Petov paradoks

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Sinji kit (Balaenoptera musculus) je s skoraj 200 tonami največja žival, ki je kadarkoli obstajala. Pri kitih je incidenca raka manjša kot pri človeku, četudi imajo precej večje število celic.

Petov paradoks je predpostavka, da na ravni vrste pojavnost raka ni odvisna od števila celic organizma.[1] Dobro poznan primer Petovega paradoksa so ljudje in kiti, pri čemer imajo ljudje manjše število celic in višjo incidenco raka, medtem ko je za kite s precej večjim številom celic značilna manjša pojavnost raka. Če bi bila možnost za karcinogenezo (kancerogenezo) neke celice konstantna, bi pričakovali, da je incidenca raka pri kitih (s precejšnjim številom celic) večja kot pri ljudeh.[2]

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Prvič je to predpostavko izpostavil angleški statistik in epidemiolog Richard Peto.[3][4] Peto je svoj paradoks formuliral leta 1977.[5]

Znotrajvrstno[uredi | uredi kodo]

Med pripadniki iste vrste sta velikost telesa in verjetnost za razvoj raka v pozitivni soodvisnosti.[6]

25 let trajajoča študija, ki je zaobjela 17 738 moških Britancev in je bila objavljena leta 1998, je pokazala na pozitivno korelacijo med višino in incidenco raka. Upoštevani so bili tudi dejavniki tveganja, kot je denimo kajenje.[7] Podobna študija iz leta 2011, kjer so analizirali več kot milijon britanskih žensk, je nakazala povezanost med rakom in višino, pri čemer so bili prišteti tudi številni socioekonomski in vedenjski dejavniki tveganja.[8] Analiza iz leta 2011, kjer so preučili vzrok smrti 74 556 udomačenih severnoameriških psov, je pokazala, da je pojavnost raka najmanjša pri manjših pasmah, s čimer so potrdili podatke poprejšnjih študij.[9]

Medvrstno[uredi | uredi kodo]

Med vrstami tovrstne korelacije ni mogoče najti. Raziskava iz leta 2015 v živalskem vrtu v San Diegu je preučila 36 različnih vrst sesalcev, pri čemer so bile med najmanjšimi vrstami 51-gramske miši in med največjimi 4800-kilogramski sloni, ki so bili kar 100 000 krat večji. Rezultati študije niso pokazali povezanosti med velikostjo in incidenco raka. Na tak način je Petovo začetno opazovanje dobilo empirične podatke.[10]

Evolucijski vidik[uredi | uredi kodo]

Evolucija mnogoceličarjev je zahtevala določeno mero zaviranja raka,[11] najdene pa so bile tudi povezave med izvorom večceličnosti in rakom.[12][13] Da so lahko gradili večja in dalj časa živeča telesa, so organizmi potrebovali mehanizme, ki so na nek način zavirali pojavnost raka. Podatki kažejo, da imajo večji organizmi, kot so denimo sloni, večje število prilagoditev, ki jim omogočajo izogibanje raku.[14] Razlog, da je pri srednje velikih organizmih manjši delež tovrstnih genov, je verjetno neugodno razmerje med prednostmi in slabostmi takšnih mehanizmov (na primer zmanjšana plodnost pri večjem številu genov, ki zavirajo raka).[15]

Različne vrste so razvile raznolike mehanizme, ki zavirajo pojav in napredovanje raka.[16] Študija iz januarja 2015 je pokazala na obstoj genov, povezanih z dolgoživostjo, pri grenlandskem kitu (Balaena mysticetus).[17] Ob podobnem času je druga skupina raziskovalcev pri golem peskarju (Heterocephalus glaber) identificirala polisaharid, ki naj bi blokiral razvoj tumorjev.[18] Oktobra 2015 sta dve študiji prišli do istih rezultatov, da imajo sloni 20 kopij tumorje zavirajočega gena TP53, medtem ko je pri ljudeh in preostalih sesalcih prisotna zgolj ena kopija.[19] Dodatne raziskave so dokazale 14 kopij tega gena v ohranjeni DNK mamutov, a zgolj eno kopijo v DNK morskih krav (Sirenia) in pečinarjev (Hyracoidea), najbližjih živečih sorodnikih slonov.[20]

