Химический канцерогенез (бластомогенез)

Опухоли (новообразования) широко распространены в природе. Их отличительной особенностью является безудержный рост и размножение клеток в опухолевом очаге. Клетки организма обычно находятся под жестким контролем: они делятся только до образования контакта с соседними клетками (т.н. контактное торможение). В норме исключение составляют эмбриональные клетки, эпителий кишечника (постоянная замена отмирающих клеток) и клетки костного мозга (кроветворная система). Опухолевые клеткам делятся неограниченно, у них изменена клеточная мембрана и они не чувствительны к контактному торможению.

Различают доброкачественные и злокачественные (малигнизирующие) виды опухолей. Доброкачественные опухоли растут медленно и состоят из дифференцированных клеток (нормальные клетки являются дифференцированными, т.е. они специализированы и предназначены для выполнения вполне определенных функций). Клетки злокачественных опухолей являются недифференцированными, т.е. не выполняют функций исходной ткани. А сами опухоли способны к быстрому и инвазивному росту (прорастанию опухоли в соседние ткани за счет проникновения через тканевые барьеры) и метастазированию (образованию вторичных опухолей в органах, не являющихся соседними).

Процесс возникновения и развития злокачественной опухоли называется канцерогенозом, или онкогенезом.

Известно большое количество факторов, способствующих канцерогенезу. Различают экзогенные и эндогенные канцерогенные факторы.

К эндогенным факторам относят наследственные опухоли, заболевания, предрасположенные к злокачественной трансформации, наследственные иммунологические дефекты и некоторые другие.

Экзогенные факторы.

1. Физические факторы: солнечная радиация, ионизирующие излучения.
2. Биологические факторы: вирусы, грибы, паразитарные воздействия.
3. Химические факторы.

Химические вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей или сокращает период их развития у человека или животных, называются канцерогенами (канцерогенными веществами).

Химические вещества – канцерогены разделяются на 2 главные группы генотоксические канцерогены и эпигенетические (негетоксические) канцерогены. Генотоксические канцерогены непосредственно взаимодействуют с ДНК клетки. Эпигенетические канцерогены вызывают другие биологические эффекты, в конечном итоге приводящие к канцерогенезу.

Часто токсиканты, попадающие в организм, сами не являются канцерогенами. Канцерогенны их высоко реакционноспособные метаболиты – продукты биотрансформации. Вещества, приобретающие свойства канцерогенов в процессе метаболизма, называются проканцерогенами.

Стадии канцерогенеза

В настоящее время выделяют как минимум 3 стадии канцерогенеза, в том числе и химического, т. е. вызванного действием химического фактора..

1. Инициация опухолевого роста – процесс непосредственного действия канцерогена на клетки, запускающий их трансформацию (перерождение). Стадия инициации включает быстрое, практически необратимое повреждение генетического материала клеток, предрасполагающее их к трансформации. Почти каждая опухоль начинается с повреждения ДНК в отдельной клетке.

Характерными особенностями действия канцерогенов-инициаторов являются необратимость, кумулятивность, беспороговость.

По-видимому, в течение жизни человека немалое число клеток организма претерпевает повреждение ДНК. Для инициации опухоли важны лишь повреждения протоонкогенов. Протоонкоген – специальный ген, контролирующий рост и дифференцировку клеток, т.е. придание присущих ей свойств. Повреждение протоонкогена приводит к его превращению в онкоген, что и инициирует канцерогенез.

Поврежденные клетки называются «инициированными», им необходим определенный период репликации генетического материала (создание себе подобной структуры, процесс синтеза дочерней молекулы ДНК) для того, чтобы зафиксировать вызванные изменения, т.е. мутации. В соответствии с существующими представлениями, инициированная клетка может длительное время оставаться в состоянии покоя, не проявляя агрессии до тех пор, пока не подействует другой (или другие) фактор, побуждающий клетку к делению, клонообразованию и, тем самым, формированию опухоли.

2. Промоция опухолевого роста – процесс, в ходе которого происходит размножение измененных клеток, поврежденных на стадии инициации, образуется опухолевый узел. «Запускают» этот процесс вещества, называемые промотирующими канцерогенами, или промоторами.

Как правило, промоторы не являются генотоксичными веществами, т.е. не оказывают непосредственное воздействие на ДНК. Механизмы действия промоторов различны, они могут вступать во взаимодействие с клеточной мембраной, рецепторными структурами ядра и цитоплазмы инициированной клетки и побуждать ее к делению, тем самым усиливая репликацию.

В качестве промоторов могут выступать различные химические вещества, например, хлорированные углеводороды, асбест, гормоны, лекарственные препараты, пищевые жиры, компоненты табачного дыма, алкоголь и др.

Целый ряд канцерогенов одновременно являются и инициаторами и промоторами (например, бенз(а)пирен). Такие канцерогены называются полными канцерогенами.

Действие промоторов характеризуется пороговостью. Они должны воздействовать в высоких дозах, длительно и, что очень важно, беспрерывно. Более или менее длительный перерыв в их поступлении в организм сопровождается остановкой канцерогенеза. Промоторы реализуют эффект лишь после действия инициатора опухолевого роста.

3. Прогрессия – это процессы размножения малигнизированных клеток, инвазии и метастазирования, ведущие к появлению злокачественной опухоли.