Dr. Wolfgang Stegemann
Dr. Wolfgang Stegemann

Krebs ist Kontrollverlust

Wissenschaft versucht auf immer kleineren Skalen Erkenntnisse zu gewinnen, was in technischen Anwendungen ganz hervorragend gelingt und es gelingt auch bei lokalen bzw. lokalisierbaren Problemstellungen sehr gut. Bei komplexen Zusammenhängen versagt diese Methode allerdings oft genug. In medizinischer Hinsicht bedeutet das, daß, wenn der gesamte Organismus betroffen ist, man mit dieser Methode nicht sehr weit kommt. Dies wird nicht nur in der Genforschung offensichtlich, sondern auch in der Hirnforschung oder in allen Bereichen, in denen das gesamte komplexe System involviert ist. Weder weiß man, wie das menschliche Bewusstsein wirklich funktioniert noch weiß man wie das Genom arbeitet oder besser, welchen Einfluß das Gesamtsystem auf diese Teilsysteme hat und umgekehrt. Der Grund dafür liegt darin, dass man eine mikroskopische Sichtweise einnimmt und diese wird komplexen Systemen nicht gerecht. Die Folge ist eine mangelnde Theoriebildung im Bereich komplexer Systeme.
So versucht die Systembiologie diesen Mangel zu beheben aber sie bleibt letztendlich auch im Bereich mikroskopischer Betrachtungen. Dabei gibt es im Bereich der Systemtheorie Ansätze, die in der Lage sind, komplexe Systeme zu beschreiben und zu analysieren.
Zur Verdeutlichung: man stelle sich ein Rad vor, das den Berg hinunterrollt. Würde man diesen Vorgang durch das Verhalten der Atome und Moleküle des Rades beschreiben? Nein, man beschreibt den makroskopischen Vorgang, weil hier die größte Informationsdichte herrscht.

Dies gilt ebenso für die Funktionsebene. Atome und Moleküle müssen mit dem Rad den Berg hinunter, ob sie wollen oder nicht. Das bedeutet,  Mikrosysteme sind für das Gesamtsystem zwar konstitutiv aber das Gesamtsystem wirkt auf die Mikrosysteme regulativ. So sind Moleküle etwa für das Leben an sich konstitutiv, allerdings zwingt das Leben Moleküle, Dinge zu tun, die sie in der unbelebten Natur nicht tun würden. Ein anschauliches Beispiel, wie ein System Teilsysteme beeinflußt, zeigt der Versuch mit künstlichen neuronalen Netzen zur Formerkennung. Dabei zeigte sich, dass sich ein Teilsystem herausbildete, welches die Fähigkeit zum Zählen entwickelte, ohne dass dies programmiert worden wäre.

Im Organismus gibt es verschiedene Regulationsebenen, die phylogenetisch entstanden sind.Die Einzelzelle war der Ursprung, danach folgen Mehrzeller, dann Organismen mit einfachsten Organen und schließlich solche mit einem zentralen Nervensystem. Sie alle regulierten auf ihrer jeweiligen Ebene den Austausch mit ihrer Umwelt und bestimmten die interne Regulation. Allen gemeinsam war und ist die Selbstregulation als sich selbst organisierendes autopoietisches System. Jedes System erhält sich selbst, das heißt jede Systemebenen verfügt über eigene  Reparaturmechanismen, jedes dieser Systeme kontrolliert sich also selbst und sorgt so für Systemstabilität. Würde ein solches System von innen heraus krank, also etwa durch endogene Mutationen, würde das bedeuten, dass ein solches System nicht überlebensfähig wäre. Störungen in Form von Krankheiten kommen also prinzipiell nicht von innen (es sei denn durch altersbedingte Abbauprozesse), sondern immer von außen. Oder anders: die zelleigenen Reparationsmechanismen sind immer stärker, als zufällige Störungen etwa durch Kopierfehler der DNA o.ä.

Die jeweils höchste  Ebene ist immer die Führende in der Auseinandersetzung mit der Umwelt und der internen Verarbeitung. Sie repräsentiert also quasi das Gesamtsystem. Sie reguliert durch das höchste Systemniveau alle darunter liegenden liegenden Ebenen.  Da alle Systemebenen hinsichtlich Zusammenarbeit z.b. in Form von Informationsverarbeitung konstitutiv kompatibel sind, gilt dies auch für den umgekehrten Weg in Form der Regulation von oben  nach unten. So werden die neuronalen also elektrischen Impulse in hormonale übersetzt, diese Proteinbildende.

 

 Störungen in der Informationsverarbeitung können auf jeder Ebene induziert werden. Was passiert bei einer solchen Störung?  Entweder wird das informationsverarbeitungssystem zerstört oder inkompatible Informationen weitergegeben. Wie muss man sich eine solche gestörte Informationsverarbeitung vorstellen? Hier kann vielleicht das Paradigma der quantenmechanischen Informationsverarbeitung helfen, bei dem es um die Auflösung von Überlagerungszuständen bzw Interferenzen im Sinne eines sogenannten Kollaps der Wellen- oder Wahrscheinlichkeitsfunktion geht.

Gelingt es nicht, Überlagerungszustände systemkonform aufzulösen, gerät das System in einen kritischen Zustand bzw überschreitet die Systemgrenzen dauerhaft. Die Folge ist, dass die Kontrollfunktion bzw. die Integrität der Ebene verloren geht. Dieser Prozess kann über mehrere Ebenen hinab vermittelt werden. Auf der jeweiligen Ebene bzw den darunterliegenden Ebenen entsteht bei Kontrollverlust Chaos, das heißt, Prozesse werden nicht mehr gesteuert ausgeführt und nicht mehr kontrolliert. In Bezug auf die Entstehung von Krebs bedeutet dies, dass Gene und damit auch Krebsgene zufällig aktiv werden. Krebs entsteht dann durch das Streben des Zellsystems, das Chaos in ein integres System zu führen, in diesem Fall in ein pathogenes.
Kontrollebene des Genoms ist der Zellstoffwechsel und dieser wiederum wird gesteuert durch die Ebene des Zellverbandes.

Wenn man nach einem Substrat sucht, welches den Unterschied zwischen integren und kanzerogenen Zellverbänden ausmacht, muß man möglicherweise in der extrazellulären Matrix suchen. Ob solche Substrate therapeutisch wirken oder bloß pathogenes Resultat sind, zeigt sich ggf.

Die generelle Frage hinsichtlich einer Therapie ist, wie man die Integrität wiederherstellen kann bis der Selbstheilungsprozeß wieder greifen kann und damit die systemeigene Kontrollfunktion wiederhergestellt ist. In diese Richtung weist ggf. die Rolle der regulatorischen T-Zellen, die eine Kontrollfunktion innerhalb des Immunsystems ausüben.