Физкультура и спорт

Экологические аспекты канцерогенеза

                                    План.
    Введение     с.  3
    Основная часть    с.  4
   1. Определение канцерогенеза   с.  4
   2. Стадии канцерогенеза   с.  4
   3. Понятие канцерогена    с.  6
   4. Химический канцерогенез     с.  9
   5. Влияние экологии на развитие рака с.12
   6. Профилактика     с.13
    Заключение   с.15
    Список литературы с.16
    По сложности  и  важности  для  человечества  проблема  рака  не  знает
аналогов. Ежегодно на земном шаре  от  злокачественных  опухолей  умирает  7
млн. человек, из них более  0,  3  млн.  -  в  России.  Раковые  заболевания
поражают все слои населения,  нанося  огромный  ущерб  обществу.  Невозможно
подсчитать все потери только в денежном выражении.
    Рак - это один из видов злокачественных опухолей, который происходит из
эпителия (поверхностная ткань организма, которая выстилает кожу,  слизистые,
некоторые внутренние каналы). В быту под термином "рак"  люди  подразумевают
любые злокачественные опухоли.
    В медицине под термином  опухоль  (tumor)  понимают  любое  уплотнение,
затвердение,  припухлость  самого  разнообразного  происхождения,  часто  не
имеющие никакого отношения к раку. Например, в гинекологии  tumor  придатков
матки гораздо чаще обозначает воспалительную, чем  злокачественную  опухоль.
Поэтому столь широкое понятие как "tumor" используют для  обозначения  целой
группы разнообразных "истинных" и "неистинных" опухолей, когда речь  идет  о
предварительном диагнозе и природу их еще предстоит установить.
    Онкология (наука об опухолях), исходя  из  практической  важности,  для
обозначения  истиных   опухолей   имеет   достаточно   обширную   и   точную
терминологию.
    Доброкачественная опухоль - растет медленно,  имеет  четкие  границы  и
нередко окружена капсулой. При  своем  росте  и  развитии  доброкачественная
опухоль сдавливает и оттесняет окружающие ткани. Поэтому  при  операции  она
легко удалима.
    Злокачественная опухоль агрессивно растет и имеют свойство проникать не
только  в  окружающие  ее  ткани,  но  и  распространяться  по  кровотоку  и
лимфатическим сосудам в другие органы (метастазирование). Попадая  в  другие
органы и ткани, злокачественная опухоль нарушает их нормальную  работу.  Она
очень быстро растет и питательные  вещества  для  своего  роста  забирает  у
организма, как бы "обкрадывая" его, что вызывает похудание.  Опухоль  хорошо
кровоснабжается,  однако  вследствие   быстрого   роста,   ей   не   хватает
кровеносных сосудов и она начинает разрушаться. Разрушение опухоли  приводит
к интоксикации - "наводнению" организма различными токсическими веществами.
    Рак составляет лишь часть всех злокачественных опухолей. Тем не  менее,
в дальнейшем мы  будем  употреблять  вместо  термина  "рак"  в  его  бытовом
смысле, термин "злокачественные опухоли".
    И хотя злокачественные  опухоли  чрезвычайно  многолики  и  сложны  для
восприятия, о факторах риска и механизмах развития рака известно  достаточно
много, чтобы уже в настоящее время во многих случаях, не только  лечить,  но
и, заняв активную позицию в оценке собственного  риска,  успешно  вести  его
профилактику.
    Процесс превращения  нормальных  клеток  в  злокачественные  называется
канцерогенезом. Это длительный многостадийный процесс, представляющий  собой
цепь генетических и эпигенетических повреждений,  заканчивающийся  тем,  что
клетка  перестает  отвечать  на  обычные  ростовые  ограничения  со  стороны
хозяина.  Своеобразный   "клеточный   бунт".   В   норме,   деление   клеток
контролируется организмом с помощью гормонов, факторов  роста.  Кроме  того,
опухолевые  клетки   получают   способность   избегать   действия   факторов
специфического и неспецифического противоопухолевого иммунитета организма  -
хозяина.
