Podívejte se na nejnovější články

Abstrakt

Rakovina vzniká při nekontrolovaném růstu buněk nebo abnormálním dělení buněk při poškození DNA. Karcinogeny jsou faktory, které způsobují mutace DNA a je známo, že způsobují rakovinu v našem těle tím, že provádějí změny na úrovni genů. Při vzniku rakoviny je důležitá také genetická náchylnost spolu s faktory, jako jsou špatné životní podmínky. Kromě toho všechny tyto faktory životního prostředí, jako je rentgenové záření, gama záření, záření vyzařované radioaktivními materiály, barviva anilinového typu, cigarety, volné radikály, azbest, křemičitý prach, znečištění ovzduší, potravinářské přísady, různé léky, některé chemické látky používané v parfémech, onkogenní viry a bakterie, hrají důležitou roli při vzniku rakoviny a přispívají ke zvýšení výskytu rakoviny. Faktory životního prostředí, které způsobují rakovinu, se nacházejí ve vzduchu, vodě, půdě a potravinách, které potřebujeme k životu. V důsledku toho člověk onemocní rakovinou v důsledku expozice karcinogenům z prostředí, ve kterém žije. Rakovina je obtížně léčitelné onemocnění a snižuje kvalitu života lidí s rakovinou. Zkoumání vlivu faktorů životního prostředí na vznik rakoviny a prevence vzniku rakoviny určením faktorů, které rakovinu způsobují, jsou z tohoto hlediska velmi důležité.

Klíčová slova

Životní prostředí, karcinogeny, rakovina, DNA, mutace

Úvod

Rakovina, která je druhou nejčastější příčinou úmrtí, je skupina onemocnění zahrnující abnormální růst buněk s potenciálem napadnout nebo se rozšířit do jiných částí těla . Podle agentury GLOBOCAN bylo v roce 2012 na celém světě zaznamenáno přibližně 14,1 milionu nových případů rakoviny, 8,2 milionu úmrtí na rakovinu a 32,6 milionu lidí žijících s rakovinou do pěti let od stanovení diagnózy. Na druhé straně se odhaduje, že v roce 2016 bude ve Spojených státech diagnostikováno 1 685 210 nových případů rakoviny a 595 690 lidí na toto onemocnění zemře. Existuje tedy naléhavá potřeba nové léčebné strategie, která by snížila počet úmrtí souvisejících s rakovinou .

Rakovina je multifaktoriální onemocnění. Většina genetických faktorů a faktorů životního prostředí, jako jsou viry, bakterie, záření a stravovací návyky a chemické látky, zvyšuje riziko vzniku rakoviny (obr. 1). Předpokládá se, že 10-15 % všech nádorových onemocnění souvisí s dědičností, pokud jde o zbytek, 85-90 % nádorových onemocnění má kořeny v životním prostředí a životním stylu. Je známo, že přibližně 25-30 % tabáku, 30-35 % stravy, 15-20 % infekcí a zbývající procento dalších faktorů, jako je záření, stres, fyzická aktivita, látky znečišťující životní prostředí atd. způsobuje úmrtnost související s rakovinou . Pokud jde o genetické faktory, ke vzniku rakoviny mohou vést spíše mutace ve více genech, včetně onkogenů, tumor supresorových genů a genů pro opravu DNA, než v jednom genu. Tyto geny způsobují rakovinu prostřednictvím tří hlavních biologických drah , které za normálních okolností regulují homeostázu tkání a růst buněk. Za tímto účelem bylo cílem této studie diskutovat interakce genetických faktorů s různými environmentálními faktory, včetně stravy, životního stylu, metabolických změn a různých environmentálních expozic.

Obrázek 1. Vliv genetických faktorů na vznik rakoviny. Úloha genů a prostředí při vzniku rakoviny .

