По данным на 2017 год, разные формы рака стали причиной более 17% смертей во всём мире, уступая в этой смертельной статистике только разнообразным сердечно-сосудистым нарушениям. Это значит, что в современном мире каждый шестой человек умирает от рака. При этом с годами доля раковых заболеваний в статистике смертности растёт опережающими все другие причины темпами.
В настоящее время двумя основными представлениями о раке являются две противоположных, по сути, концепции:
- рак — заболевание возрастное («это не раковые заболевания учащаются, это люди стали доживать до своего рака чаще»);
- рак — это заболевание генетическое; в форме рака проявляются определённые мутации, неизбежные при репликации ДНК естественным путём — от родителей к детям.
В обоих этих предположениях есть доля правды: действительно, многие тысячи из сотен миллионов известных вариаций человеческого генома (324 миллиона на 2017 год) коррелируют с повышенной вероятностью разных форм рака. И, действительно, для более долго живущего организма вероятность экспрессии канцерогенных мутаций возрастает. Однако считать генетику или возраст как таковые причинами рака будет ошибкой. Корреляция совсем не то же самое, что причинность. Случаи генетически обусловленных раковых заболеваний, когда есть прямая причинно-следственная связь между генетической мутацией и раком, относительно редки и касаются, в первую очередь, детских раковых заболеваний.
Для взрослого рака куда более важным фактором, который перевешивает и генетическую предрасположенность, и возраст, являются фактор среды (токсины, травмы, радиация) и поведенческий фактор — то есть, решения, принимаемые человеком как пользователем своего организма в течение жизни.
▍Рак — это не болезнь возраста
Будь возраст основным фактором развития рака, в различных популяциях наблюдалась бы сильная корреляция увеличения продолжительности жизни с ростом раковых заболеваний. Однако в реальности картина иная. Возьмём США.
По данным на 2020 год, которые приводит профессор биологии университета Boston College Томас Сифрид, всего за 8 лет с 2013 по 2020 год, смертность от рака в США выросла на 4%.
При этом ожидаемая продолжительность жизни в США выросла, по самым точным данным за тот же период, выросла всего на 0,02% с 78,74 лет в 2013 до 78,93 в 2020. То есть, не изменилась.
Поскольку расчёт ожидаемой продолжительности жизни производится на основании текущей статистики смертности, можно сказать, что с 2013 по 2020 американцы не стали умирать чаще — однако стали умирать чаще от рака.
Ситуация в России ещё хуже. Ожидаемая продолжительность жизни с 2013 по 2020 год в России ощутимо выросла в относительных показателях, с 68,7 лет в 2013 до 71,1 года в 2020. Но в абсолютных числах картина получается совершенно не радужная: американцы живут, в среднем, под 80 лет, когда россияне едва перевалили за 70.
Казалось бы, тогда хотя бы раковых заболеваний должно быть меньше? Отнюдь: «заболеваемость и смертность от рака в России выше среднемировых показателей, заявил директор НМИЦ радиологии имени Герцева, главный внештатный специалист-онколог Минздрава РФ Андрей Каприн».
То есть, в США смертность от рака растёт, несмотря на не меняющуюся продолжительность жизни, а в России люди умирают от рака чаще, хотя живут на 10 лет меньше.
Как видно из демографических данных, фактор среды — то есть, разницы качества жизни в США и России — перевешивает возрастной настолько, что превращает корреляцию с возрастом в обратную пропорцию: в стране с худшим качеством жизни, в которой живут заметно меньше, «доживают до рака» чаще. Будь возраст основным фактором развития рака, пропорция при такой заметной разнице в продолжительности жизни, должна была бы быть прямой: дольше продолжительность жизни — выше доля раковых смертей.
Таким образом, возраст не является основным фактором риска развития рака (оставаясь, безусловно, одним из важных ко-факторов).
▍Генетика — не приговор (и даже не обвинительное заключение)
Такая же картина складывается и с представлением о генетической природе рака. Как и в случае с возрастом, канцерогенные вариации генов, являются ко-фактором, а не основной причиной риска развития рака.
