Wie entsteht Krebs?

Um zu verstehen, wie Krebs entsteht, sind einige - zumindest oberflächliche - Grundkenntnisse notwendig.

Was ist die DNS?

Zellteilung stark vereinfachtDie DNS (englisch: DNA) ist der Stoff, in dem die Erbinformation gespeichert ist. Sie besteht aus mehreren langen Strängen, den Genen, die verzwirbelt und gut verpackt in jeder der Milliarden von Zellen enthalten ist, aus denen unser Körper aufgebaut ist.
Die Erbinformation, die von der DNS gespeichert wird, bestimmt, wie jede dieser Zellen aussieht, und wie diese Zellen sich zu einzelnen Verbänden, unterschiedlichem Gewebe, zu Organen und schließlich zu einem vollständigen Körper zusammenschließen.
Sie steuert auch, wie oft und wie schnell sich Zellen vermehren, wann sie sterben und welche Aufgaben sie erfüllen. Alles, was in unserem Körper passiert, ist also von der DNS abhängig.
Sie ist sozusagen eine Liste an Steuerbefehlen für jede einzelne Zelle. Ihre Informationen steuert alles, vom Energieverbrauch über Reaktionen auf äußere Einflüsse bis hin zum sogenannten programmierten Zelltod, der eintreten muss, wenn die Zelle ihre Funktionen nicht mehr erfüllen kann oder soll, um Platz für neue, funktionsfähige Zellen zu schaffen.
Wir erhalten die DNS von unseren Eltern, und zwar zur Hälfte vom Vater und zur Hälfte von der Mutter. Die Erbinformation, die unser Aussehen, Teile unseres Verhaltens und andere Elemente wie beispielsweise Erbkrankheiten bestimmt, ist also eine Mischung aus den Genen unserer Eltern.[1]

Zellteilung

Zelle-StammbaumDie meisten Zellen, aus denen unser Körper besteht, bleiben nicht unser ganzes Leben lang erhalten. Unsere Haut beispielsweise wird etwa alle 4 Wochen grunderneuert, weil ausgediente Zellen absterben und durch neue ersetzt werden.
Wo kommen diese "neuen" Zellen nun her? Sie werden nicht etwa einfach zusammengesetzt und damit neu erschaffen, sondern sie entstehen durch Zellteilung.
Zellteilung ist der Vorgang, bei dem eine Zelle ihre DNS kopiert und aus sich selbst zwei neue, im Idealfall identische Tochterzellen herstellt, die sie dann mit jeweils einer Kopie der DNS ausstattet.
Die entstehenden Tochterzellen sollten also normalerweise exakt die gleichen Eigenschaften haben wie die Mutterzelle.
Sie sind wiederum vollständige Zellen und damit auch in der Lage, sich zu teilen.
Etwa ein Fünftel, also 20% der menschlichen Gene haben allein die Aufgabe, Funktionen bereitzustellen, welche die fehlerfreie Abwicklung dieser Zellteilung sichern sollen. Eine korrekte Kopie der DNS ist wichtig, damit die entstehenden Tochterzellen der Mutterzelle wirklich gleichen und nicht durch Fehler funktionsunfähig werden.[2]

Wächtergene

Apoptose - programmierter ZelltodWie schon gesagt, sind 20% der menschlichen Gene sogenannte "Wächtergene". Sie enthalten Informationen darüber, wie Schäden beim Kopieren der DNS im Rahmen der Zellteilung vermieden werden.
Fehler in der DNS, sogenannte Mutationen, sind Veränderungen, die beim Kopieren geschehen. Sie können das Verhalten einer Zelle völlig verändern und müssen daher tunlichst vermieden werden. Dennoch kann man es nicht immer verhindern, dass solche Fehler auftreten.
Die Wächtergene enthalten Information darüber, wie solche Veränderungen erkannt und repariert werden. Sind derartige Reparaturarbeiten nicht erfolgreich, können die Wächtergene den sogenannten programmierten Zelltod einleiten, der verhindert, dass eine mutierte (veränderte) Zelle Schäden anrichtet, beispielsweise indem sie wertvolle Energie verschwendet oder sich noch weiter vermehrt.
Der programmierte Zelltod ist ein sehr wichtiges Mittel zur Wahrung der Ordnung in einem Zellverband (Gewebe), weil andere Möglichkeiten zur Vernichtung einer potentiell (=möglicherweise) gefährlichen Zelle oft nicht gegeben sind: Das Immunsystem kann eine veränderte Zelle sehr schwer von gesunden Zellen unterscheiden! Die Mutation hat möglicherweise nur an einer einzigen kleinen Stelle stattgefunden und die Zelle gleicht bis auf diesen einen, winzigen Unterschied allen anderen Zellen. Das Immunsystem kann diesen Unterschied oft nicht erkennen. Dieser Unterschied, so klein er auch sei, kann jedoch fatal sein. Somit ist der programmierte Zelltod der letzte Schutzmechanismus des Organismus vor mutierten Zellen.[3]

Was passiert bei Krebs?

