Εργασία του μαθητή Θ. Σιδηρόπουλου :καρκίνος και μεταλλάξεις. Τμήμα Γ 2

Transcript

1 ΚΑΡΚΙΝΟΣ: Ο Καρκίνος είναι ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα υγείας που παρατηρούνται σήμερα στις αναπτυγμένες χώρες. Οι στατιστικές δείχνουν ότι αποτελεί τη δεύτερη πιο συχνή αιτία θανάτου μετά τις καρδιοπάθειες. Συνήθως προσβάλλει ανθρώπους μεγάλης ηλικίας, υπάρχουν όμως και μορφές καρκίνου που εμφανίζονται σε νεαρής ηλικίας άτομα, ακόμη και σε παιδιά. Ο όρος «καρκίνος» δεν αποδίδεται σε μία και μόνη ασθένεια, αλλά σε μια ομάδα ασθενειών που χαρακτηρίζονται από τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Σε αντίθεση με τα φυσιολογικά κύτταρα στο σώμα μας, τα οποία αυξάνονται, διαιρούνται και πεθαίνουν με έναν αυστηρά ελεγχόμενο τρόπο, τα καρκινικά κύτταρα διαφέρουν διότι συνεχίζουν να διαιρούνται ανεξέλεγκτα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη μιας μάζας κυττάρων, που ονομάζεται όγκος. Οι όγκοι μπορεί να είναι καλοήθεις ή κακοήθεις. Γενικά, τα χαρακτηριστικά των καρκινικών κυττάρων είναι ότι: ανθίστανται στην απόπτωση πολλαπλασιάζονται παρουσία ή μη αυξητικών παραγόντων ανθίστανται σε σήματα που σταματούν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό ανθίστανται στο μηχανισμό γήρανσης κάνουν μεταστάσεις δημιουργούν αγγεία για την αιμάτωσή τους ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΠΟΠΤΩΣΗ Τα κύτταρα στο σώμα μας, φυσιολογικά, αυξάνονται, διαιρούνται και πεθαίνουν με έναν αυστηρά ελεγχόμενο τρόπο. Όμως τα καρκινικά κύτταρα δεν υπόκεινται στις διαδικασίες της απόπτωσης ή άλλης μορφής προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΓΗΡΑΝΣΗΣ Στα πρώτα χρόνια της ζωής, και μέχρι την ενηλικίωση του ατόμου, ο ρυθμός διαίρεσης των κυττάρων του ανθρώπινου οργανισμού είναι έντονος. Στη συνέχεια τα κύτταρα διαιρούνται μόνο για να αντικαταστήσουν άλλα που έχουν φθαρεί ή πεθάνει. Τα καρκινικά κύτταρα διαφέρουν από τα φυσιολογικά κύτταρα, διότι συνεχίζουν να διαιρούνται ανεξέλεγκτα, εξαιτίας μεταλλάξεων του γονιδιώματος και χάρη σε ένα ένζυμο, την τελομεράση, που βρίσκεται μόνο στα γαμετικά κύτταρα και στα καρκινικά. Τα κύτταρα στα οποία εκφράζεται η τελομεράση ονομάζονται αθανατοποιημένα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη μιας μάζας κυττάρων, που ονομάζεται όγκος. ΑΓΓΕΙΟΓΕΝΝΗΣΗ Πολλοί όγκοι σχηματίζουν ένα δικό τους αγγειακό δίκτυο, το οποίο είναι πιο άτακτο και πυκνό από το φυσιολογικό.

