Основната причина и превенцията на рака – Част 1
с два предговора за превенция
Резюмирана лекция на срещата на Нобеловите лауреати В Линдау, Лейк Констансе, Германия
От Нобеловият лауреат Д-р Ото Варбург – Директор на Института за Клетъчна Физиология „Макс Планк“, Берлин-Далем
Английско издание – Дийн Бърк – Национален Раков Институт, Бетесда, Мериленд, САЩ
Второ резюмирано издание – публикувано от Конрад Трилтш, Вюрцбург, Германия 1969
Има първични и вторични причини за болестите. Под първична причина се разбира тази, която се намира във всеки случай на болестта.
За рака има безброй вторични причини. Но, дори и за него, има само една първична.
Накратко, тя е замяната на поемането на кислород в нормалните клетки с ферментирането на захар. Нуждата на нормалните клетки от енергия се удовлетворява от кислорода, докато при раковите клетки, голяма част от необходимата енергия идва от ферментацията. Всички нормални клетки са аеробни, докато всички ракови са отчасти анаеробни. От гледната точка на физиката и химията на живота едва ли някой би могъл да си представи по-голямо различие. Кислородът, доставчикът на енергия за всички растения и животни е заменен в раковите клетки от енерго-произвеждаща реакция на най-низшите живи форми, а именно фермантацията (разграждането) на глюкозата.
Ключът към разрешаването на проблема с рака е енергетиката на живота, което е и полето на работа на Института Далем от основаването му през 1930 г. от Фондацията Рокфелер. Там са открити и излолирани кислородо- и водородо-транспортиращите (прехвърлящите) ензими. Учените от Института отдавна са открили и ферментацията в раковите клетки, но едва наскоро става ясно, че те могат да растат и съществуват почти само с тази енергия. Един много елементарен, но убедителен експеримент, проведен от американците Малмгрен и Фланеган подтвърждава това. Ако се инжектират спори тетанус, които могат да се развиват само при ниски нива на кислорода, в кръвта на здрава мишка, тя не се разболява, защото спорите не намират място в тялото й с тези нива. По същия начин, мишката остава здрава и ако е бременна, защото и в ембриона няма толкова ниски нива на кислорода. Но ако се инжектират спори на тетанус в мишка с тумор, тя се разболява, защото в тумора нивата на кислорода са ниски. Тези експерименти показват анаеробността на раковите клетки и не-анаеробността на нормалните клетки, и в частност не-анаеробността на растящите ембриони.
Ферментация при Хепатома на Морис
Друг вид експерименти доказват количествена връзка между ферментацията на туморните клетки и скоростта на растеж на туморите.
Харолд Морис от Националният Център за Изследване на Рака в Бетесда открива, че ако се инжектира плъх с различни рако-образуващи субстанции, може да се създадат чернодробни тумори с различна степен на злокачественост. Един вид тумор може да удвои масата си за 3 дни, а друг – за 30. Наскоро Дийн Бърк и Марк Уудс, от същия институт, са измерили степента на анаеробна ферментация при различните тумори и са установили, че има количествена връзка между ферментацията и скоростта на растежа, следователно и между ферментацията и злокачествеността при тези различни туморни щамове. Ферментацията се засилва със злокачествеността, а самата ферментация се забързва.
Специален интерес се отделя на ферментацията на най-бавно растящите тумори в черния дроб, защото някои изследователи вярват, че те нямат ферментация и следователно не анаеробията е първопричината за рака.
Дийн Бърк и Марк Уудс забелязали веднага, че близо до нулевата стойност степента на ферментация била толкова малка, че обичайните методи за измерване не работели. Но пак там, близо до нулевата стойност, и най-малката скорост на растежа спокойно може да се измери. С други думи в района на нулевата точка тестовете за растеж се оказали много по-чувствителни от обикновения тест за ферментация. С по-прецизни методи за измерване, a не чрез разграждането на глюкозата, установили, че дори и в най-бавно растящия тумор в черния дроб съществува този процес на ферментиране на захарта.
Тези резултати са потвърдени и допълнени и от други независими учени. Пиетро Гулино, също от Института в Бетесда, е развил метод, при който Хепатома на Морис, развиващ се в жив организъм, се облива продължително време , чрез една единствена артерия или вена, за да се изследва кръвта, влизаща и излизаща от тумора. Така Гулино открива, че бавнорастящият тумор произвежда млечна киселина по време на целия растеж. Точно обратното се случва в черния дроб – там млечената киселина не се произвежда, а се приема/консумира/поглъща. С една дума, откритията на Гулино показват, че бавно растящите Morris hepatomas са отчасти анаеробни.
