Раковые клетки в экспериментальных условиях можно пересаживать из одного организма в другой, поддерживая тем самым существование опухоли значительно более длительное время, чем может жить организм, в котором они возникли.

Поэтому если в наиболее общей форме определять, чем отличается раковая клетка от нормальной, то различие заключается в следующем: раковые изменения превращают обычную телесную (соматическую) клетку с ограниченным временем жизни в потенциально бессмертную. Такая клетка как бы становится организмом без внутренних причин смерти, длительность жизни которого определяется состоянием среды обитания, подобно тому как это имеет место у некоторых видов простейших организмов. Следовательно, механизм ракового перерождения закреплен в аппарате наследственности клетки, то есть рак - это прежде всего проблема клеточная.

Именно поэтому основные усилия ученых направлены на разгадку главной тайны рака: выяснение механизма злокачественного превращения клетки. На этом пути достигнуты значительные успехи. Прежде всего определены многие факторы, которые могут вызывать развитие раковой опухоли.

Во-первых, к таким факторам относится ряд химических веществ, или, как их называют, канцерогенов. Если в начале 30-х годов прошлого столетия был известен один химический канцероген, то сейчас их насчитывается несколько сотен. Весьма наглядно значение канцерогенов в развитии рака выявлено на примере курения. Смертность от рака легкого среди курильщиков в 10 раз выше, чем среди некурящих. Если же выкуривается 25 и более сигарет в день, то этот показатель увеличивается в 20 раз. Во-вторых, рак может быть вызван определенными физическими воздействиями, например ультрафиолетовыми лучами. В-третьих, некоторые вирусы, несомненно, вызывают рак. В-четвертых, избыток определенных гормонов вызывает появление рака в определенных органах.

Рассмотрение факторов, вызывающих появление рака, позволяет прежде всего увидеть, сколь мало между ними общего. Между тем все они стимулируют появление раковых клеток, обладающих одним общим свойством - потенциальным бессмертием. Вот почему вполне естествен вывод, что различные по своей природе факторы - химические, лучевые, вирусные, гормональные - действуют в конечном итоге на один и тот же элемент нормальной клетки, превращая эту клетку в раковую. Соответственно считают, что путь к выяснению природы рака лежит через обширную область познания механизма нормальной регуляции клетки. Поиски этого механизма представляют в настоящее время один из наиболее волнующих разделов биологии клетки и биологии рака. И все же этими фундаментальными проблемами не исчерпывается тайна рака. Обратимся еще раз к химическим канцерогенам.

Как известно, заболевание раком значительно учащается с возрастом. Между 20-ю и 65-ю годами, например, частота рака увеличивается почти в 100 раз. Принято считать, что это нарастание обусловлено увеличением длительности экспозиции человека к действию разнообразных химических канцерогенов; ведь известно, что чем выше доза канцерогена, полученная за определенное время организмом, тем выше вероятность возникновения рака. Однако подкупающая наглядность таких фактов во многом упрощает существо дела - webpolyglot.ru. Рассмотрим результаты одного из современных экспериментальных наблюдений. В процессе селекции (отбора) были выведены так называемые раковые линии, или породы, животных, в частности раковые линии мышей. У одной из таких линий к пятому месяцу жизни в 71% случаев возникает рак молочной железы. Вместе с тем, когда пищевой рацион животных был искусственно ограничен с 16 до 10 калорий в день, то к этому же сроку ни у одной мыши опухоли еще не возникали.

Данное наблюдение не является уникальным. Начиная с 40-х годов прошлого века, накапливаются подобного рода результаты, показывающие, что вероятность развития рака определяет не только время действия канцерогенного агента, но и состояние организма.

Но, может быть, все то, что получено в эксперименте, не имеет отношения к возникновению рака у человека? Нет, напротив, многочисленные статистические наблюдения свидетельствуют: ожирение увеличивает вероятность возникновения всех видов опухолей у человека. Следовательно, если развитие рака зависит от длительности влияния канцерогенных факторов, то у тучных время течет быстрее. Даже зависимость между курением и возникновением рака не столь однозначна, как это многим представляется. Ведь из 10 курящих рак легких возникает примерно у одного человека. Однако если среди курящих имеются лица с повышенным уровнем холестерина в крови, то вероятность возникновения рака увеличивается в 7 раз по сравнению с теми, у кого концентрация холестерина в крови снижена. Да и вообще, когда имеется в виду, что канцерогенное действие пропорционально длительности влияния канцерогенного агента на человека, надо помнить, что фактор времени не только может увеличивать дозу канцерогена, получаемую организмом, но и сам организм изменяется во времени, подчиняясь процессу старения. В частности, по мере старения закономерно увеличивается содержание жира в теле, то есть развивается возрастное ожирение.

Как же может быть объяснено замедление наступления "ракового возраста" при ограничении калорийности диеты в эксперименте и, наоборот, ускорение "канцерогенного времени" при избыточном уровне холестерина?

Представляется наиболее логичным искать это объяснение в пределах тех же закономерностей, которые определяют возрастное развитие атеросклероза и метаболической иммунодепрессии, или даже в более общей форме тех законов, которым подчиняются развитие и рост организма.

Отвлечемся от вопроса о том, что именно способствует возникновению рака: вирус, химический канцероген или самопроизвольная ошибка в строении ДНК- аппарате наследственности клетки (спонтанная мутация). Какой бы фактор ни оказался главным, обязательным условием развития рака является деление клетки. Это условие настолько существенно, что клетки, которые во взрослом организме утрачивают способность к делению, вообще не превращаются в раковые клетки. С другой стороны, если используются определенные воздействия, увеличивающие интенсивность деления клеток, то одно лишь это приводит к возникновению опухолей. Например, если у животного заставить интенсивно делиться клетки щитовидной железы, то можно закономерно вызвать рак.

Интересен следующий эксперимент. Когда с пищей и с водой в организм поступает мало йода, который является составной частью гормона щитовидной железы, то концентрация этого гормона в крови снижается. Это снижение, ослабляя механизм отрицательной обратной связи, ведет к усилению деятельности того отдела гипоталамо-гипофизарной системы, который стимулирует функцию щитовидной железы. В результате повышенной стимуляции клетки щитовидной железы усиленно делятся, что увеличивает "рабочую площадь" органа. Такое компенсаторное увеличение направлено на восполнение недостатка гормона щитовидной железы. Но так как йода для построения гормона все же не хватает (по условиям эксперимента его содержание в пище и в воде снижено), то равновесие не восстанавливается и щитовидная железа пребывает в состоянии постоянной повышенной стимуляции, направленной к увеличению интенсивности деления ее клеток. В такой "перевозбужденной" железе возникают доброкачественные, а если избыточная стимуляция продолжается достаточно долго, то и злокачественные опухоли. Однако если в стадии возникновения доброкачественных опухолей начать вводить животным гормон щитовидной железы, равновесие в системе восстанавливается и развитие рака предотвращается.

Этот пример показывает, что одним из условий, способствующих развитию рака, является усиление деления клеток. Такое деление может возникать как под влиянием специализированных факторов регуляции, например гормонов, так и вследствие сдвига обмена на жировой путь обеспечения энергией, как это наблюдается, например, при ожирении.

Второе важное условие, способствующее развитию рака, - снижение активности противоопухолевого иммунитета.

Крупнейший австралийский иммунолог Ф. Бэрнет развил идею о существовании "иммунологического надзора", который защищает организм от "чужих" клеток. Это явление хорошо известно. Оно наблюдается при пересадках (трансплантации) органов, например сердца или почки, а также при лечении некоторых болезней. Но, конечно, подобная ситуация не встречается в естественных условиях, за исключением периода беременности, когда иммунологический надзор материнского организма может вызвать отторжение плода, поскольку в нем, как в трансплантате, сочетаются и "свои" - материнские, и "чужие" - отцовские антигены. Ученый предположил, что действие иммунологического надзора направлено также против опухолевых клеток - webpolyglot.ru. Действительно, имеется достаточно доводов в пользу того, что злокачественные клетки возникают в каждом организме постоянно. Но развитие опухолей из этих клеток происходит во много раз реже, чем можно было бы ожидать. Однако при генетической (врожденной) недостаточности трансплантационного иммунитета у детей или при токсическом влиянии на иммунитет некоторых веществ частота возникновения рака увеличивается враз по сравнению с обычной.