2 ΜΕΤΑΣΤΑΣΗ Συχνά, στους κακοήθεις όγκους τα κύτταρα εμφανίζουν διαφορετική μορφολογία σε σχέση με τα φυσιολογικά, εισβάλλουν στους γειτονικούς ιστούς, ενώ μέσω της κυκλοφορίας του αίματος ή της λέμφου είναι δυνατόν να μεταφερθούν σε άλλα σημεία του σώματος και να σχηματίσουν δευτερογενείς όγκους, φαινόμενο που ονομάζεται μετάσταση. ΚΡΚΙΝΟΓΕΝΝΗΣΗ Ο καρκίνος είναι πρακτικά η αποτυχία ρύθμισης της ανάπτυξης ενός ιστού. Για να μετατραπεί ένα φυσιολογικό κύτταρο σε καρκινικό πρέπει να λάβουν χώρα μία ή περισσότερες μεταλλάξεις σε γονίδια. Τα γονίδια αυτά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, τα ογκογονίδια, που προωθούν την ανάπτυξη του ιστού, και τα ογκοκατασταλτικά γονίδια, που είναι υπεύθυνα για τη διακοπή του κυτταρικού πολλαπλασιαμού. Συνήθως για την εμφάνιση ενός καρκίνου απαιτούνται μεταλλάξεις σε πολλά γονίδια. Οι μεταλλάξεις αυτές μπορεί να οφείλονται σε λάθη που συμβαίνουν κατά τη μίτωση, όπως η απώλεια ή ο διπλασιασμός της περιοχής ενός χρωμοσώματος. Επίσης, μια άλλη πιθανή χρωμοσωμική μετάλλαξη είναι η μετάθεση, όταν δυο χρωμοσώματα συντήκονται ανώμαλα. Χαρακτηριστική πάθηση της τελευταίας περίπτωσης είναι η χρόνια μυελογενής λευχαιμία, στην οποία μέρος του ένατου χρωμοσώματος μετατοπίζεται στο 22ο, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μίας πρωτεΐνης υβρίδιο, γνωστή ως Bcr-Abl, η οποία δρα ως μία ιδιοσυστατά (συνεχώς) ενεργή κινάση της τυροσίνης. Τέτοιοι καρκίνοι που οφείλονται σε μια μόνο μετάλλαξη δεν παρατηρούνται στους συμπαγείς όγκους. ΤΥΠΟΙ ΚΑΡΚΙΝΙΚΩΝ ΟΓΚΩΝ Οι όγκοι, μία μάζα κυττάρων, είναι καλοήθεις ή κακοήθεις. Οι καλοήθεις όγκοι, των οποίων τα κύτταρα περιβάλλονται από συνδετικό ιστό, δεν είναι επεκτατικοί, δηλαδή δεν εισβάλλουν στους γύρω ιστούς και δεν εξαπλώνονται σε άλλα σημεία του σώματος. Γενικά, δεν προκαλούν σοβαρή βλάβη στο σώμα, εκτός εάν λόγω του μεγέθους τους ασκούν πίεση σε ζωτικά όργανα. Αντίθετα, στους κακοήθεις όγκους τα κύτταρα εμφανίζουν διαφορετική μορφολογία σε σχέση με τα φυσιολογικά, εισβάλλουν στους γειτονικούς ιστούς, ενώ μέσω της κυκλοφορίας του αίματος ή της λέμφου είναι δυνατόν να μεταφερθούν σε άλλα σημεία του σώματος και να σχηματίσουν δευτερογενείς όγκους, φαινόμενο που ονομάζεται μετάσταση. Κάθε καρκίνος (π.χ. καρκίνος του πνεύμονα, της μήτρας, του προστάτη κτλ.) έχει διαφορετικά συμπτώματα, διαφορετική εξέλιξη και επομένως αποτελεί διαφορετική ασθένεια. Οι καρκίνοι του αίματος ονομάζονται λευχαιμίες και λεμφώματα. Τα προβλήματα υγείας που προκαλούνται στο άτομο εξαρτώνται από το μέγεθος του όγκου, από τη θέση του στο σώμα, από το στάδιο ανάπτυξής του, από το αν έχει εισβάλει στους γειτονικούς ιστούς και σε ποια έκταση και από το αν έχει υπάρξει μετάσταση.