Vidik presnove in celične velikosti[uredi | uredi kodo]

Študija iz leta 2014 je kot glavne dejavnike Petovega paradoksa izpostavila celično velikost, presnovo in raven celične delitve. Zaključila je, da imajo večji organizmi večje, počasneje deleče se celice, z manjšo energijsko porabo, kar naj bi občutno zmanjšalo incidenco raka.[21]

Avtorja omenjene raziskave, Maciak in Michalak, sta izpostavila tudi, da se celična velikost močno razlikuje med posameznimi sesalčjimi vrstami.[21] Tako je denimo prostornina ene slonje rdeče krvničke enaka štirikratnemu volumnu krvničke gozdne rovke (Sorex araneus).[22] Nadalje se večje celice delijo počasneje od manjših, manj celičnih delitev pa pomeni manj priložnosti za rakave mutacije. Matematični modeli pojavnosti raka so še posebej občutljivi na raven celične delitve.[23]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. Peto, R.; Roe, F. J. C.; Lee, P. N.; Levy, L.; Clack, J. (October 1975). "Cancer and ageing in mice and men". British Journal of Cancer. 32 (4): 411–426. doi:10.1038/bjc.1975.242. PMC 2024769. PMID 1212409.
  2. Nagy, John D.; Victor, Erin M.; Cropper, Jenese H. (2007). "Why don't all whales have cancer? A novel hypothesis resolving Peto's paradox". Integrative and Comparative Biology. 47 (2): 317–328. doi:10.1093/icb/icm062. PMID 21672841.
  3. "Richard Peto". www.ndph.ox.ac.uk (angleščina). Pridobljeno dne 2021-06-29.
  4. "Professor Sir Richard Peto | Apr 08, 2019". www.targethealth.com. Pridobljeno dne 2021-06-29.
  5. Nunney, Richard (January 2013). "The real war on cancer: the evolutionary dynamics of cancer suppression". Evolutionary Applications. 6 (1): 11–19. doi:10.1111/eva.12018. PMC 3567467. PMID 23396311.
  6. Caulin, Aleah; Maley, Carlo (April 2011). "Peto's Paradox: Evolution's Prescription for Cancer Prevention". Trends in Ecology and Evolution. 26 (4): 175–182. doi:10.1016/j.tree.2011.01.002. PMC 3060950. PMID 21296451.
  7. Smith, George; Shipley, Martin (14 November 1998). "Height and mortality from cancer among men: prospective observational study". BMJ. 317 (7169): 1351–1352. doi:10.1136/bmj.317.7169.1351. PMC 28717. PMID 9812932.
  8. Jane Green; Benjamin J Cairns; Delphine Casabonne; F Lucy Wright; Gillian Reeves; Valerie Beral; Million Women Study collaborators (August 2011). "Height and cancer incidence in the Million Women Study: prospective cohort, and meta-analysis of prospective studies of height and total cancer risk". Lancet Oncology. 12 (8): 785–794. doi:10.1016/S1470-2045(11)70154-1. PMC 3148429. PMID 21782509.
  9. Fleming, J.M.; Creevy, K.E. (25 February 2011). "Mortality in North American Dogs from 1984 to 2004: An Investigation into Age-, Size-, and Breed-Related Causes of Death". Journal of Veterinary Internal Medicine. 25 (2): 187–198. doi:10.1111/j.1939-1676.2011.0695.x. PMID 21352376.
  10. Schiffman, Joshua (8 October 2015), "Potential Mechanisms for Cancer Resistance in Elephants and Comparative Cellular Response to DNA Damage in Humans", JAMA, 314 (17): 1850–60, doi:10.1001/jama.2015.13134, PMC 4858328, PMID 26447779
  11. Caulin, A. F.; Maley, C. C. (2011). "Peto's Paradox: Evolution's prescription for cancer prevention". Trends in Ecology & Evolution. 26 (4): 175–182. doi:10.1016/j.tree.2011.01.002. PMC 3060950. PMID 21296451.
