Химический канцерогенез и классификация агентов
В мире существуют тысячи потенциально опасных соединений, но доказана роль лишь около двадцати из них для человека. Яркими примерами служат профессиональные опухоли: контакт с анилиновыми красителями вызывает рак мочевого пузыря, работа с асбестом приводит к раку легкого, а производство поливинилхлорида ассоциировано с раком печени.
Химические канцерогены делятся на две большие группы по механизму взаимодействия с клеткой:
- Генотоксические. Повреждают ДНК напрямую или после метаболической активации. К ним относятся полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины и нитрозосоединения.
- Негенотоксические (эпигенетические). Не дают положительных результатов в тестах на мутагенность, но их введение в организм вызывает развитие опухолей (например, хлорорганические соединения и иммунодепрессанты).
Генотоксические агенты бывают прямыми (взаимодействуют с ДНК напрямую, не требуя изменений) и непрямыми (проканцерогены). Последним нужна метаболическая активация с участием монооксигеназной системы (цитохром P450), эпоксидгидратаз и трансфераз. Этот процесс активнее всего идет в печени, а также в эпителии бронхов, почек и ЖКТ. В результате образуются активные метаболиты, которые вызывают алкилирование оснований ДНК (аденина, гуанина и др.) и точковые мутации.
Стадии развития химически индуцированной опухоли
Процесс не происходит одномоментно и включает последовательные этапы, каждый из которых требует своих факторов:
- Инициация. Канцероген взаимодействует с геномом, вызывая необратимую перестройку. Однако одной инициации недостаточно для злокачественной трансформации.
- Промоция. В дело вступает дополнительный агент — промотор (часто это эпигенетический канцероген или вещество, не являющееся канцерогеном само по себе). Он провоцирует новые генетические поломки, после чего клетка малигнизируется и начинает бесконтрольно делиться.
Важно помнить, что эффект канцерогенов зависит от дозы и времени воздействия, при этом безопасного порога не существует, а эффекты разных веществ могут суммироваться.
Эндогенные химические канцерогены
Не все опасные вещества поступают извне (экзогенно). Некоторые образуются внутри организма на фоне хронической гипоксии или длительных заболеваний. К внутренним канцерогенам относят:
- Желчные кислоты и холестерин;
- Триптофан;
- Перекиси липидов;
- Отдельные стероидные гормоны.
Физический канцерогенез (Радиация)
Физические факторы реализуют свой эффект также через повреждение ДНК. Выделяют три основные группы:
- Ультрафиолетовое (УФ) излучение. Доказан канцерогенный эффект солнечной радиации, который является причиной развития меланомы. В группе максимального риска находятся жители околоэкваториальных регионов, особенно люди со светлой кожей. Защитную функцию здесь выполняет пигмент меланин, который предохраняет клетки от мутагенного воздействия УФ-лучей.
- Ионизирующая радиация. Проблема стала особенно острой во второй половине XX века из-за атомных бомбардировок, ядерных испытаний, аварий на АЭС и медицинского рентгена.
- Радиоактивные вещества.
Классические примеры радиационного канцерогенеза включают профессиональные заболевания: рак легкого у шахтеров урановых рудников (из-за вдыхания радиоактивного газа радона) и саркому костей у рабочих, наносивших люминесцентные красители на циферблаты (накопление радиоактивных частиц в костной ткани). Масштабные радиационные катастрофы, такие как авария на ЧАЭС, приводят к резкому росту онкозаболеваемости, в первую очередь — лейкозов и солидных опухолей.
Чтобы запомнить стадии химического канцерогенеза, используйте аббревиатуру ИПП: Инициация (необратимая поломка ДНК), Промоция (малигнизация под действием промотора), Прогрессия (дальнейшее развитие опухоли).
Вопросы с занятий и экзамена
Существует ли безопасная доза химического канцерогена?
Нет, для химических канцерогенов характерно отсутствие пороговой дозы. Любое, даже минимальное количество вещества несет риск мутаций.
Почему после аварии на ЧАЭС у детей резко выросла заболеваемость раком щитовидной железы?
В ходе ядерных цепных реакций образуется радиоактивный йод. Ткань щитовидной железы избирательно накапливает его, что приводит к локальному облучению и повреждению ДНК клеток.
Что такое коканцерогенез?
Это суммирование эффектов различных факторов. Например, радиация может не только самостоятельно повреждать ДНК, но и активировать латентные онкогенные вирусы (что доказано на примере вируса миелоидного лейкоза мышей).
Может ли организм сам вырабатывать канцерогены?
Да, существуют эндогенные канцерогены. К ним относятся некоторые желчные кислоты, холестерин, перекиси липидов, триптофан и ряд стероидных гормонов. Они накапливаются при хронических заболеваниях и гипоксических состояниях.
Что ещё разобрать по теме
- Вирусно-генетическая и инфекционная теории канцерогенеза
- Дизонтогенетическая теория Ю. Конхайма (теория эмбриональных зачатков)
- Механизмы алкилирования оснований ДНК
- Роль цитохрома P450 в метаболической активации проканцерогенов
- Профессиональные опухоли: патогенез поражений асбестом, винилхлоридом и анилиновыми красителями
Разберите тему целиком в курсе «Патанатомия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Химический и физический канцерогенез» и ещё 4 414 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 153 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Опухолевый рост»
Бесплатные видеоуроки: патанатомияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.