Канцерогенез: классификации и воздействие канцерогенных веществ на организм

Классификации канцерогенов

Канцерогенные соединения делятся на две группы: генотоксичные и эпигенетические. Генотоксичные вызывают мутации в ДНК, а эпигенетические не дают положительных результатов в тестах, но все равно вызывают развитие опухолей.

Канцерогены могут быть экзогенными или эндогенными. Экзогенные канцерогены – это вещества, поступающие в организм извне, такие как дым, выхлопные газы и промышленные выбросы. Эндогенные канцерогены образуются в организме в результате метаболизма жиров, углеводов и белков.

По характеру действия канцерогены можно разделить на три группы:

1. Местного действия. Это вещества, вызывающие рак в местах контакта с телом. Например, канцерогены из печных труб могут вызывать рак кожи.
2. Органотропные. Это вещества, поражающие определенный орган. Например, асбест вызывает мезотелиому - злокачественную опухоль плевры.
3. Множественного действия. Это канцерогены, которые поражают несколько органов. К этой группе относятся многие бытовые и производственные вещества.

Классификация канцерогенов может быть проведена по различным критериям, например:

• По происхождению: химические (ароматические углеводороды), физические (ионизирующее излучение) и биологические (вирус гепатита В).
• По характеру воздействия: местного действия (сажа, дым), органотропные (асбест), множественного действия (некоторые бытовые и промышленные вещества).
• По способности вызывать мутации: генотоксические (полициклические ароматические углеводороды) и эпигенетические (хлорорганические соединения, иммунодепрессанты).
• По молекулярной структуре: углеводородные (ароматические), гетероциклические (фуран, пирен), азотсодержащие (азотистые основания), фосфорсодержащие (фосфолипиды).

Некоторые пестициды могут провоцировать развитие опухолей в организме. Степень канцерогенности пестицидов зависит от их воздействия на человека и животных. Существуют следующие типы пестицидов:

• Явно канцерогенные - вызывают рак у человека или опухолеобразование у животного, например бензол или винилхлорид.
• Канцерогенные - могут вызвать опухолеобразование лишь у животного и не известно, действуют ли они также на человека.
• Слабо канцерогенные - слабые канцерогены для животных.

Таким образом, оценка канцерогенной активности химических веществ производится на основе способности вызывать образование опухолей у животных в ходе экспериментов. Однако, это требует длительного времени, ресурсов и квалифицированных специалистов. Поэтому были созданы альтернативные методы оценки канцерогенного потенциала веществ, такие как короткие тесты, позволяющие быстро и экономно определить его канцерогенное воздействие на биологические системы. Такие тесты могут использовать не только целые организмы млекопитающих, но и другие биологические объекты.

Как канцерогены влияют на теплокровных животных?

Химические вещества оказывают разнообразные эффекты на человеческий организм, включая развитие злокачественных новообразований. Однако механизм, с помощью которого химические вещества вызывают злокачественный процесс, до конца не изучен.

Одна из основных стадий этого процесса заключается в транспорте химического вещества внутрь организма. Химические канцерогены могут попадать в организм через дыхательные пути, кожу, еду и воду. После попадания в организм химические канцерогены проходят через печень и преобразуются там в более активные вещества.

Вторая стадия процесса заключается во взаимодействии молекул химического канцерогена или его метаболитов с клетками мишенями, например ДНК. Молекулы химического вещества могут связываться с ДНК, вызывая ее повреждение, и приводить к мутациям и нарушению работы клеток.

Третья стадия процесса включает экспрессию повреждений ДНК. Повреждения ДНК могут привести к гиперпролифрации клеток и образованию злокачественных опухолей.

Четвертая стадия процесса связана с выживаемостью и размножением клеток. Если клетки могут выжить и размножаться, то они могут стать злокачественными.

В результате, сложный процесс, с помощью которого химические канцерогены вызывают злокачественное разрастание в организме, состоит из нескольких стадий, включая транспорт химического канцерогена, его метаболизм и взаимодействие с клеткой, а также прогрессирование и пролиферацию злокачественных новообразований.

Канцерогенез может быть вызван веществами, называемыми канцерогенами. Эти вещества могут быть инициаторами, промоторами или промоутерами. Инициаторы вызывают первичное поражение ДНК, которое приводит к образованию раковых клеток. Промоторы усиливают рост, пролиферацию и выживание клеток. Промоутеры увеличивают вероятность развития рака и в будущем.

Некоторые примеры канцерогенов-инициаторов включают химические вещества, например бензол, мыщяк, винилхлорид и некоторые лекарства, например противораковые препараты.

Промоторы – это химические факторы, такие как УФ-излучение, курение и некоторые лекарственные средства, например эстрогены, кортикостероиды или нитрозамины, которые усиливают рост раковых клеток и их деление.

Индукторы опухолей - химические вещества, способные влиять на экспрессию генов и регулировать рост и деление клетки. Они могут вызвать образование опухоли, но при этом не являются канцерогенами, например, витамины, гормоны, антиоксиданты, другие биологически активные соединения.

Полная канцерогенность – это способность химического соединения вызывать как первичное образование опухолевых клеток, так и их прогрессирование в злокачественные. Эти соединения могут напрямую взаимодействовать с ДНК клеток, вызывая их мутации и повреждение. Примеры полной канцерогенности включают химические вещества (бензол, азотистые основания, полициклические углеводороды), ионизирующее облучение и вирус гепатита В, который может вызывать образование раковых клеток печени.

Насколько безопасно применение применения пестицидов?

Среди пестицидов встречаются небезопасные для здоровья соединения, например хлорорганические, такие как ДДТ, которые способствуют развитию мутаций, вызывают канцерогенез и обладают высокой физической и химической устойчивостью, длительно сохраняются в почве и накапливаются в пищевой цепи, что повышает вероятность негативного влияния на организм. На сегодняшний день ДДТ и подобные ему хлорорганические пестициды запрещены к использованию в качестве средств защиты растений.

Согласно СанПиН 1.2.3530-18 при производстве пестицидов допускается использование канцерогенных соединений, таких как формальдегид (ранее использовался для дезинфекции помещений и теплиц), минеральные масла (нефтепродукты и сланцевые масла) и тальк (в составе родентицидов и дустов). Формальдегид более не используется в качестве средства для обеззараживания. Минеральные масла и тальк могут обладать канцерогенным эффектом, поскольку могут накапливаться в организме человека и вызывать различные заболевания, в том числе рак. Поэтому при производстве пестицидов следует соблюдать все меры безопасности и использовать только чистые и проверенные соединения.

Таким образом, в настоящее время ни одно химическое вещество, обладающее канцерогенной активностью, не используется при изготовлении пестицидов, однако оно может содержаться в косметических средствах и детских присыпках, а также в перчатках, которые используются в хирургии.

При введении новых химических веществ на рынок, они проходят проверку на наличие мутагенных свойств. Оценка потенциального воздействия выполняется на 7 поколениях подряд. Однако, для оценки канцерогенности пестицидов может потребоваться более 3 поколений испытаний, так как это связано с большим количеством времени и ресурсов, необходимых для проведения исследования.

Проверка на мутагенный эффект – это только один из этапов сложных испытаний, необходимых для того, чтобы пестицид был допущен к использованию. Окончательная оценка токсичности выполняется только после завершения процесса разработки продукта, а полевые испытания подтвердили его эффективность.