Wie sich vielleicht schon vermuten ließ, passiert bei Krebs genau das, was die Wächtergene eigentlich verhindern sollen: Beim Kopieren der DNS passiert ein Fehler, der von den Wächtergenen nicht erkannt oder nicht behoben wird.
Wie kann so etwas passieren?
Die Antwort ist denkbar einfach: In mindestens einem dieser Wächtergene liegt ein Defekt vor. Dieser kann spontan aufgetreten sein, zum Beispiel induziert durch äußere Einflüsse wie Strahlung; in vielen Fällen wird ein solcher Defekt eines dieser Wächtergene jedoch auch von den Eltern an die Kinder weitergegeben, ist also erblich. Sehr oft wird jedoch ein derartiger Defekt auch durch krebserregende Faktoren (siehe unten) ausgelöst.
Da es nun, wie gesagt, unglaublich viele Wächtergene gibt, die allesamt verschiedene Aufgaben haben und für unterschiedliche Bereiche zuständig sind, und weil die DNS ein sehr, sehr langes Band ist, führt der Defekt eines Wächtergenes nicht zwangsläufig und auch nicht sofort zu krankhaften Veränderungen. Denn damit es soweit kommt, müssen der Aufgabenbereich des defekten Wächtergens und der Fehler, der bei der Kopie unterläuft, exakt überainanderliegen. Ansonsten würde der Defekt von einem anderen Wächtergen erkannt und repariert werden.
Man kann sich vorstellen, dass die Wahrscheinlichkeit hierfür ziemlich gering ist. So erklärt sich auch, warum die Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Defektes und dem Ausbruch einer Krankheit manchmal Jahrzehnte vergehen können.
Aufgrund der vielen Millionen Zellteilungen, die aber jeden Tag in unserem Körper stattfinden, wird es mit fortschreitender Zeit aber immer wahrscheinlicher, dass die Veranlagung irgendwann zum Tragen kommt und tatsächlich der fatale Fehler passiert.
Schließlich entsteht auf diesem Wege eine fehlerhafte Zelle, die nicht repariert wird und auch nicht durch den programmierten Zelltod ihr Ende findet. Sie hat wahrscheinlich die Fähigkeit, sich weiter zu vermehren, und einen Tumor oder Krebs zu bilden.[3]

Von der Krebszelle zum Krebs

Eine fehlerhafte Zelle mit der Fähigkeit, sich zu teilen und damit zu reproduzieren, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit Tochterzellen produzieren, die noch mehr Mutationen aufweisen, weil immer mehr Defekte an anderen Stellen, auch an weiteren Wächtergenen, auftreten.
Die Wahrscheinlichkeit von immer mehr Mutationen steigert sich also von Generation zu Generation weiter. Krebserregende Stoffe steigern die Mutationsrate noch zusätzlich und immer gefährlichere Zellen entstehen. Neben der Eigenschaft, sich unkontrolliert ohne Reparatur und Zelltod weiterzuvermehren, können durch die Mutationen ganz andere Eigenschaften entstehen, zum Beispiel die Fähigkeit, unter Sauerstoffmangel zu überleben, aber auch viele andere.
Normale Zellteilung im Vergleich zu Zellteilung bei Krebs
Durch die zahlreichen Mutationen entwickeln sich dann auch die für Krebs typischen bösartigen Eigenschaften, es können aber auch noch andere entstehen, zum Beispiel kann ein Krebs eine eigene Blutversorgung aufbauen.
Die Metastasierung, also die Fähigkeit, Tochtergeschwulste an anderen Stellen des Körpers zu bilden, ist die gefährlichste dieser Eigenschaften. Die meisten Menschen, die an Krebs sterben, sterben nicht am ersten bösartigen Tumor, sondern an der Metastasierung und ihren Folgekrankheiten.[3]

Krebsauslöser

Die Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken, wird durch verschiedene Faktoren und Einflüsse erheblich gesteigert. Gefährlich sind insbesondere Einflüsse, die das Erbgut, also die DNS schädigen und so zu einem Defekt eines der Wächtergene führen können.
Wie wird die DNS geschädigt?
Da die DNS ein Molekül ist, das aus vielen Verbindungen zwischen vielen Atomen besteht, kann sie auf chemischem und physikalischem Wege beschädigt werden. Diese Arten haben gemeinsam, dass sie an einzelnen Stellen die Verbindungen zwischen den Atomen aufspalten und so zu Veränderungen führen.[3]

Aber auch Einflüsse, welche das Immunsystem in seiner Aufgabe, entartete Zellen zu vernichten, behindern, sind bedeutende Krebsfaktoren.

Wichtige Auslöser von Krebs[3]:

  • Ionisierende Strahlung wie zum Beispiel UV-, Röntgen-, Gammastrahlung
  • Onkoviren sind Viren, die Krebs erzeugen, wie zum Beispiel Hepatitis B
  • Übergewicht ist für ca. 5% der Krebserkrankungen verantwortlich
  • Mutagene Chemikalien wie zum Beispiel Benzol, Chrom und viele andere
  • Feinstaub steht im Verdacht, krebserregend zu sein

Quellen:
[1] Wikipedia-Artikel über Desoxyribonukleinsäure
[2] Wikipedia-Artikel über Zellteilung
[3] Wikipedia-Artikel über Krebs