Эти наблюдения показывают, что эффективность иммунологического надзора зависит от состояния системы клеточного иммунитета. Между тем сейчас хорошо известно, что активность клеточного иммунитета снижается с возрастом примерно на 50% к 50 годам.

В течение многих лет считалось, что возрастное снижение активности клеточного иммунитета связано с изменениями в самой иммунной системе, возникающими вследствие угасания деятельности тимуса - регулятора клеточного иммунитета. Однако когда мы, исходя из представлений о метаболической иммунодепрессии, нормализовали обмен веществ у людей в возрастелет, то улучшились, а в ряде случаев и восстановились показатели клеточного иммунитета. Более того, вероятно, именно сочетание нарушений, вызывающих метаболическую иммунодепрессию и способствующих развитию атеросклероза, создает также условия для усиленного деления соматических (телесных) клеток.

Таким образом, воссоздаются оба условия, ускоряющие развитие рака. Сочетание этих двух условий, определяемых одними и теми же гормонально-обменными сдвигами, и было обозначено мною словом "канкрофилия" - буквально "любовь к раку".

В механизме канкрофилии, возникающей в процессе нормального старения, нет ничего выходящего за пределы тех физиологических сдвигов, которые отчетливо прослеживались на примере беременности. Действительно, аналогичные обменные сдвиги и вызывали подавление трансплантационного (а следовательно, и противоракового) иммунитета, и обеспечивали быстрое увеличение клеточной массы плода (а следовательно, могли бы повышать вероятность развития рака в любой интенсивно делящейся клеточной системе). Однако все, что происходит снаружи клетки, то есть во внутренней среде организма, откуда в клетку поступают энергетические ресурсы и строительные материалы, может повлиять на поведение клетки, например на ее способность к воспроизведению (размножению), но не может превратить нормальную клетку в раковую. Для такого злокачественного превращения должны произойти изменения в аппарате наследственности клетки, ее генах: ведь свойство злокачественности закреплено в раковой клетке, а не в свойствах организма.

На природу ракового превращения клетки имеются различные взгляды. Пожалуй, полнее всего описывает это явление вирусно-генетическая модель. Согласно этой модели определенные вирусы, вызывающие саркому или рак, соединяются с генетическим материалом ядра клетки, ядерной ДНК. После этого сам вирус в клетке уже не может быть обнаружен: он стал частью генов клетки-хозяина. Изменение аппарата наследственности, произведенное вирусной ДНК, и придает клетке свойство злокачественности. Но так как размеры вирусной ДНК неизмеримо меньше ДНК клетки, то долгое время вообще не удавалось обнаружить "пропавший вирус", и только необычное поведение раковой клетки указывало, что произошло злокачественное превращение. Тем более таинственным оставался сам механизм злокачественного превращения, несмотря на многочисленные попытки решить эту загадку.

Отвлечемся пока и мы от этой сложной проблемы и по изменениям поведения раковой клетки попытаемся составить представление о том, что произошло в генах, подобно тому как врач нередко судит об инфекционной болезни не по микробам, вызвавшим болезнь, а по особенностям температурной кривой организма. Мы уже знаем, что наиболее необычным в поведении раковой клетки является ее безудержная способность к воспроизведению, или делению. Но размножение требует привлечения дополнительной энергии и структурных материалов для построения новых (дочерних) клеток.

И нормальная и раковая клетки потребляют как топливо главным образом глюкозу. Известно, что глюкоза может энергетически использоваться или в цикле брожения, то есть давать энергию без участия кислорода, и тогда конечным продуктом цикла является молочная кислота, или в цикле дыхания (с потреблением кислорода), в котором конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Но при затрате одного и того же количества глюкозы выход энергии при брожении теоретически в 18 раз ниже, чем при дыхании. Клетки, которые вначале получали энергию лишь за счет брожения, в процессе эволюции приобрели способность к дыханию, что резко увеличило их энергетическое обеспечение. Поэтому естественно было ожидать, что раковые клетки, которые особенно интенсивно используют энергию, обладают более интенсивным дыханием.

Однако еще в 30-е годы прошлого столетия в классических исследованиях немецкого ученого Отто Варбурга было показано, что в раковых клетках, напротив, враз увеличена интенсивность брожения. Поэтому ученый предположил, что процесс перерождения клетки в раковую вызывается повреждением митохондрий - аппарата дыхания клетки. Переход на древний, бескислородный способ энергетики приводит к автономному бесконтрольному существованию клетки: она начинает вести себя как самостоятельный организм, стремящийся к воспроизведению (подобно дрожжам и микробам). В дальнейшем было выяснено, что в раковых клетках наряду с интенсивным брожением осуществляется дыхание, то есть эти клетки черпают энергию из двух обычно взаимоисключающих друг друга источников. Это подорвало основу раковой теории Варбурга. Однако не отменило того факта, что раковые клетки поглощают из среды обитания враз больше глюкозы, чем нормальные, за счет чего накапливаюткратное количество молочной кислоты. Каким же образом возникает феномен Варбурга?

Обратимся еще раз к аналогии между микроорганизмами и раковыми клетками. Микробы могут или находиться в "дремлющем" состоянии покоя, когда нищи не хватает, или интенсивно делиться, когда достаточно пищи в среде их обитания. Совсем другая ситуация наблюдается у многоклеточных организмов, у которых одна клетка непосредственно прилегает к другой, образуя сплошную ткань. В такой упорядоченной системе беспрерывное деление только бы нарушало структуру и деятельность ткани - webpolyglot.ru. Более того, у многоклеточных организмов содержание глюкозы в крови и лимфе намного выше, чем в естественной среде обитания одноклеточных организмов. Если последним, по существу, всегда угрожает голод и поэтому они приспособлены к улавливанию минимальных количеств питательных веществ из среды обитания, то у клеток высших организмов всегда обеспечена "сладкая жизнь": в 1 миллилитре крови содержится в норме примерно 1 мг глюкозы.

Но если бы у высших организмов глюкоза беспрепятственно поступала внутрь клетки, то это заставляло бы клетки размножаться сверх меры, подобно тому как размножаются микроорганизмы в обогащенной питательной среде. Поэтому оболочка клетки у высших организмов является практически непроницаемой мембраной для глюкозы. Поступление глюкозы в такую клетку происходит благодаря действию специальных веществ, главным образом инсулина. В этом нельзя сомневаться: при поражении поджелудочной железы, когда снижается в крови содержание инсулина и возникает сахарный диабет, клетки начинают голодать, несмотря на значительное повышение в крови содержания глюкозы. Для многих тканей существуют дополнительные факторы роста, но все они обладают инсулиноподобной активностью, то есть обеспечивают поступление глюкозы внутрь клетки.

Теперь вновь обратимся к раковой клетке. Такая клетка обладает усиленной способностью к делению, в ней враз увеличен процесс брожения глюкозы по сравнению с нормальной. Замечено также, что раковая клетка продолжает делиться, даже если содержание в среде инсулина и других факторов роста снижено в 10 раз.

Естествен вопрос: чем обусловлена повышенная чувствительность раковой клетки к инсулину и родственным ему факторам? Важность ответа на этот вопрос еще более возросла в самое последнее время, когда рядом ученых было установлено, что превращение нормальной клетки в злокачественную вызывается лишь одним из нескольких вирусных генов, соединившихся с генами ядра клетки. Известно, что один ген может обеспечить производство одного белка. Следовательно, действие одного лишь белка изменяет поведение клетки от нормального к злокачественному. Этот белок уже выделен из опухоли и обозначен как р 60 (по молекулярному весу 60000), или трансформирующий белок. По функции он оказался протеин-фосфокиназой - ферментом, способным присоединять фосфатную группу к различным белкам. Что же должен сделать этот белок, чтобы клетка стала вести себя как злокачественная и, в частности, встала бы на путь непрерывного деления?