    Клеточные   изменения   включают    нарушения    регуляции    процессов
пролиферации, дифференциации,  апоптоза  (запрограммированной,  естественной
гибели  клеток  после  определенного  числа  делений)  и   морфогенетических
реакций.
    В процессе канцерогенеза выделяют следующие стадии:
1. Мутация/активация клетки может вовлечь  ростовые  факторы,  стимулирующие
рост;  структуры,  дающие  клетке  метаболические  преимущества;   онкогены;
инактиваторы функций генов-супрессоров и структуры, отвечающие за  автономию
клетки от контроля со стороны других клеток.
2. Селективный рост клона -  обычно  из  одной  клетки  с  новыми  ростовыми
преимуществами, что позволяет происходить дальнейшим мутациям.
3. Селекция клеток с дополнительными  злокачественными  чертами  приводит  к
прогрессии от доброкачественной гиперплазии к  автономному  злокачественному
росту.
4.  Многочисленные  злокачественные  клоны,  развивающиеся   под   действием
мутаций с различной мозаикой  генетических  и  функциональных  способностей,
приводят к еще большей автономии  от  контролирующего  действия  гормонов  и
ростовых факторов.
5. Дальнейшие  изменения  способствуют  инвазии  и  автономии  метастазов  -
сначала групп клеток, а затем даже отдельных клеток.
    Стоит отметить, что рождение одиночных злокачественных клеток  -  очень
частое явление, но продолжение  их  роста  случается  редко.  Супрессирующее
взаимодействие с защитными факторами организма хозяина  происходит  на  всех
уровнях.    Возможность    обратного    развития     как     установившегося
новообразования, так и предраковых состояний подлинно доказана.
    Перечисленные выше стадии не всегда прослеживаются отчетливо, каждая из
них,   возможно,   включает   множественные   повреждения   антигенности   и
регуляторных ферментов, нарушение  экспрессии  ростовых  факторов  и  других
центров активации генома.
    В настоящее  время  общепринятой  концепцией  развития  онкозаболевания
является  мутационно-генетическая.  То  есть   считается,   что   в   основе
озлокачествления  клетки  лежат  изменения  ее  генома.  Нормальной   клетке
необходимо претерпеть целую длительную эволюцию, в ходе  которой  происходят
генетические изменения и отбор клонов неопластических клеток с  необходимыми
признаками. Многоступенчатость  опухолевой  эволюции  объясняется  тем,  что
процесс  перерождения  обычной  клетки  затрагивает  сумму  генов,  продукты
которых находятся в состоянии кооперативного взаимодействия.  Следовательно,
только совокупность изменений генома может  обеспечить  формирование  центра
злокачественного  роста,   развитие   злокачественного   новообразования   и
формирование  клинически   выявляемой   опухоли   (Теория   последовательной
аккумуляции).
    Два  последних  десятилетия  характеризовались  открытиями   онкогенов,
опухолевых  супрессоров  и  мутаторных  генов,  с  чем  связан  значительный
прогресс в понимании механизмов канцерогенеза.
    Любая живая клетка на  Земле  содержит  в  себе  протоонкогены  (особые
полипептидные субстанции), которые при тех или  иных  условиях  переходят  в
активную форму - онкогены.  А  вот  онкогены  уже  и  выстраивают  бластный,
злокачественный  вариант  клетки,  который  дает   начало   росту   опухоли.
Факторов, способствующих переходу протоонкогена  в  активную  форму  великое
множество.   Традиционно   среди   причин   возникновения    злокачественных
новообразований выделяют экзогенные  (внешние)  и  эндогенные  (внутренние).
90% всех форм рака у  человека  -  результат  действия  факторов  окружающей
среды: химических веществ, вирусов и физических агентов.
    Среди первых, прежде всего канцерогены.
    Канцерогены -  это  химические,  физические  и  биологические  факторы,
которые приводят к мутации или активации клеток, то есть запускают  механизм
канцерогенеза.   Различают   следующие   виды   канцерогенов:    физические,
химические, живые, инородные тела, хронические воспаления (редко).