Vztah mezi rakovinou a genetikou

Dědičné genetické faktory hrají při vzniku rakoviny důležitou roli. Mutace kritických genů, včetně tumor-supresorových genů, onkogenů a genů zapojených do oprav DNA, vede ke genetické nestabilitě a rozvoji rakoviny. U leukémie, některých dětských nádorů, rakoviny tlustého střeva a zejména rakoviny prsu a vaječníků bylo identifikováno několik genů souvisejících s dědičnou rakovinou. . Například zárodečné mutace v genu 1 pro rakovinu prsu představují predispoziční genetický faktor u 15-45 % dědičných rakovin prsu. Nositelky mutací mají 60-80% celoživotní riziko vzniku rakoviny prsu a 20-40% celoživotní riziko vzniku rakoviny vaječníků . Kromě toho vedou mutace v genu APC nebo v genech pro opravu DNA mismatch ke dvěma různým typům dědičného karcinomu tlustého střeva familiární adenomatózní polypóze, respektive hereditárnímu nepolypóznímu kolorektálnímu karcinomu .

Vztah mezi rakovinou a karcinogeny

Významnou roli v riziku vzniku rakoviny hrají faktory životního prostředí, jako je rentgenové záření, gama záření, záření emitované radioaktivními materiály, barviva anilinového typu, cigarety, volné radikály, azbest, křemenný prach, znečištěné ovzduší, potravinářské přísady, různé léky, některé chemické látky používané v parfémech, onkogenní viry a bakterie. .

Záření

Záření se dělí do dvou základních kategorií na neionizující a ionizující záření. Ionizující záření je označováno jako rentgenové záření, které tvoří elektricky nabité částice nebo ionty . Rentgenové záření a gama záření se používají zejména pro lékařské zobrazování . Počítačová tomografie je radiologická metoda, která vytváří trojrozměrný obraz pro diagnostiku různých onemocnění . V několika studiích bylo popsáno, že diagnostické rentgenové záření vede ke vzniku mutací a až 10 % invazivních nádorových onemocnění souvisí s expozicí záření . S ohledem na tuto obavu byly po desetiletí sledovány velké skupiny pacientů léčených radioterapií pro rakovinu děložního čípku, rakovinu prsu, Hodgkinův lymfom, rakovinu varlat a rakovinu dětského věku. Je známo, že zvýšená úroveň screeningu při ozařování je rizikem výskytu rakoviny. V tomto ohledu se biologický dopad může měnit v závislosti na dávkovém ekvivalentu záření .

Těžké kovy

Expozice různým chemickým látkám a těžkým kovům v závislosti na vystavené dávce, genetice, imunitní odolnosti lidí a celkovém zdravotním stavu, věku, úrovni výživy byla spojena s rizikem různých druhů rakoviny, včetně rakoviny prsu, slinivky břišní, plic a žlučníku atd. Když se kovy dostanou do těla vzduchem, potravou, vodou nebo dermální expozicí, uplatňují své enzymatické a genotoxické účinky na různé orgány . U některých těžkých kovů, jako je arsen, kadmium, chrom, nikl a zinek, je známo, že vyvolávají rakovinu. Vážou se na životně důležité buněčné složky, jako jsou strukturální proteiny, enzymy a nukleové kyseliny . Byl například zjištěn vliv kadmia na rakovinu plic a prostaty . Toxikologické účinky zinku byly stanoveny na pokusných zvířatech . Kromě toho může existovat vztah mezi expozicí určitým sloučeninám kovů a rizikem vzniku rakoviny prsu . Je však naléhavě zapotřebí experimentálních studií na zvířatech a epidemiologických studií spojených s kovy s rakovinou.

Cigaretový

Cigaretové kouře způsobují poškození DNA a zvyšují riziko různých druhů rakoviny, zejména primární rakoviny plic . Je známo, že téměř 9 z 10 případů rakoviny plic je způsobeno kouřením cigaret. Cigarety způsobují přibližně 1,5 milionu úmrtí na rakovinu plic ročně a odhaduje se, že do roku 2020 nebo 2030 se jejich počet zvýší na téměř 2 miliony ročně .