В этом отношений допустимо предположить, что трансформирующий белок р 60 (или другой родственный ему белок) повышает чувствительность клетки к действию инсулина и инсулиноподобных факторов. Благодаря этому поток глюкозы в клетку увеличивается, подобно тому как это происходит у микробов в среде, обогащенной глюкозой. Одновременно, как мы полагаем, р 60 путем фосфорилирования усиливает активность двух ферментов - гексокиназы и фосфокиназы, которые контролируют распад глюкозы на общем участке ее сгорания в процессе брожения и дыхания. Но так как р 60 не влияет на цикл дыхания (окисления глюкозы), то неизбежно усиливается цикл брожения. Это приводит к накоплению молочной кислоты - конечного продукта брожения (так возникает эффект Варбурга). Следовательно, эффект Варбурга не имеет прямого отношения к процессу злокачественного перерождения клетки. Он присущ всем быстроделящимся клеткам (например, клеткам крови), так как скорость деления и интенсивность поглощения глюкозы взаимосвязаны. А именно поступление глюкозы в клетку является началом сигнала, вызывающего деление клетки.

В частности, усиление потока глюкозы снижает в клетке концентрацию особого вещества - циклического АМФ, что, как считают многие исследователи, приводит в действие механизм клеточного деления. Одним из элементов этого механизма является усиление синтеза холестерина, обусловленное снижением концентрации в клетке циклического АМФ.

Конечно, деление клетки прежде всего должно обеспечивать передачу наследственности, заключенной в генах ядра. Однако вступает ли клетка в процесс деление или нет, определяется степенью обеспеченности клетки холестерином (как каркаса клеточной мембраны). Если, например, у лимфоцитов, которые встретились с врагом-антигеном, затормозить синтез холестерина, то не включается механизм удвоения ДНК в ядре и клетка не вступает в процесс деления. К удивлению многих, выяснилось, что поведение клетки, то есть ее готовность размножению, определяется не ядром, а клеточной мембраной. Но если следовать здравому смыслу, разве "разумно" было бы клетке начинать процесс деления, не обеспечив себе ограду из мембраны. Кроме того, недавно стало известно, что один из промежуточных продуктов синтеза холестерина - мевалоновая кислота - непосредственно стимулирует механизм синтеза ДНК в ядре, подготавливая тем самым ядро к передаче генетического материала.

Таким образом, когда под влиянием трансформирующего белка глюкоза непрерывно поступает в клетку, то это порождает каскадный сигнал, вызывающий в конечном итоге непрерывное деление клетки. Иными словами, под влиянием трансформирующего белка усиливается поступление глюкозы в клетку, раковая клетка начинает вести себя как одноклеточный организм, который "ест и делится", тем проявляя свою способность к потенциальному бессмертию. Поэтому если в экспериментальных условиях удается нормализовать использование глюкозы, то исчезают и все другие признаки злокачественной клетки (это явление наблюдается в опухолях, возникающих в результате действия так называемых температурозависимых вирусов).

Теперь подведем итоги . Мы уже подчеркивали, что злокачественная опухоль может быть порождена столь различными воздействиями, как вирусы, химические канцерогены, ультрафиолетовый свет, гормоны. Но все эти факторы приводят к появлению злокачественных клеток, обладающих одинаковыми биологическими свойствами (прежде всего свойством потенциального бессмертия - webpolyglot.ru). Следовательно, чтобы глубже понять природу рака, надо найти ответ на вопрос: каким образом столь различные факторы вызывают одинаковый биологический эффект? Отсутствие приемлемого ответа на этот вопрос связано не только со сложностью самой задачи, но и с тем, что попытки ее решения производятся или исключительно на уровне клеточных механизмов, или на уровне организма. В свете представлений о канкрофилии можно учитывать оба этих условия.

Что касается вирусного канцерогенеза, то общепринято, что вирус, вызывающий рак, вносит в ядро клетки ген, определяющий высокую продукцию трансформирующего белка. Этого достаточно для превращения нормальной клетки в раковую. Продукция клеткой этого белка может, вероятно, увеличиваться и под влиянием других, невирусных факторов, так как сейчас обнаружено присутствие аналогичного гена в нормальных клетках у всех животных -от птиц до высших млекопитающих. В нормальной клетке этот ген, однако, малоактивен. Возможно, что химические канцерогены, повреждая гены, могут путем изменений, обусловленных этими повреждениями, активизировать продукцию трансформирующего белка и тем самым вызвать превращение нормальной клетки в раковую.

Следует отметить, что трансформирующий белок обнаружен пока лишь при специальном типе злокачественных клеток - саркоме. Но тот факт, что не только клетки саркомы, но и рака усиленно поглощают глюкозу, позволяет считать, что повышенная продукция трансформирующего белка присуща любой злокачественной клетке. Недавно это предположение было подтверждено.

Что касается ультрафиолетовых лучей (равно как и некоторых других видов лучевых воздействий), то они также вызывают мутации и в этом отношении их эффект во многом аналогичен влиянию химических канцерогенов. Влияние большинства гормонов на возникновение рака может быть объяснено усилением интенсивности деления клетки, что увеличивает вероятность внедрения в ее генетический аппарат вируса или повреждения генов химическим канцерогеном. Кроме того в процессе интенсивного деления клеток возникают и "самопроизвольные" мутации, которые могут вызвать рак, вследствие увеличения продукции трансформирующего белка.

Некоторые гормоны, например стрессорные гормоны кортизол и адреналин, снижают противоопухолевый иммунитет, а это увеличивает вероятность того, что "случайно" возникшая опухолевая клетка получит возможность развития в опухоль.

Наконец, ряд гормонов способствует нарушению обмена веществ, что приводит к формированию канкрофилии. Подобным образом действует, например, избыток инсулина, так как этот гормон вызывает ожирение со всеми вытекающими отсюда последствиями. В частности, сейчас выясняется, что повышение уровня холестерина в лимфоцитах, вероятно, ухудшает способность генов ядра к восстановлению после повреждения, например, ультрафиолетовым светом. Если это так, то обменные сдвиги, свойственные канкрофилии, не только вызывают метаболическую иммунодепрессию и стимулируют деление клеток, но и ухудшают возможность производить "ремонт" ДИК для устранения раковой мутации. Поэтому нарушение репарации ДНК, вызванное нарушением обмена, является третьим фактором канкрофилии.

Так создаются условия для возникновения рака, или канкрофилия. Но канкрофилия - "любовь к раку", как и любовь вообще, может быть или преходящей (если канкрофилия возникает под влиянием стресса или избыточного питания), или постоянной (когда в основе канкрофилии лежит нормальный или ускоренный процесс старения). В этой связи нельзя не обратить внимание на два поразительно близких явления, одно из которых проявляется как бы снаружи клетки, а другое - изнутри. В первом случае речь идет о возрастном увеличении в крови инсулина в процессе нормального старения, или, что одно и то же, при наличии ожирения. Все инсулиноподобные факторы действуют снаружи клеточной мембраны. Следовательно, они не могут превратить нормальную клетку в раковую. Но они могут временно придать нормальной клетке свойства, при которых повышается вероятность ее перерождения. Вместе с тем поразительно то, что такие же условия обмена веществ необходимы и для проявления свойств самой раковой клетки: усиление питания и усиление синтеза холестерина. Только создаются эти условия факторами, действующими изнутри клетки.

В свете представлений о канкрофилии удается объяснить и роль ряда факторов, оказывающих ускоряющее или замедляющее влияние на развитие рака. Отрицательные психические эмоции и психическая депрессия, которые, как сейчас обоснованно считают, способствуют возникновению (или более быстрому течению) опухолевого процесса, действуют в этом отношении подобно хроническому стрессу. Аналогичным образом все те факторы (или состояния), которые нарушают чувствительность гипоталамуса к регулирующим сигналам либо усиливают использование жира как топлива, способствуют возникновению рака. Так, избыточное освещение (помимо того что ультрафиолетовая часть спектра вызывает определенные мутации в генах) повышает порог чувствительности гипоталамуса к регулирующим сигналам. Доказательством служит то, что в эксперименте на животных с помощью такого светового режима воспроизводятся некоторые виды опухолей.

Усиленная мобилизация жира, вызываемая никотином или избыточным поступлением кофеина из чая и кофе, также в экспериментальных условиях усиливает развитие рака. Да и многие химические канцерогены, как видно, способствуют появлению опухолей не только вследствие повреждения генов, но и вследствие вызываемого ими нарушения обмена веществ.

Наконец, сама опухоль действует на организм таким образом, что в нем происходят нарушения обмена веществ, как и при обычной канкрофилии.

Напротив, все то, что нормализует деятельность гипоталамуса и уменьшает использование жира как топлива, служит профилактике рака. Таким именно путем оказывает свое благотворное влияние рациональная диета, высокая физическая активность и антидиабетический препарат - фенформин.

