Екологічна онкологія

 

План

 

1.  Поняття про канцерогени, їх класифікація та шляхи потрапляння в організм людини.
2. Антропогенні (техногенні), абіогенні та біогенні джерела утворення канцерогенів.
3. Зв’язок між онкологічними захворюваннями та чинниками навколишнього середовища.
4. Онкологічні захворювання: причини та профілактика.
5. Нітрозосполуки та їх попередники як одні з найпоширеніших канцерогенів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поняття про канцерогени, їх класифікація та шляхи потрапляння  в організм людини

 

 

         Новоутворення (неоплазма, бластома) являють собою особливу форму росту тканин, які характеризуються вираженою автономією. Пухлини ділять на доброякісні та злоякісні. Доброякісні пухлини дуже близькі за своєю структурою та обміном до нормальної тканини, чітких розмежувань між ними немає. Злоякісна пухлина характеризується необмеженим ростом, автономністю і призводить організм до загибелі.

           Канцерогеном називають хімічну  сполуку або фізичний аґент,  які здатні викликати розвиток  новоутворень (доброякісні та злоякісні  пухлини) при дії на живу  тканину або сприяти їх виникненню. Виділяють канцерогени абіогенного  та біогенного походження.

 

 

Антропогенні (техногенні), абіогенні та біогенні джерела утворення  канцерогенів

 

 
          До абіогенних  відносяться хімічні сполуки  (бензидин, азбест, вінілхлорид, миш’як, сажі, смоли, важкі метали тощо), іонізуюча радіація. Серед даної  групи онкогенних чинників найбільшу  небезпеку становлять хімічні  канцерогенні речовини, які потрапляють  до організму людини різними  шляхами: через повітря (наприклад,  при вдиханні пилу із “синього”  і “коричневого” азбесту, який  містить надгострі мікроголочки, що легко проникають у тканину  альвеол, спричинюючи різні пошкодження  вплоть до раку легень), травний  канал (у тому числі з водою  та харчовими продуктами, до яких  потрапляють різні хімічні сполуки  внаслідок агропромислового забруднення  ґрунтів), через забруднення шкіри  (ще у 1775 р. П. Потт описав  рак сажотрусів, який виникає  внаслідок потрапляння на шкіру  канцерогенних продуктів горіння  палива).

 
          Виділяють  антропогенні (техногенні) та природні (вулканічна діяльність) джерела  утворення абіогенних канцерогенів.

 
          Біогенні  канцерогени можуть утворюватись  мікроорганізмами, нижчими і вищими  рослинами, теплокровними тваринами  і людиною. Виділяють три джерела  походження даних канцерогенів: 1) утворення продуктів метаболізму,  бластогенних та інших продуктів  розпаду рослин; 2) синтез із попередників  сполук, що зумовлюють розвиток  пухлин, тими чи іншими мікроорганізмами; 3) синтез канцерогенів внаслідок  геохімічної діяльності живих  організмів.

 
          Прикладом  першого джерела походження біогенних  мікрорганізмів можуть служити  продукти метаболізму нижчих  грибів та рослин (афлактоксини, карагінін), нірозолідинові алкалоїди  тощо.

 
          Друге  джерело — синтез ароматичного  вуглеводню бензпірену, який виявлено  у окремих квіткових рослинах, хлорелі та бактеріях, утворення  нітросполук у деяких рослинах  внаслідок внесення в ґрунт  великих доз добрив чи зберігання  рослинних продуктів, що містять  нітрати (нітрити).

 
          Прикладом  третього джерела є діяльність  літотрофних мікроорганізмів, які  руйнують гірські породи та  мінерали і призводять до збільшення  в середовищі кадмію, кобальту, миш’яку  та інших елементів.

 

 

Зв’язок між онкологічними  захворюваннями та чинниками навколишнього  середовища

 

 
          Відомо, що процеси поглинання канцерогенів  та фізіологічні бар’єри накопичення  залежать від ступеня забруднення  середовища та багатьох чинників, досліджуваних фізіологами.

 
          Накопичення  канцерогенів у рибах, молюсках  тощо визначає можливість їх  поширення по харчових ланцюгах  тварин і людини. Це означає,  що в індустріально розвинутих  зі значним забрудненням навколишнього  середовища відходами промисловості,  пестицидами, нітратами, радіонуклідами  захворюваність на злоякісні  пухлини щороку зростає.

