Природный мышьяк и рак легких

Мышьяк, естественно присутствующий в питьевой воде, почве и воздухе, — это один из факторов риска развития рака. Так или иначе, этот риск затрагивает сейчас около ста миллионов людей во всем мире. Если уровень мышьяка в воде превысит установленную в настоящее время норму(10 µg/l) хотя бы незначительно, количество людей, подверженных риску, увеличится в несколько раз. Мышьяк воздействует как на генетические, так и на эпигенетические механизмы развития рака, и рак легких является одним из самых серьезных последствий загрязнения мышьяком.

Ученые Центра Исследований Рака (Cancer Research Center) из Британской Колумбии (Канада) исследовали связь между повышенным содержанием мышьяка в окружающей среде и развитием плоскоклеточного рака легких. Работа была представлена на 5-й Латино-Американской конференции по раку легких (5th Latin American Conference on Lung Cancer) в Рио-де-Жанейро (Бразилия), традиционно освещающей новейшие достижения в исследованиях профилактики и лечения рака легких и контроля за табакокурением. В ней обычно принимают участие более тысячи специалистов из самых разных стран мира.

Рак легких убивает ежегодно более полутора миллиона людей по всему миру. В то же время это один из типов рака, труднее всего поддающихся лечению.

Докладчиком по вышеназванной теме был один из авторов, доктор Виктор Мартинес (Victor Martinez). Известно, что плоскоклеточный рак легких (squamous cell carcinomas — SqCC ) чаще всего встречается у тех, что подвергался воздействию мышьяка, в том числе даже у некурящих. В исследовании, представленном на конференции, анализировались данные больных плоскоклеточным раком легких в районах с повышенным содержанием мышьяка на севере Чили с целью идентифицировать все вызванные мышьяком изменения числа копий (copy-number alterations (CNAs), вариации числа копий (copy-number variations — CNVs) и изменений метилирования ДНК(DNA methylation changes). Также исследовались изменения бронхиальных эпителиальных клеток, подвергающихся действию различных соединений мышьяка с целью выяснить ключевые генетические и эпигенетические изменения.

Во всех случаях плоскоклеточного рака исследовался весь геном путем сравнительной геномной гибридизации с CNA. Дополнительно исследовался геном больных в контрольной группе, не подвергавшихся воздействию мышьяка. Кроме того, исследовались анализы крови людей, подвергавшихся воздействию мышьяка, но не имеющих раковых опухолей. Отдельно проводился анализ метилирования ДНК у некурящих людей с плоскоклеточным раком легких.

В результате данного обширного исследования были идентифицированы как генетические, так и эпигенетические изменения, вызванные мышьяком и ведущие к развитию рака легких. Чаще всего встречались нарушения ДНК: утрата части генов и, наоборот, появления новых, являющихся ключевыми в канцерогенном перерождении клеток.

Исследование раскрывает молекулярный механизм индуцирующего влияния мышьяка на процессы возникновения плоскоклеточного рака в легочных тканях. Специальные исследования плоскоклеточного рака у некурящих помогают понять причины этого сравнительно редкого явления. Это понимание может быть существенным при создании более эффективной стратегии профилактики, мониторинга и лечения разных типов рака, вызванных загрязнением окружающей среды мышьяком и другими канцерогенами.

«Рак легких, вызванный мышьяком, имеет специфический молекулярный механизм развития, и это обязательно должно учитываться при разработке стратегии лечения — говорит доктор Виктор Мартинес, — наши исследования могут помочь предотвратить распространение мышьяк-индуцированного рака легких и в других частях света, например в США и Канаде, где также выявлена эта связь, хотя общий уровень загрязнения значительно ниже».

Мышьяк — химический элемент 15-й группы четвертого периода периодической системы Менделеева, имеет атомный номер 33, обозначается символом As. Простое вещество представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета. Русское название вещества произошло от слова «мышь», так как мышьякосодержащими препаратами истреблялись мыши и крысы.

