2.Ung thư là gì?

Sự phát triển bệnh ung thư diễn ra trong một thời gian dài và liên quan đến nhiều tiến trình phức tạp. Tuy nhiên, (bản chất của) cơ chế gây ung thư cho đến nay vẫn chưa được làm sáng tỏ. Tìm hiểu cách ung thư phát triển có thể giúp bạn biết cách chọn thực phẩm giúp ngăn ngừa căn bệnh khủng khiếp này.

BIẾT ĐỊCH...

Mặc dù trải qua nhiều thập niên tìm hiểu và nghiên cứu, tiêu tốn hàng tỉ đô-la nhưng hầu hết các bệnh ung thư vẫn chưa được kiểm soát. Thậm chí với những trường hợp được điều trị đặc biệt thì tỉ lệ bệnh nhân được kéo dài sự sống vẫn còn quá thấp so với mong đợi. Trong nhiều trường hợp, các loại thuốc đặc trị mới đã không mang lại kết quả như mong đợi, và trong một số trường hợp thì không có tác dụng. Điều gì đã khiến cho bệnh ung thư không thể kiểm soát được?

Tất nhiên, hiểu rõ “kẻ thù” là điều quan trọng nhưng chúng tôi không mô tả chi tiết tiến trình của các phân tử tạo nên khối u. Chương này đặt ra mục tiêu: hướng người đọc tìm hiểu các đặc tính riêng của tế bào ung thư, cũng như động cơ đưa chúng xâm nhập vào các mô và phát triển; khám phá điều gì cho phép chúng bám chặt vào các mô và điều quan trọng hơn hết là xác định điểm yếu của chúng để chống lại chúng. Nội dung này có thể sẽ khó khăn cho các độc giả không quen thuộc với chuyên ngành sinh học và khoa học cơ bản, nhưng điều này lại thật sự hữu ích. Chỉ khi nào chúng ta hiểu rõ ung thư là gì thì chúng ta mới có thể nhận thấy sự đáng sợ của “kẻ thù” này! Nhưng hiểu về ung thư để từ đó tìm cách tấn công vào điểm yếu của bệnh lại là một khoảng cách khá xa.

CĂN NGUYÊN CỦA MỌI “TỘI ÁC”: TẾ BÀO

Tế bào là đơn vị sống cơ bản của sự sống trên Trái đất – từ những vi khuẩn nhỏ nhất đến các cơ quan phức tạp nhất như cơ thể người (được tạo nên từ 60.000 tỉ tế bào). Cấu trúc nhỏ bé này, từ 10 – 100 μm (1 μm = 1/1000 mm), là một trong những kiệt tác vĩ đại nhất của tự nhiên, một cấu trúc phức tạp luôn khiến các nhà khoa học tìm tòi giải mã để vén bức màn bí mật. Sự sai sót trong chức năng của chúng chính là nguyên nhân dẫn đến bệnh ung thư. Do đó, dưới góc độ khoa học, xét cho cùng thì ung thư là một căn bệnh của tế bào.

Để hiểu rõ hơn về tế bào, chúng ta có thể so sánh nó như là một xã hội thu nhỏ, từng thành viên được phân công nhiệm vụ cụ thể (gọi là bào quan) nhằm thực hiện mọi chức năng cần thiết cho sự phát triển của cộng đồng “xã hội - tế bào”, vì vậy tất cả “công dân” đều được hưởng các điều kiện tối ưu để hoàn thành tốt nhiệm vụ.

Nhân tế bào

Có 4 yếu tố cơ bản trong cấu trúc tế bào có thể được xem là đóng vai trò quan trọng khiến tế bào chuyển sang ung thư. Đầu tiên trong số này là nhân tế bào, đóng vai trò như là một thư viện thông tin của tế bào, nơi mà các thông tin di truyền được lưu trữ: gọi là gien, một thành viên đặc biệt (bào quan đặc biệt) điều hành mọi hoạt động của “xã hội - tế bào”. Tế bào chứa khoảng 25.000 “bộ luật”/mã, được sắp xếp trong chuỗi ADN với những ký tự đặc biệt: A (Adenin), T (Thymin), C (Cytosin) và G (Guanin).

