Канцероген

Канцероге́н (от лат. cancer — рак и др.-греч. γεννάω — рождаю) — факторы окружающей среды, воздействие которых на организм человека или животного повышает вероятность возникновения злокачественных опухолей. Указанные факторы могут иметь химическую (различные химические вещества), физическую (ионизирующие излучения, ультрафиолетовые лучи), а также, в некоторых случаях биологическую (онкогенные вирусы, некоторые бактерии) природу; по оценкам онкологов, 80—90 % всех форм рака у человека представляет собой результат действия таких факторов.

По определению экспертов Всемирной организации здравоохранения, «канцероген — это агент, который в силу своих физических или химических свойств может вызвать необратимые изменения и повреждения в тех частях генетического аппарата, которые осуществляют контроль над соматическими клетками».

Классификация

Международное агентство по изучению рака ВОЗ выделило четыре группы веществ по их канцерогенным свойствам:

1. канцерогенные для человека, их 120,
2. вероятно и возможно канцерогенные — 82 и 311,
3. неклассифицируемые как канцерогены для человека — 499.

Международное агентство по изучению рака установило единственное вещество с доказанной неканцерогенностью — Капролактам. До 2019 года классификация содержала 4 группы, но позже группу неканцерогенных веществ исключили из списка и перенесли Капролактам в группу 3.

Химические канцерогены

Среди химических канцерогенов наиболее часто встречаемые следующие:

• Нитраты и нитриты. Нитриты поступают в организм с пищей (в небольших количествах они содержатся в злаках и корнеплодах, а также в мясопродуктах, куда их добавляют в качестве консервантов). Основной источник поступления в организм нитратов — овощи, выращенные в условиях чрезмерного применения азотных удобрений. Часть нитратов в процессе хранения пищевых продуктов или непосредственно в пищеварительном тракте может восстанавливаться до нитритов. Попадая в желудок, нитриты способны под действием желудочного сока превращаться в нитрозамины — вещества с широким спектром канцерогенного действия.
• Пищевые добавки. Некоторые пищевые добавки (например: Е123-Амарант (не путать с амарантом), Е121-Цитрусовый красный 2) являются доказанными канцерогенами и запрещены законодательством во многих странах, в том числе и в России.
• Полициклические ароматические углеводороды и их производные — образуются при сгорании бытового мусора, неполном сгорании нефтепродуктов и угля, присутствуют в выхлопных газах автомобилей, содержатся в табачном дыме. Среди них встречаются чрезвычайно канцерогенные вещества, в сотни раз более опасные чем бензол. Некоторые могут образовываться при жарке и копчении пищи, перекаливании растительных масел, сала и жиров.
• Бензпирен — представитель полициклических ароматических углеводородов, образуется при жарке, копчении и при приготовлении пищи на вертеле. Их много в табачном дыме. Продукты пиролиза белков образуются при длительном нагреве мяса в духовке. Найден также в продуктах пиролиза древесины, каменноугольной смоле и некоторых других органических продуктов.
• Пероксиды — образуются в прогорклых жирах и при сильном нагреве растительных масел, также при радиолизе некоторых органических веществ и воды (пероксид водорода).
• Афлатоксины — смертельно опасные микотоксины (подкласс поликетидов). Продуцируют эти токсины плесневые грибы — микромицеты нескольких видов рода Аспергилл (Aspergillus), в частности Aspergillus flavus (откуда и происходит название афлатоксинов) и Aspergillus parasiticus, которые произрастают и поражают зёрна, семена и плоды растений с высоким содержанием растительных масел и жирных кислот (например, на семенах арахиса, масличных культур) и других субстратах. Среди всех биологически производимых ядов афлатоксины являются самыми сильными гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день.
• Диоксины — хлорорганические соединения, образующиеся при сжигании бытового мусора.
• Винилхлорид — вещество является чрезвычайно огнеопасным и взрывоопасным. Продукты его горения токсичны. Оказывает на организм человека канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие.

