מסרטנים מוגדרים כחומר כלשהו או קרינה המקדם היווצרות סרטן או סרטן. חומרים מסרטנים כימיים עשויים להיות טבעיים או סינתטיים, רעילים או לא רעילים. חומרים מסרטנים רבים הם אורגניים באופיים, כמו בנזו [א] פירנה ווירוסים. דוגמא לקרינה מסרטנת היא אור אולטרה סגול.
כיצד פועלים חומרים מסרטנים
חומרים מסרטנים מונעים מוות תקין של תאים (אפופטוזיס) מלהתרחש כך חלוקת הסלולר אינו מבוקר. התוצאה היא גידול. אם הגידול מפתח את היכולת להתפשט או לגרור (הופך לממאיר), תוצאות סרטן. יש חומרים מסרטנים נזק ל- DNAעם זאת, אם מתרחש נזק גנטי משמעותי, בדרך כלל תא פשוט מת. חומרים מסרטנים משנים את חילוף החומרים התאים בדרכים אחרות, וגורמים לתאים הנגועים להתמחות פחות ואילו הם מסווים אותם מהבטן מערכת חיסונית אחרת מונע ממערכת החיסון להרוג אותם.
כולם חשופים לחומרים מסרטנים כל יום, ובכל זאת לא כל חשיפה גורמת לסרטן. הגוף משתמש במספר מנגנונים בכדי להסיר חומרים מסרטנים או לתקן / להסיר תאים פגומים:
- תאים מזהים חומרים מסרטנים רבים ומנסים להפוך אותם למזיקים באמצעות ביוטרנספורמציה. טרנספורמציה מגדילה את מסיסות של חומרים מסרטנים במים, ומקלים על השטיפה מהגוף. עם זאת, לעיתים ביוטרנספורמציה מגבירה את המסרטנות של חומר כימי.
- גנים לתיקון DNA מתקן DNA שנפגע לפני שהוא יכול לשכפל. בדרך כלל המנגנון פועל, אך לעיתים הנזק אינו קבוע או שהוא נרחב מכדי שהמערכת תתקן.
- גנים מדכאי גידולים מבטיחים צמיחת תאים וחלוקה מתנהגים כרגיל. אם מסרטנים משפיעים על פרוטו-אונקוגן (גן המעורב בגידול תאים רגיל), השינוי יכול לאפשר לתאים להתחלק ולחיות כאשר הם בדרך כלל לא היו עושים זאת. שינויים גנטיים או נטייה תורשתית ממלאים תפקיד בפעילות המסרטנת.
דוגמאות לחומרים מסרטנים
רדיונוקלידים הם מסרטנים, בין אם הם רעילים או לא, מכיוון שהם פולטים אלפא, בטא, גמא, או קרינת נויטרונים שיכולים ליינן רקמות. סוגים רבים של קרינה הם מסרטנים, כמו למשל אור אולטרה סגול (כולל אור שמש), קרני רנטגן וקרני גמא. בדרך כלל, מיקרוגל, גלי רדיו, אור אינפרא אדום, ואור גלוי אינם נחשבים מסרטנים מכיוון ש פוטונים אין לי מספיק אנרגיה לשבור קשרים כימיים. עם זאת, ישנם מקרים מתועדים של צורות קרינה "בטוחות" בדרך כלל הקשורות לעלייה בשיעור סרטן עם חשיפה ממושכת בעוצמה גבוהה. מזונות וחומרים אחרים שהוקרנו בקרינה אלקטרומגנטית (למשל קרני רנטגן, קרני גאמה) אינם מסרטנים. לעומת זאת, הקרנה של נויטרון יכולה לגרום לחומרים לסרטנים באמצעות קרינה משנית.
חומרים מסרטנים כימיים כוללים אלקטרופילים מפחמן, התוקפים DNA. דוגמאות לפחמן אלקטרופילים הם גז חרדל, כמה אלקנים, אפלטוקסין ובנזו [a] פירנה. בישול ועיבוד של מזונות יכולים לייצר חומרים מסרטנים. צליה או טיגון של מזון, בפרט, יכולים לייצר חומרים מסרטנים כמו אקרילאמיד (בצ'יפס וצ'יפס תפוחי אדמה) ופחמימנים ארומטיים פולינאריים (בבשר על האש). חלק מהמסרטנים העיקריים בעשן סיגריות הם בנזן, ניטרוסמין ופחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAHs). רבים מתרכובות אלה נמצאות גם בעשן אחר. חומרים מסרטנים כימיים חשובים אחרים הם פורמלדהיד, אסבסט ויניל כלוריד.
