.
- Иммунная система:
Люди, которые имеют нетипичные проблемы с иммунитетом, также подпадают под группу риска «рак ‒ развитие болезни ».
- Хронические инфекционные заболевания и пересадка органов:
Хронические инфекции, а также пересаженные органы, постоянно стимулируют атипическое деление клеток, склонных к развитию генетических ошибок.
- Воздействие ультрафиолетового излучения:
Провоцирует образование базально-клеточной карциномы, плоскоклеточного рака и .
- Вирусы:
Также способны вызывать некоторые виды рака. Вирус рака не всегда дает себя обнаружить. Зачастую происходит так, что раковые изменения выявляются на позднем периоде, когда вирус уже успел вызвать генетические изменения в клетках.
Влияют на формирование таких опухолей:
- Онкозаболевания половых органов у женщин, вызваны вирусом папилломы человека.
- Клеточный лейкоз Т и вирус лейкемии клеток человеческого Т взаимосвязаны.
- Лимфома (вирус Эпштейна-Барра). Например, около 40% пациентов с лимфомой Ходжкина и четверть случаев с лимфомой Беркитта были связанны с этим вирусом.
- Первичный рак печени (гепатит B и C).
- Бактериальная инфекция:
Исследования показали, что у людей с Хеликобактер Пилори и постоянными воспалительными процессами слизистой оболочки желудка увеличенный риск развития онкозаболеваний желудочно-кишечного тракта.
Раковые клетки, которые отрываются от опухоли в поисках нового «дома», предпочитают дальнейшее развитие в мягких органах
Разгадана загадка того, какое развитие претерпевают раковые клетки в организме. 7.08.2014 г. Раковые клетки, которые отрываются от опухоли в поисках нового «дома», предпочитают дальнейшее развитие в мягких органах. Некоторые особо «предприимчивые» раковые клетки могут вызвать развитие рака вследствие того, что распространяются на другие органы или уклоняются от лечения, чтобы возродиться после, когда пациент будет находиться в стадии ремиссии. Исследователи обнаружили, что такие «поселения» раковых клеток могут скрываться бессимптомно в жестких клеточных средах, а процветать в мягких тканях организма.
Мягкие ткани идеально подходят для развития раковых клеток
Почему остается несколько раковых клеток, а затем они возвращаются, становясь намного сильнее? По всей видимости, раковые клетки имеют некоторые общие свойства со стволовыми клетками, что позволяет им метастазировать и осуществлять свое развитие в различных тканях. Если Вы возьмете клетку печени и положите ее в легкие, она умрет. Однако будет жить недифференцированная клетка.
Два года назад группа ученых создала способ выбора “поселений” раковых клеток (TRCs) из культуры. Благодаря этому методу отбора, исследователи выделили и исследовали TRCs из меланомы, агрессивного рака кожи. Ученые хотели увидеть, как механическая среда вокруг клеток влияет на их способность размножаться и вызывать новые опухоли.
Исследователи выращивали раковые клетки на гелях различной жесткости – некоторые очень мягкие, а некоторые более твердые, что имитировало различные типы тканей в организме. То, что они обнаружили, удивило их.
Почему метастазирование раковых клеток происходит в мягких тканях?
TRCs, помещенные в очень мягкие гели, росли и распространялись, как и ожидалось. Клетки расположенные в жестких гелях не размножались; однако, они не умерли, они находились в состоянии покоя. Когда исследователи затем перевели эти спящие TRCs с мягкого геля, раковые клетки начали свое развитие – размножаться и распространяться. Ученые считают, что эти свойства покоя и пробуждения в зависимости от окружающей механической среды, могут объяснить, почему мягкие ткани (мозг или легкие) являются наиболее уязвимыми к метастазированию.
В организме человека существует много различных типов органов, в которых твердые опухоли образуются, но метастазы преимущественно образуются в мягких тканях. Мозг, легкие, печень и костный мозг – это все мягкие ткани. Таким образом, это не может быть совпадением.
Ученые надеются решить вопрос о том, что делать с устойчивостью TRCs к препаратам, вследствие чего рецидивы рака гораздо труднее лечить. Если решить эту загадку, то врачи смогут бороться с рецидивами рака. Кроме того, понимание развития TRCS может привести к лечению, которое предотвращало бы метастазирование.