 

 

Онкологічні захворювання: причини та профілактика

 

 
          Кількість  хворих на злоякісні пухлини  в Україні на кінець 1992 р. складала 697 тис. 680 осіб (169,8 на 10 тис. населення). Кількість хворих на рак збільшується  на 1,5% — 4% за рік залежно від  регіональних особливостей.

 
          Профілактика  онкозахворювань полягає в покращені  внутрішнього і зовнішнього середовища  людини з метою виключення  чи зменшення впливу на організм  несприятливого чинника чи групи  чинників та збільшення опірності  до дії канцерогенів різної  природи чи зниження чутливості  до них.

 

 

Нітрозосполуки  та їх попередники як одні з найпоширеніших канцерогенів

 

          Нітрозосполуки — хімічні сполуки, які містять одну, або декілька нітрозогруп, які зв'язані між собою атомами вуглецю:

           R

                \

                    N — NO

                /

           R’

        

          Нітрозосполуки стійкі до нагрівання, не руйнуються розчинами лугів та кислот, майже не чутливі до дії розсіяного світла, але розпадаються при дії ультрафіолетового та гама-випромінювання.

          Особливістю нітрозосполук є їх ендогенний синтез, тобто здатність синтезуватися в організмі із сполук-попередників — амінів/амідів та нітритів/нітратів. У шлунку людини кисле середовище, сприятливе для реакції нітрозування, в результаті якої утворюються різні нітрозосполуки. Нітрити/нітрати (нітрати в природі та в організмі легко переходять у нітрити) потрапляють в організм у вигляді консервантів або в складі харчових продуктів — 10-20% нітритів надходить в організм людини з м'ясними продуктами, інші — головним чином з овочами. Джерелами амінів є білкові продукти (хліб, м'ясо та багато ін.). За деякими оцінками ендогенний синтез може бути відповідальним за основну кількість новоутворень, викликаних нітрозосполуками.

          Ще однією сполукою-попередником нітрозосполук з високим нітрозуючим потенціалом є оксиди азоту NO_х. Вони утворюються в усіх процесах горіння, здатні  нітрозувати леткі аміни та, розчиняючись у воді, утворювати нітрити та нітрати.

 

Нітрозосполуки  утворюються:

 

- при виробництві гуми,  азофарбників, рибної муки та в деяких ін. виробництвах; 

- при кулінарній обробці їжі — копченні, смаженні, солінні та деяких ін.; 

- при згорянні транспортного палива; 

- при палінні тютюну.

 

 

Джерелами забруднення є:

 

• промислові та побутові стічні води;
• промислові атмосферні викиди;
• викиди двигунів внутрішнього згоряння;
• мінеральні (зокрема, азотні) добрива — незбалансоване застосування міндобрив приводить до забрудненості рослинної продукції нітрозосполуками та їх попередниками.

 

Джерелами ендогенних нітрозосполук є:

 

• харчові домішки, зокрема, нітрит натрію, який додають у ковбасні вироби як консервант та барвник (надає рожево-червоне забарвлення м'ясній продукції);
• лікарські засоби, які є вторинними або третинними амінами та здатні нітрозуватися — серед 60 досліджених лікарських сполук в цьому плані небезпечні амідопірин, анальгін, бромгексин, ампіцилін, іміпрамін, оксациллін, клоліпрамін, дезипрамін, етамбутол, окситетрациклін, піперазин;
• може бути реакція нітрозування летких амінів оксидами азоту на поверхні епітелію дихальних шляхів.

 

          Людина, яка не палить, у задимленому приміщенні (барі) за 1 годину вдихає стільки ж нітрозодиметиламіну, як і курець при випалюванні 9-10 цигарок без фільтру або 17-35 цигарок з фільтром.

          Ряд нітрозосполук утворюються як продукт життєдіяльності вищих і нижчих рослин. В утворенні нітрозосполук беруть участь і мікроорганізми, що забезпечують кругообіг азоту в природі, а також представники нормальної мікрофлори організму людини — деякі штами кишкової палички та ентерококів.

