Carcinogener: Vad är det och vad är de?

Framväxten av tumörer är resultatet av interaktionen mellan cancerframkallande faktorer och kroppen. Enligt Världsorganisationens (WHO) uppskattningar är cancer 80-90% förknippad med miljöfaktorer. Cancerframkallande ständigt påverkar människokroppen under hela sitt liv.

Representationer av specifika medel som orsakar tumörer uppkom ursprungligen inom yrkespatologins område. De utvecklades gradvis och gick igenom en betydande utveckling. Inledningsvis, under perioden av dominans av R.Virkhovs tankar om irritationsrollen vid utvecklingen av cancer, tillskrivs olika faktorer av kronisk skada, både mekanisk och kemisk. Men sedan början av XX-talet. Eftersom utvecklingen av experimentell onkologi, kemi, fysik, virologi och tack vare systematiska epidemiologiska studier, framgår tydliga konkreta idéer om cancerframkallande ämnen.

WHO: s expertkommitté gav följande definition av begreppet cancerframkallande: "Cancerframkallande ämnen är medel som kan orsaka eller påskynda utvecklingen av neoplasm, oavsett verkningsmekanism eller graden av specificitet av effekten. Carcinogener är medel som på grund av deras fysiska eller kemiska egenskaper kan orsaka irreversibla förändringar eller skador i de delar av den genetiska apparaten som utför homeostatisk kontroll av somatiska celler "(WHO, 1979).

Det är nu bestämt att tumörer kan orsaka kemiska, fysiska eller biologiska cancerframkallande ämnen.

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

Kemiska cancerframkallande ämnen

Experimentella studier av experimentell induktion av tumörer av olika agens hos djur, som började i början av XX-talet. Yamagiwa och K. K. Ichikawa (K. Yamagiwa och K. Ichikawa, 1918), ledde till upptäckten av ett stort antal kemiska föreningar med olika strukturer, gemensamt kallade blastomogenic eller cancerframkallande ämnen.

En av de framstående forskarna i detta problem var E. Kennaway, som utpekade sig på 1930-talet. Benz (a) pyren - det första av de kända kemiska miljökarcinogenerna. Under samma år upptäckte T. Yoshida och R. Kinosita en grupp cancerframkallande aminoazoföreningar, och W. Heuper visade först karcinogeniciteten hos aromatiska aminer. På 1950-talet. P. Magee och J. Barnes, följt av G. Druckrey et al. Avslöjade en grupp cancerframkallande N-nitroso-föreningar. Samtidigt visades karcinogeniciteten hos vissa metaller, cancerframkallande egenskaper hos enskilda naturliga föreningar (aflatoxiner) och läkemedel avslöjades. Dessa försöksstudier bekräftade resultaten av epidemiologiska observationer av förekomsten av tumörer hos människor.

För närvarande är alla kända kemiska cancerframkallande indelade i klasser enligt den kemiska strukturen.

1. Polycykliska aromatiska kolväten (PAH).
2. Aromatiska azoföreningar.
3. Aromatiska aminoföreningar.
4. Nitroso-föreningar och nitrater.
5. Metaller, metalloider och oorganiska salter.

Beroende på karaktären på kroppen är kemiska cancerframkallande indelade i tre grupper:

1. cancerframkallande ämnen som orsakar tumörer primärt på applikationsstället;
2. cancerframkallande medel av avlägsen selektiv verkan som orsakar en tumör i ett eller annat organ;
3. cancerframkallande medel vid multipel verkan, vilket framkallar utvecklingen av tumörer med olika morfologisk struktur och i olika organ.

Den internationella byrån för cancerforskning (Lyon, Frankrike), som är den specialiserade organisationen WHO, genomförde en syntes och analys av information om cancerframkallande faktorer. Mer än 70 volymer publicerade av byrån innehåller data som visar att cirka 1 000 misstänkta medel för karcinogenicitet har visat sig att endast 75 ämnen, produktionsrisker och andra faktorer har orsakat cancer hos människor. Det mest tillförlitliga beviset är resultatet av många år av epidemiologiska observationer av stora grupper av människor som utförts i många länder, vilket visade att kontakt med ämnen i produktionsmiljön orsakade bildandet av maligna tumörer. Bevis på cancerframkallande hos hundratals andra substanser vid cancerframträdande hos människor är emellertid inte direkt, men indirekt. Exempelvis orsakar kemikalier som nitrosaminer eller bens (a) pyren cancer i många djurarter. Under deras inflytande kan normala mänskliga celler som odlas i en artificiell miljö omvandlas till maligna celler. Även om detta bevis inte stöds av ett statistiskt signifikant antal observationer av människor är den cancerframkallande risken för sådana föreningar utan tvivel.

