Ракообразующие вещества обнаружены

Канцерогены внешней среды. Эксперименты на животных и эпидемиологические исследования выявляют степень опасности канцерогенов. Открытие английского хирурга П. Потта. С профессиональными формами рака можно бороться. Круговорот превращений, биологические раздражители. Путь к профилактике.

Дискуссии о механизме превращения нормальной клетки в опухолевую продолжаются и в значительной мере способствуют выявлению истины. Сегодня ученые сходятся во мнении, что среди причин, вызывающих опухолевую трансформацию, очень важная роль принадлежит химическим соединениям — канцерогенам.

Эта причина не единственная. Большое значение имеет ряд физических и биологических факторов. Но данная глава посвящена внешним воздействиям на организм.

Воздействие внешней среды на человека, как правило, комплексно. Однако почти всегда можно говорить о ведущих и второстепенных влияниях. Для исследователя очень важно определить, какое событие или какое сочетание событий явилось решающим в развитии заболевания.

Процесс канцерогенеза многофакторен. Первая стадия — инициация — вызывается генотипическим канцерогеном, а вторая — промоция — идет за счет так называемых эпигенетических агентов, которые могут обладать или не обладать канцерогенными свойствами. Эти положения весьма важны для понимания механизма развития опухолей у человека. В чем же заключается механизм инициации? Фактор-инициатор связывается с ДНК клетки, возникают необратимые изменения типа мутации в генах, и это передается следующим поколениям клеток. Следующие стадии — активация канцерогена, взаимодействие с ДНК и закрепление возникших в ДНК изменений. Онкологи говорят теперь нередко о коканцерогенах — агентах, усиливающих инициацию, они применяются в эксперименте до или одновременно с инициатором.

В процессе промоции идет экспрессия генетических изменений в клетках — активное формирование опухоли. Таким образом, ученые познали тонкости механизма ракообразования в эксперименте, а это значит проложили мост к понятию этих механизмов.

Опыты экспериментаторов наглядно показали, что можно искусственно, воздействуя различными химическими веществами, физическими раздражителями — ультрафиолетовыми лучами и лучами радия, вызывать опухоли у животных. Все эти воздействия, разные по своим характеристикам, вызывали одинаковую реакцию — клетки бунтовали. В одних случаях это было хроническое или бурное воспаление, в других — неудержимый рост. Список канцерогенов с каждым годом пополняется.

Выявление в практической жизни тех специфических раздражителей, которые могут оцениваться в качестве канцерогенных, и проверка их в условиях эксперимента — вот где стык гигиенических исследований с экспериментальной онкологией.

История изучения химических веществ, которые могут вызывать злокачественные опухоли, насчитывает более 200 лет. Сегодня ни один учебник не обходится без упоминания следующего примера. В 1778 г. в Дублине английский хирург П. Потт подробно описал клиническую картину рака кожи мошонки у трубочистов. Эти опухоли переходили на яички, паховую область и даже брюшную полость, приводя не только к тяжелым страданиям, но и к смерти. Печная сажа — вот что вызывало постоянное раздражение кожи мошонки у мальчиков, которые работали трубочистами и практически голыми спускались в печные трубы. Известно, что в Англии в большинстве домов пользовались каминами и профессия трубочистов была широко распространена. С тех пор как изменились способы очистки дымовых труб, описанный Поттом «рак трубочистов» практически исчез.

В 1915 г. японские ученые Н. Ямагава и К. Ишикава с помощью каменноугольной смолы вызвали опухоли на внутренней поверхности ушной раковины животного. Сначала возникали бородавчатые разрастания, а затем злокачественные образования. На вопрос, какие же именно вещества в этой смоле являются ракообразующими, сумели ответить в 20-х гг. английские ученые Дж. Кук, Дж. Хигер и Э. Кениэуэй. Они установили, что это бензпирен (БП), полициклический ароматический углеводород (ПАУ). После этого открытия началась эра обнаружения новых канцерогенов.

