Microsvit

Життя у мікроскопі …

Фізичні канцерогенні агенти

грудня 25, 2014

До фізичних факторів, що можуть впливати на організм крім механічного пошкодження відносять електромагнітне випромінення. Електромагнітне випромінювання – взаємопов’язані коливання електричного i магнітного полів, що утворюють електромагнітне поле. Розповсюдження випромінювання здійснюється за допомогою електромагнітних хвиль.

Шкала електромагнітних коливань

Шкала електромагнітних коливань (Ковшило В.Є., 1983)

За електромагнітним діапазоном виділяють сім класів електромагнітного випромінювання: γ-випромінювання, рентгенівські випромінювання, ультрафіолетове випромінювання, оптичне випромінювання, інфрачервоне випромінювання, терагерцове випромінювання та радіохвилі. Перші два класи відносять до іонізуючого випромінювання (хвилі при взаємодії здатні утворювати в речовині іони), інші – називають неіонізуючим випромінюванням. Поділ умовний, так як хвилі певних частот ультрафіолетового випромінювання також можуть іонізувати атоми.

На сьогоднішній час встановлено, що серед фізичних факторів канцерогенну дію мають γ-випромінювання, рентгенівські випромінювання, ультрафіолетове випромінювання та інфрачервоне випромінювання. Але відсутність канцерогенної дії інших класів неіонізуючого випромінювання на даний час не доведена. Дослідження з цього приводу ще тривають. Для зручності поділимо фізичні канцерогенні агенти на 4 групи:

  1. іонізуюче випромінювання (γ-випромінювання, рентгенівські випромінювання);
  2. ультрафіолетове випромінювання;
  3. неіонізуюче випромінювання (інфрачервоне випромінювання);
  4. механічне пошкодження.

Іонізуючим називають випромінювання, яке при взаємодії з речовиною призводить до вивільнення електронів з атома та молекул. Опромінення об’єктів різними видами іонізуючої радіації в рівних дозах викликають різні біологічні ефекти. Для кількісної оцінки якості випромінювання використовують такий показник, як відносна біологічна ефективність. Відносна біологічна ефективність – це відношення поглиненої дози зразкового випромінювання, що викликає певний біологічний ефект (гибель клітин, хромосомні аберації тощо) до поглиненої дози даного випромінювання яке дає такий же біологічний ефект. Для порівняння біологічної ефективності використовують еквівалентну дозу. Це поглинена доза (енергія, яку поглинула тканина, вимірюється у греях) помножена на коефіцієнт якості даного виду випромінювання, що відображає його здатність ушкоджувати тканини організму. У Міжнародній системі одиниць еквівалентна доза вимірюється в джоулях, ділених на кілограм (Дж/кг), і має спеціальну назву – зіверт.

При взаємодії іонізуючого опромінення або вільних радикалів, що утворились при радіолізі води, відбувається розрив ДНК. Такі пошкодження можуть призвести до смерті клітини або до накопичення сублетальних пошкоджень, які призводять до смерті клітини при повторній дії випромінювання. Але у більшості клітин структури ДНК відновлюються репаразами. Пострадіаційна репарація відбувається у дві фази: швидка (протягом першої години після опромінення) та повільна (триває 6-8 годин). Однониткові розриви відновлюються легко. При відновлені двониткових розривів збільшується вірогідність помилок, а 10% двониткових розривів не відновлюються взагалі. Саме вони стають причиною виникнення мутацій. Якщо ж радіаційна мутація сприяє експресії протоонкогенів і депресії антионкогенів, то така мутація стає канцерогенною. Іонізуюче випромінення також має імуносупресорний ефект, який призводить до зниження протипухлинного імунітету.

Вірогідність появи радіаційної мутації залежить від дози та чутливості тканини. Кількість мутацій підвищується відповідно з дозою. Доведено, що багаторазовий вплив середніми дозами небезпечніший ніж одноразовий вплив дуже високою дозою, так як в останньому випадку опромінені клітини просто гинуть. Зв’язок із мутагенністю та чутливістю тканин до іонізуючого випромінювання описаний законом Бергоньє та Трибодо (1908 рік) – тканини з більшою проліферативною активністю більш чутливі до випромінювання. Цей закон дозволив скласти шкалу радіочутливості тканин і органів. Виглядає вона наступним чином (від найбільш чутливих до нечутливих): лімфоїдні органи – гонади – слизові оболонки – щитоподібна залоза – печінка – шкіра – молочна залоза – нирки – м’язова і нервова тканини – … – хрящова та кісткова тканини.

Як хімічний так і радіаційний канцерогенез мають довгий латентний період, передпухлинні морфологічні зміни в зоні впливу та залежність ефекту від дози. Відмінністю є те, що при дроблені загальної дози опромінення онкогенний ефект знижується, а при дії хімічний канцерогенів збільшується.

Ультрафіолетове опромінення (УФ-випромінювання) – електромагнітне випромінювання, що займає спектральну ділянку між видимим і рентгенівським випромінюванням в межах довжин хвиль 400 – 10 нм. Найбільш канцерогенна фракція УФ-випромінювання з довжиною хвиль 290 – 320 нм. В основі механізму дії УФ-випромінювання на ДНК лежить фотобіологічний ефект. Вважається, що ультрафіолетові промені вибивають електрони з атомів ДНК, при цьому молекули азотистих основ стають гіперреакційними та можуть викликати зшивання пірімідінових основ. Якщо репарація в зоні пошкодження не відбувається, то такі дімери призводять до помилок транскрипції і, як наслідок, мутацій. Крім фотобіологічного ефекту УФ-промені викликають імунодепресію. З іншого боку на людину і тварин малі дози УФ-випромінювання сприяють утворенню вітамінів групи D та покращують імунобіологічні властивості організму.

Неіонізуюче випромінювання – це електромагнітне випромінювання в діапазоні довжин електромагнітних хвиль від 100 нм до 10 км (ультрафіолетове випромінювання, оптичне випромінювання, інфрачервоне випромінювання, радіочастотне випромінювання тощо). Подібно іонізуючому випромінюванню існує глобальний природний фон неіонізуючого випромінювання обумовлений електричними та магнітними полями Землі, атмосферною електрикою, космічним радіовипромінюванням тощо. Відомо велика кількість техногенних джерел електромагнітного випромінювання (деякі види промисловості, побутові прибори тощо), рівень їх впливу на організм живих істот перевищує природний фон у 4-6 разів. Експериментально доведений факт збільшення ризику виникнення лейкемії та новоутворень головного мозку у тварин при довготривалому впливі електромагнітного випромінювання промислового типу. Також з’являються повідомлення щодо збільшення ризику гемобластозів у людей при використанні побутових електроприборів. Відмічають імунодефіцитні стани, ендокринні порушення та зниження природного протипухлинного імунітету при дії електромагнітного випромінювання. Ступінь канцерогенної небезпеки електромагнітного випромінювання поки же не встановлений, так як повідомлення щодо їх впливу на організм поодинокі та суперечливі.

Механічне пошкодження тканин за сучасним уявленням не призводить до розвитку новоутворень. Але травма впливає на швидкість канцерогенезу, це обумовлено проліферацією тканини у відповідь на пошкодження. Клітини у стані проліферації стають більш чутливими до канцерогенного впливу. Найбільш небезпечні травми, що викликають довготривалі хронічні запальні процеси, при яких поєднуються фактори, що викликають канцерогенез: довготривала проліферація, порушення диференціації клітин, втрата зв’язку між епітелієм та стромою тощо.

Ваша електронна адреса не буде опублікованна. Обов’язкові поля позначені *

*