Czynniki rakotwórcze: co to jest i czym one są?

Pojawienie się nowotworów jest wynikiem interakcji czynników rakotwórczych i ciała. Według szacunków Światowej Organizacji (WHO), nowotwór jest w 80-90% związany z czynnikami środowiskowymi. Czynniki rakotwórcze nieustannie wpływają na ludzkie ciało przez całe życie.

Reprezentacje konkretnych czynników wywołujących nowotwory początkowo powstały w dziedzinie patologii zawodowej. Rozwijały się stopniowo i przechodziły znaczącą ewolucję. Początkowo, w okresie dominacji poglądów R.Virkhova na temat roli podrażnienia w rozwoju raka, przypisano im różne czynniki przewlekłego uszkodzenia, zarówno mechaniczne, jak i chemiczne. Jednak od początku XX wieku. Wraz z rozwojem eksperymentalnej onkologii, chemii, fizyki, wirusologii i dzięki systematycznym badaniom epidemiologicznym pojawiły się wyraźne konkretne pomysły na temat czynników rakotwórczych.

Komitet Ekspertów WHO podał następującą definicję pojęcia rakotwórczego: "Czynniki rakotwórcze mogą powodować lub przyspieszać rozwój nowotworu, niezależnie od mechanizmu działania lub stopnia swoistości efektu. Czynniki rakotwórcze to czynniki, które ze względu na ich właściwości fizyczne lub chemiczne mogą powodować nieodwracalne zmiany lub uszkodzenia w tych częściach aparatu genetycznego, które przeprowadzają homeostatyczną kontrolę komórek somatycznych "(WHO, 1979 r.).

Obecnie wiadomo, że nowotwory mogą powodować chemiczne, fizyczne lub biologiczne czynniki rakotwórcze.

[1], [2], [3], [4], [5],

Chemiczne czynniki rakotwórcze

Eksperymentalne badania doświadczalnej indukcji nowotworów przez różne czynniki u zwierząt, rozpoczęte na początku XX wieku. K. Yamaghiva i K. Ichikawa (K. Yamagiwa i K. Ichikawa, 1918) doprowadzili do odkrycia znacznej liczby związków chemicznych o różnych strukturach, wspólnie nazywanych substancjami blastogennymi lub rakotwórczymi.

Jednym z wybitnych badaczy tego problemu był E. Kennaway, który wyróżnił się w latach 30. XX wieku. Benz (a) piren - pierwszy z obecnie znanych chemicznie czynnych substancji rakotwórczych. W tym samym roku T. Yoshida i R. Kinosita odkryli grupę rakotwórczych związków aminoazowych, a W. Heuper po raz pierwszy wykazał działanie rakotwórcze amin aromatycznych. W latach 50. XX wieku. P. Magee i J. Barnes, a następnie G. Druckrey i in. Ujawniła grupę rakotwórczych związków N-nitrozowych. Jednocześnie wykazano rakotwórczość niektórych metali, odkryto właściwości rakotwórcze poszczególnych naturalnych związków (aflatoksyn) i leków. Te eksperymentalne badania potwierdziły wyniki epidemiologicznych obserwacji występowania nowotworów u ludzi.

Obecnie wszystkie znane chemiczne czynniki rakotwórcze są podzielone na klasy według struktury chemicznej.

1. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA).
2. Aromatyczne związki azowe.
3. Aromatyczne związki aminowe.
4. Związki nitrozowe i azotany.
5. Metale, niemetale i sole nieorganiczne.

W zależności od charakteru działania na organizm, chemiczne czynniki rakotwórcze dzielą się na trzy grupy:

1. czynniki rakotwórcze, które powodują nowotwory głównie w miejscu zastosowania;
2. czynniki rakotwórcze o dalekim działaniu selektywnym, powodujące nowotwór w jednym lub innym narządzie;
3. czynniki rakotwórcze o różnym działaniu, wywołujące rozwój nowotworów o różnej budowie morfologicznej i różnych narządach.

Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (Lyon, Francja), która jest wyspecjalizowanym organem WHO, przeprowadziła syntezę i analizę informacji o czynnikach rakotwórczych. Ponad 70 tomów opublikowanych przez agencję zawiera dane wskazujące na około 1 000 podejrzanych czynników rakotwórczych. Udowodniono, że tylko 75 substancji, ryzyko związane z produkcją i inne czynniki powodują raka u ludzi. Najbardziej wiarygodnym dowodem są wyniki wieloletnich obserwacji epidemiologicznych dużych grup ludzi prowadzonych w wielu krajach, które wykazały, że kontakt z substancjami w środowisku produkcyjnym powodował powstawanie nowotworów złośliwych. Jednak dowody na rakotwórczość setek innych substancji w występowaniu raka u ludzi nie są bezpośrednie, ale pośrednie. Na przykład substancje chemiczne, takie jak nitrozoaminy lub benz (a) piren, powodują raka u wielu gatunków zwierząt. Pod ich wpływem normalne komórki ludzkie hodowane w sztucznym środowisku mogą przekształcić się w komórki złośliwe. Chociaż dowody te nie są poparte statystycznie istotną liczbą obserwacji ludzi, rakotwórcze ryzyko takich związków jest ponad wszelką wątpliwość.

Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem opracowała szczegółową klasyfikację badanych czynników pod kątem rakotwórczości. Zgodnie z tą klasyfikacją wszystkie chemikalia są podzielone na trzy kategorie. Pierwszą kategorią są substancje rakotwórcze dla ludzi i zwierząt (azbest, benzen, benzydyna, chrom, chlorek winylu itp.). Druga kategoria to prawdopodobnie czynniki rakotwórcze. Kategoria ta z kolei podzielone na podgrupy A (substancje rakotwórcze jest wysoce prawdopodobne), pod warunkiem, setki substancji rakotwórczych dla zwierząt z dwóch lub więcej rodzajów (aflatoksyny, benzo (a) pirenu, beryl i in.) I podgrupy B (rakotwórczych niski stopień prawdopodobieństwa ), o właściwościach rakotwórczych dla zwierząt tego samego gatunku (adriamycyna, chlorofenole, kadm, itp.). Trzecią kategorią są substancje rakotwórcze, substancje lub grupy związków, których nie można sklasyfikować z powodu braku danych.

Ta lista substancji jest obecnie najbardziej przekonującym międzynarodowym dokumentem zawierającym dane na temat czynników rakotwórczych i stopnia dowodu ich rakotwórczego ryzyka dla ludzi.

Bez względu na strukturę i właściwości fizyko-chemiczne, wszystkie chemiczne czynniki rakotwórcze mają wiele wspólnych cech działania. Przede wszystkim wszystkie czynniki rakotwórcze charakteryzują się długotrwałym okresem działania. Konieczne jest rozróżnienie między rzeczywistym, biologicznym i klinicznym okresem ukrytym. Złośliwość komórek nie rozpoczyna się od momentu ich kontaktu z czynnikiem rakotwórczym. Rakotwórcze chemiczne w organizmie ulega procesów biotransformacji, powodując powstawanie rakotwórcze metabolity, które, penetrujące w komórce powodują głębokie uszkodzenie, ustaloną w urządzeniu genetycznego, co powoduje nowotworu komórek.

Prawdziwy, biologiczny, utajony okres jest okresem czasu od utworzenia rakotwórczych metabolitów w organizmie, zanim rozpocznie się niekontrolowane namnażanie się złośliwych komórek. Zwykle stosuje się pojęcie klinicznego okresu utajonego, który jest znacznie dłuższy niż biologiczny. Jest on obliczany przez czas od początku kontaktu z czynnikiem rakotwórczym przed klinicznym wykryciem guza.