Во-первых, детерминистское восприятие генетики в массовом сознании («гены такие» в XXI заменило извечное бабушкино «на роду написано») в принципие антинаучно. Генетика определяет широту естественного коридора возможностей для конкретного организма. Однако воплощение конкретных генетических рисков и возможностей определяет эпигенетика — то есть, экспрессия конкретных генов в течение жизни организма с момента зачатия в зависимости от обстоятельств среды. Иными словами, наличие плохих карт в генетической колоде ещё не означает, что они войдут в игру.
Во-вторых, генетическая концепция рака оказалась неэффективной с практической точки зрения — как отправная точка для разработки методов лечения. Всего известно более 100 видов рака. Генетических вариаций, считающихся канцерогенными, однако — многие тысячи; для некоторых видов рака известно более сотни ассоциирующихся с ними мутаций ДНК. Это значит, что предотвращения риска развития всего одного типа рака нужно разработать сотню разных генетических «патчей», многие тысячи — для всех.
Весь смысл изучения природы той или иной болезни — в поиске её лечения. Как метод информирования и, тем самым, фактор профилактики рака, генетические исследования полезны. Но с точки зрения поиска лекарства от рака, генетическое направление оказалось тупиковым.
В-третьих, как и в случае с возрастом, фактор среды вновь оказывается решающим даже внутри максимально генетически близких популяций. По данным одного из исследований на примере женщин восточно-азиатского происхождения, у которых был диагностирован рак груди, оказалось, что только 17% из них были рождены в США, а 83% переехали в США в течение жизни. Факторы среды, влияющие на экспрессию генов, начинают действовать на организм ещё в состоянии плода — и пятикратная разница в примере конкретного исследования указывает, насколько качество среды в эпигенетике важнее результатов генетической лотереи как таковой.
▍Рак — проблема многоклеточных
Итак, рак как заболевание не является генетическим нарушением. Генетические вариации, как и возраст — являются одним из ко-факторов, входящих совокупно в общность «факторы среды», которые могут запустить процесс развития ракового заболевания. Различные раковые заболевания объединяет в группу «рак» не общность причин — её нет, триггеров, в общей сложности (мутации, токсины, травмы, радиация) могут быть тысячи.
Объединяет сотни раковых заболеваний в одну группу общая механика развития заболевания. О ней и поговорим. Но, чтобы понять механику развития рака, нужно залезать не вглубь ДНК, а в глубины эволюционного прошлого. История рака начинается сотни миллионов лет назад, когда в процессе эволюции возникли первые многоклеточные организмы.
Клетки в многоклеточных организмах отличаются от одноклеточных заложенной в них программой прекращения репликации — размножения. Одноклеточные организмы в этом смысле бессмертны — они могут размножаться бесконечно. Конкретные клетки, конечно, гибнут, но как вид они будут плодиться до тех пор, пока в окружающей среде для этого хватает ресурсов.
В многоклеточных же организмах клетки ведут себя по-другому: стволовые клетки при формировании занимают положенные им позиции, приобретают специализацию и начинают формировать конкретные органы и ткани в течение беременности и после, по мере взросления и превращения во взрослую особь. При этом, в определённый момент этот процесс прекращается — и их число перестаёт расти. Некоторые ткани могут регенерировать (то есть, новые клетки будут заменять погибшие), но их число, как правило, после определённого момента меняться не должно.
Соотношения числа клеток различных органов и тканей в организме — эволюционно отмеренный баланс, позволяющий многоклеточному организму функционировать как единое целое на общее благо. Поиск этого баланса оказался невероятно сложным процессом, занявшим намного больше времени, чем возникновение жизни как таковое.
Клеточная жизнь на Земле, предположительно, зародилась 3,8 миллиарда лет назад — 750 млн лет спустя формирования Земли как планеты. Однако самые ранние известные многоклеточные возникли 600 млн лет назад. То есть, на появление клеточной смерти на земле ушло в четыре раза больше времени, чем на возникновение клеточной жизни — 3 миллиарда лет после 750 млн.
Что происходит, когда этот баланс нарушается отдельными клетками, которые вдруг «почувствовав себя бессмертными» начинаются размножаться так, словно они снова стали одноклеточными? Возникает рак.
