Код жизни. Как защитить себя от развития злокачественных новообразований и сохранить тело здоровым до глубокой старости

Высокий уровень PI3K увеличивает рост клеток и способствует развитию рака, так что возникает следующий логичный вопрос: что стимулирует PI3K? Ответа не ожидал никто: инсулин, известный метаболический гормон[304]. Творилось что-то странное и неожиданное. Инсулин играет огромную роль в обмене веществ (производстве энергии клетками), но оказалось, что он еще и важный регулятор роста клеток.

Сигнальный путь «инсулин/PI3K» – древний с эволюционной точки зрения[305]; он есть и у червей, и у мух, и у людей. Практически все многоклеточные организмы используют ту или иную разновидность сигнального пути «инсулин/PI3K».

Мы рассматриваем инсулин в основном как метаболический гормон, но у примитивных организмов инсулин функционирует как гормон роста, регулируя размножение и выживание клеток. Когда мы эволюционировали до многоклеточных организмов, у инсулина появилась новая, побочная роль – сенсора питательных веществ. Если подумать, это совершенно логично: рост всегда требует питательных веществ. Когда пища доступна, клетки должны расти. Куй железо, пока горячо. Когда пища недоступна, клетки не должны расти. Если многоклеточный организм будет слишком быстро расти, несмотря на недостаток пищи, он быстро умрет, потому что окружающая среда не сможет прокормить слишком много голодных ртов.

Когда мы едим, уровни инсулина и PI3K повышаются, и приоритеты организма переключаются на рост. Когда мы не едим, уровни инсулина и PI3K снижаются, и приоритеты меняются: организм занимается «ремонтом и техническим обслуживанием» клеток. PI3K обеспечивает важнейшую связь между сигнальными путями обнаружения питательных веществ и роста[306]. Иными словами, инсулин стимулирует рост клеток, а это, очевидно, имеет важное значение для развития рака.

Одноклеточные организмы вроде дрожжей живут в непосредственном контакте с окружающей средой, так что не испытывают особой потребности в сенсорах питательных веществ. Если еда доступна, грибок растет. Если еда недоступна, грибок не растет – вместо этого он переходит в дремлющую споровую форму. Дрожжи, поселившиеся на куске хлеба, растут. Дрожжи, живущие в пластиковой упаковке, не растут, но после контакта с водой и сахаром дремлющие споры просыпаются и расцветают. Выживание для всей жизни на Земле зависит от этой стойкой ассоциации между ростом и доступностью питательных веществ.

У многоклеточных организмов некоторые клетки не находятся в непосредственном контакте с окружающей средой. Клетки ваших почек надежно спрятаны в брюшной полости и не контактируют с внешним миром. Откуда почкам знать, доступна ли еда? Как они решают, расти им или перестать? Сенсоры питательных веществ появились, чтобы сообщать о доступности еды в окружающей среде с помощью гормональных сигналов. Теперь эти сенсоры должны быть связаны с сигналами роста.

Использование одной и той же молекулы (инсулина) в качестве и фактора роста, и сенсора питательных веществ позволяет разрешить эту фундаментальную проблему с координацией. Когда мы едим, инсулин повышается; это сигнал, который сообщает, что пища доступна, и организму можно расти. Избыточные показания сенсоров питательных веществ вызывают избыточный рост – а это условие, очевидно, очень важно для рака. Когда пища недоступна, уровень инсулина уменьшается, и поступает противоположный гормональный сигнал: «перестать расти». Низкий уровень показаний сенсоров питательных веществ означает низкий уровень роста клеток. Сигналы роста и метаболизма – это одни и те же сигналы.

Как же работает этот процесс? Инсулин в крови сначала должен активировать инсулиновый рецептор на поверхности клетки. Многие раковые клетки имеют множество копий инсулинового рецептора – этим объясняется такое непропорционально большое влияние инсулина на рост рака. Инсулин активирует PI3K, который, в свою очередь, активирует, среди прочего, два ключевых сигнальных пути: метаболический путь и путь роста.

Хорошо известные метаболические эффекты регулируются с помощью глюкозного транспортера типа 4 (GLUT4), который позволяет глюкозе проникнуть в клетку для переработки ее в энергию. Кэнтли же обнаружил то, что ранее не замечалось: инсулин и PI3K важны еще и для стимулирования роста клеток. Инсулин с помощью PI3K активирует систему mTOR (подробнее об этом – в следующей главе), которая стимулирует рост и пролиферацию клеток.

Не стоит удивляться, что рак, болезнь избыточного роста, просто обожает фактор роста – инсулин. При редком генетическом заболевании, синдроме Коудена, мутация в этом сигнальном пути приводит к усилению инсулиновых сигналов, что значительно повышает риск и ожирения, и рака[307]. Риск развития рака в течение жизни при этом заболевании составляет невероятные 89 %[308].