UV-stråling: En hovedårsak til kreft

Skrevet av Kristoffer Gudesen Solbakke

KJM3900 prosjektoppgave våren 2017

Denne artikkelen tar for seg hudkreft, som er en av de mest vanlige typene kreft i Norge.[1] Hudkreft er et resultat av overeksponering ovenfor ultrafiolett (UV) stråling, mer spesifikt UVB-stråling. UVB-stråling klassifiseres som ståling med en energi som tilsvarer en bølgelengde i området 290-320nm.

    Bilde 1a. Overkroppen (ryggen) til et menneske.

La oss eksempelvis si at UVB er en ‘’bil B’’ som kjører en strekning på 15km, og når bilen har kjørt til endepunktet krasjer den i en av søylene til en bygning. Bygningen raser ikke, men den bærende søylen blir ødelagt.

Hvis bilen hadde vært en UVA-stråle (bil A) ville den hatt en lavere energi enn bil B. Denne lavere energien kan vi tenke oss at tilsvarer en lavere hastighet. Siden nå da bil A kjørte saktere enn det bil B gjorde, så vil ikke søylen som bil A krasjer med bli ødelagt slik som den søylen til bil B.

Hvis vi nå tar for oss en tredje bil, bil C, som representerer den hurtigere UVC-strålingen, kan man jo selv tenke seg konsekvensen. Denne høyhastighets bilen C ville kjøre ned og ta med seg minst to søyler. Heldigvis er ikke dette tilfellet. For før bil C rekker å krasje med bygningen blir den stoppet av politiet (ozonlaget), og dette bare 0,5cm fra søylene.

Som du sikker har forstått beskriver søylene hver enkel hudcelle på menneskekroppen som er utsatt for UV-stråling, hovedsakelig utsendt fra Sola. Men hva skjer egentlig med cellene som følge av UV-strålingens påvirkning, hvor enderesultatet er hudkreft?

Hver eneste én av alle våre hudceller (Bilde 1a, 1b) har inne i kjernen av cellen en eksakt kopi av hele menneskets genetiske materiale (Bilde 2). Det genetiske materialet (eller genomet som det heter på fagspråket), er en oppskrift på at mennesket nettopp er et menneske. Inne i genomet er det flere tusen kodeord (gener), hvor hvert enkelt kodeord tilsvarer én funksjon eller én oppgave inne i mennesket. Ett slikt kodeord kan for eksempel være «Ikke utfør flere celledelinger».         

UVB-ståling kan medføre mutasjon i det genetiske materialet. En mutasjon er ikke noe mer enn en forandring i det genetiske materialet. Det er slike forandringer (mutasjoner) som har brakt alle jordas organismer fra én felles stamfar og i hver sin individuelle retning utviklet seg til det de er i dag. Disse individuelle utviklingene er handlingen som kalles evolusjon. Evolusjon kan anses som en rekke genetiske handlinger av positive mutasjoner. Positive mutasjoner kan eksempelvis være et resultat av UVB-strålene fra sola, men det er også alle andre påvirkninger som medfører forandringer i det genetiske materialet.

Det er ikke de positive effektene ved UVB-mutasjon som det her skal læres om, men de negative. De mutasjonene som skader et menneske ved å forandre på et kodeord. For eksempel et kodeord som er avgjørende for at ett menneske skal kunne fortsette å leve. La oss si at ordet «Ikke» blir fjernet fra kodeordet «Ikke utfør flere celledelinger». Dette skriver ut det samme kodeordet som man finner ved å se på hudkreft, nettopp at antallet celler øker når det ikke burde (Én celledeling er når én morcelle blir til to datterceller gjennom en prosess om kalles mitose).

Bilde 2. Skissert en hudcelle (tverrsnitt, øverst), hvor cellekjernens vegger (membran) med porer omslutter det genetiske materialet.
Det genetiske materialet er forstørret opp (i midten) så man kan observere den tvinnende forpakningen dette molekylet har inne i cellekjernen.
Etter ytterligere forstørrelse (nederst) kan baseparene bestemmes. (kun noen få baseparene og ikke hele DNA-molekylene vises her, se Bilde 3 for DNA-molekylet).
Disse to radene med base-parringer danner basisen for beltene som senere omtales.