Дальнейшие наблюдения свидетельствовали о том, что у представителей отдельных профессиональных групп возникают определенные формы злокачественных опухолей При этом было подмечено, что между периодами действия на организм химических веществ и возникновением опухоли проходит время. Своего рода инкубационный период порой весьма длителен — от нескольких месяцев до нескольких десятков лет. Так, например, рак мочевого пузыря, вызванный анилиновыми красителями, возникает через 4—48 лет, а рак кожи под влиянием смолы и дегтя — через 2—30 лет. Естественно, что это зависит от дозы вещества, биологической структуры и способности организма сопротивляться. Со временем удалось выявить роль каждого из этих факторов. Это оказалось возможным лишь в нашем веке благодаря серьезному поиску представителей двух направлений — экспериментаторов и эпидемиологов, непосредственно изучающих различные группы населения с целью выявить причины различий в частоте отдельных форм злокачественных опухолей.

Множество подобных фактов было отмечено и при наблюдении за рабочими, имеющими дело с синтетическими азокрасителями. Первые сообщения об опасности этих химических соединений были получены из Германии, Швейцарии и Англии. У работающих в анилиновой промышленности рак мочевого пузыря оказывался в 33 раза чаще, чем у остального населения. В 1895 г. немецкий хирург Люис Рен описал рак мочевого пузыря у мужчин, работавших с анилиновыми красками. После Рена появилось большое количество исследований,, доказывающих канцерогенное действие анилиновых продуктов альфа- и бета-нафтиламина.

Публикации о подобных явлениях появились в США и ряде других стран. Давно известна раковая болезнь прядильщиков, которые обслуживали так называемые люль-машины, перерабатывающие крученую или сученую шерсть и хлопок на пряжу и нитки. Машины эти смазывались минеральными маслами, которые попадали на кожу рабочих. В странах Западной Европы было описано немало случаев рака кожи мошонки и опухолей женских половых органов у работающих на этом производстве. В Англии в Бирмингеме до сих пор ежегодно регистрируется от 10 до 20 случаев рака кожи мошонки в основном у тех, кто занят в машиностроительной промышленности и подвергается воздействию минеральных масел. Видимо, там имеют место серьезные нарушения принципов охраны труда.

Альвенсом и Ионасом в 1929 г. на примере работающих на заводе «Фарбениндустри» в Германии было показано, что вдыхание пыли монохроматов вызывает рак легкого.

Можно считать доказанным канцерогенные свойства и ряда других веществ.

Так, еще в 1820 г. Пирс на медеплавильном заводе в Англии заподозрил в канцерогенном воздействии испарения мышьяка. Характерно, что у рабочих возникал рак мошонки так же, как и рак у трубочистов.

В наши дни Международное агентство по исследованию рака в Лионе, активным членом которого является Советский Союз, регулярно издает монографии с описанием химических соединений, обладающих ракообразующим действием. Особо важным является раздел, посвященный тем соединениям, с которыми приходится сталкиваться человеку. Не последнее место здесь принадлежит мышьяку. В одной из публикаций, например, указывается, что при использовании мышьяка рабочие некоторых рудников и садоводы-виноградари в случае нарушения ими принципов охраны труда подвергаются известному риску заболеть не только раком кожи, но и раком легкого.

Итак, еще один враг был обнаружен и идентифицирован. Следующим врагом оказался парафин. В 1875 г. Фолькман описал рак кожи рук у рабочих, которые имели дело с каменноугольным дегтем и парафином. А Мануврье в 1876 г. описал кожный рак от продуктов перегонки каменного угля у истопников, кочегаров и шахтеров. Он предупредил: те из рабочих, кто непосред­ственно соприкасался с каменноугольными брикетами, имели высокий риск развития рака. Работа с гудроном и минеральными маслами — продуктами перегонки каменного угля — также таила в себе определенную опасность, и примером в этом плане могли служить уже упоминавшиеся здесь прядильщики и прядильщицы, когда прядильные машины смазывались минеральными маслами.

Свидетельством канцерогенного воздействия гудрона могут служить нередкие случаи заболевания рабочих — асфальтировщиков дорог, рабочих нефтеперерабатывающих заводов, ткачей хлопчатобумажных тканей.