При изучении любой болезни исследователи стремятся выяснить причину ее возникновения, или этиологию (этио - причина) и механизм ее развития, то есть патогенез (патос - страдание). Исходя из того, что рак может развиваться под влиянием различных причин (вирусов, химических канцерогенов, физических факторов и гормонов), выдающийся онколог Н. Петров назвал рак полиэтиологическим (многопричинным) заболеванием. Но если учесть, что все эти причины вызывают одни и те же изменения в деятельности клетки, то можно сказать, что рак является полиэтиологическим, но монопатогеническим заболеванием. Это означает, что все причины его возникновения "запускают" один и тот же механизм злокачественного превращения клетки - webpolyglot.ru. В этом механизме существенную роль играет действие трансформирующего белка. Он увеличивает чувствительность клетки к действию инсулина и инсулиноподобных факторов роста, как теперь показано, путем увеличения количества их рецепторов. Тем самым создается непрерывность потока глюкозы в клетку, что и определяет ее поведение как раковой клетки.

Учитывая все это, можно утверждать, что одним из реальных способов, с помощью которых можно затормозить возрастное увеличение частоты рака, даже не познав еще до конца его природы, является нормализация обменных процессов. Однако трудности на этом пути еще достаточно велики. Это во многом связано с тем, что даже при самых благоприятных условиях внешней среды по мере старения закономерно, хотя и с различной скоростью, возникают нарушения гомеостаза. Это делает старение самой универсальной болезнью, и не только потому, что оно свойственно всем, но и потому, что несет с собой основные признаки всех нормальных болезней.

Качественное и надёжное обслуживание (ведение, администрирование) вебсайтов,

интернет-магазинов, витрин, блогов, форумов и других web проектов недорого.

Полное администрирование сайтов, включая наполнение контентом и продвижение.

Методологические, методические проблемы и практические показатели развития человека

При цитировании отдельных материалов с сайта обратная свободно индексируемая ссылка строго обязательна

Вирусная природа рака

Профилактическая медицина родилась тысячи лет назад еще при Моисее. В Библии говорится, что именно Моисей, вдохновленный Богом, создал первый в истории кодекс здоровья. Моисей не только ввел карантин при инфекционных заболеваниях, он разработал целый комплекс особых санитарно-эпидемиологических мер, включая удаление нечистот. Моисей на века опередил свое время в понимании и лечении болезней.

Каковы причины рака

В настоящее время известно более 50 вирусов (разновидности как РНК, так и ДНК), которые вызывают рак у животных.

Возможно Вас заинтересует:

Регистратура: (3,-6689,

Природа раковых клеток

Ученые раскрыли тайну

роста. Может ли быть создано одно, универсальное лекарство для успешного лечения хотя бы большей части всех видов злокачественных опухолей?

При существовании единого, общего для них всех механизма роста - это вполне возможно.

Признаёт ли современная наука наличие в природе такого механизма?

Доктор биологических наук А. Н. Лучник (Институт биологии РАН) в своих недавно опубликованных статьях утверждает и доказывает: да, такой механизм имеется во всех злокачественных опухолях, и подробно описывает суть его разрушительного действия. Вкратце это выглядит так:

Универсальный саморазгоняющийся двигатель ракового роста устроен на удивление просто.

Известно: чем проще какое-либо устройство, тем труднее его сломать. Особенно же трудно остановить двигатель, соединённый с шофёром (больным организмом) в одно целое.

Каким образом такой шофёр-кентавр будет чинить расположенный внутри него самого забарахливший движок? Станет ли вливать в себя серную кислоту вместо масла и топлива? Начнёт ли отрезать от себя и выбрасывать вон без замены отказавшие узлы и детали?

Для разумного человека ответ очевиден. Вот организм наш и не «чинит» свои повреждённые органы и системы подобными издевательствами. Неудержимость и неуязвимость рака объясняются тем, что он здравое желание организма поскорее «починиться» приспособил к обслуживанию своих корыстных интересов.

Механизм ракового роста запускает. сам организм, тотчас после перерождения некоторого количества его нормальных клеток в раковые (по-научному последнее именуется «малигнизацией»). И этот механизм не зависит от причин, вызвавших малигни-зацию клеток, и является универсальным для любой злокачественной опухоли.

Главная причина появления раковой опухоли -сбой в работе генетической защиты организма от малигнизированных («неправильных») клеток.

Если некоторые важные гены «ослабли» и допустили зарождение раковой опухоли, то больше ничто в организме её рост не остановит без лечения. Разница может быть только в сроке трагического финала.

Как было образно сказано выше, организм больного нисколько не стремится убить раковую опухоль. Наоборот, он всячески помогает ей как можно быстрее расти и делиться: кормит её, поит, насыщает кислородом. То есть вроде как занимается самым настоящим самоуничтожением! Отчего же?!

А всё потому, что организм воспринимает растущую опухоль как незаживающую рану и пытается лечить её, как обычно - путём стимуляции роста её клеток. Ученые долго пытались выяснить, как же конкретно опухоли заставляют обслуживать себя систему заживления ран организма.

Было доказано, что в любой раковой опухоли всегда часть клеток погибает без всякой видимой причины, как бы «сама собой».

Нормальные клетки могут погибать от алоптоза (запрограммированного в их ДНК саморазрушения), или от некроза (омертвения от внешних причин).

Современная теория канцерогенеза (ракового роста) выявила инактивацию при раке некоторых генов.

Наиболее важен ген р53 и продукт его работы - одноименный белок. Он контролирует упомянутый выше апоптоз, клеточный цикл и деление, стабильность генома. Если в р53 произойдут нарушения, то клетка превратится в раковую.

Точно установлено, что в раковых клетках ген р53 не работает и апоптоз не происходит. Они могут делиться теоретически бесконечное множество раз.

Если же клетки погибают не от апоптоза, а из-за повреждений, вызванных нарушением кровообращения, ядами, порезами, ударами, облучениями и т. п. то это называют некрозом.

Только при некрозе клетки выделяют в окружающую среду так называемые «факторы роста» - вещества, заставляющие организм резко увеличивать поставки питательных веществ и кислорода в место их гибели и одновременно наращивать там сеть новых кровеносных сосудов.

Доктор наук A. R Лучник сумел найти и убедительно обосновать принцип, лежащий в основе ракового «самообслуживания». Сформулировал он его так:

«Обший универсальный принцип генетической нестабильности в любых злокачественных опухолях.

Раковая клетка имеет наследуемые участки с одной нитью ДНК в одной или нескольких хромосомах (при лейкозах -часто и во всем геноме) вместо обычной для здоровой клетки системы из двух нитей-молекул ДНК. В каждом поколении таких клеток возникают случайные разломы хромосом с частотой примерно 1-30 %.

Если клетка с разломанной хромосомой делится, то две её дочерние клетки с высокой вероятностью погибают путём некроза. Если таких погибающих клеток примерно 10 % от общего количества клеток опухоли, то система заживления ран организма начинает активно способствовать ускоренному росту и делению раковых клеток».

Поэтому чем больше люди травят раковые опухоли разными ядами, жгут облучениями, режут ножами хирургов и протыкают при биопсиях и пункциях - тем злее эти опухоли становятся, быстрее растут и метастазируют.

ЭТО ЧРЕЗВЫЧАЙНО ВАЖНЫЙ ВЫВОД

Проблема ещё и в том, что чем сильнее яды, которыми врачи потчуют опухоль, тем выше вероятность гибели больного от самого такого лечения, и быстрее, чем от рака. Помните «шофёра-кентавра» из начала этой статьи?!

Чрезмерное увлечение ученых и медиков инквизиторскими методами и затрудняло до сих пор создание универсального противоопухолевого средства.

Они решают проблему однобоко, не обращая внимания на организм в целом. Не задумываются о реальной причине развития этих новообразований. Организм по своей природе - сбалансированная система которую очень сложно вывести из строя. Но наш современный образ жизни, экология, продукты питания - состоящие всё больше и больше из химии, - в общем вы и сами это понимаете. Но что с этим делать.