Các mã này “hướng dẫn” cho tế bào cách tạo ra các protein chuyên biệt phục vụ cho nhu cầu tế bào và đáp ứng với bất kỳ sự thay đổi nào từ môi trường. Ví dụ, khi tế bào phát tín hiệu cần bổ sung đường thì ngay lập tức nhân tế bào sẽ tạo ra một protein chuyên biệt mới có chức năng vận chuyển đường để đáp ứng tín hiệu: cung cấp lượng đường thiết yếu nhằm duy trì sự sống cho tế bào. Khi xảy ra lỗi trong các gien (ví dụ: đột biến gien), protein được hình thành không có khả năng thực hiện đúng chức năng và đây là nguyên nhân hình thành ung thư.

Protein

Protein được xem là “công nhân” của “xã hội - tế bào”. Những phân tử này thực hiện hầu hết các chức năng cần thiết nhằm duy trì sự sống cho tế bào: vận chuyển chất dinh dưỡng trong máu, truyền tải thông tin từ ngoài vào trong để tế bào đáp ứng nhanh chóng, chuyển hóa chất dinh dưỡng thành năng lượng và nhiều chức năng khác.

Nhiều protein đóng vai trò là enzyme (được ví như là “nghệ sĩ” tế bào) giúp chuyển hóa những chất tưởng chừng như vô ích trong cơ thể thành những hợp chất cần thiết cho sự sống của tế bào.

Một vài enzyme giúp cho tế bào thích ứng nhanh chóng với bất kỳ thay đổi nào của môi trường bằng cách biến đổi chức năng của các protein khác. Điều quan trọng là việc đọc các mã thông tin để sản xuất ra enzyme phải đảm bảo chính xác. Sai sót trong quá trình đọc mã thông tin có thể tạo ra các protein không có hoạt tính (bất hoạt) để thực hiện công việc của chúng hoặc thực hiện chức năng không phù hợp với nhu cầu của tế bào. Ung thư luôn được hình thành từ những sai sót trong việc sản xuất protein, nhất là quá trình sản xuất enzyme.

Ty thể – “nhà máy” cung cấp năng lượng cho tế bào

Ty thể là “nhà máy” cung cấp năng lượng cho “xã hội - tế bào” và được xem là một trung tâm năng lượng. Tại đây, nguồn nguyên liệu từ thực phẩm (carbohydrate, protein, chất béo) được chuyển hóa thành năng lượng và lưu giữ trong các phân tử gọi là ATP (Adenosine triphotphat).

Oxy được sử dụng làm nhiên liệu trong quá trình chuyển hóa, qua đó cũng sinh ra các chất thải độc hại, gọi là gốc tự do. Các chất thải này khơi nguồn cho sự hình thành các khối u bằng cách tác động làm biến đổi gien, dẫn đến sai sót trong việc hình thành protein.

Màng tế bào

Cấu trúc bao xung quanh tế bào này được tạo thành từ lipid và protein, và được ví như là bức tường bao bọc nhằm đảm bảo các hoạt động diễn ra bên trong tế bào được an toàn. Màng tế bào đóng vai trò cực kỳ quan trọng, như một hàng rào ngăn cách phần bên trong tế bào với môi trường bên ngoài, một “trạm” kiểm soát các chất ra vào tế bào.

Màng tế bào còn chứa một số protein đóng vai trò tiếp nhận (hay còn gọi là thụ thể), giúp phát hiện các tín hiệu hóa học hiện diện trong máu và truyền thông tin đã được giải mã đến tế bào nhằm giúp tế bào phản ứng lại trước những thay đổi của môi trường. Đây được xem là chức năng chính của màng tế bào. Khi việc tiếp nhận thông tin về những gì diễn ra bên ngoài tế bào không còn nữa thì chức năng sản sinh và ứng phó của tế bào cũng mất đi, theo đó việc lan truyền tín hiệu ứng phó đến các tế bào lân cận bị gián đoạn. Điều này được xem là nguy hiểm cho tế bào và có thể dẫn đến ung thư.