• Бензол — токсичное и канцерогенное вещество. Пары бензола могут проникать через неповреждённую кожу. Если организм человека подвергается длительному воздействию бензола в малых концентрациях, последствия также могут быть очень серьёзными. В этом случае хроническое отравление бензолом может стать причиной лейкемии (рака крови) и анемии (недостатка гемоглобина в крови).
• Формальдегид — токсичен и оказывает сильное отрицательное воздействие на центральную нервную систему. Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725-98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных.
• Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме до опасных для здоровья количеств). Канцерогенен. Многие соединения кадмия ядовиты, вызывают общетоксическое действие.
• Мышьяк — ядовитое и канцерогенное вещество. Все неорганические соединения мышьяка также ядовиты (за исключением арсенобетаина).
• Шестивалентный хром — является признанным канцерогеном при вдыхании.
• Никель — многие соединения никеля ядовиты, канцерогенны, аллергенны, мутагенны, обладают общей токсичностью.
• Асбест — среди канцерогенов стоит особняком. Его сложно отнести к химическим канцерогенам, которые, как правило, являются химически активными веществами. Канцерогенность асбеста, напротив, выражается в том, что живой организм не в состоянии избавиться от микроскопических, химически крайне инертных, частиц этого вещества.

Механизм действия химических канцерогенов

Большинство химических канцерогенов относятся к органическим соединениям, лишь небольшое число неорганических веществ обладают такой способностью. По Миллеру все канцерогены в той или иной степени являются электрофилами, которые легко взаимодействуют с нуклеофильными группами азотистых оснований нуклеиновых кислот, в частности ДНК, образуя с ними прочные ковалентные связи. Негативные действия со стороны канцерогенов проявляются в химической модификации нуклеиновой кислоты. Последствия такой модификации проявляются в невозможности правильного протекания процессов транскрипции и репликации ДНК, причина которого — образование ковалентно связанных с ней так называемых ДНК-аддуктов. Например, при репликации модифицированой ДНК, нуклеотиды которой связаны с канцерогеном, могут быть неправильно считаны ДНК-полимеразой, вследствие чего возникают мутации. Накопление большого количества мутаций в геноме приводят к трансформации нормальной клетки в опухолевую, что является основой канцерогенеза.

Химические канцерогены можно разделить на две большие группы:

• Генотоксические
• Негенотоксические

Генотоксические канцерогены — химические соединения, при взаимодействии которых с компонентами ДНК, могут возникать повреждения и мутации генома клетки. Мутации в свою очередь могут привести к процессам трансформации клеток, то есть к образованию опухолевых клеток.

Негенотоксические канцерогены — химические вещества, которые могут вызывать повреждения генома только в высоких концентрациях, при очень длительном и практически беспрерывном воздействии. Они вызывают бесконтрольную клеточную пролиферацию, тормозят апоптоз, нарушают взаимодействие между клетками (клеточную адгезию). Большинство негенотоксических канцерогенов — промоторы канцерогенеза, такие как: хлорорганические пестициды, гормоны, волокнистые материалы, асбест, в особенности его пыль.

По способу действия генотоксические канцерогены можно разделить на:

• прямые — вещества с высокой реакционной способностью, непосредственно образующие с ДНК ковалентно связанные аддукты (это алкилирующие и ацетилирующие вещества — N-нитрозилалкилмочевина (НАМ), эпоксиды (в особенности ПАУ), этиленимин и его производные, и др.).
• непрямые — малоактивные вещества, образующие ковалентно связанные ДНК-аддукты только после ферментативной активации, которая происходит с образованием высокоактивных электрофильных метаболитов, способных взаимодействовать с нуклеофильными группами ДНК (ПАУ и их производные).

• Химические канцерогены
• Афлатоксин B1 — сильнейший гепатоканцероген и смертельно опасный микотоксин.
• Бензол — сильный канцероген, обладает ярко выраженным миелотоксичным действием (поражает костный мозг), тем самым вызывая апластическую анемию, лейкозы и другие заболевания системы гемопоэза (кроветворения).
• Метилхолантрен — сильнейший канцероген, образуется в организме человека, в результате нарушения обмена холестерина. Вызывает аденокарциному предстательной железы.
• Окись этилена — обладает сильным алкилирующим действием на нуклеофильные группы молекулы ДНК, вызывает мутации.
• Винилхлорид — ядовитое и канцерогенное вещество. Поражает печень (вызывает ангиосаркому), лёгкие, ЦНС, систему гемопоэза и иммунную систему.
• Диметилнитрозамин — один из наиболее распространнёных нитрозаминов, высокотоксичен (для всех млекопитающих), вызывает рак желудка , гепатоцеллюлярную карциному и необратимые повреждения печени.
• 2,3,7,8-Тетрахлородибензодиоксин или ТХДД — одно из самых чрезвычайно токсичных соединений антропогенного происхождения, обладает сильной канцерогенностью, мутаген, тератоген, снижает деятельность гемопоэтической, эндокринной, репродуктивной системы, иммуносупрессор. Вызывает злокачественные новообразования печени, крови и молочной железы.
• Этанол или этиловый спирт, в быту «спирт», проявляет канцерогенные свойства (в высоких концентрациях), и обладает мутагенными свойствами, является наркотическим веществом, подавляет деятельность ЦНС. Хроническое употребление алкоголя, содержащего большие концентрации этанола способствует увеличению риска возникновения злокачественных заболеваний органов ЖКТ, системы крови, нервной системы и головного мозга.