Все эти виды заболеваний стали относить к профессиональным. Введение ряда гигиенических требований помогло с ними справиться почти полностью.

Однако, помимо профессиональных, человек подвергается бытовым воздействиям вредных веществ. Правда, с канцерогенными веществами, попадающими в окружающую среду, происходят сложные превращения и они теряют часть губительных свойств. Они поглощаются и нейтрализуются некоторыми видами бактерий, имеющихся в почве, разрушаются под действием озона и ультрафиолетовых лучей. Выяснилось также, что клетки человека, в частности клетки печени, могут разрушать канцерогенные вещества. Однако, разумеется, никто не имеет права полагаться на благоприятное стечение естественных факторов. Задача состоит в том, чтобы разрушать ракообразующие вещества во внешней среде или, что еще лучше, не допускать их выхода в атмосферу и в естественные водоемы. В отдельных случаях вопрос должен ставиться о полной замкнутости производственного цикла с использованием всех промежуточных продуктов производства, где обычно в значительной степени обнаруживаются канцерогенные вещества. Здесь имеются в виду полупродукты при получении анилиновых красок и продукты сгорания топлива, выхлопные газы автомобилей и т. п.

В развитых странах ведется большая работа по выявлению канцерогенов и изучению их свойств. Так, знакомясь с работой Института онкологии в Чикаго, мы имели возможность изучить серьезные материалы с описанием химических характеристик ракообразующих веществ и условий предупреждения контактов с ними человека.

Более 100 химических соединений в опытах на животных проявили свою болезнетворную активность. Для человека считаются наиболее опасными нитрозамины, хлорорганические пестициды, в первую очередь ДДТ, а также алкилирующие соединения.

Отечественные исследователи Л. Ф. Ларионов и П. А. Боговский, проведя в Эстонии экспериментальные исследования сланцевых смол, получаемых в камерных печах, установили, что они обладают сильно выраженными канцерогенными свойствами. Затем с помощью изучения спектров флуоресценции путем спектрально-флуоресцентного анализа ленинградские ученые А. А. Ильина и П. П. Дикун уточнили состав и ракообразующие свойства этих смол. Выяснилось, что в спектре «камерного масла», т. е. высококипящей фракции смолы, получаемой из сланцев, имеются характерные признаки наличия 3,4-бензпирена. Эти исследования помогли разработать профилактические меры.

В опытах на животных была изучена ракообразующая активность различных смолистых материалов, используемых в дорожном строительстве. Оказалось, что некоторые битумы содержат сравнительно мало канцерогенных веществ и поэтому могут быть предложены вместо сильного канцерогена — каменноугольной смолы. Было также установлено, что и некоторые смазочные минеральные масла, употребляемые в металлопромышленности, отличаются друг от друга по ракообразующему действию. Знание этого позволило заменить вредные масла безвредными.

Исследования П. П. Дикуна дали возможность качественного и количественного определения 3,4-бензпирена в различных сложных веществах и в атмосфере промышленных городов, куда он попадает с дымовыми выбросами отопительных систем. Выявлено, что дело здесь не в виде топлива, а в неполном его сжигании.

С помощью метода, разработанного П. П. Дикуном, изучается и ряд пищевых продуктов. В результате этих исследований в части случаев изменяется технология их производства. Это еще один активный путь профилактики злокачественных опухолей.

На реках, в озерах и других водоемах с каждым годом увеличивается число судов, оснащенных различными двигателями. В лаборатории профессора Л. М. Шабада исследователи А. П. Ильницкий и В. Г. Клубков показали, что за один час работы такого небольшого двигателя, как подвесной лодочный мотор «Вихрь», в водоем поступает до 0,5 мг бензпирена. Установлена определенная связь между интенсивностью судоходства и концентрацией канцерогенных веществ в илах, планктоне, водорослях, рыбе, моллюсках и других организмах, населяющих воды.

