Czynniki rakotwórcze – o czym warto wiedzieć?

Nowotwory złośliwe to druga, po chorobach układu krążenia, przyczyna zgonów w Polsce. Wśród mężczyzn najczęściej diagnozowanym rakiem jest rak prostaty, natomiast u kobiet – rak piersi. Czynniki rakotwórcze (karcynogeny) są substancjami powszechnie występującymi w naszym otoczeniu, co sprawia, że liczba diagnozowanych nowotworów złośliwych z roku na rok rośnie. Czy jesteśmy w stanie chronić się przed nimi, by zminimalizować efekty ich oddziaływania na nas? Czy zawsze działanie czynnika rakotwórczego powadzi do raka?

Czynniki rakotwórcze – czym są te związki?

Czynniki rakotwórcze to substancje, organizmy lub środki, których działanie powoduje w komórkach zmiany prowadzące do powstania raka. Na ten moment znanych jest ponad 100 karcynogenów. Dzielimy je na:

• Chemiczne:
  • karcynogeny kompletne,
  • prekarcynogeny:
    1. środki acylujące, 
    2. środki alkilujące,
  • karcynogeny bezpośrednie:
    • węglowodory policykliczne,
    • aromatyczne aminy,
    • barwniki azowe,
    • produkty roślinne i zwierzęce,
    • nitrozaminy i nitrozamidy,
    • inne, tzw. zawodowe.
• Fizyczne:
  • promieniowanie ultrafioletowe,
  • promieniowanie jonizujące.
• Biologiczne:
  • wirusowe, 
  • bakteryjne.
• Leki hormonalne:
  • hormonalna terapia zastępcza (HTZ),
  • antykoncepcja hormonalna,
  • tamoksyfen. 

Czynniki rakotwórcze – przykłady i charakterystyka

Biologiczne czynniki rakotwórcze

Wśród czynników biologicznych inicjujących nowotworzenie największe znaczenie mają wirusy DNA: Epsteina- Barr (EBV), brodawczaka ludzkiego (HPV), zapalenia wątroby typu B (HBV), mięsaka Kaposiego (KSHV), a także wirusy RNA: ludzkiej białaczki T-komórkowej typu 1 i 2 (HTLV-1/ HTLV-2). 

Największe znaczenie rakotwórcze mają podtypy 16 i 18 wirusa HPV, które odpowiadają za 85% przypadków nowotworów szyjki macicy.

Zakażenie EBV koreluje silnie z chłoniakami: Burkitta, z linii B – komórkowej, Hodgkina oraz nowotworami gardła. Występowanie infekcji KSHV wywołuje mięsaka Kaposiego, a HTLV1/ 2- chłoniaki. Wśród rakotwórczych czynników bakteryjnych najlepiej poznana jest bakteria H. pylori, która może inicjować raka lub chłoniaka żołądka.

Chemiczne czynniki rakotwórcze

Można je podzielić na inicjatory i promotory procesu nowotworowego. Karcynogeny kompletne są zdolne zarówno do zapoczątkowania, jak i rozwoju procesu nowotworowego. Wśród chemicznych czynników rakotwórczych wyróżnia się czynniki działające bezpośrednio oraz prekarcenogeny. Bezpośrednim działaniem cechują się związki alkilujące i acylujące, które powszechnie wykorzystywane są w leczeniu nowotworów takich jak białaczka limfatyczna u dzieci, rak zarodkowy jądra oraz chłoniak Hodgkina. Są to słabe karcynogeny, ale stosowanie ich w terapii powoduje, że wtórnie, po wielu latach, mogą stać się przyczyną pojawienia się takich nowotworów u pacjentów. Korzyści płynące z ich zastosowania w leczeniu nowotworów przeważają nad ich skutkami negatywnymi. 

