Канцерогены и их влияние на организм, профилактика

На сегодняшний день есть много методов используемых в профилактической системе химического канцерогенеза. Главная задача скрининга является тестирование заново синтезируемых химических веществ разного назначения на выявление среди них соединений имеющих канцерогенные свойства. Своевременное выявление таких агентов создает принципиальную возможность разработки профилактических мероприятий направленных на недопущение их попадания в окружающую человека среду и тем самым — на снижение возможной канцерогенной опасности. В основе такого скрининга лежит сравнительный компьютерный анализ больших баз данных, содержащих сведения о мутагенности, канцерогенности, токсичности и других биологических свойствах уже известных тысяч химических агентов и вновь тестируемых химических соединении.

В результате анализа по элементам сходства с известными генотоксическими канцерогенами кроется заключение о канцерогенности изучаемых веществ. Такие специально разработанные программы по их предсказательной способности приближаются к уровню биологического эксперимента. Следует отметить, что такой прогноз канцерогенности возможен только для генотоксических агентов, пока не существует подобных баз данных для промоторов и других негенотоксических канцерогенов. Биологические методы скрининга канцерогенов Известно, что, что множество химических канцерогенов существует в виде инертных соединений (проканцерогенов). В активные электрофильные формы их превращают ферменты системы цитохрома Р450. У млекопитающих данная система имеется в большинстве тканей, но больше в печени. В связи с этим в скрининговых тестах применяютразные способы экзогенной активации тестируемого химического соединения. До последнего времени наиболее распространенным методом выявления концерогенов были хронические эксперименты на животных. Традиционно они выполняются по классической схеме: два вида животных обоего пола (крысы и мыши), две дозы и контроль — всего по 300 мышей и 300 крыс на вещество, продолжительность — обычно до 3 лет.

Выводы о канцерогенности делаются на различиях в частоте возникновения опухолей у опытных и контрольных животных. Считается, что агент, вызывающий опухоли у двух видов животных, может быть канцерогенным и для человека. Положительной стороной данною метода испытаний является развитие под действием агента у животных такой же опухоли, как и у человека. Недостатки — длительность, высокая стоимость и малая «пропускная способность», которая не позволяет охватить все выпускаемые современной промышленностью соединения. При этом экстраполяция результатов на другой, даже близкий вид животных, всегда носит вероятностный характер, а эффект выявляется при субтоксичных дозах веществ и никогда не встречается при применении низких доз, что не позволяет выявлять слабые канцерогены. Все это предопределило дальнейшее совершенствование скрининговых методов. Так, на сегодняшний день для скрининга широко применяются способы выявления канцерогенности по органотропному эффекту, когда в экспериментах используют мультиорганную или модели отдельных органов (кожа, печень, молочная железа, легкие, желудок и т. д.). Показателем канцерогенности являются возникновение злокачественных, доброкачественных, опухолей и предопухолевых изменений в исследуемых opianax.

Считается, что эти модели могут обеспечить относительно быструю оценку канцерогенности на небольшом количестве животных. Могут использоваться и так называемые ускоренные тесты, основанные на регистрации опухолевой трансформации под действием испытуемых агентов в культуре клеток, где данный процесс происходит намного быстрее, чем в организме. Но так как множество известных канцерогенов человека генотоксичны и образуют аддукты с ДНК, то разработаны тесты, в которых критерием предполагаемой канцерогенной активности испытуемых веществ является способность их аддуктов вызывать мутации. Диагностическая эффективность таких тестов основывается на высокой причинной связи между мутагенезом и канцерогенезом, а также высокой частоте совпадения канцерогенных и мутагенных свойств у различных химических веществ. Для выявления мутагенных (генотоксических) эффектов предполагаемых химических канцерогенов исследования выполняют на бактериях или длительно культивируемых клетках млекопитающих. Среди них наиболее известны следующие тесты. К области биологического мониторинга водоемов можно отнести слежение за появлением опухолей у их обитателей. У рыб, живущих в загрязненных канцерогенами акваториях, выявляют опухоли печени и кожи, а у моллюсков — гемобластозы.

