یک ارتباط مرموز در بدن:

سطح اکسیژن و سلول سرطانی!

هایپوکسیا یا کاهش سطح اکسیژن سلولی به عنوان یک عامل مهم و تعیین کننده در بروز انواع خاصی از سرطان شناخته می شود.

10 فوریه 2019

زمان تقریبی مطالعه 5 دقیقه

موبنا – پروفسور “یینگ شو” و همکارانش از دانشگاه جورجیا با تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده از ریزآرایه های دی ان ای (اسلایدهای شیشه ای که حاوی مقادیر بالایی از مواد ژنتیکی هستند)، نشان داده اند که سطوح پایین اکسیژن در سلول ها می تواند از جمله اصلی ترین دلایل رشد غیر قابل کنترل سلول های توموری در برخی از انواع سرطان ها باشد.

این یافته ها در تقابل با باورهایی است که برای سالیان سال به طور گسترده پذیرفته شده اند و علت اساسی رشد سلول های سرطانی را جهش های ژنتیکی می دانند!

هایپوکسیا چیست و چه اهمیتی دارد

به گفته یینگ شو (پژوهشگر ارشد و پروفسور بیوانفورماتیک)، هایپوکسیا یا کاهش سطح اکسیژن سلولی به عنوان یک عامل مهم و تعیین کننده در بروز انواع خاصی از سرطان شناخته می شود. بدین ترتیب بر اساس نظریه مذکور طبیعی است که رفع این حالت منتج به درمان بیماری مورد نظر نیز بشود. تیم شو نمونه هایی از آر ان ای پیام رسان (گروه مهمی از آر ان ای ها که یک برنامه ژنتیکی را برای تولید محصول پروتئینی رمز گذاری می کند) به دست آمده از هفت نوع سرطان متفاوت را آنالیز کرده و در این روند از یک پایگاه داده عمومی استفاده کردند. آنها دریافتند که کاهش طولانی مدت سطح اکسیژن سلولی منجر به رشد قطعی توده های سرطانی خواهد شد. این مطالعه در نشریه Molecular Cell Biology به چاپ رسیده است.

مطالعاتی که در سال های گذشته انجام شده اند نیز تحقیقات مذکور را تایید می کنند. البته لازم به ذکر است که کمبود اکسیژن بافتی تنها در قالب عاملی برای پیشروی بیشتر و توسعه توده های سرطانی مطرح خواهد بود و نه نیروی محرکه بروز آن. شو معتقد است که افزایش قابل توجه انواع مختلف سرطان ها فقط از طریق رخداد جهش های ژنتیکی توجیه پذیر نخواهد بود. وی همچنین اضافه می کند که بیوانفورماتیک با ترکیب ماهرانه زیست شناسی و علوم رایانه ای، محققان را قادر ساخته است تا از دریچه جدیدی به موضوع مهم سرطان بپردازند. شو می گوید: داروهایی که منحصرا برای درمان سرطان های مختلف طراحی می شوند، اغلب در سطح مولکولی و به طور خاص روی یک جهش مشخص تاثیر خود را بر جای می گذارند. این در حالی است که دیده می شود سلول های سرطانی قادر به ایجاد نوعی مسیر میانبر و خنثی سازی اثرات داروها هستند. بدین ترتیب جهش های ژنتیکی را نمی توان تنها عامل اصلی سرطان به شمار آورد.

ژن HIF1A و کاهش سطح اکسیژن سلولی

ژنی به نام HIF1A به عنوان یک نشانگر زیستی برای تشخیص سطح اکسیژن مولکولی در یک سلول مورد استفاده قرار می گیرد. جالب است بدانید که تحقیقات گسترده روی هفت نوع سرطان متدوال شامل سرطان سینه، کلیه، کبد، ریه، تخمدان، پانکراس و معده همگی با افزایش مقادیر نشانگر زیستی مذکور همراه بوده اند. این افزایش به معنای کاهش سطوح اکسیژن سلولی خواهد بود.

سطح پایین اکسیژن در یک سلول می تواند منجر به ایجاد اختلال در روند فسفوریلاسیون اکسیداتیو (اصطلاحی علمی است که برای اشاره به روشی موثر در راستای تبدیل غذا به انرژی توسط سلول های سالم استفاده می شود) شود. این کمبود باعث می شود که سلول برای تولید انرژی مورد نیاز خود به روش دیگری به نام گلیکولیز تکیه کند که کارایی کمتری دارد. زمانی که سطح اکسیژن به طرز خطرناکی افت می کند، آنژیوژنز یا همان پروسه توسعه عروق خونی جدید آغاز می شود. این عروق خونی اکسیژن تازه را در اختیار سلول ها قرار می دهند و بدین ترتیب می توانند رشد توده های سرطانی را تنها برای مدت زمانی محدود و به صورت موقتی کند سازند. در واقع هرچه غذای بیشتری به یک سلول سرطانی برسد، رشد آن نیز بیشتر می شود. افزایش برداشت مواد مغذی و اکسیژن توسط این سلول ها از جریان خون، اکسیژن در دسترس سلول های سالم را کاهش می دهد. در صورتی که هیچ گونه مداخله درمانی صورت نگیرد، این چرخه معیوب تا نابودی کامل سلول های عادی ادامه خواهد یافت.

