7/10/2019 Rolul Stresului Oxidativ in Cancer http://slidepdf.com/reader/full/rolul-stresului-oxidativ-in-cancer 1/44 Partea I CONSIDERAŢII GENERALE DIN LITERATURA 1. Cancerul: generalitaţi- fiziopatogenie 1.1 CONSIDERATII GENERALE Cancerul cuprinde o multitudine de afectiuni ce au in comun o proliferare si crestere necontrolata, precum si diseminarea unor celule anormale. Cancerul a afectat omenirea din cele mai vechi timpuri,primele mentionari ale cancerului le gasim la medicii egipteni.in Egiptul antic gaim si primele dovezi, ramasite osoase ale mumiilor releva cresteri suggestive pentru osteosarcom. Originea cuvantului cancer o gasim la Hippocrates(460-370 B.C.) care a folosit termenii carcinos si carcinoma pentru a descrie tumori. Etimologig, cuvantur reprezinta denumirea in Latina pt crab, cel mai probabil datorita rspindirii “in picioruse de crab” a tumorilor. Din punct de vedere medical, termenul este sinonim cu neoplazia maligna. Neoplaziareprezinta o masa tisulara formata prin proliferarea unor celule noi, deloc sau putin diferentiate. Celulele canceroase au urmatoarele caracteristici: • Imortalitate • Clonalitate • Dediferentiere sau anaplazie • Autonomie • Metastazare [1] 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Celulele organismului normal sunt sub un control foarte strict,pe baza
capacitatii de proliferare ele se clasifica in trei grupe. Celule mitotice sau nonterminal
diferentiate (fibroblaste, celulele epiteliului intestinal) au mai multe cicluri de proliferare
n decursul vietii. Dupa un numar relative fix de diviziuni, aceste celule i-si termina
potentialul proliferativ, prin oprirea lor in faza G1 a ciclului cellular, printr-un proces
numit senescenta replicativa. A lte celule, numite postmitotice sau terminal differentiate
nu prezinta mitoze pe parcursul vietii adulte, din aceasta categorie fac parte
neuronii,celulele musculare scheletice si cardiace. Celulele stabile sunt oprite in faza G0
a ciclului cellular. Ele pot fii stimulate de factori de crestere specifici, sa intre in faza G1
si sa parcurga mai multe cicluri de diviziune,atunci cand e necesara regenerare organului
din care fac parte, ex regenerarea hepatica in hepatectomie.
Ocazional celulele pierd controlul asupra proliferarii, cu aparitia secundara a
doua tipuri de mase tumorale: tumori benigne si maligne. Comportamentul celulelor este
dependent de factori extracelulari, receptori membranari si cai de transmitere a
semnalului la nivelul nucleului. Astfel semnalele extracelulare se traduc in evenimente
transcriptionale specifice care modifica activitatea celulara. Cei mai importanti mediatori
mitogeni care sunt implicate in transmiterea fluxului de informatii de la membrane plasmatica in nucleu sunt:
• GTP- binding proteins: proteinele G si superfamilia de proteine Ras
• Interactiunile proteina- proteina
• Protein kinazele si fosfatazele
• Mesagerii secunzi
• Receptorii nucleari
FACTORII DE CRESTERE: proliferarea celulara normala si patologicaeste sub controlul unor polipeptide care servesc ca mesageri intracelulari. Ei actioneaza
asupra cresterii celulare prin semnale endocrine, paracrine sau autocrine.
Factorii de crestere regleaza cresterea celulelor mezenchimale, epiteliale,
endoteliale, nervoase si hematopoetice. Ei sunt apreciati ca fiind printer cele mai potente
substante biologice, deoarece sunt active la concentratii foarte mici, de 1012 moli.
Produşii oncogenelor sunt proteine care au rol de factori de creştere,
receptori, proteine care intervin in ciclul cellular sau proteine ce intervin
in transmiterea semnalului de proliferare.
Genele supresoare tumorale îşi exprima funcţia prin mentinera stabilitaţii genomului
uman, deoarece ele recunosc modificarile AND. Repararea lor implica o acţiune
sincronizată a mecanismelor de oprire a ciclului cellular şi a celor de reparare a erorilor
AND.
Predispoziţia genetică în cancer se transmite sub forma stării de heterozigot pentru
o genă supresoare sau prin condiţii de iminodeficienţă sau instabilitate cromozomială.