3 Ενδείξεις για την πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου: 1. Ασυνήθιστες αιμορραγίες ή εκκρίσεις, 2. Διόγκωση του μαστού ή εμφάνιση εξογκώματος, 3. Πληγή που δε θεραπεύεται, 4. Αλλαγές στην αφόδευση ή στην ούρηση, 5. Επίμονη βραχνάδα ή βήχας, 6. Επίμονη δυσπεψία ή δυσκολία στην κατάποση και 7. Αλλαγή σε μια ελιά. ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΙΣ ΣΤΟ DNA Για την καρκινογένεση μας ενδιαφέρουν περισσότερο οι αλλαγές στο πυρηνικό DNA, μιας και αυτό είναι που καθορίζει άμεσα τον πολλαπλασιασμό του κυττάρου. Υπολογίζεται ότι γίνονται από μέχρι μεμονωμένες μοριακές βλάβες στο DNA κάθε κυττάρου τη μέρα. Παρ όλο που ο αριθμός φαίνεται μεγάλος, αποτελεί όμως μόνο το 0,000165% του ανθρώπινου γονιδιώματος που αποτελείται από 6 δισεκατομμύρια βάσεις(3 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων) ανά κύτταρο. Οι ενδογενώς παραγόμενες ελεύθερες ρίζες καθώς και περιβαλλοντικές δράσεις όπως είναι η ιονίζουσα ακτινοβολία(υπεριώδης ακτινοβολία, ακτίνες Χ, ακτίνες γ), διάφοροι τοξικοί παράγοντες(καπνός, ρύποι ατμόσφαιρας, διάφορες τοξικές χημικές ουσίες, τοξικές ουσίες από φυτά, από κάποιους μύκητες όπως είναι οι αφλατοξίνες, διάφοροι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες που βρίσκονται στον καπνό, την αιθάλη, την πίσσα ή δημιουργούνται και στη διαδικασία παρατεταμένης θερμότητας των τροφών, διάφοροι ιοί, η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία κλπ, δρουν σαν δυνητικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες. Υπάρχουν πάνω από 100 διαφορετικές οξειδωτικές βλάβες που μπορούν να γίνουν στο DΝΑ. Προκαλείται μεγάλη ποικιλία βλαβών στα νουκλεϊνικά οξέα, στις βάσεις, όπως και στο μεταφορικό RΝΑ κτλ. Το DΝΑ, στην προσβολή του από ελεύθερες τοξικές ρίζες, μπορεί να συνδεθεί με μεθυλιωμένες πρωτεΐνες και να μετατραπεί σε οντογονικό στόχο. Οι περισσότερες από αυτές τις βλάβες επιδιορθώνονται από διαδικασίες εντοπισμού των ανωμαλιών και επιδιόρθωσής τους. Όταν η βλάβη είναι σε μία βάση της έλικας και όχι και στην αντίστοιχή της ταυτόχρονα, τότε φαίνεται ότι χρησιμοποιείται η καλή έλικα σαν πρότυπο για την επιδιόρθωση. Όταν δημιουργούνται βλάβες στο DΝΑ, αν δεν μπορέσουν να διορθωθούν, συνήθως οδηγούν στον θάνατο του κυττάρου, λόγω μη δυνατότητας πολλαπλασιασμού του. Ο θάνατος του κυττάρου συμβαίνει σε εκείνες τις περιπτώσεις που στο κύτταρο είτε έχει μειωθεί η παραγωγή ενέργειας από καταστροφή μεγάλου μέρους μιτοχονδρίων είτε έχουν γίνει τέτοιες βλάβες στοdna που εμποδίζουν την παραγωγή απαραίτητων πρωτεϊνών ή της δυνατότητας αναδιπλασιασμού του.