Раковая клетка — это клетка многоклеточного организма, в которой сломался механизм самоубийства (запрограммированного прекращения размножения), и она начинает бесконтрольно делиться, угрожая смертью организму в целом.
Рак можно использовать в качестве метафоры при описании принципов взаимодействия индивида и общества. И наоборот — метафора о необходимости самоограничения индивида в рамках во благо целого и самого индивида как части этого целого работает в обе стороны.
И, как и в настоящем обществе, подобная губительность активность клеток является неизменным атрибутом живого организма точно так же, как преступность является постоянным атрибутом функционирующего общества. Иными словами, раковые клетки в организме человека возникают постоянно с первых дней жизни и до самого конца. Их возникновение — это побочный эффект жизни как таковой. Если рассматривать жизнь через призму метаболизма —
то есть, постоянно идущего процесса строительства и разрушения тканей, а клетки — как кирпичики на этой стройке, то станет понятно, что возможные ошибки кладки неизбежны — это просто цена жизни.
У каждого читающего этот текст человека среди триллионов живых клеток, образующих организм, есть некоторое количество отбившихся ренегатов — раковых клеток; точно так же, как на поверхности тела всегда присутствует некоторое количество болезнетворных бактерий и вирусов. Однако их всех гоняет и ловит полиция организма — иммунитет — прежде, чем они смогут собраться в достаточно большую банду, чтобы стать проблемой для всего организма как сообщества клеток в целом — то есть, раковой опухолью или инфекцией.
Иммунитет сдерживает рак на двух рубежах: уничтожая отдельные «заблудившиеся» клетки, не позволяя им формироваться в опухоли, и ограничивая рост опухоли конкретным органом, в котором она образовалась. Опухоль в месте её возникновения нарушает функционирование конкретного органа с соответствующими последствиями для организма (например, опухоль поджелудочной железы может приводить к избытку или дефициту выработки жизненно важного гормона инсулина). Однако, поскольку сама опухоль образована из клеток, утративших связь с конкретным органом, то они больше «не видят берегов» и с лёгкостью будут расти, если будут иметь достаточно для этого ресурсов и не иметь достаточного сопротивления, за пределы этого органа. Вторичные опухоли за пределами органа, в котором опухоль впервые сформировалась, называются метастазами. Раковая опухоль опасна тем, что нарушает работу органа в котором она возникла. Раковые метастазы опасны тем, что нарушают работу других органов тоже.
Факторы среды — износ организма с возрастом, генетика, токсины, травмы и радиация — являются триггерами клеточных нарушений. Внешние триггеры приводят к поломке механизма самоубийства отдельных клеток и превращению их в раковые на протяжении всей жизни организма — это часть рисков, идущих в комплекте. Развитие ситуации, однако, зависят уже от самого организма.
Главными же факторами развития рака являются внутренние:
- иммунитет — защитные силы организма;
- питание — наличие ресурсов для размножения раковых клеток.
Именно баланс защитных ресурсов организма с питательностью среды для размножения раковых клеток и определяет, превратятся отдельные клеточные поломки в раковое заболевание или нет.
С точки зрения иммунитета, отбившиеся от рук отдельные раковые клетки ничем принципиально не отличаются от болезнетворных бактерий, например: с того момента, как отдельные клетки отбиваются от коллектива, они превращаются в такие же чужеродные одноклеточные существа, как и бактерии. Угрозу они несут одинаковую: бесконтрольное размножение за счёт ресурсов организма ценой его функционирования и выживания.
Впрочем, рак опаснее тем, что возникает и должен быть распознан «в тылу», тогда как бактериям с вирусами ещё следует пробиться сквозь внешние рубежи иммунитета.
В этом смысле общее укрепление иммунитета и избегание канцерогенных воздействий является таким же фактором защиты от рака, как и от инфекционных заболеваний. В одних и тех же условиях, более развитый иммунитет может не допустить развития рака при наличии генетических факторов риска там, где человек без генетической предрасположенности, но менее развитым иммунитетом заболеет.
Однако самым перспективным направлением профилактики и лечения рака является фактор №2: питательность среды.
