Dr. Ιάκωβος Θεοδοσίου MD. DipU

Ιατρός Διαιτολόγος

καρκίνος & διατροφή

διαιτολογική μεταβολική προσέγγιση
στην θεραπεία του καρκίνου

Menu

καρκίνος – κυτταρικός κύκλος

Το 1858 ο παθολόγος Rudolph Virchow επινόησε το δόγμα των κυττάρων στο οποίο αναφέρει ότι:
Όταν προκύπτει ένα κύτταρο, πρέπει να υπήρχε ένα προηγούμενο κύτταρο, ακριβώς όπως τα ζώα μπορούν να προκύψουν μόνο από τα ζώα και τα φυτά από τα φυτά.
Αυτό το δόγμα βασίζεται στην αντίληψη ότι αν κάποιος εξετάσει έναν μονοκύτταρο οργανισμό ή ένα ζώο τόσο σύνθετο όσο ο άνθρωπος, το προϊόν είναι αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενων γύρων κυτταρική ανάπτυξη και διαίρεση.

Τα περισσότερα ευκαρυωτικά κύτταρα θα προχωρήσουν στην ζωή μέσω μιας διατεταγμένης σειράς γεγονότων, στην οποία το κύτταρο αντιγράφει το περιεχόμενο του και στη συνέχεια χωρίζεται σε δύο κύτταρα.
Αυτός ο κύκλος των αλληλοεπικαλύψεων και διαίρεσης ονομάζεται κυτταρικός κύκλος.

Προκειμένου να διατηρηθεί η πιστότητα του αναπτυσσόμενου οργανισμού, η διαδικασίας της κυτταρικής διαίρεσης, ιδιαίτερα σε πολυκύτταρους οργανισμούς, πρέπει να είναι ιδιαίτερα προκαθορισμένη και να ρυθμίζεται με μεγάλη λεπτομέρεια.
Η απώλεια του ελέγχου θα οδηγήσει σε ανώμαλη ανάπτυξη και είναι η αιτία του καρκίνου.

Ο αναδιπλασιασμός των κυττάρων του ανθρώπου γίνεται με την διαδικασία της μίτωσης. Ως μίτωση χαρακτηρίζεται η διαδικασία διχοτόμησης του κυτταρικού πυρήνα στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Πριν από την έναρξη της μίτωσης έχει προηγηθεί η αντιγραφή του DNA και συνεπώς ο διπλασιασμός της γενετικής πληροφορίας. Μετά την αντιγραφή κάθε χρωμόσωμα αποτελείται πλέον από τα δύο αντίγραφα του DNA, που ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Αυτές είναι συμμετρικές και πανομοιότυπες μεταξύ τους, αφού έχουν προκύψει από την πιστή αντιγραφή του ίδιου αρχικού μορίου DNA. Οι δύο χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος παραμένουν ενωμένες σε μία περιοχή τους, το κεντρομερίδιο.

Από τις τέσσερις φάσεις που απεικονίζονται στο σχήμα, τα δύο κρίσιμα βήματα είναι αντιγραφή του DNA, η οποία εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της φάσης S, και η φυσική διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης η οποία λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της Μ φάσης (μίτωση).

Αν αρχίσουμε από την αρχή της διαδικασίας, ένα κύτταρο υποβάλλεται σε μια περίοδο κατά την οποία όλα τα απαραίτητα μηχανήματα και εργαλεία για τη διαδικασία της αντιγραφής του DNA συντίθενται. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα κατά την διάρκεια μεταξύ της S-φάσης και της φάσης-Μ και ονομάζεται G1.
Ακολουθεί η αντιγραφή του DNA και λέγεται φάση S, και ακολουθεί η φάση φάση χάσμα που ονομάζεται G2, όπου όλα τα απαραίτητα μηχανήματα για την κυτταρική διαίρεση συντίθενται.
Ακολουθεί η Μ-φάση που αποτελείται από δύο διακριτά βήματα: την μίτωση, η οποία αποτελεί τη σύζευξη και το διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Είναι η φυσική διαδικασία με την οποία το κύτταρο διαιρείται σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

 

Δεν είναι απαραίτητο όλα τα κύτταρα να συνεχίζουν να διαιρούνται κατά τη διάρκεια ζωής ενός οργανισμού. Πολλά κύτταρα υφίστανται αυτό το οποίο αναφέρεται ως τελική διαφοροποίηση, αδρανοποιούνται και δεν διαιρούνται πλέον. Τα κύτταρα σε αυτή τη φάση του κύκλου ζωής τους διαμένουν στην φάση χάσμα που ονομάζεται G0. Υπό ορισμένες προϋποθέσεις, όπως αυτή που προκύπτει από ένα εξωτερικό σήμα τόνωσης της ανάπτυξης των κυττάρων, τα κύτταρα μπορούν να εξέλθουν από την κατάσταση ηρεμίας και εισάγονται ξανά τον κυτταρικό κύκλο.

