Peto's paradox
पेटो का विरोधाभास यह अवलोकन है कि, प्रजाति स्तर पर, कैंसर की घटनाएँ किसी जीव में कोशिकाओं की संख्या के साथ सहसंबद्ध प्रतीत नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, व्हेल में मनुष्यों की तुलना में अधिक कोशिकाएं होने के बावजूद, मनुष्यों में कैंसर की घटना व्हेल में कैंसर की घटना की तुलना में बहुत अधिक है। यदि कोशिकाओं में कार्सिनोजेनेसिस की संभावना स्थिर थी, तो व्हेल में मनुष्यों की तुलना में कैंसर की अधिक संभावना होने की उम्मीद की जा सकती है। पेटो के विरोधाभास का नाम अंग्रेजी सांख्यिकीविद् और महामारी विज्ञानी रिचर्ड पेटो के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार संबंध का अवलोकन किया था। इतिहास पेटो ने पहली बार 1977 में विरोधाभास तैयार किया। कैंसर के बहु-अवस्था मॉडल का एक अवलोकन लिखते हुए, पेटो ने उल्लेख किया कि, कोशिका-दर-कोशिका आधार पर, चूहों की तुलना में मनुष्य कैंसर के प्रति बहुत कम संवेदनशील थे। पेटो ने सुझाव दिया कि विकासवादी विचार संभवतः प्रजातियों में अलग-अलग प्रति-कोशिका कार्सिनोजेनेसिस दरों के लिए जिम्मेदार थे। यह आज तक अनसुलझा है। एक ही प्रजाति एक ही प्रजाति के सदस्यों के भीतर, कैंसर का जोखिम और शरीर का आकार सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध प्रतीत होता है, भले ही एक बार अन्य जोखिम कारकों को नियंत्रित किया जाए। 1998 में प्रकाशित 17,738 पुरुष ब्रिटिश सिविल सेवकों के 25 साल के अनुदैर्ध्य अध्ययन ने उच्च स्तर के सांख्यिकीय विश्वास के साथ ऊंचाई और कैंसर की घटनाओं के बीच एक सकारात्मक संबंध दिखाया, भले ही धूम्रपान जैसे जोखिम कारकों को नियंत्रित किया गया था। दस लाख से अधिक ब्रिटिश महिलाओं के 2011 के एक समान अध्ययन में कई सामाजिक-आर्थिक और व्यवहार संबंधी जोखिम कारकों को नियंत्रित करने के बाद भी कैंसर और ऊंचाई के बीच संबंध के मजबूत सांख्यिकीय प्रमाण मिले। 2011 में 74,556 पालतू उत्तरी अमेरिकी कुत्तों की मृत्यु के कारणों के विश्लेषण में पाया गया कि छोटी नस्लों में कैंसर की घटना सबसे कम थी, जो पहले के अध्ययनों के परिणामों की पुष्टि करती है। हालाँकि, प्रजातियों के पार, संबंध टूट जाता है। 2015 के एक अध्ययन में, सैन डिएगो चिड़ियाघर ने 36 विभिन्न स्तनधारी प्रजातियों के परिणामों का सर्वेक्षण किया, जिसका आकार 51 ग्राम धारीदार घास के चूहे से लेकर लगभग 100,000 गुना बड़े 4,800 किलोग्राम के हाथी तक था। अध्ययन में शरीर के आकार और कैंसर की घटनाओं के बीच कोई सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण संबंध नहीं पाया गया, जो पेटो के प्रारंभिक अवलोकन के लिए अनुभवजन्य समर्थन प्रदान करता है। विकासवादी विचार बहुकोशिकीयता के विकास के लिए कुछ हद तक कैंसर के दमन की आवश्यकता है, और बहुकोशिकता और कैंसर की उत्पत्ति के बीच संबंध पाए गए हैं। बड़े और लंबे समय तक जीवित शरीर के निर्माण के लिए, जीवों को अधिक कैंसर दमन की आवश्यकता होती है। साक्ष्य बताते हैं कि हाथियों जैसे बड़े जीवों में अधिक अनुकूलन होते हैं जो उन्हें कैंसर से बचने की अनुमति देते हैं। मध्यवर्ती आकार के जीवों में इनमें से अपेक्षाकृत कम जीन होने का कारण यह हो सकता है कि इन जीनों को कैंसर से बचाने का लाभ, मध्यम आकार के जीवों के लिए, उनके नुकसान से अधिक था-विशेष रूप से कम प्रजनन क्षमता। विभिन्न प्रजातियों ने कैंसर को दबाने के लिए विभिन्न तंत्र विकसित किए हैं। जनवरी 2015 में सेल रिपोर्ट्स में एक पेपर में दावा किया गया था कि धनुष व्हेल (बलेना मिस्टिसेटस) में जीन पाए गए हैं जो दीर्घायु से जुड़े हो सकते हैं। लगभग उसी समय, शोधकर्ताओं की एक दूसरी टीम ने नग्न तिल-चूहे में एक पॉलीसेकेराइड की पहचान की जो ट्यूमर के विकास को अवरुद्ध करता हुआ दिखाई दिया। अक्टूबर 2015 में, दो स्वतंत्र अध्ययनों से पता चला कि अफ्रीकी हाथियों के जीनोम में ट्यूमर सप्रेसर जीन TP53 की 20 प्रतियां हैं, एशियाई हाथियों में 15 से 20 हैं, जहां मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों में केवल एक है। अतिरिक्त शोध में संरक्षित मैमथ के डीएनए में मौजूद जीन की 14 प्रतियां दिखाई दीं, लेकिन हाथी के सबसे करीबी जीवित रिश्तेदारों, मैनेटिस और हाइरैक्स के डीएनए में जीन की केवल एक प्रति दिखाई दी। टी. पी. 