Окислительный стресс и канцерогенез

Организм человека подвергается воздействию множества повреждающих внутренних и внешних агентов, что приводит к повреждениям ДНК клетки (10,000-100,000 в течение одного дня). Эти повреждения блокируютпроцессы репликации и транскрипции ДНК, что ведёт к появлению мутаций и возможному развитию карциогенеза. Система репарации детектирует повреждения в ДНК и способствует её восстановлению. Дефекты в репарационных системах ДНК чаще всего наблюдаются при развитии рака.

Канцерогенез –это возникновение и развитие злокачественной опухоли из нормальной клетки. Одним из механизмов его развития может является окисление молекул ДНК.

Окислительный стресс играет ключевую роль в формировании большого количества близкорасположенных повреждённых участков ДНК, что является критическим фактором развития канцерогенеза.

Как было сказано выше, окисление является неотъемлемой частью процесса генерации энергии в митохондриях, компонентом воспалительного процесса и системы клеточной защиты в целом. В процессе острого воспаления активное участие принимают лейкоциты, которые способны вызывать серьёзные повреждения ДНК путём секреции многочисленных медиаторов воспаления и продукции некоторых АФК (включая гидрооксил радикал, супероксид-ион). Гидроксильный радикал, реагируя с молекулами ДНК, приводит к повреждению гетероциклических оснований, сахарных остатков и модификации молекулы ДНК.

Воспаление является одним из ключевых аспектов развития процесса канцерогенеза. Хроническое воспаление способствует росту кровеносных сосудов и ремоделированию внеклеточного матрикса, тем самым создавая идеальную среду, где нормальная клетка с возникшей мутацией может переродиться в злокачественную. Кроме этого, нейтрофилы и макрофаги благодаря своей мембранной плазматической NADP-оксидазе продуцируют большое количество АФК в процессе развития воспаления. Интенсификация окислительного стресса приводит к всплеску продукции АФК. Радикалы могут легко связываться с белками, липидами и молекулами ДНК. АФК высвобожденные повреждёнными клетками могут сами индуцировать воспаление и запустить производство провоспалительных цитокинов. Также АФК играют важную роль в активации онкогенов.

Хроническое воспаление вызываемые бактериальной и вирусной инфекцией и связанный с ними окислительный стресс являются причиной развития рака желудка и гепатоцеллюлярной карциномы соответственно. Также оксидативное повреждение ДНК и воспаление участвуют в развитии рака лёгких, печени и молочной железы.