Hogyan alakul ki a rák?

A rák lényege: kontrollálatlan sejtosztódás

A rák lényegében a sejtek szabályozatlan növekedése és osztódása. Normál esetben a sejtjeink szigorúan szabályozott módon osztódnak, növekednek és pusztulnak el. Egy felnőtt ember teste 25-40 billió sejtből áll, és ezek a sejtek általában pontosan „tudják”, mikor kell osztódniuk, működniük és elpusztulniuk. A rák akkor alakul ki, amikor ez a folyamat felborul, és a sejtek kontrollálatlanul kezdenek szaporodni.

A rák kialakulásának lépései

A rák kialakulása nem egyik pillanatról a másikra történik, hanem egy többlépcsős káros folyamat eredménye. Ez magyarázza azt is, miért fordul elő gyakrabban idősebb korban – az évek során több lehetőség van a káros változások felhalmozódására.

A folyamat első lépése az úgynevezett tumor iniciáció. Ekkor egyetlen sejtben olyan genetikai változás (pl. mutáció vagy másfajta DNS változás) következik be, ami abnormális szaporodásra, állandó növekedésre és osztódásra készteti a sejtet.

A következő fázis a daganat növekedés, a tumor progresszió. Az osztódó sejtekben újabb és újabb mutációk halmozódnak fel, amelyek további előnyt biztosítanak a sejtek számára, például még gyorsabb növekedést. A folyamat során ún. klonális szelekció zajlik: azok a sejtek, amelyek a leggyorsabban osztódnak és a legéletképesebbek, dominánssá válnak a daganaton belül.

A folyamat vége a rosszindulatú daganat, más néven a malignus tumor kialakulása. A rosszindulatú daganatsejtek áttörik a környező szövetek határait, behatolnak a vérerekbe és a nyirokrendszerbe, és a vérárammal más szervekbe is eljutnak, ahol szintén növekedésnek indulnak és intenzíven osztódni kezdenek. Ezt a folyamatot nevezzük metasztázisnak vagy áttétképződésnek.

A rák genetikai háttere

A rák kialakulásának hátterében hibásan működő géneket eredményező genetikai változások állnak. Ezek a genetikai hibák érinthetik a protoonkogéneket, a tumorszuppresszor géneket és a DNS-javító géneket.

• A proto-onkogének normál esetben a sejtosztódást és sejtnövekedést szabályozzák. Ha ezekben kritikus genetikai hiba keletkezik, az folyamatos növekedésre készteti a sejteket.
• A tumorszuppresszor gének fékezik a sejtosztódást. Ha működésük sérül, a sejtek korlátlanul osztódhatnak.
• A DNS-javító gének a DNS-ben keletkező hibákat javítják ki. Működésük zavara esetén a génekben könnyebben állandósulnak a káros mutációk.

Általában nem egyetlen gén hibája okoz rákot, hanem több gén együttes működési zavara. A kutatók úgy vélik, hogy a legtöbb rák kialakulásához 4-7 különböző génhibára van szükség. Ez magyarázza, hogy miért alakul ki a rák gyakrabban idősebb korban – időre van szükség, amíg ezek a genetikai hibák felhalmozódnak.

A rák kialakulásának okai

A rák kialakulásához vezető genetikai változásokat számos tényező okozhatja. Ilyenek lehetnek a környezeti hatások, például az UV-sugárzás vagy a dohányfüstben lévő káros anyagok. Az életmódbeli tényezők is jelentős szerepet játszanak: a dohányzás például a tüdőrák esetek 80-90%-áért felelős, de más ráktípusok kialakulásában is szerepet játszik. Egyes vírusok, mint például a hepatitis B vírus vagy a humán papillomavírus (HPV) szintén okozhatnak rákot.

Vannak örökletes tényezők is: bizonyos génváltozatok növelhetik egyes ráktípusok kialakulásának kockázatát. Ugyanakkor fontos tudni, hogy a rákos megbetegedések csak kis része, mintegy 5-10%-a vezethető vissza örökletes okokra.