Potraviny a výživa

Dietní faktory jsou v západních zemích spojovány s 30 % případů rakoviny. Ve skutečnosti je tvorba stravy druhým faktorem po tabáku jako příčina rakoviny, které lze předcházet. Vliv stravy na riziko rakoviny v rozvojových zemích byl považován za přibližně 20% . Na druhou stranu některé části přídatných látek mají karcinogenní účinky. Například dulce, anthranilan skořicový a thiomočovina jako syntetické přídatné látky, které způsobují rakovinu jater, byly zjištěny při některých pokusech, a proto je zakázáno tyto látky v potravinách používat . Některé látky, včetně dusitanových solí, dusitanu sodného nebo dusitanu draselného, se však používají i přesto, že zvyšují riziko vzniku rakoviny. Masné výrobky, např. uzeniny, jako antibakteriální a barvicí prostředky tyto látky obsahují. Tento typ zpracovaných masných výrobků zvyšuje riziko rakoviny střev o 21 % . Bohužel nadměrná konzumace cukru a soli, což jsou dvě hlavní potraviny, způsobuje obezitu a zvýšení hladiny inzulínu, a tak vyšší hladina těchto látek nepřímo zvyšuje riziko rakoviny . Kromě toho se aflatoxiny nacházejí v podzemnici olejné, luštěninách, olejnatých semenech a obilí a zvyšují riziko hepatocelulárního karcinomu .

Volné radikály a ROS

Volné radikály a ROS jsou spojovány se zvýšeným rizikem rakoviny . Zejména volné radikály způsobují rakovinu a onemocnění aterosklerózou. Volné radikály vedou k iniciaci a propagaci rakoviny prostřednictvím chromozomálních defektů a aktivace onkogenů. Na druhé straně ROS, jako jsou superoxidový aniont, peroxid vodíku, hydroxylový radikál a oxid dusnatý a jejich biologické metabolity, hrají v karcinogenezi také důležitou roli. ROS vyvolávají poškození DNA včetně dvouřetězcových zlomů, modifikace bází a příčných vazeb mezi bílkovinami DNA .

Znečištění ovzduší

Emise z motorových vozidel, průmyslových procesů, výroby energie, spalování pevných paliv v domácnostech a dalších zdrojů znečišťují okolní ovzduší v celém světě a mají globální dopad. Chemické a fyzikální vlastnosti znečištění vnějšího ovzduší se mohou lišit v závislosti na zdrojích znečištění, klimatu a meteorologii. Je však známo, že konkrétní chemické látky obsažené ve znečištěném ovzduší jsou pro člověka karcinogenní. V roce 1971 byl v USA přijat zákon o čistotě ovzduší a jako látky znečišťující ovzduší byly definovány ozon, pevné částice, oxid siřičitý, oxid dusičitý, oxid uhelnatý a olovo. Dále bylo identifikováno 189 toxických a nebezpečných látek znečišťujících ovzduší . Nedávno bylo odhadnuto, že expozice jemným částicím v ovzduší přispěla v roce 2010 k 3,2 milionu předčasných úmrtí na celém světě, převážně v důsledku kardiovaskulárních onemocnění, a 223 000 úmrtí na rakovinu plic .

Tyto látky znečišťující ovzduší způsobují akutní onemocnění, jako je zvracení, chronická onemocnění, jako je rakovina, a také imunologická, neurologická, reprodukční, vývojová a respirační onemocnění. Expozice těmto chemickým látkám zvyšuje riziko vzniku nádorů pohrudnice a pobřišnice a výskyt rakoviny plic .

Onkogenní viry

Onkoviry neboli nádorové viry jsou obecným označením pro viry. Tento termín se začal používat v letech 1950-60 k označení akutní přeměny. V současné době se jím rozumí jakýkoli virus obsahující DNA nebo RNA genom, a je tedy synonymem pro „nádorový virus“ nebo „virus rakoviny“. Většina virů však nezpůsobuje rakovinu u lidí ani zvířat . Onkoviry, jako jsou viry hepatitidy , lidské papiloma viry , herpesvirus spojený s Kaposiho sarkomem , lidský T-lymfotropní virus a virus Epsteina-Barrové, jsou spojovány s rizikem vzniku rakoviny . Odhaduje se, že virové infekce se podílejí na vzniku 15-20 % všech lidských rakovin . Těmto druhům rakoviny lze tedy předcházet očkováním, lze je zjistit jednoduchým krevním testem a lze je léčit antivirovými látkami.

