Что же это за процесс, вызывающий успешную «посадку семян» в почву, то есть создающий клетки, предрасположенные к раку? Химические вещества, инициирующие этот процесс, называются канцерогенами. Они чаще всего побочные продукты промышленных процессов, хотя в небольшом количестве могут возникать и в природе, как в случае с афлатоксином. Канцерогены вызывают генетическую трансформацию, или мутацию, нормальных клеток в предрасположенные к раку. Мутация ведет к перманентному изменению генов клетки, воздействуя на ее ДНК.
Вся стадия инициации (рис. 3.1) может произойти в течение очень короткого времени, даже нескольких минут. Это время, которое требуется на поглощение химического кацерогена, его всасывание в кровь, транспортировку к клеткам, переход в состояние активно действующего вещества, прикрепление к ДНК и передачу дочерним клеткам. Когда сформированы новые дочерние клетки, процесс завершен. Генетическая структура дочерних клеток и клеток, которые впоследствии образуются из них, будет навсегда повреждена, увеличивая риск развития рака. За исключением редких случаев, после завершения фаза инициации считается необратимой.
Рис. 3.1. Зарождение опухоли в клетке печени под воздействием афлатоксина
После проникновения в клетки (шаг 1) большинство канцерогенов сами по себе не запускают процесс рака. Сначала они должны превратиться в более активные вещества (шаги 2 и 3) с помощью играющих важнейшую роль ферментов. Затем эти канцерогенные вещества плотно прикрепляются к ДНК клетки и формируют комплексы канцерогенных ДНК, или аддукты (шаг 4).
Если аддукты канцерогенных ДНК не будут восстановлены или выведены из организма, то они потенциально могут вызвать сбой в генетическом функционировании клетки. Однако природа мудра. Эти аддукты могут быть возвращены в нормальное состояние, и в большинстве случаев это происходит довольно быстро (шаг 5). Однако если они еще присутствуют, когда клетка делится и формирует новые дочерние клетки, происходит генетическое повреждение, и этот новый генетический дефект (или мутация) передается всем новым клеткам, которые формируются в дальнейшем (шаг 6)
{97}.
На этом этапе нашей аналогии с газоном семена травы были засеяны в почву и готовы прорасти. Инициация завершилась. Вторая стадия роста называется промоция. Подобно семенам, готовым дать травяные побеги и превратиться в зеленый газон, вновь возникшие клетки, предрасположенные к раку, готовы расти и размножаться до тех пор, пока не превратятся в заметную раковую опухоль. Эта стадия продолжается гораздо более длительный период, чем инициация, у людей это часто длится несколько лет. В течение этого срока вновь образованная группа клеток размножается и становится все больше и больше, пока не сформируется клинически заметная опухоль.
Однако, подобно посеянным в почву семенам, зародившиеся раковые клетки не начнут расти и размножаться, если для этого не будет нужных условий. Семенам в почве, например, требуется нужное количество воды, солнечного света и других питательных веществ, прежде чем они превратятся в полноценный газон. Если один из этих факторов отсутствует или присутствует в недостаточном количестве, семена не прорастут. В случае нехватки какого-либо из необходимых факторов уже после начала прорастания молодые ростки «заснут» в ожидании дальнейшего снабжения необходимыми элементами. И это одна из важнейших характеристик стадии промоции. Промоция обратима: все зависит от того, обеспечены ли раковым клеткам на раннем этапе необходимые условия для роста. Именно на этом этапе и становятся очень важны определенные особенности питания. Одни элементы питания, называемые стимуляторами, способствуют росту раковой опухоли. Другие же, антистимуляторы, замедляют развитие рака. Рак развивается, когда в питании присутствует больше стимуляторов, чем антистимуляторов; когда же в питании преобладают последние, развитие рака замедляется или останавливается. Этот процесс может развиваться в обоих направлениях. Невозможно переоценить огромную важность этой обратимости.
Третья фаза, прогрессия, наступает, когда начинается прогрессирующий рост группы сформировавшихся раковых клеток, пока они не нанесут окончательный вред. Это напоминает заросшую лужайку, когда трава проникла повсюду: в сад, на все дорожки и тропинки. Точно так же формирующаяся раковая опухоль может переместиться из своего первоначального места расположения в организме и затронуть соседние или отдаленные ткани. Когда раковая опухоль осуществляет эти смертоносные завоевания, она называется злокачественной. Когда она покидает первоначальное место расположения и блуждает по телу, то говорят об образовании метастазов. Эта финальная стадия рака приводит к смерти.
В начале нашей программы имелась лишь самая общая информация о стадиях развития рака. Однако мы знали об этом достаточно для того, чтобы разумно структурировать исследование. У нас было немало вопросов. Могли ли мы подтвердить выводы индийского исследования о том, что низкобелковая диета подавляет развитие рака? И, что еще важнее, почему белок влияет на процесс развития рака? Каковы механизмы этого воздействия, как именно действует белок? Имея такое количество вопросов, мы очень тщательно и серьезно подошли к нашим экспериментальным исследованиям, с тем чтобы получить результаты, которые не смог бы опровергнуть самый подробный анализ.
Белок и стадия инициации
Как употребление белка влияет на инициацию рака? В ходе нашего первого эксперимента мы пытались выяснить, воздействует ли белок на фермент, отвечающий за метаболизм афлатоксина, оксидазу со смешанной функцией (mixed function oxidase, MFO). Это очень сложный фермент, поскольку он также отвечает за метаболизм медикаментов и других химических веществ, оказывающих как положительное, так и отрицательное воздействие на организм. Парадоксально, но этот фермент может как нейтрализовать, так и активизировать действие афлатоксина. Это чрезвычайно переменчивое вещество.
В тот момент, когда мы начинали наше исследование, мы выдвинули гипотезу, что белок, который мы употребляем, воздействует на темпы роста опухоли, изменяя механизм нейтрализации афлатоксина ферментами печени.
ФАБРИКА ФЕРМЕНТОВ
Говоря простым языком, систему фермента MFO можно сравнить с фабрикой внутри непрерывно функционирующей клетки. Различные химические вещества, или сырье, поступают на фабрику, где осуществляются все сложные реакции. Сырьевые материалы могут подвергнуться соединению или расщеплению. После процесса преобразования химические вещества, входящие в состав сырья, готовы быть отгруженными с фабрики и превратиться в преимущественно нормальные, безопасные продукты. Однако в результате этих сложных процессов могут образовываться побочные продукты, которые чрезвычайно опасны. Представьте себе дымовую трубу на настоящей фабрике. Если бы вас попросили прижать лицо к отверстию этой трубы и глубоко дышать на протяжении пары часов, вы бы отказались. Внутри клетки опасные побочные продукты, если не контролировать их действие, превращаются в высокоактивные продукты метаболизма афлатоксина, которые затем атакуют ДНК клетки и повреждают ее генетический код.
