Химические соединения приводящие к раку - химический канцерогенез
Перед тем как развиться в инвазивную метастатическую форму злокачественного новообразования, опухоль проходит множество стадий. Схематично процесс преобразования нормальной здоровой клетки в опухолевую показан на рисунке. Специфические биологические характеристики раковой ткани описаны ниже.
Биологические признаки рака:
- Самодостаточная пролиферация и рост
- Невосприимчивость к ингибиторам роста
- Жизнеспособность в отсутствие поддерживающих стимулов Неограниченный репликативный потенциал
- Прорастание кровеносными сосудами Инвазивность и метастазирование
- Потеря генетической стабильности
Некоторые из этих биологических характеристик являются общими для всех типов опухолей. С точки зрения клинической практики, пожалуй, самую большую проблему представляет генетическая нестабильность. В этом случае даже после проведенного лечения генетически измененные клетки будут продолжать постоянно продуцировать факторы роста опухоли, что может сводить на нет всю эффективность лечения.
В статьях на сайте предпринята попытка в коротком обзоре отразить все известные события и процессы, сопровождающие возникновение и развитие злокачественной опухоли, с акцентом на возможности терапевтического вмешательства в этот процесс.
Подозрения о том, что рак может вызываться различными химическими соединениями, существует уже довольно давно. Еще в 1775 г. сэр Персиваль Потт отмечал необычайно высокий уровень заболеваемости опухолями мошонки у трубочистов.
В 1895 г. Рен описал повышенную заболеваемость раком мочевого пузыря у рабочих анилинового красочного производства. К настоящему времени известен уже целый список веществ, как присутствующих в окружающей среде, так и потребляемых с пищей, которые считаются потенциальными канцерогенами. Одним из наиболее известных и распространенных канцерогенов является табачный дым.
Механизмы химического канцерогенеза в настоящее время интенсивно исследуются.
Полициклические углеводороды и вдыхаемые канцерогены
Этот класс химических соединений широко представлен в продуктах горения углеродсодержащего топлива. Такие соединения присутствуют в табачном дыме, продуктах обработки коксующихся углей, выхлопных газах и в чаде при приготовлении некоторых видов пищи. Когда была продемонстрирована канцерогенность бензантрацена в коксующихся углях, из них был выделен 3,4-бензапирен, который обнаружил явно выраженный канцерогенный эффект в развитии рака кожи у лабораторных животных.
В то же время не все полициклические углеводороды являются канцерогенами. По-видимому, канцерогенное действие оказывает только одна часть молекул веществ этого класса, так называемый К-сайт. Он связывает молекулы кислорода в реакциях, где катализаторами выступают клеточные ферменты. Эта часть молекулы реагирует с клеточной ДНК, особенно с гуанидиновыми основаниями, что, по-видимому, и обусловливает ее канцерогенное действие.
Нитрозоамины как причины рака
Добавление в пищу лабораторных животных диметилнитрозоамина вызывает у них рак печени. Присутствующие во многих пищевых продуктах нитриты в желудке преобразуются в нитритную кислоту.
Последняя может реагировать с пищевыми аминами, превращая их в нитрозоамины. Так формально описывается механизм образования потенциальных канцерогенов из обычной еды. Тем не менее в настоящее время не существует убедительных доказательств того, что нитрозоамины играют существенную роль в человеческом канцерогенезе.
Ароматические амины и азокрасители как причины рака
В исследованиях, проведенных вслед за оригинальными работами Рена, показавшего рост заболеваемости раком мочевого пузыря у работников анилиновой промышленности, было доказано, что производные анилина, такие как а-нафтиламин и бензидин, являются канцерогенами. Позднее обнаружилось, что и производные азокрасителей также могут быть канцерогенными. Так канцерогенные свойства обнаружились у диметиламино-азобензена, пищевого красителя, который ранее использовался для подкрашивания маргарина. Попав в организм вместе с пищей, такие вещества вызывают индукцию первичных опухолей отнюдь не в пищеварительном тракте.
Дело в том, что этот класс веществ должен сначала метаболизироваться в организме, а вот продукты метаболизма уже и являются канцерогенами. Например, а-нафтиламин гидроксилируется в желудке в активную канцерогенную форму, которая затем в печени гликозилируется в неактивные водорастворимые молекулы и выводится с мочой. В то же время присутствующий в слизистой оболочке мочевого пузыря фермент глюкоронидаза освобождает активный канцероген.
Рак развивается только у тех организмов, у которых есть данный фермент в мочевом пузыре. Механизм индукции опухолей у освобожденного аминофенола, как и в случае с полициклическими углеводородами, состоит в том, что он реагирует непосредственно с гуаниновыми основаниями ДНК. Латентный период между попаданием этих веществ в организм человека и развитием опухоли мочевого пузыря может составлять до 20 лет. Табачный дым также содержит 3-нафтиламин, с чем связывается развитие рака мочевого пузыря у курильщиков.
Афлатоксин как причины рака
Этот токсин вырабатывается микроскопическим грибом Aspergillus flavus, которым могут быть заражены пищевые продукты. Существуют подозрения, что этот токсин может являться канцерогеном при раке печени, так как получены данные о повышенной заболеваемости раком печени у людей, в пище которых он присутствует. Однако прямых доказательств канцерогенного действия указанного токсина не обнаружено. Скорее афлатоксин может выступать промотором размножения вируса гепатита В, который поражает ткани печени, с их возможным последующим перерождением.
Химически токсин представляет собой сложную молекулу, которая метаболизируется по пути, сходному с метаболизмом полицикличеких углеводородов, а значит, продукты его метаболизма могут вступать в реакцию с ДНК клеток.
Цитотоксические препараты как причины рака
Терапевтические медикаментозные средства, используемые в онкологии, сами в свою очередь являются канцерогенами. Применяемые в онкологии алкилирующие агенты напрямую связываются с ДНК, и их использование всегда связано с риском возникновения вторичных опухолей. Так успешное лечение болезни Ходжкина и рака яичников очень часто сопровождается развитием острой лейкемии. Применение эпиподофилотоксинов также чревато высоким риском развития вторичных лейкемий.