    Канцерогены могут быть также подразделены на:
    • Врожденные генетические дефекты
    • Чужеродные вещества - асбестовые волокна
    • Специальные агенты, такие как табак и алкоголь
    • Хроническое воспаление - например, неспецифический язвенный колит
    • Вещества, связанные с профессией, такие как бензолы
    •  Ятрогенные  факторы  -  например,  цитостатики  для  лечения   рака,
облучение;  эстрогены,  назначенные  беременным   женщинам,   вызывают   рак
влагалища у их дочерей
    • Различные источники радиации
    • Загрязнители пищи, такие как афлатоксин В
    Под воздействием канцерогенных факторов и происходит бласттрансформация
(злокачественное перерождение) клетки. Процесс  этот  постоянен,  считается,
что за сутки в  организме  может  образовываться  от  тысячи  до  ста  тысяч
раковых (по сути - мутированных) клеток. Часть - трансформируется обратно  в
нормальные. Однако, большинство - уничтожаются  организмом  как  чужеродные.
Выделяют даже особый вид иммунитета - противоопухолевый.
    Избежать   контакта   с   канцерогенами   нельзя.   Влияния   некоторых
канцерогенов не избежать, однако можно значительно уменьшить это влияние.
    Например, курение - очевидная причина рака  легких.  У  некурящих  риск
рака легкого значительно меньше. На  организм  человека  воздействует  очень
много природных канцерогенов, поэтому не стоит добровольно  подвергать  себя
дополнительному риску.
    Для реализации канцерогенеза у человека необходимо определенное время -
от нескольких лет до десятков лет.
    Опухоли могут появиться  у  человека  в  любом  возрасте,  но  у  детей
значительно реже. Около  80%  больных  впервые  заболевших  в  течение  года
злокачественными новообразованиями - лица старше 50 лет, достигая  максимума
к 65 годам. Но  и  в  более  молодом  возрасте  заболеваемость  сравнительно
велика, смертность от злокачественных опухолей у детей вышла на  2  место  и
уступает лишь смертности от несчастных случаев. Следует  заметить,  что  для
младших возрастных групп существует два пика заболеваемости: до 4 - 7 лет  и
в 11 - 12 лет. У детей младшего возраста - чаще заболевания  крови,  опухоли
почек(Вильмса), нервной ткани (нейробластомы).  В  подростковом  возрасте  -
опухоли костей и лимфатической ткани.
    Несмотря на то, что риску ракового заболевания подвержен  любой  орган,
частота поражений различных участков тела далеко не одинакова.
    В разных частях света общее число раковых заболеваний различно, так  же
как и частота поражения отдельных органов.
    В цивилизованных странах каждый четвертый (1:4) человек рано или поздно
в течение  своей  жизни  заболевает  той  или  иной  формой  злокачественной
опухоли. Каждый пятый (1:5) умирает от рака; только  сердечно  -  сосудистые
заболевания по смертности опережают или разделяют  эту  трагическую  "пальму
первенства".
    В развивающихся странах частота раковых больных была всегда ниже, чем в
странах  с   высоким   техническим   уровнем.   Причиной   тому   -   низкая
продолжительность жизни. В последнее время и в этих странах - с  увеличением
продолжительности жизни повышается  онкологическая  заболеваемость.  К  тому
же, дурные привычки из развитых  стран  становятся  легким,  но  трагическим
достоянием развивающихся стран.
    Вместе с тем, существуют  и  определенные  этнически  -  географические
отличия структуры отдельных форм злокачественных новообразований.
    Казахи, туркмены и другие коренные жители Средней Азии  часто  страдают
раком пищевода, что определенным образом связано с обычаями и  особенностями
приема пищи.
    В Юго-Восточной Азии, в некоторых регионах Африки и  Тюменской  области
распространен первичный рак печени. Для одних  -  причиной  высокой  частоты
рака печени является использование в пищу злаковых культур (арахиса и  др.),
которые поражаются плесневым грибком, вырабатывающего афлотоксин.  Последний
оказался выраженным  канцерогеном  (ракообразующим  агентом)  с  излюбленным
действием на печень. Для других - причина высокой частоты кроется в  высокой
паразитарной инвазии желчных путей,  как  например,  описторхозом  населения
Тобольского района Тюменской области.
