Рак как биологический феномен

Природа проста и не роскошествует излишними причинами. Исаак Ньютон. Должно быть, нет другого раздела науки, где бы уживалось такое множество теорий, как в онкологии. Каждый автор касается какой-либо отдельной стороны вопроса, но придает ей чрезвычайное значение. В своих теориях онкологи придерживаются той же стратегии, что и исследователи в других областях знаний, - стремятся раскрыть механизм явлений. Однако некоторые принципиальные различия между живой и неживой природой диктуют разный подход при построении теории в биологии или медицине по сравнению, например, с теориями в физике или химии. то, что злокачественные опухоли возникают под действием факторов, резко отличающихся между собой.

Например, рак кожи можно вызвать, смазывая кожу метилхолантреном, а также воздействуя на нее ионизирующим излучением. Казалось, что этими столь сильно отличающимися между собой факторами удается не только точно поразить, но, что в данном случае особенно удивительно, нужным образом перестроить необходимые участки хромосом для того, чтобы возникли клетки с новыми прогнозируемыми свойствами. Возможность получения в эксперименте опухолевых клеток как бы с запланированными свойствами, не используя для этого ни генную инженерию, ни какие-либо другие методы направленного воздействия на хромосомы, указывает на то, что механизмы, определяющие эти свойства, уже существовали в клетке, а канцерогенные агенты только активизировали их, давая им возможность проявиться.

С открытием онкогенов были найдены материальные носители, определяющие свойства злокачественных опухолей. Значение онкогенов состоит не только в том, что они наиболее реально отражают механизм канцерогенеза. Важно также, что они заставляют изменить взгляд на опухолевую клетку как на больную, ущербную, дефектную, с нарушенным обменом веществ и другими подобными отрицательными эпитетами. Наличие онкогенов и протоонкогенов в нормальных клетках всех видов животных убедительно свидетельствует, что канцерогенез является закономерным и, следовательно, биологически необходимым процессом. Генетический анализ показал близкое сходство онкогенов насекомых, рыб, млекопитающих и человека, что свидетельствует об их древнейшем происхождении. Сходство основных свойств клеток злокачественных опухолей у животных, стоящих на разных уровнях, также подтверждает это. Логично предположить, что причиной активизации онкогенов являются условия, характерные для существования реликтовых организмов. Несмотря на то, что особенности раннего периода жизни на Земле недостаточно известны, о некоторых из них можно предполагать с достаточной достоверностью.  В отличие от нормальных клеток, у которых гликолиз включается при снижении парциального давления кислорода, опухолевые клетки используют ферментативное расщепление глюкозы, несмотря на достаточное количество кислорода. Из этого следует, что в клетках злокачественных опухолей не столько поврежден механизм дыхания, сколько активизируется механизм получения энергии, характерный для существ, стоящих на низших ступенях эволюционной лестницы. Способность клеток злокачественных опухолей к неограниченному росту рассматривают как результат потери клетками регуляторных механизмов. Однако в большей степени этот факт указывает на то, что в опухолевых клетках активизировался механизм размножения, характерный для древнейших существ.

Неограниченное размножение характерно для простейших организмов и является одним из важнейших условий для сохранения вида. На ранней стадии возникновения жизни организмы должны были жить не только при низком содержании кислорода в атмосфере или при его полном отсутствии. Если же одновременно с облучением снижать парциальное давление кислорода, то есть имитировать коренные особенности условий существования реликтовых существ, злокачественное перерождение клеток происходит даже в культуре тканей вне организма. То же можно отметить в отношении химических канцерогенов.

Некоторые из них, как, например, бензпирен и афлатоксины, синтезируются растениями и грибами. Высок уровень полициклических Свойства неживых объектов постоянны. Время как бы и не влияет на них. Другое дело - живая природа. Сохранение жизни организма возможно только при условии непрерывных изменений, которые в нем происходят. В течение жизни изменяется не только организм, но в каждом поколении особи отличаются от родителей. Вместе с тем некоторые свойства передаются из поколения в поколение в течение многих миллионов лет. Этот консерватизм отдельных признаков при постоянной изменчивости других требует ответа на вопрос, зачем природа сохранила и закрепила данное свойство, в чем биологический смысл, то есть целесообразность этого явления. В общих чертах ответ дает теория Ч. Дарвина: биологический отбор закрепляет те свойства, которые полезны для биологического вида. Из того, что злокачественные опухоли возникают у всех видов животных, следует, что, несмотря на множество изменений, которые происходили посредством эволюции, природа сохранила механизмы канцерогенеза на всех уровнях жизни.

Это означает, что злокачественные опухоли несут в себе какую-то целесообразную функцию и входят в систему выживания. Объяснить эту кажущуюся парадоксальность - значит понять биологическую сущность канцерогенеза. Рассмотрим в этом плане некоторые данные экспериментальной онкологии. Злокачественные опухоли могут быть индуцированы в эксперименте воздействием так называемых канцерогенных агентов - факторов, неблагоприятных для нормального существования. Возникающие при этом опухолевые клетки отличаются от своих родоначальников, нормальных клеток, рядом свойств. Эти новые свойства закрепляются генетически и передаются последующим поколениям клеток при их делении. Таким образом, в индукции опухолевых клеток прослеживаются основные моменты возникновения нового биологического вида: происхождение их от общего родоначальника, наличие отличающихся от него признаков и передача новых свойств потомству. В результате изменений особи нового вида приобретают определенные преимущества: условия, которые для родителей были неблагоприятными, становятся для них нормальными, они либо дольше живут, либо быстрее размножаются. В конечном итоге новый вид оказывается способным увеличивать свою биологическую массу по сравнению с исходным. Эти особенности проявляются также в опухолевых клетках.  Такие свойства, как слабые межклеточные связи, отсутствие органной специфичности и способность к неограниченному размножению, дают опухолевым клеткам возможность быстро распространиться в экологической нише, которой для них является организм. Вместе с тем между классическими представлениями о биологическом виде и малигнизацией имеются определенные различия.

Изменения, которые ведут к возникновению нового вида, касаются целого организма, в то время как при озлокачествлении изменяются только отдельные его клетки. Поскольку в клетках злокачественных опухолей хромосомы по сравнению с нормальными клетками несколько изменены, канцерогенез является мутационным процессом. Однако при озлокачествлении мутация отличается от классических представлений. В то время как изменения, которые могут произойти при мутационном процессе, предугадать невозможно, при индукции злокачественных опухолей экспериментатор может предсказать не только, в каком органе возникает опухоль, но и примерный срок ее появления, морфологические и некоторые другие особенности будущего новообразования.

Точность прогнозирования такова, что может создаться впечатление, будто исследователь направленно воздействует на те участки генетической системы, которые ответственны за признаки злокачественности. Поразительным является также ароматических углеводородов (химические канцерогены) в продуктах извержения вулканов. В древнейшие времена, когда вулканическая активность была особенно интенсивной, а растений существовало значительно больше, высокий фон естественных канцерогенных углеводородов был нормальным для живших тогда существ. Правильность такого предположения подтверждается тем, что микробы легко переносят высокие концентрации канцерогенных углеводородов и даже используют их в своих обменных процессах.

rakynet.ru