Prekarcynogeny to substancje wymagające zajścia procesów, które pobudzą ich działanie jako karcynogenów. Wśród nich wymienia się m.in. aromatyczne węglowodory takie jak benzopiren, benzofluorantren, benzoantracen, obecne w dymie tytoniowym, powstające podczas smażenia z użyciem tłuszczów zwierzęcych oraz wędzenia i grillowania (ryby, mięso). Substancje te mogą pojawić się w warzywach liściastych uprawianych w sąsiedztwie dróg i zakładów przemysłowych. Zostały bardzo dobrze poznane ze względu na powszechność występowania i uważa się, że mają największe znaczenie w nowotworzeniu. Mają swój udział w powstawaniu raka: skóry, mięsaków, płuc, nerek, gruczołu krokowego, ślinianek i pęcherza moczowego.  Obecność węglowodorów aromatycznych stwierdza się też w dymach fabrycznych, rozpuszczalnikach, smarach, asfalcie, bitumenie, parafinie, olejach mineralnych, stąd uważane są za czynniki odpowiedzialne za powstawanie nowotworów związanych z ekspozycją zawodową. Aromatyczne aminy i barwniki azowe (np. benzydyna, żółcień masłowa, czerwień szkarłatna, B-naftyloamina) związane są przede wszystkim z rozwinięciem się raka wątroby i przewodów żółciowych. B – naftyloamina może inicjować pojawienie się raka pęcherz moczowego.

Czynniki rakotwórcze pochodzenia naturalnego, to przede wszystkim mikotoksyny – aflatoksyna B1 i ochra toksyna A. Pierwsza z nich odpowiada za wystąpienie raka wątroby, a produkowana jest przez grzyby pleśniowe Aspergillus flasz, pojawiają się w źle przechowywanych bakaliach i zbożach, sprowadzanych z krajów tropikalnych bez odpowiedniej kontroli. Aflatoksyna B1 uznawana jest za jeden z najniebezpieczniejszych czynników rakotwórczych i, podobnie jak inne aflatoksyny, ma zdolność kumulowania się w tkankach. Ochratoksyna B wytwarzana przez grzyby pleśniowe Aspergillus i Penicyllinum. Występuje w zbożach, konserwach mięsnych, suszonych owocach oraz serach, winogronach i nieprawidłowo przefermentowanym winie, orzeszkach ziemnych, piwie kukurydzanym. Jako czynnik rakotwórczy wpływa na pojawienie się raka pęcherza moczowego, dodatkowo działa hepatotoksycznie, nefrotoksycznie i neurotoksycznie. Pochodne nitrozamin i nitrozamidów, czyli przede wszystkim azotyny i azotany obecne w warzywach nawożonych pestycydami, konserwantach stosowanych do mięs i serów (np. saletra) i piwa odpowiadają za powstanie nowotworów w przewodzie pokarmowych m.in. raka żołądka. 

Inne rakotwórcze czynniki chemiczne, związane z ryzykiem zawodowym to:

• azbest (rak płuc, opłucnej, przewodu pokarmowego),
• chrom, nikiel i in. metale (nowotwory górnych dróg oddechowych),
• arsen (rak skóry),
• chlorek winylu (nowotwory wątroby),
• barwniki, gumy (rak pęcherza moczowego).

Fizyczne czynniki rakotwórcze 

Promieniowanie ultrafioletowe wykazuje działanie karcinogenne szczególnie w paśmie UV-B. Czas narażenia i wrażliwość osobnicza (ilość melaniny w skórze) warunkują u pacjentów rozwój czerniaka, raka płaskonabłonkowego i podstawnokomórkowego skóry. Promieniowanie jonizujące wykazuje działanie rakotwórcze zarówno jako promieniowanie gamma, rentgenowskie, jak i alfa, beta, protonowe i neutronowe. Najczęstszymi nowotworami powodowanymi przez ten czynnik rakotwórczy są: białaczki, rak tarczycy, piersi, płuc, ślinianek i skóry. Radon jako promieniotwórczy gaz powstający w czasie wypalania materiałów budowlanych, może wywoływać nowotwory płuc. 

Inne czynniki rakotwórcze 

1. Hormonalna terapia zastępcza – HTZ – zastosowanie estrogenów w połączeniu z gestagenami zwiększa ryzyko wystąpienia raka piersi i jajnika, natomiast brak równowagi między tymi hormonami może być sprawcą raka błony śluzowej macicy. 
2. Antykoncepcja hormonalna – zwiększa ryzyko wystąpienia raka piersi, ale zmniejsza częstość występowania nowotworów endometrium oraz jajnika.   
3. Tamoksyfen – zwiększa ryzyko raka endometrium, zmniejsza – raka jajnika.

Czynniki rakotwórcze – jak wpływają na rozwój nowotworów?