          Забрудненість середовища попередниками нітрозосполук підвищує вірогідність їх синтезу за певних умов у довкіллі. Оксиди азоту надходять в атмосферу в результаті вулканічної активності та з промисловими і транспортними викидами. Виявлено залежність між високим рівнем їх в атмосфері і зростанням рівня нітрозосполук. Це свідчить про здатність оксидів азоту до реакції нітрозування не лише у водній, але і в інших фазах (газ, аерозолі), сукупність яких формує тумани, смоги та ін.

          Вагому роль в утворенні нітрозосполук у природі відіграє мікрофлора води, забрудненої попередниками. Оскільки в утворенні та циркуляції нітрозосполук у природі беруть участь мікроорганізми та деякі рослини, їх відносять до біогенних канцерогенів.

          З огляду на високу стійкість нітрозосполук у зовнішньому середовищі, вони можуть тривалий час циркулювати у екосистемах, включаючись у харчові ланцюги.

 

Як і де відбувається контакт людини з нітрозосполуками

 

          Якщо ви не працюєте на небезпечному хімічному виробництві (виробництво гуми, азобарвників та деякі ін.), все одно вам не уникнути контакту з нітрозосполуками — десь поблизу є індустріальне джерело атмосферних викидів, що містять нітрозосполуки або їх попередники — оксиди азоту.

          Якщо ви не палите, то палять люди з вашого оточення — тютюновий дим містить достатньо різних нітрозосполук, крім знаменитого нікотину та смол.

          Якщо ніхто з вашого оточення не палить, то ви споживаєте копчену рибу, ковбасу, м'ясо, чорнослив — продукти, технологія виробництва яких передбачає утворення нітрозосполук.

          Якщо ви не полюбляєте копченості, то вам не обминути просто ковбаси промислового виробництва, у які обов'язково додають попередник нітрозосполук — нітрит натрію.

          Якщо ви палкий прихильник вегетаріанської дієти, то ваше джерело ендогенного синтезу нітрозосполук — нітрити/нітрати, які забруднюють рослинну продукцію при порушенні технології застосування азотних та органічних добрив.

          Якщо ви віддаєте перевагу джерельній воді на своїй приватній ділянці, то нітратне  забруднення з навколишніх сільськогосподарських угідь може знайти вас через питну воду.

          Якщо ви надзвичайно обережні і уникли всіх перелічених небезпек, то синтез канцерогенних нітрозосполук у вашому організмі може спричинити використання деяких ліків.

 

Які пухлини виникають  при дії нітрозосполук на організм

 

          Інтенсивне дослідження нітрозо сполук почалося після встановлення канцерогенності N-нітрозодиметиламіну для мишей у 1956 р. З понад 300 вивчених нітрозосполук 87% виявилися канцерогенними для тварин. Вони викликають пухлини у ~ 40 видів тварин, що належать до 37 родів, 26 сімейств, 18 загонів та 6 класів. Сюди входять миші, щурі, хом'ячки, морські свинки, качки, різні риби, тритони і жаби, мавпи, собаки, опосуми, пісчанки, їжаки та ін. Нітрозамінам, за невеликим винятком, властива виражена гепатотоксичність (мішенню пошкоджуючої дії є печінка), тому що для реалізації свого канцерогенного потенціалу ці сполуки потребують особливої «переробки» клітинами печінки — метаболічної активації. Цікаво, що така «переробка» має на меті розкласти небезпечного чужинця «на молекули» і викинути геть. А в результаті утворюються короткоживучі, проте надзвичайно реакційноздатні радикали, які, власне, і пошкоджують генетичний апарат клітини, спричинюючи її трансформацію. Нітрозаміди частіше уражають органи, що характеризуються швидкою зміною клітинних популяцій — травну, кровотворну і лімфоїдну системи. Вони належать до канцерогенів прямої дії, оскільки щ можуть взаємодіяти з клітиною безпосередньо у вихідному стані або після спонанного розпаду.

          Нітрозаміни викликають переважно  пухлини печінки, нирок та сечового міхура, стравоходу та передшлунку, шлунку, легенів та ін. Нітрозаміди — печінки, нирок та сечового міхура, шкіри, молочних залоз, нервової системи, злоякісні лімфоми  тимусного походження, лейкемії.