Diskuse

Nové oblasti výzkumu rakoviny se zaměřují na možnosti vzájemného působení škodlivin a genetických faktorů. Přesná příčina nebo příčiny rakoviny nejsou přesně známy. Určité geny, které mají sklon k rakovině, však v interakci s některými faktory životního prostředí, jako jsou viry, vystavení záření, různé chemické látky a znečišťující látky, souvisejí se zvýšením rizika vzniku rakoviny. Karcinogeny mají vliv na poškození DNA, narušení hormonů, zánět tkání nebo zapnutí či vypnutí genů . Na druhé straně existují podstatné důkazy o tom, že synergismus dvou různých expozic může způsobit některé druhy rakoviny. Azbest například zvyšuje karcinogenitu tabákového kouře, takže výskyt rakoviny plic byl zvláště vysoký u lidí, kteří kouřili a byli na pracovišti vystaveni azbestu . V důsledku toho se v lékařské literatuře často používá široký záběr životního prostředí a je známo, že faktory životního prostředí zvyšovaly riziko vzniku rakoviny . K určení přesného vlivu faktorů životního prostředí na vznik rakoviny je tedy zapotřebí více podrobných studií.

Závěr

Lidé se mohou vyhnout některým expozicím způsobujícím rakovinu, jako je tabákový kouř a sluneční záření. Jiným rizikovým faktorům životního prostředí, včetně škodlivin v ovzduší, vodě a potravinách, však zabránit nelze vzhledem k tomu, že se skládají z běžného života. Je známo, že faktory životního prostředí mohou způsobit vznik rakoviny nebo k němu přispět. K určení přesné příčiny zdravotního účinku je však zapotřebí podrobnějších studií. Výsledkem je, že po provedení velkého počtu studií může být asociace skutečného rizika vzniku rakoviny s rizikovými faktory životního prostředí jasnější.