В нашей стране в г. Свердловске некоторое время назад состоялась конференция, посвященная роли асбеста в происхождении рака. Сотрудники Института профессиональных заболеваний г. Свердловска и ученые из г. Асбеста обсуждали вопрос о возможной канцерогенной природе этого вещества. В литературе были описаны отдельные случаи опухолей плевры и легких у работавших в асбестовой промышленности, проведено много опытов на животных с различными сортами асбеста, которые показали, что не все виды асбеста одинаково опасны, но опасность заболевания усугубляется курением. Зная точно, на каком этапе производства следует проявлять максимальную бдительность, можно обеспечить полноценную охрану труда и таким образом предупредить заболевание.

Уже упоминалось о вредном действии выхлопных газов автомобилей, содержащих опасные углеводороды. Исследованиями лаборатории профессора Л. М. Шабада, проведенными совместно с А. Я. Хесиной и другими сотрудниками, показано: правильная эксплуатация автомашин, улучшение сжигания топлива, введение в конструкцию машины нейтрализаторов, обеспечивающих его полное сгорание, позволяют значительно снизить количество бензпирена в выхлопных газах.

За последние десятилетия появились сообщения о загрязнении атмосферы выбросами авиационных двигателей. В саже этих выбросов также обнаружен бензпирен. Группа исследователей в Москве систематически брала пробы из почвы, растительности и снега на территории аэродрома. Оказалось: чем дальше от взлетной полосы, тем меньше концентрации бензпирена. Было показано, что при взлете на среднем режиме работы авиационного двигателя выбрасывается от 2 до 4 мг бензпирена, а при максимальном взлетном режиме — до 8-10 мг, причем и тут многое зависит от характера топлива. А следовательно, имеется возможность значительно уменьшить выброс ракообразующих химических соединений в атмосферу.

Интересно, что количество бензпирена в почвах колеблется в зависимости от сезона. Меньше всего его к концу лета, наибольшие величины — к концу зимы Канцерогены обнаруживаются и в некоторых растениях, причем речь идет не только о попадании их из атмосферы, но и о переходе по корневой системе. Интересный опыт был проведен с астрами и настурциями. Их выращивали на почве, довольно сильно загрязненной бензпиреном и оказалось, что в этих цветах его накопилось в 6 раз больше, чем в контроле.

Все эти примеры касаются полициклических ароматических углеводородов, но, естественно, это только часть существующих канцерогенов. Пути попадания в организм и выведения многих канцерогенов остаются все еще недостаточно изученными, и работа в этом плане продолжается. Показана миграция и циркуляция канцерогенных веществ в окружающей человека среде. В этой циркуляции можно различить ряд этапов, на которых канцерогенные вещества могут либо накапливаться, либо разрушаться, либо переходить в другую сферу. Так, попав в атмосферный воздух с выбросами из различных источников, они частью разрушаются, частью переходят в почву. В почве также может происходить перераспределение канцерогенных углеводородов, вплоть до попадания их в грунтовые воды и в растения и далее в пищу человека и в корм скоту. Однако в организме животных он может разрушаться, и уже в мясе его не обнаруживают. С другой стороны, бензпирен может разрушаться и почвенными бактериями. Способностью его разрушать обладает собственная смешанная микрофлора, по-видимому, любой почвы при условии ее увлажнения.

Все это имеет огромное значение для принятия решительных мер в борьбе с производственными формами злокачественных опухолей.

Однако как бы там ни было, но сегодня мы все еще нередко подвергаемся комбинированному влиянию профессиональных и бытовых вредностей, причем эти комбинации многообразны. Химических и физических агентов, которые могут быть названы ракообразующими, немало (и справедливости ради надо сказать, что еще не все их мы знаем «в лицо»). Но положение не так уж безнадежно. Далеко не всегда эти комбинированные воздействия приводят к развитию болезни. В организме существуют определенные защитные силы. Если человек здоров, этих сил достаточно, чтобы противостоять вредным воздействиям. Но в любом случае эти воздействия представляют определенный фактор риска.

Учение о канцерогенных, или, как их иногда называют, бластомогенных, соединениях оказалось важной главой в изучении причин опухолевого роста. Вопрос ставился не только о том, чтобы узнать их химическую структуру. Важно было разработать методы их выявления и способы нейтрализации в окружающей человека среде, в почве, воде, атмосферном воздухе, пище. Это реальный путь профилактики рака.