Internationella byrån för cancerforskning har sammanställt en detaljerad klassificering av cancerframkallande faktorer. I enlighet med denna klassificering är alla kemikalier uppdelade i tre kategorier. Den första kategorin - är ämnen, carcinogena för människor och djur (asbest, bensen, bensidin, kromklorid, vinylklorid och andra.). Den andra kategorin är sannolika cancerframkallande ämnen. Denna kategori i sin tur uppdelat i en undergrupp A (carcinogener är mycket sannolik), förutsatt hundratals ämnen, cancerframkallande för djur av två eller flera typer av (Aflatoxin, bens (a) pyren, beryllium et al.) Och subgrupp B (karcinogener låg grad av sannolikhet ) med en karcinogen i djur av samma art (adriamycin, klorfenoler, kadmium och andra.). Den tredje kategorin - carcinogener ämnen eller grupper av föreningar, som inte kan klassificeras beroende på otillräckliga data.

Denna förteckning över ämnen är för närvarande det mest övertygande internationella dokumentet som innehåller data om cancerframkallande ämnen och graden av bevis på deras cancerframkallande risk för människor.

Oberoende av struktur och fysikalisk-kemiska egenskaperna hos alla kemiska carcinogener har ett antal funktioner i gemensamma åtgärder. Först och främst karaktäriseras alla cancerframkallande medel av en lång latent verkningsperiod. Det är nödvändigt att skilja mellan sant, eller biologisk och klinisk latens. Malignitet av celler börjar inte med ögonblicket av deras kontakt med cancerframkallande. Kemiska karcinogener i kroppen undergår biotransformation processer, vilket resulterar i bildandet av cancerogena metaboliter, vilka, tränger in i cellen för att förorsaka djupa skador, fixerades i dess genetiska apparat, vilket orsakar cell malignitet.

Den sanna eller biologiska latenta perioden är en tidsperiod från bildandet av cancerframkallande metaboliter i kroppen innan den okontrollerade multiplikationen av maligna celler börjar. Vanligtvis används begreppet klinisk latent period, vilket är betydligt längre än den biologiska. Det beräknas vid tiden från början av kontakten med det cancerframkallande medlet före klinisk detektering av tumören.

Den andra signifikanta regelbundenheten av cancerframkallande verkan är dos-tid-effektförhållandet: ju högre enstaka dos av ämnet, desto kortare är latentperioden och ju högre incidensen av tumörer.

En annan regelbunden egenskap av cancerframkallande verkan är de iscenesatta morfologiska förändringarna före cancerframkallande. Dessa steg inkluderar diffusa ojämn hyperplasi, fokala proliferat, godartade och maligna tumörer.

Kemiska cancerframkallande ämnen är uppdelade i två grupper, beroende på deras natur. Den stora majoriteten av cancerframkallande kemiska föreningar har antropogena ursprung, deras utseende i miljön är förknippad med mänskliga aktiviteter. För närvarande är många tekniska operationer kända, där exempelvis de vanligaste cancerframkallarna, polycykliska aromatiska kolväten, kan bildas. Detta är främst processerna förknippade med förbränning och termisk behandling av bränsle och andra organiska material.

Den andra gruppen - naturliga cancerframkallande ämnen, inte relaterade till produktion eller annan mänsklig verksamhet. Dessa inkluderar produkter av vital aktivitet hos vissa växter (alkaloider) eller mögel (mykotoxiner). Aflatoxiner är således metaboliter av motsvarande mikroskopiska former som parasiterar på olika livsmedelsprodukter och matar.

Det antogs tidigare att svampar som producerar aflatoxiner är vanliga endast i tropiska och subtropiska länder. Enligt moderna idéer är den potentiella risken för att dessa svampar uppträder och följaktligen av livsmedelsföroreningar med aflatoxiner nästan universella, med undantag för länder med kallt klimat, såsom norra Europa och Kanada.

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

Fysiska karcinogener

Dessa inkluderar följande cancerframkallande ämnen:

• olika typer av joniserande strålning (röntgen, gammastrålar, atomära partiklar - protoner, neutroner, alfa, beta partiklar etc.);
• ultraviolett strålning;
• mekanisk skada av vävnader.

