Chemický karcinogen Látka schopná vyvolat vznik zhoubného nádoru Zhoubný nádor - nenormální nekontrolované množení buněk v některé části
těla, šíření nádorových buněk do jiných orgánů - metastázy látky s pozdním účinkem - po opakované nebo dlouhodobé expozici, dlouhá
doba latence, vliv celé řady dalších faktorů
Epidemiologická studie statistické vyhodnocení vztahu mezi expozicí dané látce a zvýšeným rizikem
vzniku nádorového onemocnění odpověď na otázku „Zvyšuje expozice dané látce statisticky významně riziko
vzniku nádoru“ - údaje o expozici (analýza pracovního prostředí, BET - analýza biologického materiálu exponovaných osob, apod.) a údaje o zdravotním stavu (registry)
Pokusy na zvířatech výhoda - expozice přesně definované látce nebo skupině látek nevýhoda - předpoklad přenositelnosti dat na člověka ne vždy pravdivý výpočet směrnicového faktoru (SF)
Klasifikace karcinogenůIARC (International Agency for Research on Cancer) - součást WHOTřída I - látka je karcinogenní pro člověka Třída IIA - látka je pravděpodobně karcinogenní pro člověkaTřída II B - látka je možná karcinogenní pro člověkaTřída III - látka není klasifikována jako možný karcinogenTřída IV - látka je pravděpodobně není karcinogenní
US EPA (United States Environmental Protection Agency)Kategorie A - lidský karcinogen Kategorie B1 - pravděpodobný lidský karcinogen - omezené studie na lidech Kategorie B2 - pravděpodobný lidský karcinogen - žádné studie na lidechKategorie C - možný lidský karcinogenKategorie D - není klasifikován jako karcinogenKategorie E - prokazatelně nekarcinogenní
Klasifikace karcinogenůNařízení vlády 258/2001 sb, příloha 2
Kategorie 1Látky o nichž je známo, že jsou karcinogenní pro člověka. Existuje průkazná souvislost mezi expozicí člověka látkou a vznikem rakoviny.
Kategorie 2Látky, na něž je třeba pohlížet, jako by byly karcinogenní pro člověka. Existují dostatečné důkazy dovolující závažný předpoklad, že expozice člověka látce může mít za následek vznik karcinomu, obvykle na základě:
- příslušných dlouhodobých studií na zvířatech,- jiných závažných informací
Kategorie 3Látky , které mohou u lidí vyvolat obavy vzhledem k možným karcinogenním účinkům, u kterých však jsou dostupné informace o karcinogenitě nedostačující pro uspokojivé posouzení. Existují některé důkazy na základě příslušných studií na zvířatech, nejsou však dostačující pro zařazení látky do kategorie 2.
Látky mutagenní (genotoxické) látky schopné vyvolat změnu ve struktuře nebo pořadí bází v DNA změna genetické informace
Změna genetické informace somatické buňky v embrionálním stádiu defektní vývoji některého orgánu nebo systému zánik jednotlivých buněk - porucha syntézy životně důležitých proteinů nádorové bujení - genotoxické karcinogeny změna fenotypu - nepřenáší se na další generace
Změna genetické informace gametické buňky (spermie, vajíčko) smrt gamet - reprodukční toxicita abnormální vývoj plodu - vývojová toxicita změna genotypu - přenáší se na další generace
Mě už chytli mockrát, ale vždycky mě zase hodili nazpátek
Krátkodobé (screeningové) testy mutagenity
Amesův test
• využívají se histidin auxotrofní kmeny Salmonela typhimurium, které se nejsou schopné množit bez přítomnosti histidinu
• působením mutagenní látky (metabolitu) dojde ke zpětné mutaci a mutanti jsou schopni histidin syntetizovat - množí se bez vnějšího zdroje histidinu, na misce narůstají kolonie
• v případě, že testovaná látka není mutagenní, auxotrofní kmen spotřebuje vnější zásobu histidinu a postupně vyhyne
• rychlý levný test, výsledky ne vždy plně přenositelné na člověka
Reverzní testy