Drugą znaczącą regularnością działania czynników rakotwórczych jest zależność dawka-czas-efekt: im wyższa pojedyncza dawka substancji, tym krótszy okres utajony i większa częstość występowania nowotworów.

Inną regularnością charakterystyczną dla działania czynników rakotwórczych są zainscenizowane zmiany morfologiczne poprzedzające rozwój raka. Etapy te obejmują rozlany nierównomierny rozrost, ogniskowe proliferaty, łagodne i złośliwe guzy.

Chemiczne czynniki rakotwórcze są podzielone na dwie grupy, w zależności od ich charakteru. Ogromna większość rakotwórczych związków chemicznych ma pochodzenie antropogeniczne, ich pojawianie się w środowisku wiąże się z działalnością człowieka. Obecnie znanych jest wiele operacji technologicznych, w których można na przykład utworzyć najpowszechniejsze kancerogeny, policykliczne węglowodory aromatyczne. Są to przede wszystkim procesy związane ze spalaniem i obróbką cieplną paliwa i innych materiałów organicznych.

Druga grupa - naturalne czynniki rakotwórcze, niezwiązane z produkcją lub inną działalnością człowieka. Należą do nich produkty życiowej aktywności niektórych roślin (alkaloidy) lub pleśni (mykotoksyny). Zatem aflatoksyny są metabolitami odpowiednich mikroskopijnych pleśni pasożytujących na różnych produktach spożywczych i paszach.

Wcześniej zakładano, że grzyby produkujące aflatoksyny są powszechne tylko w krajach tropikalnych i subtropikalnych. Według współczesnych pomysłów, potencjalne niebezpieczeństwo pojawienia się tych grzybów, a w konsekwencji zanieczyszczenia żywności aflatoksynami, jest niemal powszechne, z wyjątkiem krajów o zimnym klimacie, takich jak północ Europy i Kanady.

[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13],

Fizyczne czynniki rakotwórcze

Należą do nich następujące czynniki rakotwórcze:

• różne rodzaje promieniowania jonizującego (promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie gamma, atomowe cząstki atomowe - protony, neutrony, cząsteczki alfa, beta itp.);
• promieniowanie ultrafioletowe;
• mechaniczne uszkodzenie tkanek.

Należy zauważyć, że jeszcze przed odkryciem chemicznych czynników rakotwórczych, E. Frieben opisał w 1902 r. Raka skóry człowieka wywołanego przez promieniowanie rentgenowskie, aw 1910 r. J. Clunet po raz pierwszy otrzymał nowotwór u zwierząt za pomocą promieniowania rentgenowskiego. W następnych latach wysiłki wielu radiobiologów i onkologów, w tym krajowych, wykazały, że nie tylko różne rodzaje sztucznie indukowanego promieniowania jonizującego, ale także naturalne źródła, w tym promieniowanie ultrafioletowe słońca, mają działanie rakotwórcze.

We współczesnej literaturze zwyczajowo odnosi się do fizycznych czynników rakotwórczych środowiska tylko czynników promieniowania - wszelkiego rodzaju promieniowania jonizującego i promieniowania ultrafioletowego słońca.

Biorąc pod uwagę, nowotworzenie w wieloetapowym procesie obejmującej inicjacji, promocji i progresję, że promieniowanie jonizujące jest słabym czynnikiem mutagennym aktywację proto-onkogeny, które mogą mieć znaczenie we wczesnych stadiach nowotworzenia. Jednocześnie promieniowanie jonizujące jest wysoce skuteczne w dezaktywacji genów supresorowych guza, co jest ważne dla postępu nowotworów.

Biologiczne czynniki rakotwórcze

Rola wirusów w etiologii nowotworów pojawiła się na początku XX wieku. 1910, str Rousa (P. Rousa) Perewi pierwszy bezkomórkowy przesącz guzów u ptaków i wyjaśnia, że obecność wirusa nowotworu niż potwierdzona pozycji A. Borrel (A. Borrel), a nawet jeszcze wcześniej autorów wirusów jako powodu raka.