    Люди с белой кожей и голубыми глазами чаще  страдают  раком  кожи,  чем
чернокожие,  и  наоборот,  чернокожие  более   подвержены   риску   развития
пигментных опухолей.
    ХИМИЧЕСКИЙ КАНЦЕРОГЕHЕЗ
    Еще  в  18  веке  заметили,  что  у  людей,   подвергшихся   экспозиции
определенных химических соединений, развивается  рак.  Однако  идентификация
первого  канцерогена  произошла  лишь  спустя   75   лет   после   получения
экспериментальных моделей, впервые полученных М.А.Hовинским (1877).
    С тех пор  выявлено  значительное  число  агентов  различных  по  своей
структуре,  прямо  или  косвенно  связанных  с   развитием   злокачественных
опухолей. По химической структуре могут  быть  выделены  следующие  основные
классы:
    1) Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и гетероциклические
соединения - к этой группе относят вещества  с  тремя  и  более  бензольными
кольцами (например, вездесущий бензо(а)пирен (БП), в  составе  дегтя,  сажи,
никотина и других продуктов неполного  окисления  или  сгорания  в  природе,
хорошо известен в качестве причины рака кожи и легкого и  других  органов  у
человека);
    2)  ароматические  аминосоединения  -   вещества,   имеющие   структуру
дифенила,  либо  нафталина  (например,  2-нафтиламин  -   побочный   продукт
производства красителей является потенциальным  канцерогеном  рака  мочевого
пузыря;
    3) ароматические азосоединения - в большинстве своем  это  азокрасители
натуральных  и  синтетических  тканей,  используемые   в   цветной   печати,
косметике, ранее добавки для придания свежести и цвета к маргарину и  маслу.
Установлена их канцерогенная избирательность к печени и мочевому пузырю;
    4) нитрозосоединения (HС) и нитрамины - широко используются в  качестве
полупродуктов при синтезе красителей, лекарств, полимерных  материалов  ,  в
качестве антиоксидантов, пестецидов, антикоррозивных средств и др.
    Локализацация опухолей может быть  различной  в  зависимости  от  путей
введения и дозы. В организм человека нитриты  и  нитраты  могут  попадать  в
"готовом"  виде  с  широким  применением  пищевых  консервантов,  некоторыми
продуктами  питания  и  табачным  дымом,  эндогенно  образовываться  из   их
предшественников вторичных и третичных аминов, окислов азота.
    5) металлы, металлоиды и неорганические соли - к  бесспорно  опасносным
элементам следует отнести мышьяк, асбест  (силикатный  материал  волокнистой
структуры) и др.
    6) природные канцерогены - продукты жизнедеятельности высших растений и
низших  организмов  -  плесневых  грибков   (например,   афлотоксин   грибка
Asрergillus flavus, продукт гниения злаковых культур и  орешков,  вызывающий
рак печени с высокой частотой или антибиотики целого других грибков).
    Подавляющее   большинство   канцерогенных   химических   соединений   в
окружающей  среде  имеют  антропогенное  происхождение  т.е.  их   появление
связано с деятельностью человека.
    Все  существующие  природные  и   искусственные   химические   вещества
Международным агенством  по  изучению  рака  (МАИР,1982)  в  зависимости  от
степени опасности для человека предложено делить на три категории:
    канцерогенные для человека вещества и их процессы производства;
    вероятно канцерогенные вещества и  подгруппы  соединений  с  высокой  и
низкой степенью вероятности;
    вещества  или  группы  соединений,  которые  из-за  недостатка   данных
невозможно классифицировать.
    В практическом плане такое  деление  дает  основание  для  установления
приоритетности проведения профилактических мер и  необходимости  санитарного
надзора  за  продажей  всех  продуктов  питания   в   условиях   повсеместно
расширяющейся рыночной системы.
