Syöpäsolu osaa sen, mistä ihminen vasta haaveilee: se uudistuu ja elää ikääntymättä. Tähän se pystyy torpedoimalla soluille luontaisen itsetuhon ja matkimalla kantasoluja. Niiden lailla se osaa vetää lisääntymis-kelloonsa aina vain uutta jakautumisaikaa.


Tähän se pystyy torpedoimalla soluille luontaisen itsetuhon ja matkimalla kantasoluja.
Niiden lailla se osaa vetää lisääntymis-kelloonsa aina vain uutta jakautumisaikaa.






6 perussyytä syöpään


Syöpäsolujen syntyyn johtavat geenivirheet tai häiriöt geenien toimintaa ohjaavissa periytyvissä säätelytekijöissä.

Syöpätaudeissa
- solut lakkaavat tottelemasta kasvutekijöiden välittämiä säätelyviestejä
- solujen jakautumisvauhti kiihtyy
- solut pystyvät jakautumaan loputtomasti
- ohjelmoitu solukuolema lakkaa toimimasta
- kasvainsolukko muodostaa uudisverisuonia
- kasvainsolukko lähettää etäpesäkkeitä.








Kärsitkö sadan vuoden takaisista oloista


Syöpä saa tilaisuutensa, kun solusykli pettää


Syöpä kehittyy yleensä soluihin, jotka kykenevät jakautumaan. Jakautuminen tapahtuu solusyklissä, jota pyörittävät sykliini- ja kinaasiproteiinit.

Normaalisti solunjakautuminen on tarkkaan säädelty tapahtumaketju, joka käynnistyy ja etenee sen mukaan, miten soluun kohdistuu kasvutekijöiden välittämiä ärsykkeitä.

1 Solunjakautumisen aluksi dna monistuu. Samalla se oikoluetaan. Jos vaurioita löytyy, ne korjataan, etteivät ne siirry tytärsolujen perimään.

2 Dna:n monistamisen jälkeen solu kerää voimia ennen kuin se siirtyy varsinaiseen jakautumiseen, mitoosiin.

3 Dna:n kunto tarkastetaan jälleen. Jos virheitä paljastuu, kierto katkeaa vaurionkorjauspisteeseen. Pysäyttäjinä toimivat entsyymien ketjut, jotka vaihtelevat vaurioiden mukaan. Samat entsyymit käynnistävät myös korjauskoneiston ja tarvittaessa solukuoleman.

4 Kun virheet on korjattu, kierto jatkuu mitoosiin, jossa kahdentunut dna ja muu solun materiaali jakautuu tasan kahden syntyvän tytärsolun kesken. Vakavasti vaurioituneet solut tuhoutuvat tässä vaiheessa.


Jakautuvat solut vaarassa

Suurin osa aikuisen elimistön soluista on lepotilassa, ja osa on jo menettänyt kyvyn jakautua. Pienellä osalla se on kuitenkin tallella. Tavallisesti syöpä syntyykin soluihin, jotka vielä jatkavat jakautumista. Monistuminen näet altistaa solut muun muassa dna:n kahdentumisen aikana tapahtuville virheille.

Tällaisia mutaatioille alttiita, vilkkaasti jakautuvia soluja ovat esimerkiksi ihon keratinosyytit, keuhkoputkien, mahalaukun ja suolen seinämien epiteelisolut sekä verisolut. Syöpä voi kuitenkin kehittyä myös hitaasti jakautuviin soluihin, kuten eturauhasen ja rinnan epiteelisoluihin.

Syöpäsolukon jakautumisvauhti on hyvin yksilöllinen. Siksi kasvainmassa voi joskus kaksinkertaistua muutamissa viikoissa, joskus vuosissa, toisinaan vasta vuosikymmenissä. Suuri vaihtelu heijastellee geneettisten muutosten laatua: mitä keskeisemmissä solujen jakautumista kontrolloivissa geeneissä mutaatioita on, sitä nopeammin jakautuminen etenee ja syöpäsolut lisääntyvät.


Lähes kaikki virheet korjataan

Ihmissolun perimäaineksessa tapahtuu päivittäin jopa 25 000 muutosta. Suurin osa näistä johtuu aivan tavallisesta dna:n aineenvaihdunnasta. Osan kuitenkin aiheuttavat ulkoiset tekijät, kuten ultraviolettisäteily, ravinnon karsinogeenit ja tupakansavu.

Aina kun dna vaurioituu, solut käynnistävät hälytysjärjestelmän. Niiden puolustusyksikkö tunnistaa vaurion ja lähettää paikalle oikeanlaisen ensiapuryhmän, vaurionkorjauskoneiston. Jos on esimerkiksi kyse emäsmuutoksista, asian ottaa hoitoonsa emästen leikkauskoneisto. Jos taas uv-säteily on vaurioittanut dna:ta, toimeen tarttuu nukleotidien kunnostus.