SỰ PHỐI HỢP THỰC HIỆN NHIỆM VỤ CỦA CÁC TẾ BÀO

Vậy điều gì đã đẩy tế bào đến bờ vực hình thành ung thư? Ung thư sinh ra do sự tăng sinh (các tế bào tăng trưởng) quá mức và mất kiểm soát, nhưng yếu tố thúc đẩy sự phát triển quá mức này vẫn còn là điều bí ẩn. Và câu trả lời phải được truy tìm từ giai đoạn sơ khai của tế bào.

Tế bào con người tồn tại ngày nay là kết quả tiến hóa của tế bào sơ khai xuất hiện trên Trái đất cách đây 3,5 tỉ năm, thời kỳ mà tế bào trông giống các loài vi khuẩn hơn là tế bào con người bây giờ. Trải qua một thời kỳ dài, tế bào tổ tiên đã dần thích nghi với những thay đổi lớn của môi trường (tia cực tím, thay đổi hàm lượng oxy trong không khí và nhiều thay đổi khác). Điều này buộc tế bào tổ tiên phải có những biến đổi hợp lý để tồn tại. Khả năng thích nghi của tế bào xuất phát từ khả năng biến đổi gien, cho phép chúng sản sinh protein mới một cách hiệu quả hơn nhằm ứng phó với sự thay đổi của môi trường.

Chúng ta cần hiểu rằng gien, một kho dữ liệu mã di truyền, không thể thay đổi được; ngay khi tế bào phát tín hiệu cần biến đổi một đoạn mã có chứa điểm thắt nút trên gien (do ảnh hưởng của tác nhân bên trong hoặc bên ngoài tế bào, quá trình tháo xoắn của ADN diễn ra không hoàn toàn) thì quá trình tạo ra đoạn gien mới diễn ra bằng cách sao chép chồng lên điểm thắt nút, điều này gây ra sự đột biến. Khả năng gây đột biến gien là một đặc điểm cần thiết cho sự sống tế bào, giúp tế bào tồn tại.

Nguồn gốc của các cơ thể đa bào

Khoảng 600 triệu năm trước, tế bào đã thực hiện một “quyết định” vĩ đại trong lịch sử tiến hóa đó là sống cộng sinh, theo đó làm xuất hiện dạng đa bào sơ khai đầu tiên. Đây là một sự kiện nền tảng trong ý thức của tế bào, vì sự cộng sinh có ý nghĩa quyết định sự sinh tồn của từng tế bào riêng biệt. Việc tìm cách biến đổi để thích nghi tốt hơn với sự thay đổi môi trường không hiệu quả bằng việc cộng sinh với tế bào khác. Mặt khác, các tế bào riêng biệt dần thích nghi bằng cách phát tín hiệu sẵn sàng sao chép gien lẫn nhau. Những thay đổi mang ý nghĩa tiến hóa này vẫn được duy trì vì chúng mang đến nhiều thuận lợi.

Điều quan trọng nhất là giờ đây các tế bào khác nhau có thể tham gia vào sự phân công lao động: các tế bào được phân công nhiệm vụ để tương tác tốt hơn với môi trường. Ví dụ, tế bào sơ khai phát triển tính nhạy bén trong việc xác định sự hiện diện của chất dinh dưỡng ngay trong môi trường sống của chúng; trong khi một số tế bào đặc thù được phân công tiêu hóa thức ăn để cung cấp năng lượng cho các tế bào khác. Để tiến đến giai đoạn chuyên môn hóa này, các tế bào đã biến đổi gien của chính mình để có thể hình thành nhiều loại protein mới nhằm cải thiện các chức năng hiệu quả hơn và học cách sống cùng nhau. Khả năng thích nghi này được xem là điều cơ bản của sự tiến hóa. Nhưng đối với các cơ thể đa bào, sự thích nghi này phải đem lại lợi ích cho tập thể chứ không riêng cho từng tế bào đơn lẻ.