A legtöbb esetben a rák kialakulása nem örökletes, hanem az élet során szerzett genetikai változások eredménye. A sejtek ugyan rendelkeznek olyan mechanizmusokkal, amelyek felismerik és kijavítják ezeket a hibákat vagy a javíthatatlan sejtet apoptózisra, azaz irányított sejthalálra késztetik, de néha egy-egy genetikai hiba elkerüli a javítást. Ha ez a hiba éppen egy kulcsfontosságú génben történik, az hozzájárulhat a rák kialakulásához.

A rákos sejtek jellemzői

A rákos sejtek számos tulajdonságukban különböznek az egészséges sejtektől. Az egyik legfontosabb különbség, hogy képesek korlátlanul osztódni. Míg az egészséges sejtek csak bizonyos számú osztódásra képesek, a rákos sejtek folyamatosan osztódnak. Ez részben annak köszönhető, hogy a rákos sejtek képesek aktiválni egy enzimet, a telomerázt, amely megakadályozza a kromoszómák végein lévő telomerek rövidülését. Normál esetben a telomerek minden osztódással rövidülnek, és amikor túl röviddé válnak, a sejt nem képes tovább osztódni. A telomeráz aktiválásával a rákos sejtek megkerülik ezt a korlátot.

A rákos sejtek emellett kevésbé tapadnak egymáshoz és a környező szövetekhez, ami elősegíti a szétterjedésüket. Ez részben annak köszönhető, hogy csökken bennük bizonyos sejtadhéziós (sejtragasztó) molekulák  termelődése. Az ennek hatására bekövetkező a csökkent tapadás teszi lehetővé, hogy a rákos sejtek elszakadjanak az eredeti helyükről és a vérárammal vagy a nyirokkeringésselúj helyekre vándoroljanak.

A daganatok növekedése és terjedése

A daganatok növekedésük során új vérerek képződését is serkentik, hogy bőséges oxigénellátáshoz és tápanyagokhoz jussanak. Ezt a folyamatot nevezzük angiogenezisnek. A rákos sejtek olyan anyagokat termelnek, amelyek serkentik az új vérerek kialakulását. Ez nemcsak a tumor növekedését segíti elő, hanem a rákos sejtek szétterjedését is megkönnyíti, hiszen a daganatsejtek az új vérereken keresztül könnyebben juthatnak el a test más részeibe.

A rákos sejtek képesek áttörni a szövethatárokat és más szervekbe vándorolni. Ehhez olyan enzimeket termelnek, amelyek lebontják, fellazítják a sejtek közötti állományt, amelyben olyan nagymolekulájú fehérjék is találhatók, amelyek akadályozzák a sejtek vándorlását, elmozdulását. Például a kollagenáz enzim termelése lehetővé teszi, hogy a rákos sejtek áthatoljanak a bazális membránon és behatolhassanak a környező szövetekbe.

A rák kialakulásának időbeli folyamata

A rák kialakulásának folyamata általában évekig, sőt évtizedekig tarthat. Ez magyarázza, hogy miért növekszik drámaian a rák előfordulása az életkor előrehaladtával. A vastagbélrák előfordulása több mint tízszeresére nő 30 és 50 éves kor között, majd újabb tízszeresére 50 és 70 éves kor között. Ez a növekedés is arra utal, hogy a legtöbb rák több abnormalitás felhalmozódásának következménye, amelyek sok év alatt alakulnak ki.

A rák kialakulásának folyamatát minden tekintetben jól szemlélteti a vastagbélrák példája. A folyamat első lépése a vastagbél hámsejtjeinek fokozott szaporodása. Ezután az egyik sejtben olyan mutáció következik be, amely egy kis jóindulatú daganat, úgynevezett adenóma vagy polip kialakulásához vezet. További mutációk révén az adenóma egyre nagyobbra nő és egyre gyorsabban szaporodik. Végül a jóindulatú adenómából rosszindulatú karcinóma alakul ki, amely már képes behatolni a környező kötőszövetbe. A rákos sejtek tovább szaporodnak és terjednek a vastagbél falában, végül áttörik azt és más hasi szervekbe is behatolnak. Emellett a vérerekbe és nyirokerekbe is bejutnak, lehetővé téve az áttétek kialakulását a test távolabbi részeiben.