В первую очередь - полюбить себя, отнестись к себе, не как к отдельной личности, а воспринять себя частью огромного организма - маленькой клеточкой в теле Бога. Ведь мы он и есть. Мы не можем жить собственной эгоистичной жизнью в этом теле - этим мы разрушаем сбалансированность системы в целом и тем самым подвергая опасности не только себя, но и весь организм, ведь в нём всё взаимосвязано. Оставляя больше себе мы засоряем себя шлаками, в тоже время кто то другой это недополучает и страдает от этого, и так по цепочке страдает всё тело.

Простите ВСЕХ кто вам причинил беды, ведь ошибаются все - а ваша обида и злость причиняют огромнейший вред не только им, но и вам - ведь все мы одно целое.

Вы можете не поверить, - но изменив только себя, и своё отношение к другим, искренне простив их и желая им добра вы избавитесь от этой "злой" болезни. Были случаи, когда человек переосмыслив свою жизнь, избавлялся от рака в течении одной - двух недель.

А также прочитайте:

Новая Криптовалюта

Поиск

Все о вашем здоровье | Альтернативная медицина | Рецепты | Лечение | Болезнь

Все про ваше здоров"я | Альтернативна медицина | Рецепти | Лікування | Хвороба

Все права защищены действующим законодательством Украины и международными соглашениями.

Поширювати матеріали сайту дозволяється тільки з посиланням на цей сайт.

Будь-яке інше поширення матеріалів суворо заборонено.

Всі права захищені діючим законодавством України та міжнародними угодами.

Природа раковых клеток

С тех пор как Ричард Никсон официально объявил войну с раком посредством подписания Американского противоракового закона, более ста миллиардов долларов из средств налогоплательщиков было потрачено на исследования и разработку лекарств в попытке уничтожить болезнь, триллионами больше потратили сами больные, но результаты остаются неутешительными.

Даже после сорока лет ведения комплексной «традиционной» (хирургия и химеотерапия) и «ядерной» (лучевая терапия) войны против рака, у каждого четвёртого диагностируется это заболевание – и, если верить прогнозам, число заболевших продолжит неуклонно расти.

Может, это грандиозное поражение отражает тот факт, что природа рака была истолкована в корне неверно, а вместе с тем ошибочны и наши попытки предотвратить или вылечить его?

Итак, вопрос, на который заново должен быть дан ответ: что такое рак?

Возможно, мы должны вернуться к фундаментальному вопросу: что такое рак? В конце концов, до тех пор пока мы не найдём на него точный ответ, все попытки «предотвратить» или «лечить» болезнь, которую мы не понимаем, обречены на провал.

За прошедшие полвека «мутационная теория» представила сложившееся объяснение причины развития рака, согласно которому накопленные мутации в наших клетках приводят некоторых особо уязвимых из них к «сумасшествию». Их «безумное» и «искаженное» поведение является результатом множества разрушительных явлений в ДНК, которая обычно поддерживает их «цивилизованную» активность относительно огромного многоклеточного сообщества в целом – организма. С данной точки зрения эти клетки-изгои беспрерывно размножаются и образуют опухоль, различными способами имитируя характеристики инфекционных процессов в организме хозяина до тех пор, пока новообразование не воспрепятствует жизненно важным процессам, что в итоге приведёт к смерти.

Согласно данной гипотезе, на которую сильное влияние оказала Дарвиновская теория эволюции (иногда её называют «внутренний дарвинизм», который движет эволюцию здоровых клеток в злокачественные), – этот процесс очень похож на естественный отбор, т.е. случайные мутации полезны для выживания и размножения раковых клеток в опухоли. Повреждение ДНК может происходить как путём наследование дефектных ДНК последовательностей («плохих генов»), так и под воздействием разрушительных химических веществ (например, табака) или радиоизлучения.

И хотя эта точка зрения даёт некоторое объяснение, она также может быть ошибочной. Например, один из основных принципов эволюции заключается в том, что случайные мутации почти всегда опасны и приводят к гибели клеток. Однако в таком случае раковые клетки кажутся настоящими «счастливчиками». Вместо того чтобы погибнуть как нормальные клетки, столкнувшись со случайными мутациями, они демонстрируют прямо противоположную реакцию: становятся бессмертными, неспособными подвергнуться запрограммированной гибели, как это происходит со здоровыми клетками.

Тогда действительно ли в основе превращения здоровой клетки в раковую лежит случайность и хаос? Опухолевые клетки, в конце концов, проявляют высоко организованное поведение, поэтому кажется невозможным тот факт, что их стимулируют такие совершенно случайные силы, как мутация…

Раковые клетки (опухоли или новообразования), например, способны построить собственную систему кровоснабжения (ангиогенез), способны защитить себя сайленсингом подавляющих рак генов и активацией генов-инициаторов опухолей, выделением ферментов агрессии, чтобы свободно перемещаться по всему организму, они способны изменять свой метаболизм, чтобы жить в среде с низким содержанием кислорода, высоким содержанием сахара и повышенной кислотностью, а также знают, как удалить свои собственные поверхностные рецепторы, чтобы избежать обнаружения лейкоцитами.

Могут ли эти сложные поведенческие модели быть результатом случайной мутации? И возможно ли, что случайные мутации могут привести к формированию тех же «удачных» наборов генетических свойств каждый раз, когда в организме человека образуются новые формы рака?

Случайные мутации, несомненно, играют важную роль в инициации и стимулировании рака, но только их одних не достаточно для полноценного объяснения.

Рак как древняя программа выживания

Выдающаяся теория, представленная учёным из государственного университета Аризоны Полом Дэвисом и учёным из Австралийского национального университета Чарльзом Линевивером, поможет пролить столь необходимый свет на истинную природу рака.

«Рак – это не случайное скопление эгоистичных клеток-изгоев со скверным поведением, а высокоэффективная запрограммированная реакция на стресс, отточенная длительным периодом эволюции».

В своей основополагающей работе, под названием «Раковые опухоли как многоклеточное 1.0: гены далёких предков» Дэвис и Линевивер предположили, что рак является атавизмом, взятым из генетического «арсенала», которому, по крайней мере, миллиард лет, и который до сих пор покоится – обычно дремлет – глубоко в геноме наших клеток. Дэвис называет этот скрытый генетический слой многоклеточное 1.0. Он содержит пути и программы, которые когда-то были необходимы для наших древних клеточных предшественников и их ранних прото-сообществ, чтобы выжить в совершенно иной среде.

Без высокодифференцированных клеток и специализированных органов высших многоклеточных (многоклеточные 2.0), клетки с генетикой многоклеточных 1.0 обладали бы полезными свойствами, которые позволили бы им выжить при прямом контакте с тем, что представляло бы совершенно иную, более жёсткую (для нас) окружающую среду.

Например, миллиард лет назад уровень кислорода в атмосфере был чрезвычайно низким, так как ещё не сформировался фотосинтез, чтобы производить его обильный запас. Это означает, что клеточной жизни в то время пришлось бы учиться развиваться в окружающей среде с низким содержанием кислорода или вообще в бескислородной среде – именно это и делают раковые клетки, используя аэробный гликолиз для выработки энергии вместо окислительного фосфорилирования.

Дэвис и Линевивер кратко изложили своё мнение следующим образом:

«Мы предполагаем, что рак – это атавизм, который возникает, когда генетические или эпигенетические неисправности открывают древний «арсенал» уже существующих приспособлений, восстанавливающих доминирование более раннего слоя генов, которые контролировали свободные колонии лишь частично дифференцированных клеток, похожих на опухоли. Существование такого инструментария предполагает, что прогресс новообразования (рака) в организме хозяина явно отличается от нормальной эволюции Дарвина».

Вместо того чтобы рассматривать такую отличительную черту рака как беспрерывное размножение в качестве заново эволюционировавшего свойства, которым пренебрегла случайная мутация, его следовало бы считать состоянием клетки «по умолчанию», выработанным миллиард лет назад, когда «бессмертие» было первоочередным приоритетом.

Не забывайте, эта древняя совокупность клеток не имела такой дифференциации клеточного типа и специализации тканей, как у высших животных (т.е. кожи, волос, ногтей и др.), для защиты от пагубного воздействия окружающей среды.