    Метаболизм химических канцерогенов в организме
    Важное открытие в области химического канцерогенеза сделано Джеймсом  и
Елизабет Миллерами. Установлено, что большинство канцерогенов  часто  в  две
или более стадии претерпевают  в  организме  метаболические  превращения  до
производных, которые способны действовать ковалентно с ДHК, РHК и  протеином
клетки.
    Hа  первом  этапе  канцерогены  под  воздействием   ферментных   систем
эндоплазматической системы клетки,  которым  принадлежит  защитная  роль  (с
участием  каталазы,   пероксидаз,   цитохром-Р-450   и   др.)   подвергаются
окислению, фосфорилированию и другим процессам в  зависимости  от  структуры
агентов.  Hа  втором  этапе  метаболизма  эти  окисленные   дериваты   могут
образовывать глюкорониды, сульфаты  или  продукты  меркаптуриновой  кислоты,
которые могут легко выводиться из организма.
    Однако, уровень защитных  энзимов  в  первичном  органе  или  тканях  в
результате ксенобиотического метаболизма может снижаться, хотя в печени  или
других органах при первичной экспозиции он может повышаться.  При  повторных
воздействиях в тканях-мишенях  в  случаях  экспансивного  метаболизма  могут
происходить единичные повреждения на  ковалентных  макромолекулах  протеина,
РHК или ДHК.
    Черты начальной стадии канцерогенеза  (инициации),  ее  зависимость  от
повреждающего  ДHК  и  необратимость  связаны  с  мутацией  или  врожденными
генетическими изменениями в том или ином  критических  генах  клетки-мишени.
Идентификация потенциальных генов-мишеней была самой  привлекательной  целью
в последнее десятилетие. Первый ключ к разгадке пришел  из  попыток  слияния
двух областей  исследований:  высокоонкогенных  ретровирусов  и  химического
канцерогенеза.
    Оказалось,  что  ретровирусы,  вызывающие  быстрое  развитие   опухоли,
являются носителями мутантных копий нормальных клеточных  генов.  Эти  гены,
внесенные ретровирусами и необходимые  для  клонирования  опухолевых  клеток
были названы  -  онкогенами,  а  их  неактивные  аналоги  нормальных  клеток
называют  -  протоонкогенами.  Hесмотря  на  идентификацию  более  20  таких
онкоген/протоонкогенных пар, эти гены составляют  лишь  несколько  семейств,
играющих критическую роль в регуляции клеточного ответа на внешние  сигналы.
Cемейства онкогенов включают кодированные полипептидные  факторы  роста,  их
рецепторы  и  энзимы,  которые  модифицируют  активность   протеинов   путем
фосфорилирования и копирования других клеточных генов.
    Таким образом,  протоонкогены  являются  первыми  "мишенями"  инициации
химического  канцерогенеза.  Локализация,  латентный   период   и   характер
генетических  изменений  зависит,  прежде  всего,  от  химического   состава
канцерогена.
    Таким образом влияние экологических проблем на рост  заболеваний  раком
однозначно.
    В промышленно-развитых странах около 80% случаев заболеваний  населения
являются  следствием   воздействия   на   организм   человека   загрязненной
окружающей среды. Данные токсикологического прогноза свидетельствуют о  том,
что высокая концентрация тяжелых металлов  в  воздухе  зон  обитания  станет
одним из наиболее опасных  экзогенных  загрязнителей,  нанося  больший  вред
здоровью  человека,  чем  отходы  атомных  электростанций   и   органические
ксенобиотики.
    Установлено, что при уровнях загрязнений окружающей  среды,  близких  к
предельно допустимым концентрациям,  иммунная  система  человека  испытывает
значительное  напряжение.   При   увеличении   отрицательных   антропогенных
воздействий,   в   результате   которых   концентрация    вредных    веществ
увеличивается в  несколько  раз,  растет  число  детей  с  тяжелыми  формами
хронических  заболеваний.  Многократно  увеличивается   количество   случаев
сложной  и  сочетанной   форм   патологии.   Угнетение   иммунобиологической
активности   организма   человека   вследствие   воздействия    промышленных
токсикантов  может  приводить   к   иммунодефициту   и   повышенному   риску
возникновения онкологических заболеваний.