Trong cơ thể con người, sự chuyên biệt hóa tế bào đã đạt đến đỉnh cao. Thật vậy, chúng ta khó có thể hình dung rằng tế bào biểu mô có thể liên quan đến tế bào thận, hoặc tế bào cơ có liên quan đến tế bào thần kinh. Hiện tượng này được gọi là sự biệt hóa tế bào. Việc duy trì sự biệt hóa tế bào là chức năng tối ưu của các cơ quan. Nếu bỗng nhiên tế bào thần kinh thực hiện chức năng của tế bào da và ngừng truyền tín hiệu thần kinh thì cả hệ thống sẽ bị tê liệt. Điều này luôn luôn đúng với bất kỳ tế bào nào trong các cơ quan. Mỗi loại tế bào phải đảm nhiệm một nhiệm vụ được phân công để phối hợp nhịp nhàng với các tế bào ở các cơ quan khác. Nếu chúng ta biết trong cơ thể con người chứa 60.000 tỉ tế bào đều phải “lắng nghe” nhau thì chúng ta có thể kinh ngạc trước cấu trúc phức tạp này.

XU HƯỚNG TỰ HỦY CỦA TẾ BÀO

Cơ thể hoạt động theo một chương trình được lập trình chặt chẽ và chi tiết, các tế bào không còn chức năng hoặc bị sai hỏng sẽ bị thải loại. Cơ chế tự hủy (apoptosis) cho phép các cơ quan tiêu hủy các tế bào để làm sạch mà không ảnh hưởng đến các tế bào xung quanh hoặc các vùng bị viêm nhiễm trong mô. Đây là một hiện tượng cần thiết trong hoạt động sống của cơ thể: sự phát triển phôi, chấm dứt hoạt động của các tế bào có chức năng miễn dịch kém và tiêu hủy tế bào có ADN bị sai hỏng. Đây là một đặc tính quan trọng cần biết để tìm cách khắc chế bệnh ung thư.

KHI TẾ BÀO “NỔI LOẠN”

Tế bào được xem là một xã hội thu nhỏ và là sự tổng hòa của nhiều đơn vị chức năng. Một tế bào bị mất kiểm soát sẽ dẫn đến mất kiểm soát hàng loạt tế bào liên quan.

Khi một tế bào bị tấn công bởi các tác nhân bên ngoài (như các chất gây ung thư, virus hoặc sự hiện diện quá nhiều gốc tự do), nhân của tế bào sẽ bị tổn thương, nhất là ADN. Tổn thương ADN là nguyên nhân hình thành gien đột biến trong quá trình sao chép thông tin di truyền.

Không may là sự tấn công này thường xuyên diễn ra. Những tế bào tổn thương trở nên mất kiểm soát và không thực hiện đúng chức năng đã được chuyên biệt hóa. Điều thú vị là các cơ quan trong cơ thể luôn thực hiện cơ chế ngăn chặn các tế bào bị sai hỏng, kiểm soát chặt chẽ bằng cách thiết lập những nguyên tắc nhằm đảm bảo các mã di truyền được dịch mã một cách chính xác. Điều này cho phép tiêu hủy nhanh chóng bất kỳ tế bào mất kiểm soát nào nhằm duy trì chức năng sống của cơ thể.

Tuy nhiên, nguyên tắc này không bao giờ hoàn hảo. Một vài tế bào kiểm soát toàn bộ sự đột biến gien bằng cách bao lấy các tế bào tổn thương và hình thành nên khối u. Ung thư xảy ra khi tế bào không còn thực hiện chức năng được phân công và bất hợp tác với các tế bào khác để đảm bảo các chức năng của cơ quan được vận hành thông suốt. Tế bào sai hỏng bị cô lập khỏi các tế bào khác và không thực hiện các chức năng được phân công trong hệ thống tế bào. Nhưng các tế bào mất kiểm soát vẫn “thừa hưởng” bản năng sinh tồn mãnh liệt vốn có từ tế bào “thủy tổ”.

Nguyên tắc của tế bào

1. Việc tạo ra tế bào mới chỉ diễn ra khi cần thay thế tế bào chết hoặc tế bào bị tổn thương.

2. Tế bào bị tổn thương cấu trúc, nhất là ADN, không được phép tồn tại; nếu mức độ tổn thương quá lớn thì sự đào thải tế bào là điều bắt buộc.