1. Futreal PA, Kasprzyk A, Birney E, Mullikin JC, Wooster R, et al. (2001) Cancer and genomics. Nature 409: 850-852.
2. Stratton MR, Campbell PJ, Futreal PA (2009) The cancer genome (Genom rakoviny). Nature 458: 719-724.
3. Williams GM (2001) Mechanismy chemické karcinogeneze a aplikace na hodnocení rizika rakoviny u člověka. Toxicology 166: 3-10.
4. Williams G M (1979) Review of in vitro test systems using DNA damage and repair for screening of chemical carcinogens (Přehled testovacích systémů in vitro využívajících poškození a opravy DNA pro screening chemických karcinogenů). J Assoc Official Anal Chemists 62: 857-863.
5. Williams G M (1985) Genotoxic and epigenetic carcinogens, In: Sborník příspěvků k problematice rakoviny: F. Homburger (ed.), Safety Evaluation and Regulation of Chemicals 2. Impact of Regulations-Improvement of Methods, Basel: Karger: 251-256.
6. Williams G M (1987) DNA reactive and epigenetic carcinogens (DNA reaktivní a epigenetické karcinogeny), In: Barrett, (ed.), Mechanisms of Environmental Carcinogenesis, Vol 1: Role of Genetic and Epigenetic Changes, Boca Raton, FL: CRC Press, Inc:113-127.
7. Williams GM (1987) Definition of a human cancer hazard. In: Nongenotoxické mechanismy v karcinogenezi. New York: Banbury Report 25, Cold Spring Harbor Laboratory: 367-380.
8. Williams GM (1992) DNA reaktivní a epigenetické karcinogeny. Exp Toxicol Pathol 44: 457-464.
9. „Tag: Early diagnosis of cancer“, https://sanjivharibhakti.wordpress.com/tag/early-diagnosis-of-cancer/ (Přístup: 11. března 2017).
10. Yokus B, Ülker DU (2012) Kanser Biyokimyasi. Dicle Üniv Vet Fak Derg 1: 7-18.
11. Aksoy U, Eltem R, Meyvaci KB, Altindisli A, Karabat S (2007) Five-year survey of ochratoxin A in processed sultanas from Turkey. Food Addit Contam 24: 292-296.
12. Lobo V, Patil A, Phatak A, Chandra N (2010) Volné radikály, antioxidanty a funkční potraviny: Vliv na lidské zdraví. Pharmacogn Rev 4: 118-126.
13. Bougie O, Weberpals JI (2011) Klinické úvahy o nosičích mutací BRCA1 a BRCA2: A Review. Int J Surg Oncol 2011: 374012.
14. King MC, Marks JH, Mandell JB (2003) Breast and ovarian cancer risks due to inherited mutations in BRCA1 and BRCA2. Science 302: 643-646.
15. Antoniou A, Pharoah PD, Narod S, Risch HA, Eyfjord JE, et al. (2003) Průměrné riziko karcinomu prsu a vaječníků spojené s mutacemi BRCA1 nebo BRCA2 zjištěnými v sérii případů neselektovaných podle rodinné anamnézy: kombinovaná analýza 22 studií. Am J Hum Genet 72: 1117-1130.
16. Vogelstein B, Kinzler KW (1993) Vícestupňová povaha rakoviny. Trends Genet 9: 138-141.
17. Dauda S (2011) Dicle Üniversitesi Tip Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalinda „Iyonlastirmayan Elektromanyetik Alanlar Ve Ihsan Sagligi“ Üzerine Yapilmis Arastirma Sonuçlarinin Degerlendirilmesi ÇEVRE ve Halk Sagligi Için Emanet 2011, Elektromanyetik Alanlar ve Etkileri Sempozyumu 7 – 8 Ekim, Istanbul: 233-237.
18. Elektromanyetik Kirlilik ve Saglik. Kent ve Elektromanyetik Dalga Kirliligi Sempozyumu Bildiri Kitabi, Antalya, 2010; 15-22.
19. 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection (Users Edition)“ ICRP Publication 103. [Doporučení Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu (vydání pro uživatele)]. Ann ICRP 37: 1-332.
20. Radiation protection in Medicine (Radiační ochrana v lékařství) ICRP Publication 105 (Publikace ICRP 105). Ann ICRP 37: 1-63.
21. Radiologická ochrana, rentgenové záření. http://www.arpansa.gov.au/radiationprotection/ Basics/xrays.cfm (Přístup: 29. května 2016).
22. Huang BS, Law MWM, Khong PL (2009) Whole-Body PET/CT Scanning: Odhad radiační dávky a rizika rakoviny. Radiology 251: 166-174.
23. National Toxicology Program, U.S. Department of Health and Human Services, Eleventh Edition of the Report on Carcinogens, 31. ledna 2005.
24. Dedic S, Pranjic N (2009) Lung cancer risk from exposure to diagnostic x-rays. Health Med 3: 307-313.
25. Herfarth H, Palmer L (2009) Risk of Radiation and Choice of Imaging. Dig Dis 27: 278-284.
26. Heyes GJ, Mill AJ, Charles MW (2009) Mammography-oncogenecity at low doses. J Radiol Protect 29: A123-A132.
27. Gilbert ES (2009) Radiation-related risk of solid cancer appears to persist throughout life (Riziko solidních nádorů související s ozářením zřejmě přetrvává po celý život). Int J Radiation Biol 85: 467-482.