• využití zpětných mutací (reverze)• působením známého mutagenu nejprve vytvoříme bakteriální kmen, který není
schopen syntetizovat některý pro život nezbytný metabolit (auxotrofní bakterie)• tento auxotrofní kmen pak použijeme k testování mutagenity sledované látky
DNA - strukturaZákladním stavebním kamenem DNA je NUKLEOTID, jehož stavebními prvky jsou dusíkatá báze, cukr (pentóza) a zbytky kyseliny fosforečné Dusíkaté báze se spojují do párů A-T a C-G
DNA - funkce
DNA
RNA
Protein
Transkripce
Translace
Replikace
Enzym helikáza rozplete úsek dvoušroubovice o délce 1 000 nukleotidů
Enzym DNA polymeráza ke každému z nukleotidů starého řetězce připojí příslušný nukleotid nového řetězce
Enzym DNA ligáza připojí poslední úsek nového řetězce k předchozímu, DNA helikáza rozplete další část starého řetězce
DNA - replikace
Kódující řetězec
RNA polymeráza
RNA - DNA hybridní helix
mRNA
DNA - TranskripcePřepis DNA na mRNA - enzym RNA polymeráza
párování: DNA A T C G
m RNA U A G C
DNA - translace mRNA (messenger) - nese „plán“ proteinu tRNA (transfer) - doprava aminokyselin do ribozómu
Aminokyselina
Narůstající polypeptidový
řetězec
Antikodon - trojice bází kompatibilní s
bázemi kodonu
Kodon
Úseky DNA (trojice bází) kódující příslušnou aminokyselinu v polypeptidovém řetězci (Triplety)
Triplet
Sekvence bází přepsané do mRNA (Kodony)
Kodon
Trojice bází tRNA odpovídající trojici bází kodonu (Antikodon)
Aminokyseliny odpovídající trojici bází antikodonu
Molekula DNA
Genová exprese (cesta od genu k proteinu)
Genové mutaceBodové mutace - záměna jedné nebo malého počtu bází
(substituce, inserce a delece)
Transpozice - změna polohy celého genu
Chromozomové aberace
Numerické - změna v počtu chromozomů
Strukturní - změna ve struktuře chromozomů
Genové mutace
Normální sada chromozomů
Onemocnění spojená s chromozómovými aberacemi
Chromozómové aberace
Karcinogeny
Genotoxické (mutageny)• reagují přímo s DNA (vliv na transkripci a replikaci) nebo ovlivňují genovou expresi ve fázi
translace
Přímé - nevyžadují metabolickou aktivaciNepřímé - vyžadují metabolickou aktivaci
Epigenetické• nereagují s DNA, přímý vliv na enzymatický, hormonální nebo imunitní systém• pozitivní výsledky testů na zvířatech, negativní při Amesově testu • velmi často působí spíše jako promotory karcinogeneze• Azbest - vlákna SiO2
• Estrogen• Cyklosporin A - imunosupresivní látka
Dose-responseDose-response
DOSE
linear,no threshold
non-linear,threshold
Effect
Dávka - účinekD
ávka
Účinek
Nelineární průběhJe práh účinku
Lineární průběhNení práh účinku
Epigenetický karcinogenGenotoxický karcinogen
Mechanismus účinku genotoxického karcinogenu
Faktory ovlivňující vznik nádoru
Nepřímý karcinogen
MetabolizaceCYP 450
Aktivovaný karcinogenElektrofyl (AK+)
Konjugační reakceVznik glukuronidů
Exkrece
Přímý karcinogenAlkylační činidlo
Kovalentní vazba s nukleofylembáze DNA, RNA, protein
Oprava DNAPřirozené reparační
mechanismy
Vznik mutace
Aktivace onkogenuInaktivace tumor - supresorového genu
Změna v regulaci buněčného dělení
Další mutace
Intervence imunitního systému
Růst tumoru
Induktory enzymů
Inhibitory enzymůAntioxidanty
???PromotoryEpigenetické karcinogeny
Metabolická aktivace prekarcinogenu
IniciaceProm
oce
Růst tumoru Promotory,Epigenetickékarcinogeny
Promoce
Hromadění změn v genetické informaci vedoucí k dalšímu zvýšení rychlosti
množení buněk, růst buněk se vymyká zpod kontroly regulačních mechanismů,
selektivní množení klonů silně rezistentních vůči kontrolním mechanismům
Progrese
Uvolňování agresivních buněk z prvotního novotvaru, zakládání nových ložisek nekontrolovaného bujení (Metastázy)
Maligní konverze