Выявлена корреляция между частотой возникновения этих опухолей и концентрацией канцерогенов в донных отложениях и воде. Существуют показатели выявляющие загрязнение почвы концерогенами, одним из которых является тот факт, что происходит нарушение баланса микроорганизмов находящихся в составе почвы. Одновременно также существуют такие микроорганизмы, которые обладают свойством разрушения концерогенных соединений. То есть эта функция способствует тому, чтои почва может биологически самоочищаться. Очень хорошо эта динамика изучена в отношение канцерогенных ПАУ, которые метаболизируются Bac. sphaericus, Pseudomonas, Bac. megaterium, и др. Физико — химическиймониториг то же имеет свои недостатки, и которых выделим то, что с его помощью можно следить за динамикой только известных канцерогенов.

Кроме того, он не учитывает особенности поступления канцерогенов в организм, например, различную степень вентиляции легких у разных индивидуумов, особенности выделения этих соединений, распределение их в тканях, характер метаболических процессов и т. д. Данные вопросы изучаются методами молекулярной биологии. Показателями эффекта при этом являются маркеры — характерные изменения в метаболизме или клеточной морфологии. Маркеры, которые являются индикаторами различных звеньев канцерогенеза, условно подразделяют нагенетические и биохимические. Биохимическими методами определяют наличие так называемых аддуктов — производных канцерогена, которые прочно связываются с белками или ДНК клетки. Генетическими методами обнаруживают в клетках микроядра изменения морфологии хромосом (сестринские хроматидные обмены — СХО и хромосомные аберрации). Чаще всего мониторинг этих цитогенетических эффектов производится не в тканях, непосредственно подвергающихся злокачественной трансформации, а в наиболее доступных клетках организма, таких как форменные элементы крови, эпителий полости рта или мочевыводящих путей, которые также подвергаются действию канцерогенов. Содержание аддуктов канцерогенов в ДНК, сывороточном альбумине или гемоглобине характеризует величину биологически эффективной дозы агента. При одной и той же концентрации канцерогена в быту или на рабочем месте содержание аддуктов в клетках различных людей не бывает одинаковым, поскольку отражает еще и индивидуальные особенности организма. К таким особенностям относится интенсивность репарации повреждений, т. е. удаление части молекулы ДНК вместе с аддуктом и восстановление первичной ее структуры.

Этот показатель является довольно кратковременным, поскольку аддукты относительно быстро удаляются ферментами репарации. Генетические и цитогенетические маркеры по сравнению с биохимическими более постоянны. Обнаружение определенных маркеров, используемых для биологического мониторинга, дает возможность предположить тип канцерогена, который трансформирует нормальные клетки в опухолевые. В большинстве ангиосарком печени, возникающих у человека при работе с винилхлоридом, обнаруживается характерная перестановка оснований ДНК, обозначаемая как трансверcия. Подобная перестановка в иных опухолях человека встречается сравнительно редко. У курильщиков выявился характерных маркер рака легких, который представляет собой другуютрансверcию.

Заключение

.

Канцерогены представляют собой вещества, образованные людьми или в природе. Они проявляют отрицательное воздействие на клетки организма образовав в результате рак, злокачественные и доброкачественные опухоли и т. д.Они существуют повсюду Обычно считают канцерогенами в основном химические вещества. Однако ими бывают и биологические, и физические предметы. Биологические ядовитые вещества, которые могут вызывать рак: гепатит В и папиломавирус. Физические объекты, которые оказывают влияние на ткани человеческого тела: ионизирующее и ультрафиолетовое излучения.

Литература

.

Аниксимов В. Н. Современные подходы к изучению канцерогенной безопасности, антиканцерогенной, противоопухолевой, и геропротекторной активности фармакологических преп. / Н. В. Анисимов и соавт. // Вопросы онк.

ологии. — 2012. — Т. 58, № 1. — С. 7−18.Аничков Н. М. Биология опухолевого роста / Н. М. Аничков, И. М. Кветной, С. С. Коновалов.

— М.: Олма-Пресс, 2016. — 216 с. Имянитов Е. Н. Молекулярные механизмы опухолевого роста / Е. Н. Имянитов // Вопросы онкологии. — 2010. ;

Т. 56, № 2. — С. 117−128.Белицкий Г. А. Прогноз канцерогенности фармакологических средств и воспомогательных веществ в краткосрочных тестах.; М, 2015, 64сКанцерогенез. Под редакцией Д. Г. Заридзе. — М.: Медицина, 2016, 574 с.

Кобляков В. А. Индукторы цитохрома Р-450 как промоторы канцерогенеза. Биохимия,: 6-ое изд., Наука. 2013, с145Кобляков В. А. Цитохромы семейства Р-450 и их роль в активации проканцерогенов.

— М., 2016, с 124.