تنگی نفس بیماران سرطانی و کاهش سطح اکسیژن

دیس پنه به وضعیتی گفته می شود که بیمار دچار تنفس دشوار و همراه با زحمت شده و احساسی ناخوشایند را تجربه می کند. بسیاری از بیماران مبتلا به سرطان های پیشرفته این وضعیت را گزارش کرده اند که احتمال می رود در ارتباطی تنگاتنگ با کاهش سطح اکسیژن بافتی باشد. البته آن دسته از افرادی که در مراحل ابتدایی انواع سرطان ها به سر می برند و دچار بیماری های زمینه ای دیگری همچون اختلالات قلبی، ریوی و احتمال لخته شدن خون هستند نیز ممکن است دیس پنه را تجربه کنند. اصلی ترین دلایل دیس پنه شامل موارد زیر خواهد بود:

– انسداد راه های هوایی به علت های مختلف همانند تومور

– اضطراب

– استرس

– باریک شدن راه های هوایی مانند برونکواسپاسم

– کمبود اکسیژن در جریان خون که هایپوکسیا گفته می شود

– ابتلا به عفونت های تنفسی

– التهاب ریه ها پس از پرتودرمانی

– کاهش تعداد گلبول های قرمز خون

– تشکیل لخته خون

ارتباط اکسیژن با سلول های سرطانی

همانطور که می دانید، متابولیسم، رشد و نحوه تامین انرژی توسط سلول های سرطانی تفاوت های مهمی با سلول های عادی دارد. به همین علت است که ادامه حیات این دسته از سلول ها می تواند به طور مستقیم زندگی دیگر سلول ها را تهدید کند. سلول های سالم برای تقسیم شدن، تنفس، متابولسیم و حذف مواد زائد علاقه زیادی به استفاده از اکسیژن دارند. این در حالی است که سلول های سرطانی، گلوکز یا همان قند را ترجیح می دهند. زیست شناسی آلمانی به نام اتو واربورگ برای تحقیقات ارزشمند خود در همین زمینه موفق به کسب جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی در سال 1931 شد. وی در مطالعه خود نشان داد که سلول های سرطانی به منظور بقا از یک روش متابولیسمی غیر وابسته به اکسیژن بهره برداری می کنند. علت این موضوع نیز مشخص است: اکسیژن انرژی کمتری در مقایسه با گلوکز برای یک سلول سرطانی فراهم خواهد کرد. اکسیژن می تواند 2 مولکول انرژی تولید کند. این در حالی است که گلوکز 36 مولکول انرژی در اختیار توده بدخیم قرار می دهد. به همین دلیل است که تامین اکسیژن بدن روشی هوشمندانه و همچنین ایمن برای مبارزه با انواع مختلف سرطان محسوب می شود.

متدهای متفاوت اکسیژن تراپی

روش های مختلفی برای اکسیژن درمانی وجود دارد که کاربرد آنها بسته به شرایط بیمار، نوع سرطان، سطح پیشرفت آن و همچنین تشخیص پزشک معالج متفاوت خواهد بود.

– اکسیژن هایپرباریک: مکانیسمی است که طی آن فشار اکسیژن حین ورود به گردش خون و بافت ها به منظور افزایش کارایی روش بالا می رود. از این مورد به ندرت برای درمان سرطان استفاده می شود.

– سیل اکسیژن: در این متد روند اکسیژن رسانی با استفاده از پراکساید و ازون تقویت می شود. این دو ماده بار اکسیژن بالایی دارند و می توانند عملکرد روش را تا اندازه قابل توجهی افزایش دهند. هرچند اکسیژن تراپی به کمک ازون و یا پراکساید هیچ یک به اندازه شیمی درمانی خطرناک نیستند، اما در صورت استفاده نادرست بیمار را متوجه آسیب های جدی خواهند ساخت.

– روش رکتال: متد رکتال یا معقدی در مقایسه با سیل اکسیژن که به صورت داخل عروقی انجام می شود، روشی ایمن تر به شمار می رود. لازم به ذکر است که این متد به صورت واژینال نیز قابل انجام است. دریافت دوز بالای اکسیژن می تواند سلول های سرطانی را در مسیر مرگ و نابودی کامل هدایت کند.

 منبع: عصرایران |‌ مترجم: دکتر رکسانا دانیالی