Αναλυτικά οι φάσεις του κυτταρικού κύκλου ζωής

G1-ΦΑΣΗ

Κατά τη διάρκεια της φάσης G1, το κύτταρο αναπτύσσεται σε μέγεθος και συνθέτει mRNA και πρωτεΐνες (γνωστές ως ιστόνες) που απαιτούνται για τη σύνθεση DNA. Ωστόσο, αυτή η φάση του κυτταρικού κύκλου, δεν χαρακτηρίζεται μόνο από την σύνθεση του μηχανήματος αντιγραφής. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου το κύτταρο πρέπει να παρακολουθεί τόσο το εσωτερικό όσο και εξωτερικό περιβάλλον για να εξασφαλιστεί ότι όλες οι προετοιμασίες για τη σύνθεση του DNA έχει ολοκληρωθεί και ότι οι γενικές συνθήκες για την κυτταρική διαίρεση είναι ευνοϊκές. Όπως συζητείται παρακάτω, υπάρχει ένα σημαντικό σημείο ελέγχου σε ένα φυσιολογικό κυτταρικό κύκλο η οποία είναι κρίσιμη για την εξασφάλιση ότι όλα είναι καλά για το κύτταρο να εισέλθει S-φάσης.

S-ΦΑΣΗ:

Η επανάληψη του κυτταρικού περιεχομένου του DNA λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της S φάσης, που ονομάζεται έτσι επειδή αυτή είναι η φάση όταν συντίθεται DNA. Αυτή η φάση του κυτταρικού κύκλου είναι η μακρύτερη διάρκειας 10-12 ωρών ενός τυπικού 24ώρου ευκαρυωτικού κυτταρικού κύκλου.

G2-ΦΑΣΗ:

Κατά τη διάρκεια της G2 φάσης του κυτταρικού κύκλου, το κύτταρο αναλαμβάνει την σύνθεση των πρωτεϊνών που απαιτούνται για τη συναρμολόγηση του απαιτούμενου για το διαχωρισμό των χρωμοσωματικών ελίκων (διαδικασία που ονομάζεται μίτωση) και τελικά διαίρεση του πατρικού κυττάρου, σε δύο θυγατρικά κύτταρα (μια διεργασία που ονομάζεται κυτταροκίνηση).
Όπως και η G1 φάση, η φάση G2 είναι επίσης ένα στάδιο, που το κύτταρο πρέπει να παρακολουθεί τόσο το εσωτερικό όσο και εξωτερικό περιβάλλον για να διασφαλιστεί ότι η πιστή αντιγραφή του DNA έχει λάβει χώρα και ότι οι συνθήκες είναι ευνοϊκές για την κυτταροκίνηση.
Επιπλέον, όπως και στην G1 φάση, υπάρχει ένα σημαντικό σημείο ελέγχου, στο τέλος της φάσης G2 που ελέγχει την έναρξη της φάσης-Μ.

M-ΦΑΣΗ:

Κατά τη διάρκεια της φάσης-Μ υπάρχει μια προκαθορισμένη σειρά γεγονότων, που οδηγεί στον διαχωρισμό των χρωμοσωματικών ελίκων (που ονομάζεται αδελφές χρωματίδες). Αυτή η διαδικασία χωρίζεται σε διακριτά βήματα. Τα βήματα της μίτωσης ονομάζονται: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
Οι διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της Μ-φάσης απαιτεί πολύ λιγότερο χρόνο από ότι εκείνα της φάσης S, γενικά διαρκεί μόνο 1-2hrs.

Κατά την πρόφαση τα χρωμοσώματα αντιγράφονται, ενώ έξω από τον πυρήνα της μιτωτικής ατράκτου εμφανίζονται τα δύο κεντροσωμάτια. Ο κεντρόσωμα είναι ένα οργανίδιο που χρησιμεύει ως το κύριο κέντρο οργάνωσης των μικροσωληνίσκων, που εμπλέκονται στην προσκόλληση στις αδελφές χρωματίδες.

Κατά τη διάρκεια της μετάφασης τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στον ισημερινό του άξονα στη μέση μεταξύ των πόλων της ατράκτου. Οι αδελφές χρωματίδες συνδέονται με αντίθετους πόλους της ατράκτου.

Κατά τη διάρκεια της ανάφαση οι αδελφές χρωματίδες συγχρονισμένα διαχωρίζονται για να σχηματίσουν τα δύο σύνολα χρωμοσωμάτων ονομαζόμενα κόρες. Κάθε σύνολο αδελφών χρωματίδων εξάγεται αργά, προς τον άξονα πόλο που σχετίζεται.

Κατά τη διάρκεια της τελόφαση τα δύο χρωμοσώματα κόρες φθάνουν στους πόλους της ατράκτου και αποσυμπιέζονται. Μια νέα μορφή πυρηνικού φακέλου γύρω από κάθε σειρά χρωμοσωμάτων σχηματίζει τους δύο νέους πυρήνες. Αυτή η διαδικασία σηματοδοτεί το τέλος της μίτωσης και θέτει τις βάσεις για την κυτταροκίνηση.

καρκίνος – κυτταρικός κύκλος