SỰ TẤN CÔNG CỦA UNG THƯ

Cần hiểu rằng sự biến nạp (hiện tượng truyền thông tin di truyền bằng ADN từ tế bào này sang tế bào khác hoặc bằng ADN tự do từ môi trường ngoài vào tế bào) của tế bào diễn ra không có nghĩa là ung thư sẽ phát triển ngay lập tức trong cơ thể. Sau khi đọc quyển sách này, chúng ta sẽ thấy hành vi “nổi loạn” của tế bào xảy ra thường xuyên trong suốt quãng đời của chúng mà không nhất thiết dẫn đến ung thư.

Sự phát triển của ung thư nên được hiểu là một hiện tượng xuất hiện từ từ, thầm lặng và âm ỉ qua nhiều năm trước khi triệu chứng bệnh xuất hiện. Sự phát triển thầm lặng này cực kỳ quan trọng bởi vì đấy là cơ hội vàng để ta có thể can thiệp vào một trong nhiều giai đoạn phát triển khối u và cô lập các tế bào “nổi loạn”, không cho phép chúng chuyển thành tế bào ung thư trưởng thành. Mặc dù mỗi loại ung thư có cách tác động khác nhau nhưng tất cả các loại ung thư đều có cùng một quy trình phát triển:khai mào, thúc đẩy và tiến triển.

Giai đoạn 1 – Khai mào

Khai mào là giai đoạn các tế bào tiếp xúc với tác nhân gây ung thư và làm tổn thương vĩnh viễn ADN của tế bào, làm xuất hiện đột biến. Nhiều yếu tố như tia UV, vi rút, khói thuốc và các tác nhân gây ung thư có trong thực phẩm mà chúng ta sử dụng hằng ngày có thể là nguyên nhân gây nên các tổn thương này và khơi nguồn cho ung thư phát triển.

Tuy nhiên, ở giai đoạn này (đôi khi có một vài ngoại lệ), tế bào trong giai đoạn khai mào không kích hoạt tiến trình ung thư mà chỉ hình thành các khối u tiềm tàng. Nếu thường xuyên tiếp xúc với các chất độc hại hoặc các yếu tố thúc đẩy thì đột biến mới hình thành có thể thúc đẩy tiến trình ung thư phát triển. Các phân tử hiện diện trong thực phẩm có thể kiềm giữ các khối u này trong trạng thái tiềm tàng, thậm chí có thể ngăn chặn ung thư phát triển.

6 ĐẶC TRƯNG CỦA TẾ BÀO UNG THƯ GIAI ĐOẠN 3

1. Tăng trưởng (tăng sinh) hỗn loạn: tế bào ung thư sản sinh ra tế bào mới mà không cần tín hiệu hóa học, không tuân theo sự điều hòa phân bào bình thường.

2. Trơ lì với các tín hiệu ức chế tăng trưởng: bất chấp lệnh ngừng tăng trưởng từ các tế bào lân cận khi thấy hiện tượng tăng trưởng ảnh hưởng đến các mô xung quanh.

3. Chống lại tín hiệu tự hủy tế bào (apoptosis), giúp bảo vệ tế bào ung thư bỏ qua cơ chế kiểm soát chặt chẽ tế bào.

4. Duy trì sự sinh mạch (angiogenesis): hình thành các mạch máu mới, cho phép oxy và các dưỡng chất cần thiết đến nuôi tế bào ung thư đang tăng sinh.

5. Tiềm năng phân bào vô hạn: khả năng sinh sản vô tận là đặc tính đặc biệt khiến tế bào ung thư trở nên bất tử.

6. Tăng cường khả năng xâm nhập các mô của cơ quan: đầu tiên là khu trú, sau đó lan rộng thông qua các tế bào di căn.

Giai đoạn 2 – Thúc đẩy

Trong suốt giai đoạn này, tế bào khởi sự đã bỏ qua 2 nguyên tắc được đề cập ở trên và đạt tới ngưỡng tế bào biến nạp (hiện tượng truyền thông tin di truyền bằng ADN từ tế bào này sang tế bào khác hoặc từ ADN tự do từ môi trường ngoài vào tế bào). Cách tốt nhất để nghiên cứu ung thư là tập trung nhận diện các yếu tố cho phép tế bào bỏ qua 2 nguyên tắc bất biến của tế bào.