UV-ståling bryter bindinger inne i det genetiske materialet. Så og si alle av disse bruddene blir lagt merke til og fikset av en reparerende mekanikker (ett protein). Som du kan forstå er det proteinet som har ansvar for denne repareringen veldig viktig. Dette proteinet heter p53, og det er blitt bevist at når p53 ikke fungere slik det skal, så får et menneske veldig ofte kreft.[2]

 

Om vi nå tar et par steg tilbake og ser på UVB-strålings påvirkning av det genetiske materialet, og tar for oss nøyaktig hva som skjer kjemisk. Det genetiske materialet består av to lange belter (Bilde 2). Disse to beltene er bygget opp av mange DNA-molekyler. I mennesker består alt det genetiske materialet av fire forskjellige DNA-molekyler. Alle de fire DNA-molekylene er bygget opp av tre strukturelt og funksjonelt forskjellige molekyler (Bilde 3), men to av disse tre gruppene er like for alle de fire DNA-molekylene. Altså ligger forskjellen mellom de fire DNA-molekylene i den tredje gruppen, basen. De fire basene betegnes A, T, G og C. Disse fire basene deles inn i to typer, hvor A og G er en typer, og T og C er den andre typen. Mellom to og to av disse dannes det hydrogenbindinger, hvor A kun kan danne hydrogenbinding med T, og G kun med C (Bilde 3). Disse hydrogenbindingene er de bindingene som holder sammen de to «beltene» som er det genetiske materialet.

Bilde 3. På venstre side er det illustrert et DNA (deoksyribonukleinsyre) molekyl, som er bygget opp av en fosfatgruppe (H2PO4 –); et sukkermolekyl, deoksyribose (– C5H10O2 –, to av O-atomene er avgitt som H2O ved binding med uorganisk fosfat og nukleotidet); og en av de fire basene (B) [Adenin (A); Tymin (T); Guanin (G); Cytosin (C)]. Bildene til høyre viser baseparringen som forekommer mellom basene i det genetiske materialet. De blå stiplede linjene mellom basene er hydrogen-bindingene som binder de to beltene samme

UVB-strålingen danner unaturlige bindinger (syklobutan, Bilde 5) mellom to C og/eller T baser som er plassert ved siden av hverandre i det genetiske materialet, resultatet medfører stor fare for hudkreft (Bilde 4). Genet som koder for det mutasjon fiksende proteinet p53 har mange slike repeteringer av C og T baser i sin DNA-sekvens. p53 slutter altså å fungere hvis slike syklobutan ringer dannes, og som vi tidligere har lært så blir ikke negative mutasjoner rettet opp om ikke p53 fungerer.[3]

Bilde 4. Forandringen av en frisk og normal baseparring i det genetiske materialet (øverst).
Det nedre bildet skisserer det tre forskjellige syklobutan dannelse som kan forekomme av UVB- strålingens påvirkning.

Utvidet illustrerings kan observeres i Bilde 5.

 

Bilde 5. Bindings bruddet og syklobutan og konstruksjonene mellom to nabo-pyrimidin nukleotider (pyrimidin: DNA molekylene C og T; purin: DNA molekylene A og G), som følge av UVB-stråling. Tilsvarende skjer mellom to C og C, og T og T baser, slik som illustrert i Bilde 4.  

Så om én hudcelle er avhengig av p53 sin mekanisme for å hindre overdreven celledeling, vil altså denne ene cellen være en potensiell kilde til hudkreft. Det kreves faktisk ikke mer en én celle uten evne til å kontrollere egen celledeling til for at hudkreft skal utvikles. Det finnes flere forskjellige typer hudkreft hvor flesteparten ikke er øyeblikkelig livstruende, og kan bæres i lengere perioder uten større helserisiko. Dette er selvsagt ikke anbefalt og behandling bør igangsettes så tidlig som mulig.[4]

 

Av Kristoffer Gudesen Solbakke
Publisert 27. apr. 2017 12:12 - Sist endret 27. apr. 2017 21:00