28. Dawson P, Punwani S (2009) The thyroid dose burden in medical imaging: A re-examination. Eur J Radiol 69: 74-79.
29. Wakeford R (2008) Childhood leukemia following medical diagnostic exposure to ionizing radiation in utero or after birth. Radiat Prot Dosimetry 132: 166-174.
30. Myles P, Evans S, Lophatananon A, Dimitropoulou P, Easton D a další (2008) Diagnostické radiační postupy a riziko rakoviny prostaty. Br J Cancer 98: 1852-1856.
31. Gilbert ES (2009) Ionizující záření a rizika rakoviny: Co jsme se dozvěděli z epidemiologie? Int J Radiat Biol 85: 467-482.
32. Chhabra D, Oda K, Jagannath P, Utsunomiya H, Takekoshi S a další (2012) Chronic Heavy Metal Exposure and Gallbladder Cancer Risk in India, a Comparative Study with Japan. Asian Pac J Cancer Prev 13: 187-190.
33. Antwi SO, Eckert EC, Sabaque CV, Leof ER, Hawthorne KM, et al. (2015) Exposure to environmental chemicals and heavy metals, and risk of pancreatic cancer. Cancer Causes Control 26: 1583-1591.
34. Verougstraete V, Lison D, Hotz P (2003) Kadmium, rakovina plic a prostaty: A Systematic Review of Recent Epidemiological Data (Systematický přehled nejnovějších epidemiologických údajů). J Toxicol Environ Health B Crit Rev 6: 227-256.
35. Vural H (1993) Agir metal iyonlarinin gidalarda olusturdugu kirlilikler. Çevre Dergisi 8: 3-8.
36. Florea M, Büsselberg D (2011) Metals and Breast Cancer: Kvasinky: rizikové faktory nebo léčebné prostředky? J Toxicol 8: 1-8.
37. Proctor NR (2012) Historie objevu souvislosti cigaret s rakovinou plic: důkazní tradice, popírání ze strany korporací, globální daň. Tob Control 21: 87-91.
38. Key TJ, Schatzkin A, Willett WC, Allen NE, Spencer EA a další (2004) Dieta, výživa a prevence rakoviny. Public Health Nut 7: 187-200.
39. Czene K, Lichtenstein P, Hemminki K (2002) Environmental and heritable causes of cancer among 9.6 million individuals in the Swedish Family-Cancer Database. Int J Cancer 99: 260-266.
40. Anand P, Kunnumakara AB, Sundaram C, Harikumar KB, Tharakan ST a další (2008) Rakovina je onemocnění, kterému lze předcházet a které vyžaduje zásadní změnu životního stylu. Pharm Res 25: 2097-2116.
41. Boffetta P, Nyberg F (2003) Příspěvek environmentálních faktorů k riziku vzniku rakoviny. Br Med Bull 68: 71-94.
42. Irigaray P, Newby JA, Clapp R, Hardell L, Howard V a další (2007) Lifestyle-related factors and environmental agents causing cancer: an overview. Biomed Pharmacother 61: 640-658.
43. Kushi LH, Doyle C, McCullough M, Rock CL, Demark-Wahnefried W, et al. (2006) American Cancer Society Guidelines on Nutrition and Physical Activity for Cancer Prevention: Snížení rizika rakoviny pomocí zdravého výběru potravin a fyzické aktivity. CA Cancer J Clin 56: 254-281.
44. Hussain SP, Hofseth LJ, Harris CC (2003) Radikální příčiny rakoviny. Nat Rev Cancer 3: 276-285.
45. Burrows M (2009) The Clean Air Act (Zákon o čistotě ovzduší): Citizen Suits, Attorneys‘ Fees, and the Separate Public Interest Requirement (Občanské žaloby, poplatky za právní zastoupení a samostatný požadavek veřejného zájmu). Envtl Aff 36.
46. Znečištění ovzduší a rakovina. https://www.iarc.fr/en/publications/books/sp161/ Air Pollutionand Cancer16.pdf (navštíveno 18. května 2016).
47. Brown RC1, Hoskins JA, Miller K, Mossman BT (1990) Pathogenetic mechanisms of asbestos and other mineral fibres. Mol Aspects Med 11: 325-349.
48. Peto J, Seidman H, Selikoff IJ (1982) Mesothelioma mortality in asbestos workers: Důsledky pro modely karcinogeneze a hodnocení rizik. Br J Cancer 45: 124-132.
49. Maghissi AA, Seiler MC (1989) Zvýšení expozice potomkům radonu jako důsledek pasivního kouření. Environ Int 15: 261-264.
50. Kunz E, Ševc J, Placek V, Horáček J (1979) Rakovina plic u člověka v závislosti na různém časovém rozložení expozice záření. Health Phys 36: 699-706.
51. Onkologický výzkum. https://tr.wikipedia.org/wiki/Onkovir%C3%BCs (přístup 20. května 2016).
52. Margaret EM, Munger K (2007) Viruses associated with human cancervol. Biochim Biophys Acta 1782: 127-150.
53. Kolik případů rakoviny je způsobeno životním prostředím? http://www.scientificamerican.com/ article/how-many-cancers-are-caused-by-the-environment/ (navštíveno 13. května 2016).
54. L. Tomatis (1990) Cancer: Tomatis: Příčiny, výskyt a kontrola. Vědecké publikace IARC, 100. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny, Lyon.

.