  12. Kobayashi, H; Man, S (15 April 1993). "Acquired multicellular-mediated resistance to alkylating agents in cancer". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (8): 3294–8. Bibcode:1993PNAS...90.3294K. doi:10.1073/pnas.90.8.3294. PMC 46286. PMID 8475071.
  13. Domazet-Lošo, Tomislav; Tautz, Diethard (21 May 2010). "Phylostratigraphic tracking of cancer genes suggests a link to the emergence of multicellularity in metazoa". BMC Biology. 8 (66): 66. doi:10.1186/1741-7007-8-66. PMC 2880965. PMID 20492640.
  14. Dang, Chi (2012). "Links between metabolism and cancer". Genes & Development. 26 (9): 877–90. doi:10.1101/gad.189365.112. PMC 3347786. PMID 22549953.
  15. Gewin, Virginia (21 January 2013). "Massive animals may hold secrets of cancer suppression". Nature News. doi:10.1038/nature.2013.12258. Pridobljeno dne 12 March 2014.
  16. Zimmer, Carl (October 8, 2015). "Elephants: Large, Long-Living and Less Prone to Cancer". The New York Times. Pridobljeno dne October 13, 2015.
  17. Keane, Michael; Semeiks, Jeremy; Webb, Andrew E.; Li, Yang I.; Quesada, Víctor; Craig, Thomas; Madsen, Lone Bruhn; van Dam, Sipko; Brawand, David; Marques, Patrícia I.; Michalak, Pawel; Kang, Lin; Bhak, Jong; Yim, Hyung-Soon; Grishin, Nick V.; Nielsen, Nynne Hjort; Heide-Jørgensen, Mads Peter; Oziolor, Elias M.; Matson, Cole W.; Church, George M.; Stuart, Gary W.; Patton, John C.; George, J. Craig; Suydam, Robert; Larsen, Knud; López-Otín, Carlos; O’Connell, Mary J.; Bickham, John W.; Thomsen, Bo; de Magalhães, João Pedro (6 January 2015). "Insights into the Evolution of Longevity from the Bowhead Whale Genome". Cell Reports. 10 (1): 112–122. doi:10.1016/j.celrep.2014.12.008. PMC 4536333. PMID 25565328.
  18. Xian, T.; Azpurua, J. (27 January 2015). "INK4 locus of the tumor-resistant rodent, the naked mole rat, expresses a functional p15/p16 hybrid isoform". Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (4): 1053–8. Bibcode:2015PNAS..112.1053T. doi:10.1073/pnas.1418203112. PMC 4313802. PMID 25550505.
  19. Callaway, E. (8 October 2015). "How elephants avoid cancer: Pachyderms have extra copies of a key tumour-fighting gene". Nature. 526. doi:10.1038/nature.2015.18534.
  20. Sulak, Michael; Fong, Lindsey; Mika, Katelyn; Chigurupati, Sravanthi; Yon, Lisa; Mongan, Nigel P.; Emes, Richard D.; Lynch, Vincent J. (September 19, 2016). "TP53 copy number expansion is associated with the evolution of increased body size and an enhanced DNA damage response in elephants". eLife. 5: e11994. doi:10.7554/eLife.11994. PMC 5061548. PMID 27642012.
  21. 21,0 21,1 MacIak, S.; Michalak, P. (2015). "Cell size and cancer: A new solution to Peto's paradox?". Evolutionary Applications. 8 (1): 2–8. doi:10.1111/eva.12228. PMC 4310577. PMID 25667599.
  22. Gregory, T. Ryan (3 February 2004). "Mammal erythrocyte sizes". Genome Size. Pridobljeno dne 13 October 2015.
  23. Calabrese, Peter; Shibata, Darryl (5 January 2010). "A simple algebraic cancer equation: calculating how cancers may arise with normal mutation rates". BMC Cancer. 10 (3): 3. doi:10.1186/1471-2407-10-3. PMC 2829925. PMID 20051132.