Proces powstawania i rozwoju nowotworów nazywany jest karcinogenezą. Jest on związany z pojawieniem się mutacji, czyli patologicznej zmiany w materiale genetycznym pacjenta, pod wpływem czynników rakotwórczych. Zwykle proces ten dotyczy jednego rodzaju komórek, tzn. jest procesem monoklonalnym (wszystkie powstające komórki są identyczne). Karcinogeneza jest wieloetapowym i długotrwałym ciągiem zdarzeń, składającym się z trzech etapów:

1. Inicjacja – zapoczątkowanie procesu nowotworzenia- powstaje pojedyncza mutacja materiału w materiale genetycznym.
2. Promocja – zachodzą kolejne mutacje, w wyniku czego powstaje komórka nowotworowa, która mam zdolność do proliferacji.
3. Progresja – komórki nowotworowe zyskują umiejętność niekontrolowanego wzrostu i tworzenia przerzutów (proces nieodwracalny).

Działanie czynników rakotwórczych prowadzi do szeregu mutacji, których wynikiem jest powstanie klonu nowotworowego mającego zdolność do niekontrolowanego rozrostu. Karcinogeny mogą działać na 3 sposoby: bezpośrednio uszkadzając DNA, powodując mutacje w genach naprawiających błędy powstałe przy translacji materiału genetycznego (powstają geny mutatorowe) lub mutując geny odpowiedzialne za proliferację komórek (powstają onkogeny). W zależności od czasu ekspozycji, wrażliwości osobniczej, rodzaju czynnika rakotwórczego i złośliwości czas trwania procesu nowotworowego może być różny. W przypadku łagodnych nowotworów karcinogeneza może trwać latami, nie dając żadnych objawów, natomiast rak złośliwy może rozwinąć się w ciągu kilku miesięcy.  

Pojedynczy kontakt z czynnikiem rakotwórczym nie musi oznaczać, że od razu zachorujemy na raka, jednak systematyczne narażenie na większe lub mniejsze dawki karcynogenów może zainicjować proces nowotworowy. Czasem nasze predyspozycje są większe, może to wynikać np. z nosicielstwa wirusa w organizmie (HPV), palenia biernego lub czynnego, nadużywania alkoholu, czy niezdrowej diety. Niektórzy rodzą się z dziedzicznymi predyspozycjami do zachorowania na nowotwór (5-12% pacjentów) np. mutacja BRCA-1 dla raka piersi. Ważne jest jednak, by świadomie, nie narażać się na działanie czynników rakotwórczych, dzięki czemu proces nowotworowy nie musi zostać zainicjowany w naszym organizmie. 

Podsumowanie – FAQ

1. Czy długotrwałe narażenie na niskie dawki czynników rakotwórczych, np. w pracy biurowej, może zwiększyć ryzyko zachorowania na raka?

Pojedynczy kontakt z czynnikiem rakotwórczym nie musi odbić się na naszym zdrowiu, jednak narażenie ciągłe na karcynogen może spowodować, że w naszym organizmie zaczną zachodzić mutacje prowadzące do powstania raka. Dobrym przykładem jest bierne palenie, które nie musi wcale powodować raka, natomiast permanentne narażenie na dym tytoniowy może zainicjować karcinogenezę. 

2. Jakie nieoczywiste produkty spożywcze lub nawyki mogą zawierać czynniki rakotwórcze?

Wśród czynników rakotwórczych wskazuje się warzywa, uprawiane z użyciem pestycydów lub w pobliżu zakładów przemysłowych i dróg. Także nieprawidłowo przechowywane bakalie, suszone owoce, orzech, sery, zboża, wino, piwo mogą stać się źródłem rakotwórczych mikotoksyn. Nie dla wszystkich oczywistym jest też, że proces obróbki cieplnej produktów mięsnych – grillowanie, wędzenie, smażenie- są źródłem pochodnych węglowodorów aromatycznych, które są jednymi z najgroźniejszych karcynogenów.

  3. Czy zmieniające się warunki klimatyczne mogą prowadzić do nowych, nieznanych dotąd czynników rakotwórczych?

Lista czynników rakotwórczych wciąż jest poszerzana. Zmiana warunków klimatycznych może wpłynąć na naszą dietę, rodzaje upraw, zachowania. Karcinogenem może stać się nowa roślina, nieobecny w naszym klimacie szczep wirusa czy produkcja przemysłowa, która w danych warunkach nie była możliwa. Być może nie od razu zostanie to uznane za czynnik rakotwórczy, jednak z czasem może się nim okazać.

Mgr Jolanta Pawłowska