Obecnie wiadomo, że 30% wszystkich nowotworów powoduje wirusy, w tym ludzkie wirusy brodawczaków. Wirus brodawczaka ludzkiego definiuje się w 75 do 95% przypadków raka płaskokomórkowego szyjki macicy. Kilka rodzajów wirusa brodawczaka ludzkiego znajduje się w guzach z inwazyjnym rakiem jamy ustnej, jamy ustnej i gardła, krtani i jamy nosowej. Wirusy brodawczaka ludzkiego w typach 16 i 18 odgrywają ważną rolę w rakotwórczości raka głowy i szyi, szczególnie w raku jamy ustnej i gardła (54%) oraz krtani (38%). Naukowcy badają związek wirusa opryszczki z chłoniakami, mięsakiem Kaposiego, wirusem zapalenia wątroby typu B i C z rakiem wątroby.

Częstość występowania raka jest jednak o rząd wielkości niższa niż częstotliwość infekcji wirusowych. Sugeruje to, że dla rozwoju procesu nowotworowego pojedyncza obecność wirusów nie wystarczy. Konieczne jest również pewne zmiany komórkowe lub zmiany w układzie odpornościowym gospodarza. Dlatego na obecnym etapie rozwoju onkologii i onkovirusu należy myśleć, że z klinicznego punktu widzenia, wirusy onkogenne nie są zakaźne. Wirusy, a także chemiczne i fizyczne czynniki rakotwórcze, służą jedynie jako sygnały egzogenne, które wpływają na endogenne onkogeny - geny kontrolujące podział i różnicowanie się komórek. Analiza molekularna wirusów związanych z rozwojem raka wykazała, że ich funkcja jest przynajmniej częściowo związana ze zmianą w kodowaniu białek supresorowych, które regulują wzrost komórek i apoptozę.

Z punktu widzenia onkogenezy, wirusy można warunkowo podzielić na "prawdziwie onkogenne" i "potencjalnie onkogenne". Pierwszy, niezależnie od warunków interakcji z komórką, powoduje transformację normalnych komórek do komórek nowotworowych, tj. Są naturalnymi, naturalnymi patogenami nowotworów złośliwych. Obejmują one onkogenne wirusy zawierające RNA. Druga grupa, obejmująca wirusy zawierające DNA, jest zdolna do powodowania transformacji komórek i powstawania nowotworów złośliwych tylko w warunkach laboratoryjnych i u zwierząt, które nie są naturalnymi, naturalnymi nośnikami (wirusami) tych wirusów.

Na początku lat sześćdziesiątych. LA Zilber w końcowej postaci sformułowanej virusogeneticheskuyu hipotezy podstawowy postulat jest pojęcie fizycznej integrację wirusowego genomu i normalnych komórek, tj po uderzeniu onkogennego wirusa w zainfekowanej komórce najpierw wtryskuje jego materiał genetyczny do chromosomu komórki gospodarza, stają się integralną częścią - „gen” i „geny baterii”, indukując w ten sposób przekształcenie prawidłowych komórek w nowotworze.

Aktualny schemat karcynogenezy wirusowej jest następujący:

1. wirus wchodzi do komórki; jego materiał genetyczny jest utrwalony w komórce poprzez fizyczną integrację z komórkowym DNA;
2. w genomie wirusa znajdują się specyficzne geny - onkogeny, których produkty są bezpośrednio odpowiedzialne za transformację normalnej komórki do komórki nowotworowej; takie geny w zintegrowanym genomie wirusa powinny zacząć funkcjonować wraz z tworzeniem swoistego RNA i onkoprotein;
3. onkoproteiny - produktów onkogenów - działają na klatki tak, że traci ona swoje wrażliwości na efekty regulowania jego podział i staje nowotworowe i inne cechy fenotypowe (morfologiczne, biochemiczne i inne).

[14], [15], [16], [17], [18]