53 ट्यूमर सप्रेसर जीन एक प्रोटीन को निर्दिष्ट करता है जो डी. एन. ए. में क्षतिग्रस्त स्थलों या तनाव का अनुभव करने वाली कोशिका को महसूस करता है। टी. पी. 53 प्रोटीन या तो एक संक्षिप्त अवधि के लिए कोशिका के विकास को धीमा कर देता है जिसके दौरान डी. एन. ए. क्षति की मरम्मत की जाती है, या यदि क्षति भारी होती है तो यह कोशिका मृत्यु (एपोप्टोसिस) को ट्रिगर करता है। डी. एन. ए. क्षति की मरम्मत करने की बढ़ी हुई क्षमता हाथियों में देखे गए कैंसर दमन की व्याख्या कर सकती है। परिणाम जानवरों के आकार और ट्यूमर दमन के बीच एक विकासवादी संबंध का सुझाव देते हैं, जैसा कि पेटो ने सिद्धांत दिया था। चयापचय और कोशिका के आकार पर विचार मैसियाक और माइकलाक द्वारा विकासवादी अनुप्रयोगों में 2014 के एक पेपर में इस बात पर जोर दिया गया कि उन्होंने विरोधाभास के अंतर्निहित प्रमुख कारकों के रूप में "प्रजातियों में चयापचय और कोशिका-विभाजन दर दोनों के लिए कोशिका के आकार का एक बड़े पैमाने पर कम प्रशंसित संबंध" कहा, और निष्कर्ष निकाला कि "बड़े जीवों में कम ऊर्जा कारोबार के साथ बड़ी और धीरे-धीरे विभाजित होने वाली कोशिकाएं होती हैं, जो सभी कैंसर की शुरुआत के जोखिम को काफी कम करती हैं।" मैसियाक और माइकलाक का तर्क है कि स्तनधारी प्रजातियों में कोशिका का आकार समान नहीं है, जिससे शरीर का आकार किसी जीव में कोशिकाओं की संख्या के लिए एक अपूर्ण प्रतिनिधि बन जाता है। (उदाहरण के लिए, एक हाथी की एक व्यक्तिगत लाल रक्त कोशिका की मात्रा एक सामान्य चूहे की कोशिका से लगभग चार गुना अधिक होती है।) इसके अलावा, बड़ी कोशिकाएं छोटी कोशिकाओं की तुलना में अधिक धीरे-धीरे विभाजित होती हैं, एक अंतर जो जीव के जीवन-काल में तेजी से यौगिक होता है। कम कोशिका विभाजन का अर्थ है कैंसर उत्परिवर्तन के लिए कम अवसर, और कैंसर की घटनाओं के गणितीय मॉडल कोशिका-विभाजन दर के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। इसके अतिरिक्त, एक अच्छी तरह से परिभाषित व्युत्क्रम लघुगणक संबंध के बाद, बड़े जानवरों में आम तौर पर कम बेसल चयापचय दर होती है। नतीजतन, उनकी कोशिकाओं को समय के साथ शरीर के द्रव्यमान की प्रति इकाई कम नुकसान होगा। संयुक्त रूप से, ये कारक अधिकांश स्पष्ट विरोधाभास की व्याख्या कर सकते हैं। चिकित्सा अनुसंधान बड़ी संख्या में कोशिकाओं में कैंसर को दबाने की बड़े जानवरों की स्पष्ट क्षमता ने एक सक्रिय चिकित्सा अनुसंधान क्षेत्र को बढ़ावा दिया है। एक प्रयोग में, प्रयोगशाला चूहों को आनुवंशिक रूप से "हमेशा चालू" व्यक्त करने के लिए परिवर्तित किया गया था (हमेशा इसका अर्थ है कि यह एम. डी. एम. 2 जीन द्वारा निष्क्रिय नहीं होता है) सक्रिय टी. पी. 53 ट्यूमर एंटीजन, हाथियों में पाए जाने वाले लोगों के समान। उत्परिवर्तित चूहों ने ट्यूमर को दबाने की क्षमता में वृद्धि का प्रदर्शन किया, लेकिन समय से पहले उम्र बढ़ने के संकेत भी दिखाए। एक अन्य अध्ययन ने पी53 को सामान्य नियामक नियंत्रण में रखा और समय से पहले उम्र बढ़ने के संकेत नहीं पाए। यह माना जाता है कि इसके मूल प्रवर्तक पी53 के तहत समय से पहले उम्र बढ़ने का कारण नहीं बनता है, जो कि संवैधानिक रूप से व्यक्त पी53 के विपरीत है। तुलनात्मक ऑन्कोलॉजी ट्यूमर सप्रेसर जीन चयापचय सिद्धांत पारिस्थितिकी संदर्भ कार्सिनोजेनेसिस एपिडेमियोलॉजी स्वास्थ्य विरोधाभास भी देखें।