Dna-vaurioiden korjaus on kiinteä osa solusykliä. Solu oikolukee perimän emäsjärjestyksen aina sen monistamisen jälkeen, ja se monitoroi vioittumia myös jakautumisen edistyessä. Kun vaurio löytyy, solu pysäyttää kiertonsa niin sanottuun vaurionkorjauspisteeseen. Solukierto jatkuu vasta, kun virhe on korjattu.




Syöpä etenee kasvattamalla uusia suonia


Alkuun päästyään syöpä pyrkii hanakasti kasvamaan. Suurentuakseen solukko tarvitsee uudisverisuonitusta. Sitä ilman se ei saisi ravinteita eikä happea ja jäisi nuppineulan pään kokoiseksi.

1 Kasvaessaan syöpäsolukko tuottaa kasvutekijöitä, jotka herättävät verisuonten endoteelisolut lisääntymään ja muodostamaan uusia verisuonia. Tämä angiogeneesiksi kutsuttu tapahtuma voi käynnistyä jo nuoressa, vain kuukausien ikäisessä solukossa tai vanhassa, vuosia sitten syntyneessä kasvaimessa.

2 Kun hiussuonet läpäisevät kasvaimen, sen energian- ja ravinnonsaanti on turvattu. Nyt kasvain pystyy suurenemaan ja leviämään. Syöpä lähettääkin etäpesäkkeitä hanakasti. Jo sokeripalan kokoisesta kasvaimesta irtoaa jopa miljoonia kasvainsoluja joka päivä.

Jotta leviäminen onnistuisi, syöpäsolujen on tunkeuduttava kudosrajojen ja -kalvojen lävitse veri- tai imusuonitukseen, torjuttava elimistön vahva immuunipuolustus sekä työnnyttävä ja kiinnityttävä kohdekudokseen. Tämän tehdäkseen syöpäsolut erittävät soluväliainetta ja tyvikalvoja hajottavia entsyymejä sekä proteiineja, joiden avulla ne tarttuvat määränpäähänsä.






Syöpä torjuu kuolemansa

Normaalilla solulla on myös kyky painaa hätänappia ja ohjata itsensä solukuolemaan, apoptoosiin, mikäli se havaitsee itsessään tai ympäristössään vakavia häiriöitä.

Apoptoosin voivat käynnistää niin hormonaaliset ja kehitykselliset signaalit kuin tulehdus, kasvutekijöiden puutos, muutokset solujen välisissä yhteyksissä ja dna-vauriot. Apoptoosikoneisto voi kytkeytyä päälle myös silloin, kun solu saa ristiriitaisia jakautumiskäskyjä.

Apoptoosissa solun keuhkoina toimivat mitokondriot hajoavat. Kaspaasiproteiinit, jotka ovat muita proteiineja pilkkovia entsyymejä, aktivoituvat ja katkovat solun tukirakenteita niin, että lopulta dna pilkkoutuu peruuttamattomasti.

Syöpäsolut osaavat kuitenkin sulkea tämän itsetuhojärjestelmän. Ne harhauttavat kuolemaa torpedoimalla apoptoosin käynnistä­jien toiminnan tai tuottamalla apoptoosin estäjiä. Näin syöpäsolut pysyvät hengissä oloissa, joissa mitkä tahansa muut solut hävittäisivät itsensä.


Syöpä huijaa telomeraasia

Tavallisten solujen jakautumiskertojen määrä on rajallinen. Siitä pitävät huolen kromosomien päissä olevat jakautumismittarit, telomeerit. Jokaisen solunjakautumisen yhteydessä telomeereista jää kahdentumatta sadan emäksen kokoinen palanen, joten tytärsoluilla on kerta kerran jälkeen hieman vähemmän telomeeria kuin emosoluilla. Kun solut ovat jakautuneet säädetyn määränsä, "aamukampa" ammottaa tyhjyyttään ja solunjakautuminen estyy.




Häiriöitä sadoissa geeneissä
Avainasemassa p53


Ihmisen genomissa on nykytiedon mukaan noin 20 000 geeniä. Niistä jo useita satoja on kytketty syöpään niin vahvasti, että voidaan puhua syöpägeeneistä. Syöpä saa alkunsa näissä keskeisissä geeneissä tapahtuvista mutaatioista.

Tärkein geeneistä lienee kasvunrajoitegeeni TP53. Se on yleisimmin syövässä muuntunut geeni, joten miltei kaikki syövät joutunevat nujertamaan sen.
Terveenä TP53 suojaa soluja dna-vaurioilta ja johtaa elimistön sotaa syöpää vastaan. Sen tuottamaa proteiinia, p53:a, on soluissa jatkuvasti pieniä määriä valmiustilassa. Kun solu kohtaa häiriöitä, p53 kerääntyy soluun ja laukaisee hälytyksen. Se aktivoituu etenkin silloin, kun dna vaurioituu gamma- tai ultraviolettisäteilyn takia, tai kun solu alkaa jakautua liikaa syöpägeenien aktivoituessa tai virusten hyökätessä.

