higiena7

98 Podstawy ekotoksykologii

Badania na zwierzętach doświadczalnych, a także liczne obserwacje u ludzi dowodzą, że ujawnienie się potencjału do inwazyjnego wzrostu komórek przekształconych może zachodzić z udziałem czynników zewnątrz- lub wewnątrzpochodnych, które same z siebie nie mają zdolności do wywoływania mutacji i inicjowania procesu nowotworowego. Do takich czynników należą m in. hormony, które mogą pobudzać rozmnażanie (proliferację) komórek w narządach docelowych (takich np. jak sutek, macica czy gruczoł krokowy), a także cytokiny - czynniki wzrostu komórek w różnych tkankach, które są syntetyzowane w dużych ilościach m.in. w przebiegli gojenia się ran, niektórych przewlekłych zakażeniach wirusowych lub chorobach, w których występują zaburzenia regulacji odpowiedzi immunologicznej ustroju.

Wieloetapowość i złożoność w skrócie opisanych procesów tłumaczy długie, zazwyczaj wieloletnie okresy utajenia w rozwoju nowotworów złośliwych.

„Nowotwory zawodowe”, związane z narażeniem na działanie rakotwórczych związków chemicznych, pojawiają się zazwyczaj dopiero po dwudziestu, trzydziestu i więcej latach od czasu powstania tego narażenia.

Skutki stosowania syntetycznych hormonów dla zapobieżenia zagrażającemu poronieniu ujawniły się dopiero po około dwudziestu latach w postaci zachorowań na pewien szczególny typ nowotworu pochwy u kobiet, które urodziły się z tych ciąż.

Wskutek długiego utajenia, ustalanie związków przyczynowych pomiędzy ekspozycją inicjującą a rozwojem nowotworu napotyka na znaczne trudności, tym bardziej, że w poszukiwaniu takich związków należy uwzględnić możliwość nakładania się różnych ekspozycji rakotwórczych i promocyjnych oraz wpływ dziedzicznych czynników predysponujących.

Z porównawczych badań częstości występowania różnych typów nowotworów w różnych regionach świata wynika, że aż w ok. 80% wszystkich zachorowań istotną rolę mają szeroko zdefiniowane czynniki środowiskowe, obejmujące także złożone elementy związane ze stylem życia.

W nielicznych przypadkach potrafimy dzisiaj udokumentować cały cykl przemian - od uszkodzenia DNA po pełny rozwój choroby nowotworowej. Między innymi ustalono rodzaj uszkodzeń materiału genetycznego występujących w wyniku ekspozycji na niektóre tkankowo-spccyficznc kancerogcny. W ten sposób wykazano związki przyczynowo-skutkowe pomiędzy ekspozycją na policykliczne węglowodory aromatyczne a rakiem płuc, promieniowaniem ultrafioletowym a rakiem skóry, działaniem aflatok-syn a rakiem wątroby lub też amin aromatycznych a rakiem pęcherza moczowego.

Najlepiej poznaną grupą chemicznych czynników uszkadzających DNA są właśnie policykliczne węglowodory aromatyczne. Grupa tych związków stanowi produkty niepełnego spalania substancji organicznych. Stąd właśnie wynika ich wszechobecność w otaczającym nas środowisku. Emituje je do atmosfery i wód powierzchniowych przede wszystkim przemysł: koksownic, huty i petrochemia. Związki emitowane do atmosfery wracają z opadami do wód powierzchniowych i gruntowych. Poważny udział w nasycaniu środowiska węglowodorami mają spaliny samochodowe i tradycyjne ogrzewanie domów. O o-dżywianiu się i paleniu tytoniu już wspominaliśmy. W rezultacie człowiek podlega permanentnej ekspozycji, a policykliczne węglowodory aromatyczne dostają się do organizmu za pośrednictwem układu oddechowego i pokarmowego oraz przez skórę.

Mutagenne i kancerogenne działanie ksenobiotyków 99

Ekspozycja na policykliczne węglowodory aromatyczne stanowi bardzo duże zagrożenie, na szczęście jednak żywe organizmy (od bakterii do człowieka) sa wyposażone w stosowne mechanizmy ochronne:

1.    Dotarcie mutagenu do jądra komórkowego wymaga przejścia przez kolejne błony biologiczne, które są względnie nieprzepuszczalne dla hydrofobowych cząsteczek organicznych, a właśnie taki charakter mają omawiane mutageny.

2.    Po wniknięciu do komórki większość mutagenów podlega reakcjom chemicznym i dopiero w ich wyniku zyskuje zdolność reagowania z DNA. Ponieważ aktywacja mutagenów następuje przy udziale konstytutywnych enzymów komórkowych, po raz pierwszy w procesie kanccrogcnczy zaczyna oddziaływać negatywnie czynnik własny organizmu.

3.    Równocześnie z aktywacją mutagenów uruchomiony zostaje konkurencyjny cykl reakcji chemicznych i fizycznych do usuwania mutagenu przez komórkę - detoksykacji. W ten sposób tylko znikoma część mutagenu reaguje z elementami struktury DNA.

4.    W następstwie uszkodzeń struktury DNA uruchamiany zostaje skomplikowany, ale niezwykle dokładny mechanizm jego naprawy. W najogólniejszych zarysach sprowadza się to do usunięcia fragmentu łańcucha DNA zawierającego uszkodzenie, a następnie do wtórnej jego odbudowy na matrycy nie uszkodzonego łańcucha. W ten sposób następuje powrót do stanu wyjściowego.

^r ■>

Gdy poziom uszkodzeń struktury DNA przekracza pewną wartość graniczną, układ naprawy DNA zawodzi.

-----

Ma to miejsce także wówczas, gdy uszkodzenia powstają w niekorzystnym etapie cyklu komórkowego. Po raz drugi czynnik własny organizmu wpływa ujemnie na proces kanccrogcnczy. Zaznaczyć trzeba, że zarówno enzymy uczestniczące w procesach aktywacji, detoksykacji, jak i odpowiedzialne za naprawę DNA wykazują wysoką zmienność osobniczą.

Jeszcze raz należy wspomnieć, że na etapie inicjacji procesu kanccrogcnczy chemicznej dużą rolę odgrywa metabolizm wprowadzonego do organizmu związku Pod wpływem enzymów (głównie systemu monooksygenaz o mieszanej funkcji) może nastąpić przekształcenie związku niekanccrogcnncgo w kancerogenny metabolit lub dochodzić do jego unieczynnienia w procesach detoksykacji.

Brak możliwości naprawy DNA lub błędna naprawa mają bardzo istotne znaczenie w procesie kanccrogcnczy. Sprawnie działające systemy bezbłędnej reperacji wykluczają zapoczątkowanie procesu inicjacji.

Do mechanizmów ochronnych możemy też zaliczyć wysoką zdolność adaptacyjną organizmu (komórki). Mianowicie kontakt z mutagenami. zwłaszcza z niskimi ich dawkami, powoduje nasilenie procesów ochronnych.

Wracając do problemu związku między żywieniem a kanccrogenezą, należy zaznaczyć, że wyniki badań nad wpływem diety na zachorowalność na nowotwory, zwłaszcza przewodu pokarmowego, są rozbieżne. Istotne znaczenie mogą mieć ska-