4 Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι βλάβες στο DNA είναι τέτοιες που δεν οδηγούν άμεσα στην απόπτωση, τον θάνατο του κυττάρου αλλά αυτό οδηγείται σε μια κατάσταση που ονομάζεται γήρανση, που είναι μη αναστρέψιμη, όπου δεν μπορεί να πολλαπλασιασθεί αλλά συνεχίζει για ένα διάστημα ακόμη να λειτουργεί. (αυτή είναι μια κατάσταση διαφορετική από τον κυτταρικό λήθαργο όπου δεν παραβλάπτεται ο πολλαπλασιασμός του κυττάρου). Σε μια τρίτη περίπτωση μπορεί, συνήθως όταν σπάζουν και οι δύο έλικες στο ίδιο σημείο οπότε μπορεί να γίνει ανακατάταξη του γονιδιώματος με διασταυρώσεις των ελίκων, να δημιουργηθούν μεταλλάξεις που μερικές να επιβιώσουν και να οδηγήσουν σε ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση. Να ενεργοποιήσουν γονίδια που είναι σε αδράνεια ή να απενεργοποιήσουν ογκοκατασταλτικά γονίδια ή να οδηγήσουν σε αλλαγή της κυτταρικής λειτουργίας μέσα από την παραγωγή ειδικών πρωτεϊνών. Ή σύμφωνα με μια άποψη, το κύτταρο, όταν έχουν συσσωρευθεί μεταλλάξεις, μπροστά στο δίλλημα να πεθάνει ή να επιβιώσει με οποιοδήποτε τρόπο, επιλέγει το δεύτερο. Και τα μεταλλαγμένα κύτταρα, όπως και τα άλλα που έχουν υποστεί βλάβες στο DNA, συνήθως δεν επιβιώνουν επειδή εντοπίζονται από το αμυντικό σύστημα του οργανισμού. Αν όμως αυτό είναι κατεσταλμένο για διάφορους λόγους, κυρίως αυτά τα τμήματά του που είναι υπεύθυνα για την κυτταρική όπως ονομάζεται ανοσία, μπορεί να αποκτήσουν ένα πλεονέκτημα επιβίωσης σε σχέση με τα υγιή κύτταρα και να συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται, ουσιαστικά σε βάρος τους. Αυτό μπορεί να ενισχυθεί από άλλες συνθήκες του οργανισμού, ορμονικές, χαμηλής άμυνας, τοξικότητας από μεγάλο οξειδωτικό φορτίο ή άλλους παράγοντες. Δηλαδή χρειάζεται και τα κύτταρα αυτά να έχουν αποκτήσει πλεονέκτημα επιβίωσης απέναντι στα υγιή, αλλά και να υπάρχει ευνοϊκό έδαφος στον οργανισμό για την επέκτασή τους. Τα καρκινικά κύτταρα, δηλαδή τα μεταλλαγμένα κύτταρα που επιβιώνουν, αποκτώντας πλεονέκτημα απέναντι στα υγιή κύτταρα, είναι κύτταρα λιγότερο διαφοροποιημένα από τα υγιή κύτταρα. Μάλιστα όσο λιγότερο διαφοροποιημένα είναι τόσο και πιο επιθετική είναι η ανάπτυξή τους. Είναι κύτταρα δηλαδή που επιστρέφουν σε πιο αρχέγονες μορφές λειτουργίας, στις οποίες δεν λειτουργούν οι μηχανισμοί του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. Γι αυτό και πολλές έρευνες στράφηκαν στη λειτουργία της τελομεράσης, ενός ενζύμου που διορθώνει τα άκρα του DNA, που μετά από κάθε διαίρεση του κυττάρου βλάπτεται περισσότερο. Μια λειτουργία όμως που είναι επιθυμητή για τα υγιή κύτταρα, η διόρθωση δηλαδή των βλαβών του DNA, γι αυτό δεν φαίνεται σαν μια καλή ιδέα. Πιθανόν όμως να έχει σχέση και με τη λειτουργία των μιτοχονδρίων επειδή ο μηχανισμός του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου έχει σε μεγάλο βαθμό σχέση με την εξάντληση των μιτοχονδρίων από το οξειδωτικό στρες που παράγεται στη διαδικασία παραγωγής ενέργειας, στην κύρια αερόβια οδό παραγωγής ενέργειας από το κύτταρο, πέρα από το γεγονός ότι πολλά οξειδωτικά μόρια που παράγονται σ αυτή την διαδικασία λειτουργούν και σαν παράγοντες ανάπτυξης, διαφοροποίησης του κυττάρου. Υπάρχουν κάποιες παρατηρήσεις ότι στα καρκινικά κύτταρα ενισχύεται ο αναερόβιος μηχανισμός παραγωγής ενέργειας σε βάρος του αερόβιου. Ο αναερόβιος μηχανισμός δεν παράγει ελεύθερες ρίζες με αποτέλεσμα να μην καταστρέφεται το κύτταρο και να μετατρέπεται σε αθάνατο όπως είναι και οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί που ουσιαστικά διαιρούνται επ άπειρον και όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό της αναερόβιας παραγωγής να αποκτούν και μεγαλύτερο πλεονέκτημα. Να επικρατούν δηλαδή εκείνες οι μεταλλάξεις στο DNA ή να ενεργοποιούνται γονίδια, που

5 σε κανονικές συνθήκες είναι κατεσταλμένα, που οδηγούν σε μια τέτοια μεταστροφή στη λειτουργία του κυττάρου. Μη διαφοροποιημένα, άτυπα κύτταρα, διαφόρων επιπέδων χαμηλότερης διαφοροποίησης, είναι όπως ξέρουμε και τα βλαστικά κύτταρα, τα οποία και αυτά είναι αθάνατα, αποτελώντας κύτταρα εφεδρείες για την αναγέννηση των διαφόρων ιστών όταν υπάρχει ανάγκη, προχωρώντας σε διαφοροποίηση κάποιων κλώνων τους, όταν είναι ανάγκη. Μια διαδικασία που βρίσκεται στον έλεγχο του οργανισμού. Στον καρκίνο για λόγους που δεν ξέρουμε ακόμη, αυτός ο έλεγχος στα αδιαφοροποίητα κύτταρα χάνεται. Τα βλαστικά κύτταρα αποτελούν μία από τις σημαντικότερες ελπίδες της ιατρικής για την αναγέννηση των ιστών του οργανισμού που έχουν καταστραφεί, με την εμφύτευσή τους σ αυτούς και την διαφοροποίησή τους σε κύτταρα του αντίστοιχου ιστού. Γι αυτό όμως ίσως γίνει αναφορά σε επόμενη ανάρτηση. Η καλύτερη γνώση αυτών των διαδικασιών ίσως οδηγήσει και σε καλύτερη κατανόηση της επικράτησης των καρκινικών κυττάρων σε βάρος των υγιών. ΜΕΡΙΚΕΣ ΕΙΚΟΝΕΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟΝ ΚΑΡΚΙΝΟ ΚΑΙ ΤΙΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΙΣ: Καρκίνος του πνεύμονα: ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΟΥ ΣΤΟΜΑΧΟΥ:

6 ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ: ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΟΥ ΣΤΟΜΑΤΟΣ

7 ΠΗΓΕΣ: -.UuOuNxBYm00 F%82