TP53 on niin sanottu mahtigeeni. Se säätelee muita geenejä, etenkin niitä, joita tarvitaan dna:n korjauskoneiston käynnistämiseen ja solusyklin pysäyttämiseen. Lisäksi se pystyttää puolustusmuureja uusien vaurioiden varalle. Se muun muassa käynnistää ihoa suojaavan ruskettumisreaktion. Silloin kun solu on häiriintynyt niin vakavasti, ettei vaurioita voida korjata, se ohjaa solun kuolemaan.






Ikääntyminen suojaa solua

Telomeerikellon lisäksi solujen jakautumista rajoittaa solujen ikääntyminen, mistä vastaa pitkälti happi. Tämän niin sanotun oksidatiivisen stressin takia solujen rakennuspalikoihin kasautuu kemiallisia muutoksia, jotka rajoittavat kasvua ja vanhentavat solua.

Koska dna-vauriot tai syöpägeenien aktivoituminen voivat painostaa solut joko itsemurhaan tai vanhenemaan ennen aikojaan, solujen ikääntymistä pidetään nykyään ohjelmoidun solukuoleman tavoin keinona, jolla elimistö suojautuu syövältä.

Hyvä esimerkki ovat geneettisesti muunnellut hiiret, joilta on sammutettu vaurionkorjausgeenejä: vikojen kertyessä ne vanhenevat lajitovereitaan nopeammin. Sama ilmiö toistuu ihmisillä tavattavissa harvinaisissa vanhenemissairauksissa, joita aiheuttavat vioittuneet vaurionkorjausgeenit.

Solujen stressi ja vanheneminen kietoutuvat vahvasti aineenvaihduntaan. Kun elimistö ikääntyy, kasvuhormonin ja insuliinin kaltaisten kasvutekijöiden tuotanto vähenee. Uusimman tiedon mukaan samoin käy, kun perimäainekseen kertyy vaurioita. Ilmeisesti elimistö rajoittaa kasvua stimuloivia signaalejaan siinä toivossa, että solujen jakautuminen pysähtyy ja vaurioiden korjaus viedään onnistuneesti loppuun.

Ajatusta tukevat muuntogeeniset hiiret, jotka tuottavat kasvuhormonia ja kasvutekijöitä tavallista vähemmän. Niiden kudokset sietävät normaalia paremmin oksidatiivista stressiä, ja elinikä pitenee.




p53 kytkeytyy lähes jokaiseen syöpään


Solun kasvunrajoiteproteiinin muuntunut muoto löytyy joka toisesta vaikeasta syövästä ja lopuissakin se ilmeisesti toimii virheellisesti.


p53-mutantin esiintymisprosentteja eri syövissä
Munasarja 48
Paksusuoli 44
Ruokatorvi 44
Keuhko 38
Haima 38
Iho 35
Mahalaukku 32
Maksa 29
Virtsarakko 28
Aivot 27
Rinta 25


Maksamme suvun jatkumista

Evoluutiossa lajimme säilymisen kannalta ei liene ollut suurta merkitystä sillä, elävätkö yksilöt pitkään. Tärkeää on ollut kyky jatkaa sukua, minkä vuoksi tarkka vaurioiden korjaus on olennaista yksilönkehityksen aikana aina sukukypsyyteen saakka. Tämän ajan elimistö voi viettää kulutusjuhlaa ja tuhlata solujaan. Lasku rapsahtaa maksettavaksi vasta sukukypsyyden jälkeen kudosten vanhenemisena tai kertyvinä geenivirheinä, jopa syöpänä.
On paradoksaalista, että syöpäsolu on omassa evoluutiossaan saavuttanut sen, mitä ihmisen evoluutio ei ole taannut: ikuisen mahdollisuuden uudistua ja elää vanhenematta.

Evolutiivisesti ajateltuna hatunnoston ansaitseva tapahtuma, mutta sairastuvalle ihmiselle aina tragedia.



Marikki Laiho on molekulaarisen syöpälääketieteen professori Helsingin yliopistossa ja Johns Hopkinsin yliopistossa Baltimoressa Yhdysvalloissa.
Leena Latonen on Suomen akatemian tutkijatohtori Helsingin yliopiston molekyyli- ja syöpäbiologian tutkimusohjelmassa.

Syövässä muuntuneita geenejä






























































































GEENI PROTEIINI TEHTÄVÄT
APC Apc 
Paksusuoli
ATM  Atm 
BCL2 Bcl2 
BRCA1  Brca1
BRCA2  Brca2 
CCND 

CDK4  Cdk4 
Iho
CDK6  Cdk6
Imukudokset
CDKN2A p16
CHEK2  Chk2 
ERBB2  Erb2 
HRAS  Ras 
MLH1   Mlh1  
MSH2  Msh2 
MYC  c-Myc 
RB1  pRb 
SMAD2  Smad2  
SMAD4  Smad4  
TGFBR  Tgfbr  
TP53  p53 
XPB  Xpb 
Iho
XPD  Xpd 
Iho


 

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.