السرطان سبب رئيسي للوهن والموت لدى الإنسان والحيوان. يتطور السرطان كدالة تتعلق بالعمر والبيئة والنظام الغذائي والتركيب الجيني، سواء في الإنسان أو الحيوان. مع بلوغ البشر عقدهم السادس، يواجهون خطرًا متزايدًا للإصابة بالسرطان. وهنا سنتحدث عن “أثر المواد الكيميائية المسرطنة في انقسام الخلايا وتكاثرها”.
أثر المواد الكيميائية المسرطنة في انقسام الخلايا وتكاثرها
تشير التقديرات إلى أن 5% من السرطانات البشرية تسببها الفيروسات، و5% بسبب الإشعاع، و90% بسبب المواد الكيميائية. من بين هؤلاء، ما يقدر بنحو 30% ناتج عن استخدام منتجات التبغ والباقي بسبب المواد الكيميائية المرتبطة بالنظام الغذائي ونمط الحياة والبيئة.
تنعكس أهمية المنتجات الكيميائية في مسببات السرطان في حقيقة أن ما يصل إلى 8% من جميع السرطانات التي تصيب الإنسان مرتبطة بالتعرض المهني للمواد الكيميائية.
جميع المواد الكيميائية المسرطنة، أو مشتقاتها، عبارة عن مركبات كهربائية عالية التفاعل، تحتوي على ذرات تعاني من نقص الإلكترون ويمكن أن تتفاعل مع المواقع المحبة للنواة والغنية بالإلكترون في الخلية.
يتكون الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA)، على وجه الخصوص، من مجموعة من المراكز المحبة للنووية حيث يمكن لهذه العوامل المدمرة للحمض النووي أن تشكل مقاربات من خلال واحد أو أكثر من الروابط التساهمية. حتى الآن، تم تحديد ما يقرب من 6 ملايين مادة كيميائية وتسجيلها في خدمات الملخصات الكيميائية.
يتم استخدام أكثر من 50000 منهم بشكل منتظم في التجارة والصناعة. مع ذلك تم فحص أقل من 2000، من حيث قدرتها على التسبب في الإصابة بالسرطان.
وفقًا للوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC)، ووكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، وتقرير برنامج علم السموم الوطني بالولايات المتحدة حول المواد المسرطنة (RoC). هناك أكثر من 100 مادة مسرطنة بشرية معروفة وجميعهم تقريبًا يسببون أيضًا السرطان في الحيوانات.
تتشابه السرطانات الحيوانية والبشرية بشكل أساسي وتتشارك في كثير من الأحيان السمات البيولوجية والبيولوجية والجزيئية.
في الواقع، تم تحديد ما يقرب من 30% من المواد المسرطنة البشرية لأول مرة في الدراسات التي أجريت على الحيوانات. كما تورط الالتهاب المزمن والعوامل المعدية في تطور عدد من السرطانات البشرية والحيوانية.
السرطان الكيميائي
تم وصف التسرطن الكيميائي لأول مرة في عام 1775 من قبل طبيب وجراح إنكليزي بارز، بيرسيفال بوت. الذي لاحظ حدوث سرطان كيس الصفن في عدد من مرضاه الذين كانوا ينظفوا المداخن عندما كانوا صغارا. وفقا لذلك، اقترح بوت أن تعرض هؤلاء الرجال في فترة الصغر لكميات كبيرة من السخام يمكن أن يكون العامل المسبب للسرطان. بعد مائة عام، تم التعرف على ارتفاع معدل الإصابة بسرطان الجلد بين بعض العمال الألمان على أنه مرتبط بتعرضهم لقطران الفحم، وهو المكون الرئيسي لسخام منظفات المداخن.
فقط بعد 140 عاما من تقرير الدكتور بوت عن ارتباط سرطان البشرة في كيس الصفن بالتعرض للسخام الناتج عن احتراق الفحم، تم الإبلاغ عن أول دراسة تجريبية على الحيوانات المختبرية حول التسرطن. في عام 1915، نشر ياماغاوا وإيشيكاوا لأول مرة ورقة شاملة تصف إنتاج ورم خبيث في البشرة عن طريق تطبيق قطران الفحم الخام بشكل متكرر على آذان الأرانب لعدد من الأشهر. بعد ذلك، حاولت العديد من الدراسات تحديد وعزل المادة المسببة للسرطان من القطران الخام. في ثلاثينيات القرن الماضي، تم إنتاج أول مركب كيميائي مسرطن، وهو أنثراسين ثنائي البنز، متبوعا بالعديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات التي تم عزلها من كسور القطران الخام النشطة.
تأثير المواد الكيميائية المسرطنة على الخلايا
المواد المسرطنة وانقسام الخلية
يمكن تصنيف عمل المواد الكيميائية المسرطنة إلى أربع مراحل وهي البدء، الترقية، النمو، والورم الخبيث. يمكن للمواد الكيميائية المسرطنة أن تبدأ وتعزز هذه العملية من خلال التأثير على تعبير ونشاط بعض الجينات المسؤولة عن نمو الخلايا، والتمايز، وإصلاح الحمض النووي، والتحكم في دورة الخلية.
تتفاعل بعض المركبات بشكل مباشر مع الحمض النووي، بينما يتم تنشيط البعض الآخر لجزيئات تفاعلية يمكن أن ترتبط بالحمض النووي عن طريق المقاربات التساهمية التي تسبب طفرات في الجينات الحاسمة للعمليات البيولوجية.
من المعروف أن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات تسبب السرطان عن طريق تكوين مقاربات تساهمية مع الحمض النووي، مما يؤدي إلى تغير نمو الخلايا وإصلاحها.
يمكن أن تستهدف المواد الكيميائية المسرطنة جينات معينة تسمى الجينات المسرطنة الأولية والجينات الكابتة للورم، والتي عندما تتحول إلى طفرة، تسمح للخلايا بالنمو دون سيطرة كما هو الحال في سرطان الثدي والقولون والرئة.
اثنين من الجينات الأولية المدروسة جيدا هما MYC وRAS. وهما مسؤولان عن تنظيم دورة الخلية وموت الخلايا المبرمجة.
تشارك وظيفة MYC في تفاعلات البروتين مع عوامل خلوية مختلفة مثل سرطان الغدد الليمفاوية.
وظيفة RAS كبروتين مهمة في نقل الإشارة كما هو الحال في أورام البنكرياس والقولون والمستقيم وأورام المثانة والكلى والرئة وسرطان الدم وسرطان الجلد.
يمكن أن تؤدي الطفرات في هذه الجينات إلى انقسام خلوي غير منظم.
تحافظ البروتينات على وظائفها الطبيعية ولكنها لم تعد تحت سيطرة الأوامر التي تنظم هذه العمليات. تعد نواتج جين RAS مكونات أساسية لمسارات إشارات كيناز التي تنظم نمو الخلايا وتمايزها. يمكن أن تحدث الطفرات في RAS بسبب المبيدات العضوية الكلورية والتعرض للزرنيخ.
بعض المواد الكيميائية المسرطنة الشهيرة
- الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات
- النيتروزامين
- الافلاتوكسينات
- التبغ
- الأفلاتوكسين
- الأدوية والعلاج الكيميائي
- المبيدات الحشرية
- الزرنيخ