Если рак – это разоблачённая древняя программа выживания, то это ещё не означает, что «теория мутации» всё же не содержит в себе доли истины. Генетические повреждения и мутации, по сути, способствуют развитию рака, но вместо того, чтобы рассматривать их как «вызывающие» сложную систему поведения, связанного с раком, точнее было бы предположить, что они выявляют уже существующий набор генетических программ (атавизм).* Например, известно более сотни онкогенов, существующих в нашем ДНК и являющихся общими для широкого спектра различных биологических видов, включая дрозофил, что показывает, насколько они древние (как минимум 600 млн. лет) и универсальные (встречаются в большинстве многоклеточных организмов).

В рамках этого нового способа мышления рак больше не может рассматриваться как некоторый предопределённый ген-бомба замедленного действия, заложенный в нас, или просто как побочный продукт кумулятивного воздействия на генотоксичные вещества.

Cкорее всего, рак – это древняя реакция выживания во всё более токсичной среде, с ненатуральным питанием и ослабленным иммунитетом. Эти клетки научились выживать при постоянных чрезмерных нагрузках, осуществляя постоянное самовосстановление (репликацию) и следуя принципу: всё, что не убивает, делает тебя сильнее.

Рак больше не может рассматриваться как что-то плохое, происходящее внутри здорового организма. Рак является тем, что организм активно предпринимает в ответ на нездоровую клеточную, физическую и планетарную среду. Вместо выражения физического отклонения от нормы, он может быть выражением физического интеллекта и способности наших клеток к выживанию в условиях, которые угрожают разрушить их до такой критической отметки, за которой выживание невозможно.

Это также проливает свет на разрушительный характер химио- и лучевой терапии. Опухоли содержат широкий спектр клеток, многие из которых, по сути, являются доброкачественными (никогда не причинят вред организму), а некоторые из них ещё и сдерживают более вредоносные клетки.

Инвазивные клетки более исконны в своей генетической конфигурации (многоклеточные 1.0) ввиду того, сколько повреждений им приходится переносить в течение их жизненного цикла. Именно эти клетки, которые наиболее устойчивы к химиотерапии, реже умирают при воздействии на них. Следовательно, химиотерапия и лучевая терапия убивают клетки, которые на самом деле не представляют угрозы.

Разумнее рассматривать рак не как «монолитную болезнь», а как симптом ухудшающихся клеточных условий и условий окружающей среды. Другими словами, окружающая среда клетки стала неблагоприятной для её нормального функционирования, и, чтобы помочь ей выжить, в клетке происходят глубокие генетические изменения, повторяющие древние генетические пути, которые мы связываем с раковым фенотипом. Этот «экологический» подход вновь возвращает наше внимание на предотвратимые и поддающиеся лечению причины «болезни», вместо неясной и устаревшей концепции «дефектных генов», на которые мы не в силах повлиять.

По сути, мы должны переключить наше мышление с той точки зрения, что рак является чем-то неестественным, что происходит с нами, на ту, где мы видим, что рак является вполне естественной реакцией нашего организма, чтобы выжить в неестественных условиях. Измените эти условия к лучшему, и от этого вы получите гораздо больше пользы, чем от борьбы с раком, как с врагом.

* Концепцию рака как атавизма можно объяснить следующим образом: атавизм – это более старая генетическая особенность, свойство, которое больше не используется, и поэтому подавляется вновь эволюционировавшими генами. В качестве примера можно привести перепонки между пальцами. Пока мы находимся в утробе матери, они есть у каждого, но в процессе эмбрионального развития они исчезают. Это делается с помощью процесса «программируемой клеточной смерти», также известной как апоптоз. Организм просто включает апоптоз генов в тканях, связанных с перепонками, и эти клетки спокойно разбирают себя, в результате чего мы имеем обычные, свободные от перепонок руки и ноги. Самое интересное, что раковые клетки являются раковыми потому, что они не умирают.

Они либо забыли, как пройти запрограммированную смерть (апоптоз), или были вынуждены из-за травмы (генетического нарушения) или экологической нагрузки (эпигенетического изменения) подавить гены, которые позволили бы им умереть.

Раковые клетки, по сути, скопированы с древнего генетического инструментария, который их предшественники более миллиарда лет назад использовали, чтобы выжить в очень суровых условиях, и где репликация была гораздо более предпочтительным свойством, чем смерть.

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

ГОУ СПО «Красноуфимский педагогический колледж»

Вирусы и природа их происхождения

Исполнитель:

Дмитриева И.Ю.,

студентка 23 группы

Руководитель:

Каптиева О.В.,

преподаватель

естественнонаучных

дисциплин

г. Красноуфимск

Паспорт

Название проекта: «Вирусы и природа их происхождения».

Руководитель проекта: Каптиева О.В.

Учебный предмет, в рамках которого проводится работа по проекту

Естествознание.

Учебная дисциплина близкая по теме предмета биология.

Тип проекта: творческий.

Возраст обучающихся, для которых предоставлен проект 16-18 лет.

Необходимое оборудование: учебная литература, фотографии,

компьютер, принтер, сканер.

Введение

Природа происхождения вирусов

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Как вирус проникает в клетку?

Способ размножения вирусов

Что такое СПИД?

Вред и польза вирусов

Америка впервые одобрила вирусы в качестве пищевой добавки

Заключение

Список литературы

Введение

Разнообразие жизни на земле с трудом поддается описанию. Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. видов растений, до 10 млн. микроорганизмов, причем эти цифры занижены. Нет, и не будет никогда человека, который знал бы все эти виды. Тем более возникает острая нужда в системе живой природы, руководствуясь которой мы могли бы найти в ней место для организма, который нас заинтересовал,- будь то бактерия, вызывающая новую болезнь, новый жук или клещ, птица или рыба. Эту необходимость люди осознали еще в запрошлом веке.

Именно тогда великий шведский натуралист Карл Линней создал научную систему живой природы, которой мы пользуемся и в настоящее время. Отчет возраста научной систематики ведется с 1758г., когда вышло в свет 10-е издание линнеевской «Системы природы». Основные принципы Линнея и названия видов, данные им, сохраняются до сих пор, хотя видов сейчас известно в тысячи раз больше.

В нашем мире существует большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения. Эти существа носят названия вирусов (лат. ”вирус”- яд) и не представляют неклеточные формы жизни. Вирусы нельзя отнести ни к животным, ни к растениям. Они исключительно малы, поэтому могут быть изучены только с помощью электронного микроскопа.

Вирусы способны жить и развиваться в клетках других организмов. Поселяясь внутри клеток животных и растений, вирусы вызывают много опасных заболеваний, таких как мозаичная болезнь табака, гороха и других культур (у растений). В изучении прокариот и вирусов линнеевская система в полной мере не применяется. В его времена о мире микроорганизмов почти ничего не знали.

Поэтому формы вирусов и бактерий в системе часто обозначают не звучными латинскими буквами, а сочетаниями букв и цифр. Вирусы имеют генетические связи с представителями флоры и фауны Земли. Согласно последним исследованиям, геном человека более чем на 30 % состоит из информации, кодируемой вирусоподобными элементами и транспозонами. С помощью вирусов может происходить так называемый горизонтальный перенос генов (ксенология), то есть передача генов между двумя неродственными (или даже относящимися к разным видам) особями.

Мы выбрали эту тему, так как считаем, что она очень актуальна в наше время. Многие ученые борются с опасными, смертельными вирусами с того времени, как только они были обнаружены.

С моей точки зрения, борьба с вирусами будет всегда, пока ученые не найдут средство, которое уничтожит эти опасные для жизни человека организмы имеющие неклеточную форму строения.

Бороться с этими организмами очень тяжело, так как, они имеют свойство изменять состав своего строения при попадании в благоприятные условия.

При написании проекта мы поставили перед собой следующую цель: изучить суть происхождения вирусов, их строение и роль в природе.

1)подобрать необходимые информационные источники;

2)проработать данную информацию и соотнести ее с изучаемой проблемой;

3)рассмотреть открытия ученых с целью исследования строения вирусов;

4)найти положительные и отрицательные качества вирусов;

5)подготовиться к защите проекта.

Природа и происхождение вирусов

Современные представления о вирусах складывались постепенно. В 1892г. Д.И. Ивановский обратил внимание на широко распространенную болезнь табака, при которой листья покрываются россыпью пятен (мозаичная болезнь). После открытия вирусов Ивановским их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающее растения, животных и бактерий. Однако в течение длительного времени эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы - бактериофаги - долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х - началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов.