Det bör noteras att även före upptäckten av kemiska cancerframkallande år 1902 beskrev E. Frieben hudcancer hos människor som orsakades av röntgenstrålar och 1910 mottog J. Clunet första tumörer hos djur med hjälp av röntgenbestrålning. Under de följande åren, insatser för många radiobiologi och onkologi, inklusive inhemska, konstaterades det att de tumörframkallande effekter har inte bara olika typer av artificiellt induceras av joniserande strålning, men också naturliga källor, inklusive ultraviolett strålning från solen.

I modern litteratur är det vanligt att referera till fysikaliska cancerframkallande ämnen i miljön endast strålningsfaktorer - joniserande strålning av alla slag och typer och solens ultravioletta strålning.

Väger karcinogenes som en flerstegsprocess som består av initiering, främjande och progression funnit att joniserande strålning är en svag mutagen i aktiveringen av proto-onkogener, vilket kan vara viktigt i tidiga skeden av karcinogenes. Samtidigt är joniserande strålning mycket effektiv vid deaktivering av tumörsuppressorgener, vilket är viktigt för progressionen av tumörer.

Biologiska cancerframkallande ämnen

Virusens roll i tumörernas etiologi uppstod i början av 20-talet. I 1910, P. Rous (P. Rous) Perevi första cellfritt filtrat av tumörer hos fåglar och förklarade att närvaron av en tumör virus än det bekräftade positionen A. Borrel (A. Borrel), och till och med tidigare författare av virus som orsak till cancer.

Det är nu känt att 30% av alla cancerformer orsakar virus, inklusive humana papillomavirus. Mänskligt papillomvirus definieras i 75 till 95% fall av cervixkampagnetceller. Flera typer av humant papillomvirus finns i tumörer med invasiv cancer i munhålan, orofarynx, struphuvud och näshålan. Humant papillomvirus 16: e och 18: e typer spelar en viktig roll i carcinogenes av cancer i huvud och hals, särskilt orofaryngeal cancer (54%) och struphuvud (38%). Forskare studerar förhållandet mellan herpesviruset med lymfom, Kaposi sarkom, hepatit B och C-virus med levercancer.

Förekomsten av cancer är dock en storleksordning lägre än frekvensen av virusinfektioner. Detta föreslår att för en utveckling av tumörprocessen är en enda närvaro av virus inte tillräckligt. Det är också nödvändigt att ha någon form av cellförändringar eller förändringar i värdens immunsystem. Därför bör man vid den nuvarande fasen av onkologi och onkovirusutveckling tänka att onkogena virus inte är infektiösa från klinisk synvinkel. Virus, såväl som kemiska och fysikaliska cancerframkallande ämnen, fungerar endast som exogena signaler som påverkar endogena onkogenesgener som styr celldelning och differentiering. Molekylär analys av virus associerade med utvecklingen av cancer har visat att deras funktion åtminstone delvis är associerad med en förändring i kodningen av suppressorproteiner som reglerar celltillväxt och apoptos.

Ur onkogenitetssynpunkt kan vira delas upp i "verkligt onkogen" och "potentiellt onkogen". Den första, oavsett förhållandena för interaktion med cellen, orsakar omvandlingen av normala celler till tumörceller, d.v.s. är naturliga, naturliga patogener av maligna neoplasmer. Dessa inkluderar RNA-innehållande onkogena virus. Den andra gruppen, som innefattar DNA-innehållande virus, kan orsaka celltransformation och bildandet av maligna tumörer endast under laboratoriebetingelser och hos djur som inte är naturliga, naturliga bärare ("värdar") av dessa virus.

I början av 1960-talet. LA Zilber i den slutliga formen formulerade den virusogenetiska hypotesen, vars huvudpostulat är idén om fysisk integration av virusets genomer och den normala cellen, d.v.s. När det träffas onkogent virus i den infekterade cellen först injicerar sitt genetiska material i värdcellkromosomen, bli en integrerad del av det - "gen" eller "gener batteri", därigenom inducera transformation av en normal cell till en tumör.

Det nuvarande systemet med viral karcinogenes är som följer:

1. viruset går in i cellen; dess genetiska material fixeras i cellen genom fysisk integration med cellulärt DNA;
2. i virusgenomet finns specifika gener - onkogener, vars produkter är direkt ansvariga för omvandlingen av en normal cell till en tumörcell; sådana gener i det integrerade virusgenomet bör börja fungera med bildandet av specifika RNA och onkoproteiner;
3. onkoproteiner - produkter av onkogener - agera på buren, så att den förlorar sin känslighet för effekterna av reglering av dess division, och blir neoplastiska och andra fenotypiska egenskaper (morfologiska, biokemiska, etc).

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