חומרים מסרטנים טבעיים כוללים אפלטוקסינים (שנמצאים בדגנים ובוטנים), הפטיטיס B וכדורי הפפילומה האנושיים, החיידק. הליקובקטר פילורי, ונתזי הכבד Clonorchis sinensis ו Oposthorchis veverrini.
כיצד מסווגים חומרים מסרטנים
ישנן מערכות שונות ומגוונות של סיווג מסרטנים, בדרך כלל בהתבסס על האם ידוע כי חומר מסרטן בבני אדם, חשוד כמסרטן או מסרטן בבעלי חיים. מערכות סיווג מסוימות מאפשרות גם תיוג של חומר כימי לא סביר להיות מסרטן אנושי.
מערכת אחת היא זו שמשמשת את הסוכנות הבינלאומית לחקר סרטן (IARC), שהיא חלק מארגון הבריאות העולמי (WHO).
- קבוצה 1: סרטן אנושי ידוע, שעלול לגרום לסרטן בנסיבות חשיפה טיפוסיות
- קבוצה 2A: ככל הנראה סרטן אנושי
- קבוצה 2B: יתכן שמסרטן אנושי
- קבוצה 3: לא ניתן לסווג
- קבוצה 4: ככל הנראה לא מסרטנת אנושית
ניתן לסווג חומרים מסרטנים לפי סוג הנזק שהם גורמים. גנוטוקסינים הם מסרטנים הנקשרים ל- DNA, משתנים אותו או גורמים נזק בלתי הפיך. דוגמאות לגנוטוקסינים כוללות אור אולטרה סגול, קרינה מייננת אחרת, וירוסים מסוימים וכימיקלים כמו N-nitroso-N-methylurea (NMU). ננוטוקסינים אינם פוגעים ב- DNA, אך הם מקדמים צמיחת תאים ו / או מונעים מוות מתוכנן. דוגמאות לסרטן ננו-רעיל הם חלק מההורמונים ותרכובות אורגניות אחרות.
כיצד מדענים מזהים חומרים מסרטנים
הדרך הוודאית היחידה לדעת אם חומר הוא מסרטן היא לחשוף אותו בפני אנשים ולראות אם הם מפתחים סרטן. ברור שזה לא מוסרי ולא מעשי, ולכן רוב המסרטנים מזוהים בדרכים אחרות. לעיתים חזוי כי גורם גורם לסרטן מכיוון שיש לו מבנה כימי דומה או השפעה על תאים כמסרטן ידוע. מחקרים אחרים נערכים על תרבויות תאים ובעלי מעבדה, תוך שימוש בריכוזים גבוהים בהרבה של כימיקלים / נגיפים / קרינה מאשר אדם היה נתקל בהם. מחקרים אלה מזהים "חשודים מסרטנים" מכיוון שהפעולה אצל בעלי חיים עשויה להיות שונה אצל בני אדם. ישנם מחקרים המשתמשים בנתונים אפידמיולוגיים כדי למצוא מגמות בחשיפה לאדם ובסרטן.
פרוקסינוגנים וחומרים מסרטנים
כימיקלים שאינם מסרטנים, אך הופכים לחומרים מסרטנים כאשר הם עוברים חילוף חומרים בגוף נקראים פרוקסינוגנים. דוגמה לפרוקסינוגן היא ניטריט, המטבוליזציה ליצירת ניטרוסמינים מסרטנים.
מקדם סרטן או מקדם הוא חומר כימי שאינו גורם לסרטן בפני עצמו אלא מקדם פעילות מסרטנת. נוכחותם של שני הכימיקלים יחד מעלה את הסבירות לחלות בסרטן. אתנול (אלכוהול דגנים) הוא דוגמה למקדם.