    Особенно вредное воздействие химические вещества (в частности,  тяжелые
металлы) оказывают на растущий детский организм.
                                ПРОФИЛАКТИКА
    Современные  знания  механизмов   развития   злокачественных   опухолей
(канцерогенеза) позволяют определить подходы  к  уменьшению  частоты  многих
злокачественных опухолей.
    Различают профилактику:
    1. Вторичную (медицинскую)
    2.  Первичную (санитарно - гигиеническую).
    Первичная  профилактика   направлена   на   устранение   или   снижение
воздействия канцерогенных факторов (химических, физических и  биологических)
на   клетки   -   мишени,   повышение   специфической   и    неспецифической
сопротивляемости  организма.  Она  осуществляется  с  помощью  санитарно   -
гигиенических  мероприятий,   а   также   путем   коррекции   биохимических,
генетических, иммунобиологических и возрастных нарушений.
    Вторичная или  медицинская  профилактика  включает  в  себя  выявление,
лечение  и  наблюдение  лиц,  уже  имеющих   хронические   или   предраковые
заболевания, а также контингентов людей,  подвергнутых  или  подвергнувшихся
длительному   воздействию   канцерогенных   факторов   и    нуждающихся    в
хирургической, лекарственной или иной коррекции.
    Представляется,  что  более  надежный  путь   профилактики   -   полное
устранение воздействия канцерогенных факторов. Однако  там,  где  невозможно
устранение, в частности  на  промышленных  предприятиях,  в  зонах  движения
автомобильного   транспорта   и   повышенной    радиоактивности    требуется
гигиеническое  регламентирование  и  соблюдение  безопасных  или   предельно
допустимых доз и концентраций канцерогенов путем  установления  ПДД  и  ПДК.
Для каждого вида факторов свои ПДД и ПДК. В  частности,  доза  ионизирующего
воздействия на человека не должна превышать 0, 5 бэр в год  и  не  более  35
бэр за жизнь (бэр - биологический эквивалент рентгена = 0, 01 Дж/кг).
    Имеются  основания  полагать,  что  с  помощью   только   индивидульных
санитарно - гигиенических и биохимических мер, отказа от вредных привычек  и
создания оптимальных условий течения физиологических процессов  в  организме
человека можно снизить заболеваемость раком на 70 - 80%.
    Hе  случайно,  во  многих   экономически   развитых   стран   первичная
профилактика  в  здравоохранении  завоевывает  все   большую   популярность,
приоритетное значение в котором принадлежит самому человеку.
    Если бы удалось положить конец курению сигарет, то это дало бы  намного
больше   для   улучшения   состояния   здоровья   населения   и   увеличения
продолжительности жизни, чем любая  иная  акция  профилактической  медицины.
ВОЗ, 1987.
    Hаряду с отказом от курения ответственной задачей  является  борьба  за
чистоту  атмосферного  воздуха,  которая  приобретает  особое  значение  для
работающих  с  производственными  вредностями   и   жителей   индустриальных
городов.  Профилактическими  мерами   являются   установление   улавливающих
фильтров, создание замкнутых циклов, безотходных технологий, расширение  зон
зеленых насаждений.
    Индивидуальными  мерами  очищения  "бронхиального  дерева"   и   легких
являются еженедельные прогулки, пробежки (пешие, лыжные) в лесу или горах  и
русские бани "по чистому" с можжевельниковыми,  багульниковыми,  березовыми,
эвкалиптовыми и др. настоями и вениками. Эти и  другие  рекомендации  хорошо
ассоциируются с  природной  потребностью  человеках  физических  движений  и
смены положения тела.
    Hесомненно, профилактика рака - задача,  выходящая  далеко  за  пределы
самой медицины,  хотя  активное  участие  медицинских  работников,  особенно
первого звена, имеет ведущее значение.
                             Список литературы:
    1. Мари Э. Вуд, Пол. А. Банн. Секреты гематологии и онкологии,  Москва,
Бином, 1997 год. стр. 224-225, 256-257


смотреть на рефераты похожие на "Экологические аспекты канцерогенеза "