Тези бавно растящи тумори са най-доброто доказателство за въпросната отличителна характеристика. За 40 години на изследвания на рака, учените са търсели такъв вид тумор, който не ферментира. И най-накрая смятат, че го намират – бавно растящият тумор на Морис, се оказва, че е бил плод на методологическа грешка.
Трансформация на ембрионалния метаболизъм в раков метаболизъм
Има и трети вид експеримент, проведен от института в Далем от Гауен, Гайслер и Лоренц. След като се е установило, че анаеробността е това, което отличава раковите от здравите клетки, идва ред на въпроса как точно една нормална клетка се трансформира в ракова.
Ако се сложат клетки от мишка извън тялото в наситена с физиологичен кислород среда, те ще растат без следа от ферментация. Но ако по време на растежа, кислорода се намали дотолкова, че на практика да е частично недостъпен за една от клетките, чисто аеробният метаболизъм на мишите клетки количествено се изменя в рамките на 48 часа. Ако такива клетки, които са растяли при понижени нива на кислорода и се е появил раков метаболизъм, се поставят в среда с повишен кислород, този метаболизъм остава. Което означава, че промяната е необратима.
При всички случаи тези експерименти са едни от най-важните, провеждани в сферата на рака от откриването на ферментацията на раковите клетки. Раковият метаболизъм вече е измерван толкова много пъти и вече може да се предизвиква изкуствено в здрави клетки и тези клетки могат да растат анаеробно и в изкуствена среда.
Наскоро се проведоха експерименти в посока на ръчното измерване на дишането и ферментирането на растящите миши ембрионни клетки по време на трансформацията на метаболизма. Чрез тях се откри, че 35% намаляване на кислородните нива са достатъчни за да се предизвика подобна трансформация. Такива нива на намаляване на кислорода могат да се появят в края на капилярите на живите същества, следователно вероятността за появата на рак нараства при понижени нива на кислорода по време на растежа на клетките.
Термодинамика
Ако понишеното налягане на кислорода по време на растежа на клетките може да предизвика рак, или, още по-общо казано, ако какъвто и да е проблем в дишането по време на клетъчния растеж може да доведе до рак, то следващият въпрос е защо това се случва. Тъй като вече знаем, че с намаляването на дишането се появява фермантация, този въпрос може да се зададе и така: Защо се появява рак в резултат на замяната на дишането с фермантация?
Ранната история на живота на Земята доказва, че той е съществувал преди в атмосферата да има кислород като свободен газ. Следователно живите клетки би трябвало да са ферментиращи клетки, а фосилите сочат, че те са били недиференцирани единични клетки. Едва когато свободният кислород се е появил в атмосферата, преди няколко милиона години, животът е започнал да се развива.
Обратният процес – на дедиференциране – се случва пред очите ни под формата на рак. Раковите клетки се развиват дори и при наличието на кислород в атмосферата, но този кислород не успява да проникне в достатъчно количество в растящите клетки на организма, или дихателните апо-ензими в тези клетки може да не са наситени с активни групи. При всички случай, по време на развитието на рака, спира дишането на кислород, появява се ферментация и диференцирани клетки се трансформират в ферментиращи анаероби, които са загубили всичките си функции и запазват само безполезното си свойство да растат. Ето защо когато дишането спре живота не изчезва, но изчезва самото му предназначение, а това, което остава са растящи машини, които разрушават тялото, в което растат.
Но защо кислорода диференцира, а липсата му обръща процеса? Никой не би оспорил, че развитието на растенията, животните и човека от еднoклетъчни анаероби е най-важният процес в света. Което означава, че дори и Айнщайн е потомък на едноклетъчен организъм. Но, според термодинамиката на Болцман, за да се получи този невероятен резултат трябва да се свърши доста работа. Да се получи температурна разлика от газ с постоянна температура, не е лесно. Дишането на кислород е това, което спомага, и дедиференциацията започва веднага щом дишането се затрудни по някакъв начин.
Химия
Физиците не могат да обяснят защо два вида енергия не дават еднакъв резултат по отношение на диференциацията, но химиците могат. Биохимиците знаят, че и енергията от дишането и тази от ферментацията работят като фосфатна енергия, но по различен начин. Ако го приложим към образуването на раковите клетки, ще открием, че само кислородната фосфоризация може да диференцира.
Обобщение:
- Нарушенията в дишането са много по-чести от нарушенията във ферментацията, защото дишането е по-сложен процес.
- Нарушеното дишане лесно може да се замени от ферментация, защото имат един и същ катализатор – никотинамид.
- Следствие на замяната на дишането с ферментация в повечето случаи е глюколизата, както и смърт на клетката поради липса на енергия. Само енергията от ферментацията е равна на тази от дишането. Глюколизата означава смърт от ферментация, а анаеробиозата – живот, чрез ферментация.
- Ракът се появява защото дишането създава и поддържа диференцирани клетки, които при поява на ферментация стават туморни.