Физические канцерогены

Наиболее известные физические канцерогены — это различные виды ионизирующего излучения (α, β, γ излучение, рентгеновское x излучение, нейтронное излучение, протонное излучение, кластерная радиоактивность, потоки ионов, осколки деления), хотя они же применяются и для лечения онкологических заболеваний. Ультрафиолет полностью поглощается кожей, и потому может вызвать только рак кожи (в т.ч. меланому) и некоторые злокачественные новообразования глаз. Тогда как ионизирующее излучение, свободно проникающие внутрь организма, способны вызвать радиогенные опухоли любых тканей и органов организма (довольно часто кроветворных, вследствие высокой чувствительности), в том числе даже злокачественные новообразования костной ткани - остеогенную саркому и саркому Юинга. Злокачественные новообразования костной ткани наиболее склонны вызывать радионуклиды, химически схожие с кальцием, то есть принадлежащие к ряду щелочноземельных металлов, такие как стронций-90 и радий-226.

Воздействие ионизирующих излучений вызывает практически все виды злокачественных новообразований, за малым исключением. Примером таких исключений являются лимфогранулематоз и другие лимфомы, вызываемые вирусами, рак предстательной железы, рак шейки матки, лимфолейкоз. Некоторые опухоли имеют преимущественно радиогенную этиологию, такие как остеосаркома.

Биологические канцерогены

Роль биологических факторов в канцерогенезе не столь велика, сколь у химических и физических факторов, но в этиологии некоторых злокачественных опухолей она весьма значительна. Так, до 25 % случаев возникновения первичного рака печени в странах Азии и Африки связывают с инфицированностью вирусом гепатита B. Около 300 000 случаев заболевания раком шейки матки в год и значительная доля случаев заболевания раком полового члена связывают с передаваемыми половым путём папилломавирусами (в первую очередь, типа HPV-16, HPV-18, HPV-33). Примерно 30—50 % случаев заболевания лимфомой Ходжкина ассоциируется с поражением человеческого организма вирусом Эпштейна—Барр.

В 1990-е годы получены убедительные данные о зависимости большинства разновидностей рака желудка от инфицированности бактерией Helicobacter pylori.

См. также

• Список канцерогенов от МАИР. Категория 1
• Онкогенез
• Мутагенез
• Химический канцерогенез
• Выхлопные газы
• ДНК-аддукт