В конце 30-х - начале 40-х годов изучение вирусов продвинулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах. Основанием для признания вирусов организмами явились полученные при их изучении факты, свидетельствовавшие, что вирусы, как и другие организмы (животные, растения, простейшие, грибы, бактерии), способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью, приспособляемостью к меняющимся условиям среды их обитания и, наконец, подверженностью биологической эволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором. Это является, прежде всего, взаимодействием двух геномов - вирусного и клеточного.

Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток. Третья гипотеза 20-30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов (заимствование генной функции). Новые генетические качества могут возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции последних (образование новых генов).

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Кусает больно и обидно,

Хоть самого подчас не видно…

Дж. Свифт

«Что же, пусть наша прекрасная незнакомка так и останется незнакомкой, лишь бы она полюбила нас», − сказал, по преданию, выдающийся микробиолог Л.Пастер, так и не сумев выделить возбудителя бешенства − страшной болезни, от которой в XIX веке не было никакого спасения. Получить вакцину и тем самым познать природу инфекционного агента и спасти многие тысячи человеческих жизней ему удалось. Сделать это в те времена не смог бы никто, поскольку возбудителем бешенства оказался не микроб, как того ожидал Л.Пастер, а вирус.

Наряду с одноклеточными и многоклеточными организмами в природе существуют и другие формы жизни. Это вирусы, не имеющие клеточного строения. Они представляют переходную форму между живой и неживой материей. Вирусы устроены очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом, полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом . У некоторых вирусов (герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Во внешней среде они не проявляют никаких признаков жизни, многие имеют форму кристаллов. Величина вирусов колеблется от 20 до 300 нм.

Вирус обладает достаточно сложной внутренней структурой. Его сердцевина (ядро) содержит одну (иногда больше) молекулу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Нуклеиновые кислоты самых мелких вирусов содержат 3-4 гена, а самые крупные вирусы имеют до 100 генов. Снаружи вирус покрыт белковым «чехлом», защищающим нуклеиновую кислоту от вредных воздействий окружающей среды. Форма вирусов очень разнообразна. По размерам вирусы подразделяют на крупные (300-400 нм в диаметре), средние (80-125 нм) и мелкие (20-30 нм). Крупные вирусы можно увидеть в обычный микроскоп, более мелкие изучают под электронным микроскопом.

Как вирус проникает в клетку?

Вирусы растений, клетки которых кроме мембраны защищены прочной оболочкой из клетчатки, могут проникнуть в них лишь в местах механических повреждений. Разносчиками этих вирусов могут быть членистоногие – насекомые вроде тлей и клещи с сосущим аппаратом. Они переносят вирионы на своих хоботках. И у человека переносчиками вирусных болезней могут быть москиты (желтая лихорадка), комары (японский энцефалит) или клещи (таежный энцефалит). Раньше все вирусы, распространяющихся при помощи кровососов, объединяли в группу арбовирусов .

Лекция 1

Природа, происхождение и структура вирусов.

Модуль 1

Комплексная цель модуля

Комплексная цель модуля состоит в необходимости дать студентам представление об основных свойствах вирусов: об их природе, происхождении, архитектуре и морфологии вирусных частиц, о типах симметрии, о химических свойствах вирусов. Эти сведения должны стать теоретической основой для дальнейшего понимания биологической сущности вирусов, которая выражается в процессах репродукции и вирусного патогенеза. Модуль состоит из трех лекций, материал которых позволяет решить поставленную цель.

ПРИРОДА ВИРУСОВ

Со времени открытия вирусов по настоящее время представления о природе вирусов претерпели значительные изменения.

Д. И. Ивановский и другие исследователи того времени подчеркивали два свойства вирусов, позволившие выделить их из общей массы микроорганизмов: фильтруемость и неспособность размножаться на всех искусственных пи­тательных средах. Позже выяснилось, что эти свойства не абсолютны, так как были обнаружены фильтрующиеся формы бактерий и микоплазмы, растущие на искус­ственных питательных средах, по размерам приближаю­щиеся к наиболее крупным вирусам (вирусы оспы чело­века и животных).

Однако и в том случае, когда интеграции не происхо­дит и вирусный геном находится в автономном состоя­нии, возникновение инфекции обусловлено конкуренцией вирусного и клеточного геномов.

К уникальным свойствам вируса относится его способ размножения, который резко отличается от способов раз­множения всех других клеток и организмов (бинарное деление, почкование, образование спор). Вирусы не растут, и их размножение обозначается как дисъюнктивная (разобщенная) репродукция, что подчеркивает разобщен­ность в пространстве (на территории клетки) и времени синтеза вирусных компонентов (нуклеиновых кислот и белков) с последующей сборкой и формированием вирионов.

В связи с вышеизложенным не раз возникали дискус­сии по поводу того, что же такое вирусы - живое или не живое, организмы или не организмы. Безусловно, вирусы обладают основными свойствами всех других форм жиз­ни - способностью размножаться, наследственностью, изменчивостью, приспособляемостью к условиям внешней среды; они занимают определенную экологическую нишу, на них распространяются законы эволюции органического мира на земле. Поэтому к середине 40-х годов сложи­лось представление о вирусах как о наиболее простых микроорганизмах. Логическим развитием этих взглядов было введение термина «вирион», обозначавшего внекле­точный вирусный индивидуум. Однако с развитием иссле­дований по молекулярной биологии вирусов стали накап­ливаться факты, противоречащие представлению о виру­сах как организмах.

Отсутствие собственных белок-синтезирующих систем, дисъюнктивный способ репродукции, интеграция с клеточ­ным геномом, существование вирусов сателлитов и дефект­ных вирусов, феноменов множественной реактивации и комплементации - все это мало укладывается в представ­ление о вирусах как организмах. Представление это еще более теряет смысл, когда мы обратимся к вирусоподоб­ным структурам - плазмидам, вироидам и агентам типа возбудителя скрепи.

Плазмиды (другие названия - эписомы, эпивирусы) представляют двунитчатые кольцевые ДНК с молекуляр­ной массой в несколько миллионов, реплицируемые клет­кой. Они вначале были обнаружены у прокариотов, и с их существованием связаны разные свойства бактерий, например устойчивость к антибиотикам. Поскольку плаз­миды обычно не связаны с бактериальной хромосомой (хотя многие из них способны к интеграции), их считают экстрахромосомными факторами наследственности.

Плазмиды были обнаружены и у эукариотов (дрожжей и других грибов), более того, обычные вирусы высших животных также могут существовать в виде плазмид, т. е. кольцевых ДНК, лишенных собственных белков и реплицируемых клеточными ферментами синтеза ДНК. В част­ности, в виде плазмид могут существовать вирусы папил­ломы коров, обезьяний вирус 40 (SV-40). При персистенции вируса герпеса в культуре клеток могут образовываться плазмиды - кольцевые ДНК, составляющие лишь часть генома этого вируса.

К вирусам примыкают вироиды - агенты, открытые Т. О. Дайнером в 1972 г., вызывающие заболевания неко­торых растений и способные передаваться как обычные инфекционные вирусы. При их изучении оказалось, что это сравнительно небольшие по размерам молекулы коль­цевой суперспирализованной РНК, состоящие из немно­гих, 300-400 нуклеотидов. Механизм репликации вироидов не вполне ясен.

Наконец, следует упомянуть об агенте скрепи - воз­будителе подострой трансмиссивной губкообразной энце­фалопатии овец. Вероятно, сходные агенты вызывают и другие формы губкообразных энцефалопатии животных и человека, в основе которых лежит прогрессирующее разрушение нервных клеток, в результате чего мозг при­обретает губчатую (спонгиоформную) структуру. Агент скрепи имеет белковую природу и даже получил специ­альное название - прион (от слов proteinaceous infectious particle - белковая инфекционная частица). Предполага­ется, что этот белок является одновременно и индуктором и продуктом какого-то клеточного гена, ставшего авто­номным и ускользнувшего от регуляции («взбесившийся ген»).