Мышьяк — рассеянный элемент, как самородок почти не встречается. С его содержанием известно более полутора сотен минералов. Часто содержится в медных, свинцовых и серебряных рудах. Большие мышьяко-медные месторождения находятся на территориях Японии, Норвегии, Швеции, США, Казахстане, Средней Азии и Грузии. В Канаде находятся самые значительные мышьяково-кобальтовые месторождения, в Англии и Боливии — мышьяково-оловянные. Существуют и золото-мышьяковые месторождения, они располагаются на территории Франции и США. В России множество месторождений мышьяковых соединений в Сибири, на Урале, Чукотке, в Забайкалье и Якутии.

При близком расположении в грунте мышьяковых месторождений он, накапливаясь в щитовидной железе, становится причиной эндемического зоба. В местах, где в воде и в почве очень много мышьяка, существует риск различных техногенных экологических катастроф. Недавно широкую огласку получила техногенная экологическая катастрофа на юге Индии, где из-за чрезмерного отбора воды из водоносных горизонтов мышьяк стал поступать в питьевую воду. Это вызвало токсическое и онкологическое поражение у десятков тысяч людей.

Мышьяк и все его многочисленные соединения чрезвычайно ядовиты, даже небольшая доза в 150 мг смертельна. Острое отравление мышьяком сопровождается рвотой, болями в животе, поносом, угнетением центральной нервной системы. Симптомы отравления мышьяком во многом схожи с симптомами холеры, что позволяло долгое время замаскировывать использование этого смертельного яда. Вся история средневековья полна мрачных историй отравлений мышьяком, которые были решением как политических, так и личных споров. При французском дворе одно из соединений мышьяка — триоксид мышьяка — было названо «наследственным порошком», так как список царственных особ, почивших «благодаря» этому яду, пугающе длинен. Принцы, короли, епископы, князья и их домочадцы либо были сами отравлены, либо причастны к отравлению других. Есть предположение, что Наполеон на острове Святой Елены также был отравлен мышьяком. В Первую мировую войну из-за высокой степени токсичности мышьяк использовался как основной компонент отравляющих веществ.

Многие вопросы в связи с тем, использовался мышьяк при совершении преступления или нет, были решены в 1832 году, когда была изобретена проба Марша — качественная и надежная реакция на наличие этого яда. Благодаря пробе Марша стало возможным с высокой эффективностью диагностировать отравления от любых соединений мышьяка.

В европейских странах долгое время мышьяк выступал исключительно в роли смертоносного оружия. На Востоке было несколько иначе. К примеру, традиционная китайская медицина на протяжении почти двух тысячелетий использовала его для лечения таких заболеваний, как сифилис и псориаз. В наше время научно доказано, что мышьяк в определенных дозах может быть эффективен в лечении лейкемии. В том же Китае исследователи выявили атакующее действие мышьяка на белки, отвечающие за рост раковых клеток.

Даже в самом малом количестве мышьяк чрезвычайно канцерогенен, что послужило толчком для его использования в качестве стимулятора гемопоэза, то есть процесса образования, роста и созревания различных клеток крови — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов у позвоночных. Исследование этого механизма длилось до середины XX века, и внесло свой ощутимый вклад в развитие борьбы с онкологическими заболеваниями.

В прошлом бытовало мнение, что если микродозы мышьяка с осторожностью вводить в растущий организм, то это способствует активному росту костей у животных и даже у человека — как в длину, так и в толщину. Более того, считалось, что в некоторых случаях микродозы мышьяка могут вызвать рост костей даже в период окончания роста. Существовало и другое ошибочное представление о действии мышьяка. Суть его заключалась в том, что если длительное время потреблять его в небольших дозах, то у организма вырабатывается иммунитет к нему. Утверждали, что люди, «привыкшие» к мышьяку путем постоянного потребления этого яда с постепенным увеличением его дозы, сразу принимали большую дозу, в несколько раз превышающую смертельную, и оставались живыми и здоровыми.

Многочисленные исследования и опыты на животных опровергли это фантазии. Оказалось, что животное, постоянно получающее микродозы мышьяка обычным способом, тут же погибает, если ввести ему этот яд в значительно меньшем количестве под кожу или в кровь. Тем не менее ученые продолжают исследовать значение микродоз мышьяка в качестве средства в борьбе с онкологическими заболеваниями.

С мышьяком и мышьякосодержащими средствами необходимо работать, используя защитную спецодежду и в специальных боксах.

Google