Примечания

1. Hatakeyama M. Helicobacter pylori CagA: a new paradigm for bacterial carcinogenesis : [арх. 28 ноября 2015] : pdf / Hatakeyama M., Higashi H.  // Cancer Science : J. — Japanese Cancer Association, 2005. — Vol. 96, no. 12 (9 декабря). — P. 835—843. — doi:10.1111/j.1349-7006.2005.00130.x. — PMID 16367902.
2. Черенков, 2010, с. 21.
3. Алексей Водовозов. Что опаснее: сигарета или колбаса? Лекция на YouTube
4. Agents Classified by the IARC Monographs. Volumes 1–123 (англ.). International Agency for Research on Cancer (9 ноября 2018). Дата обращения: 26 января 2019. Архивировано 6 сентября 2019 года.
5. List of classifications, Volumes 1–123 : [англ.] : [арх. 27 января 2019] : pdf // IARC Monographs on the identifications of Carcinogenic Hazards to Humans. — WHO, 2018. — September. — P. 4. — 17 p.
6. Нитраты и Нитриты — что это?  (неопр.) // Сайт prodobavki.com. Дата обращения: 13 февраля 2015. Архивировано 13 февраля 2015 года.^{[неавторитетный источник]}
7. Галачиев С. М., Макоева Л. М., Джиоев Ф. К., Хаева Л. Х.  Возможности эндогенного образования нитрозаминов в желудочном соке in vitro // Известия Самарского научн. центра РАН. — 2011. — Т. 13, № 1 (7). — С. 1678—1680. Архивировано 13 февраля 2015 года.
8. name=https://docs.cntd.ru_Polycyclic aromatic hydrocarbons
9. name=https://docs.cntd.ru_Бензоапирен
10. name=https://docs.cntd.ru_Карциногенное (недоступная ссылка) воздействие пероксидов на мелких животных и человека
11. name=https://docs.cntd.ru_Peroxides
12. Куценко С. А.  Основы токсикологии. — СПб.: Фолиант, 2004. — 720 с. — ISBN 5-93929-092-2.
13. name=https://docs.cntd.ru_Dioxins (недоступная ссылка)
14. Хлорпроизводные непредельных алифатических углеводородов  (неопр.). Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы. ChemAnalitica.com. Дата обращения: 5 ноября 2009. Архивировано 4 июня 2012 года.
15. name=https://docs.cntd.ru_Воздействие (недоступная ссылка) паров бензола на организм людей
16. «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» Архивная копия от 16 октября 2011 на Wayback Machine, Приложение 2 к нормативам ГН 1.1.725-98 от 23 декабря 1998 г. № 32]
17. Этот же перечень Архивная копия от 22 января 2008 на Wayback Machine, Лаборатория аналитической экотоксикологии института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН
18. Территориальное управление Роспотребнадзора по Тульской области  (неопр.). Дата обращения: 16 декабря 2010. Архивировано 11 января 2012 года.
19. McDonald’s отзывает 12 млн стаканов из-за примесей кадмия  (неопр.). Интерфакс (4 июня 2010). Дата обращения: 4 июня 2010. Архивировано 8 июня 2010 года.
20. name=www.safework.ru_Влияние кадмия на организм человека
21. name=https://docs.cntd.ru_Кадмий
22. name=https://docs.cntd.ru_Карциногенное (недоступная ссылка) воздействие мышьяка на живые организмы
23. «There is sufficient evidence in humans for the carcinogenicity of chromium[VI] compounds as encountered in the chromate production, chromate pigment production and chromium plating industries» // Volume 49: Chromium, Nickel, and Welding. — Lyon: International Agency for Research on Cancer, 5 ноября 1999. — ISBN 92-832-1249-5. Архивировано 24 декабря 2008 года.
24. name=https://docs.cntd.ru_Никель
25. Miller E. C. Some current perspectives on chemical carcinogenesis in human and experimental animals: presidential adress.. — С. p. 1479— 1496. — (1978).
26. Ilic Z., Crawford D., Vakharia D., Egner P. A., Sell S. Glutathione-S-transferase A3 knockout mice are sensitive to acute cytotoxic and genotoxic effects of aflatoxin B1. (англ.) // Toxicology and applied pharmacology. — 2010. — Vol. 242, no. 3. — P. 241—246. — doi:10.1016/j.taap.2009.10.008. — PMID 19850059. [исправить]
27. Kasper, Dennis L.et al. (2004) Harrison’s Principles of Internal Medicine, 16th ed., McGraw-Hill Professional, p. 618, ISBN 0071402357.
28. Smith, Martyn T. Advances in understanding benzene health effects and susceptibility (англ.) // Ann Rev Pub Health : journal. — 2010. — Vol. 31. — P. 133–48. — doi:10.1146/annurev.publhealth.012809.103646.
29. name=https://docs.cntd.ru_Диметилнитрозамин (недоступная ссылка)
30. name=https://docs.cntd.ru_Диоксины (недоступная ссылка)
31. name=https://docs.cntd.ru_Ethanol (недоступная ссылка)
32. Черенков, 2010, с. 22.
33. Gandhi M. K., Tellam J. T., Khanna R. . Epstein-Barr virus-associated Hodgkin's lymphoma // British Journal of Haematology, 2004, 125 (3). — P. 267—281. — doi:10.1111/j.1365-2141.2004.04902.x. — PMID 15086409.

Литература

• Черенков В. Г.  Клиническая онкология. 3-е изд. — М.: Медицинская книга, 2010. — 434 с. — ISBN 978-5-91894-002-0.

Ссылки

• ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» (недоступная ссылка) (утратил силу с 28.06.2008)
• СанПиН 1.2.2353-08 «Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности» Архивная копия от 2 июня 2008 на Wayback Machine (вступил в действие с 28.06.2008)