Все вирусы, включая сателлиты и дефектные вирусы, плазмиды, вироиды и даже агенты скрепи (их гены), име­ют нечто общее, их объединяющее. Все они являются автономными генетическими структурами, способными функционировать и репродуцироваться в восприимчивых к ним клетках животных, растений, простейших, грибов, бактерий. По-видимому, это наиболее общее определение, позволяющее очертить царство вирусов. На основании сформулированного определения вирусы, не будучи орга­низмами, тем не менее являются своеобразной формой жизни и поэтому подчиняются законам эволюции орга­нического мира на земле.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИРУСОВ

По вопросу о происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считали, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий или других одноклеточных организ­мов. Гипотеза регрессивной эволюции не может объяснить разнообразия генетического материала у вирусов, некле­точной их организации, дисъюнктивного способа репро­дукции и отсутствия белоксинтезирующих систем. Поэ­тому в настоящее время эта гипотеза имеет скорее исто­рическое значение и не разделяется большинством вирусологов.

Согласно второй гипотезе вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни - протобионтов, пред­шествовавших появлению клеточных форм жизни, с ко­торых и началась биологическая эволюция. Эта гипотеза также не разделяется в настоящее время большинством вирусологов, так как она не объясняет тех же вопро­сов, разрешить которые оказалась бессильной первая гипотеза.

Третья гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, хотя не ясно, какие из этих элементов дали начало столь большому разнообразию генетического материала у виру­сов. Эта гипотеза, которую иронически назвали гипотезой «взбесившихся генов», находит наибольшее число сторонников, однако не в том первоначальном виде, в каком она была высказана, так как и она не объясняет наличие у вирусов форм генетического материала (однонитчатая ДНК, двунитчатая РНК),отсутствующих в клетках, обра­зование капсида, существование двух форм симметрии и т. п.

Вероятно, вирусы действительно являются дериватами генетических элементов клеток, но они возникали и эволю­ционировали вместе с возникновением и эволюцией клеточ­ных форм жизни. Природа как бы испробовала на вирусах все возможные формы генетического материала (разные виды РНК и ДНК), прежде чем окончательно остановила свой выбор на канонической его форме - двунитчатой ДНК, общей для всех клеточных форм организмов, начиная от бактерии и кончая человеком. Будучи, с одной стороны, автономными генетическими структурами, с дру­гой стороны, неспособными развиваться вне клеток, виру­сы на протяжении миллиардов лет биологической эволю­ции проделали настолько разнообразные пути развития, что отдельные их группы не имеют преемственной связи между собой. По-видимому, разные группы вирусов воз­никали в исторически разные времена из разных генетических элементов клеток и поэтому существующие в на­стоящее время разные группы вирусов имеют полифиле-тическое происхождение, т. е. не имеют единого общего предка. Тем не менее, универсальность генетического кода распространяется и на вирусы, свидетельствуя тем самым, что и они являются порождением органического мира земли.

РОЛЬ ВИРУСОВ В ЭВОЛЮЦИИ

Поскольку вирусы, будучи особыми формами жизни, не являются микроорганизмами, то и вирусология является не разделом микробиологии, а самостоятельной научной дисциплиной, имеющей свой объект изучения и свои методы исследования.

Поговорили на радио «Эхо Москвы» о раке в программе «Наука в фокусе». Изначально была заявлена тема «вирусная природа рака», но ведущие пытались её расширить, что простительно - тема насущная, а мифы и невежество вездесущи. Старался разъяснять предельно простым языком (профессиональных онкологов прошу простить за допущенные упрощения). Очень понравились ведущие - Егор Быковский, главный редактор журнала «Наука в фокусе» и симпатичнейшая Наргиз Асадова; с превеликим удовольствием продолжил с ними общение за чашкой чая.

Прослушать воскресный эфир можно онлайн :

Никаких купюр не делалось, всё живьем.

РЕЗЮМЕ
Рак - собирательное название для большой группы злокачественных опухолей. Злокачественность обусловлена способностью таких опухолей к метастазированию, т.е. к рассеву по организму. Опухоль образуется из клетки, в которой произошла генетическая мутация, вследствие чего она перестала «слушаться» сигналов, останавливающих клеточное деление.

1) гепатоцеллюлярный рак (печени) - гепатит В, в меньшей степени гепатит С (писал )
2) рак шейки матки - папилломавирус человека (писал )

Кроме того:
Люди со СПИДом плохо контролируют вирус герпеса 8-го типа (HHV-8), который провоцирует множественные злокачественные опухоли кожи - саркому Капоши (названа «лизиями» от англ. lesions = болячки в душевном фильме «Филадельфия» с гениальным Томом Хэнксом в главной роли). Также с ВИЧ и другими ретровирусными инфекциями ассоциируются некоторые лимфомы.

Вирус Эпштейна-Барр , вызывающий инфекционный мононуклеоз, надолго задерживается в организме и способен провоцировать рак носоглотки и лимфому Беркетта.

Из бактерий можно вспомнить желудочную Helicobacter pylori , которая провоцирует не только язвенную болезнь, но и рак желудка. H. pylori была первой бактерией, за которой ученые признали канцерогенные свойства.

ПРОФИЛАКТИКА
Отсюда и меры профилактики, среди которых самые простые, дешевые и самые же эффективные - вакцина против гепатита В и папилломовирусов.

Вообще же, во всем мире в ряду основных канцерогенных факторов стоит курение, обусловливающее около 30% суммарно всех смертей в США и немало в России (поучал ). Также важное значение в канцерогенезе играют алкоголь и ожирение. Генетическая предрасположенность безусловно важна, но здесь уж что досталось, с тем и живем (я говорю в передаче о генетических онкомаркёрах, но пока до массовых скринингов еще далеко).

Всё прочее - загрязнение окружающей среды, питание, радиация и вредные производственные факторы - играет значительно меньшую роль, если говорить о среднерусском обывателе. Такие вещи как ГМО вообще совершенно безвредны, несмотря на профузное мифотворчество в СМИ (рекомендую это). Нет никаких серьёзных оснований думать и о вреде сотовых телефонов (писал )

Современные представления о вирусах складывались постепенно. В 1892г. Д.И. Ивановский обратил внимание на широко распространенную болезнь табака, при которой листья покрываются россыпью пятен (мозаичная болезнь). После открытия вирусов Ивановским их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающее растения, животных и бактерий. Однако в течение длительного времени эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы -- бактериофаги -- долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х -- началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов.

В конце 30-х -- начале 40-х годов изучение вирусов продвинулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах. Основанием для признания вирусов организмами явились полученные при их изучении факты, свидетельствовавшие, что вирусы, как и другие организмы (животные, растения, простейшие, грибы, бактерии), способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью, приспособляемостью к меняющимся условиям среды их обитания и, наконец, подверженностью биологической эволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором. Это является, прежде всего, взаимодействием двух геномов -- вирусного и клеточного.

Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток. Третья гипотеза 20--30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов (заимствование генной функции). Новые генетические качества могут возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции последних (образование новых генов).

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Кусает больно и обидно,

Хоть самого подчас не видно…

Дж. Свифт

«Что же, пусть наша прекрасная незнакомка так и останется незнакомкой, лишь бы она полюбила нас», ? сказал, по преданию, выдающийся микробиолог Л.Пастер, так и не сумев выделить возбудителя бешенства? страшной болезни, от которой в XIX веке не было никакого спасения. Получить вакцину и тем самым познать природу инфекционного агента и спасти многие тысячи человеческих жизней ему удалось. Сделать это в те времена не смог бы никто, поскольку возбудителем бешенства оказался не микроб, как того ожидал Л.Пастер, а вирус.

Наряду с одноклеточными и многоклеточными организмами в природе существуют и другие формы жизни. Это вирусы, не имеющие клеточного строения. Они представляют переходную форму между живой и неживой материей. Вирусы устроены очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом, полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом . У некоторых вирусов (герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Во внешней среде они не проявляют никаких признаков жизни, многие имеют форму кристаллов. Величина вирусов колеблется от 20 до 300 нм.

Вирус обладает достаточно сложной внутренней структурой. Его сердцевина (ядро) содержит одну (иногда больше) молекулу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Нуклеиновые кислоты самых мелких вирусов содержат 3-4 гена, а самые крупные вирусы имеют до 100 генов. Снаружи вирус покрыт белковым «чехлом», защищающим нуклеиновую кислоту от вредных воздействий окружающей среды. Форма вирусов очень разнообразна. По размерам вирусы подразделяют на крупные (300-400 нм в диаметре), средние (80-125 нм) и мелкие (20-30 нм). Крупные вирусы можно увидеть в обычный микроскоп, более мелкие изучают под электронным микроскопом.