▍Глюкоза — главный фактор риска
Понимание эволюционной природы рака принципиально важно для развития методик профилактики и лечения раковых заболеваний. Ведь, понимая отличия между раковыми и здоровыми клетками, можно использовать эту разницу против вредоносных клеток, не угрожая здоровым. Для раковых клеток таким отличием — и их главной уязвимостью, соответственно — является энергетический метаболизм.
Первые три миллиарда эволюции жизни в атмосфере Земли практически не было кислорода, поэтому одноклеточные организмы вырабатывали энергию путём анаэробного (бескилородного) метаболизма.
Почти все здоровые человеческие клетки (за редким исключением — например, красные кровяные тельца) обладают митохондриями. Митохондрии сами по себе — древние бактерии, вступившие в симбиотические отношения с клетками многоклеточных организмов и перерабатывая пищу в энергию для функционирования. Клетки с митохондриями могут перерабатывать топливо в энергию как путём анаэробной (при дефиците кислорода), так и аэробной трансформации (в ходе окислительной реакции).
Но, кроме того, клетки с митохондриями двутопливные: в присутствии кислорода они могут утилизировать в энергию как глюкозу, так и кетоны.
При повреждении клеток, превращающем здоровые клетки в раковые, митохондрии гибнут, и отдельные раковые клетки возвращаются в своё первобытное состояние, функционируя за счёт анаэробного метаболизма глюкозы.
I don't know of any cancer that does not incorporate a large amount of glucose.
Профессор Томас Сифрид, Бостонский колледж
То есть, разница между здоровыми и раковыми клетками — как между двигателем, который может использовать в качестве топлива и бензин, и газ — и обычным ДВС, работающим только на бензине, например.
Это — новая концепция рака как метаболического заболевания, которая возникла и развивается прямо сейчас, первые работы на эту тему появились в 2010-х годах. Она не отменяет все известные факторы, выступающие триггерами образования раковых клеток — генетические и средовые. Однако благодаря смещению фокуса исследований с механизмов запуска рака на механизмы развития рака, перед наукой открывается самый перспективный путь развития методик профилактики и лечения рака.
Метаболическая концепция рака куда проще генетической, указывая на принципиальную разницу в энергетическом метаболизме раковых опухолей и здоровых тканей: раковые клетки, в отличие от здоровых, питаются, преимущественно, глюкозой, которая им необходима в огромном количестве, а здоровые могут полноценно функционировать, обходясь самым минимум глюкозы.
Таким образом, главным фактором среды — и главным фактором развития рака, перевешивающим по важности и генетический фактор, и фактор возраста, является питание.
Неслучайно как минимум 13 самых распространённых видов рака, по данным CDC, демонстрируют сильную корреляцию с лишним весом и диабетом, которые, в свою очередь, являются метаболическими нарушениями, вызываемыми, в первую очередь — та-дам! — избытком сахара в рационе современного человека в последние 40 лет. Те самые 40 лет, когда (примерно с 1980) кривая роста заболеваний раком и диабетом сошла с ума и улетела в космос.
Двумя главными канцерогенами в современном рационе человека являются:
- сахар (в форме глюкозы, фруктозы, сахарозы и углеводов в зерновых);
- масла семян (так называемые «растительные масла» — подсолнечное, льняное и т.д. — в общем, все жидкие масла на полке супермаркета, кроме оливкового).
Избыток этих двух продуктов — масел семян и углеводов в разных формах — и составляют самый мощный фактор риска развития раковых заболеваний в современном мире, по совокупности являясь главным фактором среды, который перевешивает и генетическую предрасположенность, и возраст.
Это знание не отменяет полезность генетического скрининга — знать свои риски лучше, чем не знать. Однако предотвращение воплощения генетических рисков в реальность находится в руках человека — через изменение образа жизни, в первую очередь, питания. Каждый раз, съедая что-нибудь, человек кормит не самого себя («я» в данном случае абстрактность), а разнообразную живность, из которой он состоит: здоровые клетки, раковые клетки, кишечную микробиоту, полезные и вредоносные микроорганизмы.
Зная это, человеку становится доступен выбор: можно кормить полезные клетки, а вредные — не кормить.
Автор: Егорро