Để bỏ qua nguyên tắc thứ nhất, tế bào ung thư phải sản sinh ra một lượng lớn protein nhằm cho phép tế bào tăng trưởng một cách tự do mà không cần sự trợ giúp bên ngoài. Để phù hợp với tiến trình này, tế bào – sẽ trở thành tế bào ung thư – đã bỏ qua nguyên tắc thứ hai trên, tức là không kích hoạt cơ chế tự hủy của tế bào (apoptosis).

Trong cả 2 trường hợp, các đột biến đã khơi nguồn cho sự biến đổi chức năng protein, dẫn đến mất kiểm soát tăng trưởng tế bào. Tuy nhiên, đây là một giai đoạn không dễ dàng và diễn ra trong một thời gian dài, đôi khi lên đến 40 năm. Vì tế bào phải bị tác động đa đột biến mới có được những đặc tính cần thiết cho sự phát triển “nổi loạn”.

Các nhân tố thúc đẩy tế bào mất kiểm soát và vượt ra khỏi 2 nguyên tắc về hành vi tế bào được tìm hiểu một cách hạn chế. Đó có thể là do hormone hoặc các gốc tự do, tất cả đều có khả năng đóng vai trò chính trong giai đoạn này. Tuy nhiên, giai đoạn tăng trưởng có thể mở ra cơ hội để can thiệp và ngăn chặn sự phát triển ung thư, vì hầu hết các nhân tố trên có thể được kiểm soát thông qua lối sống.

Khi tìm hiểu chi tiết ở những chương sau, chúng ta sẽ thấy nhiều yếu tố dinh dưỡng có thể tác động tích cực bằng cách kìm hãm các khối u ở giai đoạn sơ khai. Sự ngăn chặn này rất quan trọng vì các tế bào biến nạp khi vượt qua giai đoạn 1 và 2 trở nên cực kỳ nguy hiểm và càng nguy hiểm hơn khi chúng bước vào giai đoạn phát triển.

Giai đoạn 3 – Tiến triển

Ở giai đoạn này, tế bào biến nạp đạt đến sự độc lập, tăng cường nhiều đặc điểm ác tính và bắt đầu xâm nhập vào các mô để tạo lập lãnh địa. Tế bào ở giai đoạn 3 bắt đầu trở thành tế bào có thể di căn. Tất cả các khối u khi tiến đến giai đoạn này đều sở hữu 6 đặc tính thường gặp, có thể được xem là dấu ấn đặc trưng của tế bào ung thư trưởng thành.

CƠ HỘI NGĂN CHẶN UNG THƯ PHÁT TRIỂN

Chúng ta thấy rằng sự xuất hiện của khối u không phải là hiện tượng tức thời. Đó là kết quả của một quá trình dài và diễn biến nhiều năm khi tế bào bị tác động bởi các chất sinh ung thư và các tế bào tự sửa chữa để vượt qua các tác nhân đe dọa đến sự phát triển.

Tuy nhiên, tế bào rất dễ bị tổn thương và chỉ một ít trong số chúng trở nên bất thường. Sự nhạy cảm của tế bào ung thư là cơ sở cho chúng ta can thiệp vào các giai đoạn phát triển của khối u, theo đó giúp ngăn ngừa ung thư phát triển.

Bằng cách tìm hiểu giai đoạn sơ khai, bản năng vốn có từ tổ tiên giúp tế bào tự thân vận động, đã cho thấy tế bào khối u trở nên đáng sợ như thế nào. Đây là điều khiến cho ung thư khó bị tiêu diệt: tiêu diệt tế bào ở giai đoạn sơ khai là cách hiệu quả nhất để dập tắt sức mạnh và sự “tàn bạo” của chúng.

Tóm tắt

• Ung thư là một căn bệnh gây ra bởi sự rối loạn chức năng tế bào. Sự rối loạn chức năng này giúp tế bào có những tính năng khiến chúng tăng trưởng và xâm nhập vào các mô khác.

• Để đạt được các tính năng gây ung thư thì tế bào phải mất một thời gian dài; giai đoạn âm ỉ này cho phép chúng ta can thiệp và ngăn chặn các khối u tiến đến giai đoạn trưởng thành.