1.6 INVAZIA ŞI METASTAZA
Proliferarea celulară neregulată poate produce o creştere neoplazică, dar
caracteristicile definitorii ale malgnitaţii sunt invazia si metastaza. Un neoplasm malign
repreintă o nouă creştere cu potenţial de invadare locala şi/sau metastazare catre sedii
indepartate din organism. Metastazara este prezentă in forma ocultă sau simptomatica lamai mult de doua treimi din pacienţi in momentul diagnosticului iniţial şi este adesea
multifocala, determinând ineficienţa terapiei chirurgicale localizate, a iradierii sau
chimioterapiei.
Invazia este necesară pentru metastază. Punctual patologic critic pentru pacient îl
constituie iniţierea invaziei locale şi a neovascularizaţiei, conducând la diseminarea
celulelor tumorale. Angiogeneza indusa de tumoră oferă o poarta de intrare vasculară,
pentru dispersare, care poate precede cu mulţi ani creşterea tumorii primare. Circulaţia
celulelor tumorale este necesară, darn u suficienă, deoarece celule tumorale circulante pot
fii detectate la pacienţi ce nu dezvolta niciodata metastaze. Metastaza ca si tumorogeneza,
apare numai dup ace un număr sufficient de celule tumorale, cu modificari genotipice şi
se naste prin adaugarea unui electron la molecula de oxygen, inofensiv in hidroxoanion
extreme de toxic.
Cele doua exemple exprima felul in care oxigenul molecular, altfel indispesabil
vietii, devine din benefic un malefic pentru organism.
Ca o curiozitate observata de cercetatori, organismul uman consuma mult
oxygen, din care, annual produce, normal, mai mult de 2 kg de superoxid. In inflamatii
acute/cornice se genereaza chiar mai mult .
Un alt radical liber fiziologic normal pana la un punct este si NO (oxidul nitric),
iar ca superoxid-anionul,NO este si el slab reactive ca atare, dar in anumite situatii, mai
ales cand este produs excesiv, cei doi interactioneaza cu formarea unui produs extreme de
toxic celular,radicalul peroxinitrit. Despre implicatiile in practica medicala a nitroxidului
se vorbeste din ce in ce mai mult in ultimii ani, in explicarea unor mecanismefiziopatologice, ci si therapeutic prin aplicatiile donorilor de NO si ale inhibitorilor sai.
2.1.1 Consideratii generale despre radicalii liberi (RL)
Radicalii liberi (RL) sunt atomi, molecule sau grupe moleculare ce contin unu
sau mai multi electronu impair pe orbitalul extern sau chiar doi pe orbitali, moleculeleorganice au un numar par de electroni, pe fiecare orbital al moleculei fiind doi electroni
cu moment magnetic si spini opusi.
Termenul de RL a fost folosit inca din secolul al XVII-lea, vreme indelungata
nefacandu-se diferenta intre speciile libere sau legate ale RL, admitandu-se ca pentru
Pe cale exogena, ei apar datorita interventiei agresive a unor agenti capabili de a produceradicali (Fig 1.2), de exemplu:
-radiatiile UV, ce determina formarea neenzimatica de O2·ֿ, OH·, 1O2, H2O2, mai alesi in piele
si ochi,
- ingerarea de alcool de deterimina prin oxidare formarea de O2ֿ·.
- agentii poluanti din mediul inconjurator, ca de exemplu: ozonul (O3), oxidul si dioxidul de
azot (NO, NO2) din fum , cenusa, gudron, fum de tigara, poluanti industriali, ceata, gaze de
esapament ce pot produce atat radicali ai oxigenului (OH·), specii reactive ale azotului (SRN), catsi autooxidarea acizilor grasi poli nesaturati in alveolele pulmonare,
- tetraclorura de carbon, solvent organic, ce produce CCl·3, ce genereaza si el autooxidarea
acizilor grasi,
- medicamente de tipul antibioticelor, anticanceroaselor, ca de exemplu
Antraciclinele, adriamicina, ce pot genera O2·, SQ·, si estrogeni naturali (estradiolul si
estrona) sau sintetici, generatori de H2O2, OH·, implicate in etiologia cancerelor
ovariene,etc,- hiperoxia si oxigenoterapia hiperbara si hiperbarismul (de ex la scafandrii),
- esterii fotobolici promotori tumorali (carcinogeni), care sunt activatori ai productiei
de O2ֿ·, si H2O2 in fagocite,
- pulberi minerale ca siliciu si azbestul, ce genereaza SRO in plamani, la nivelul
macrofagelor si neutrofileleor [3].
Astfel exista mai multe mecanisme de actinune ale RL in celula, dupa cum se
1 1. SRO pot fi produsi de toate celulele, drept produsi secundar ai metabolismului
normal in timpul ciclului catalitic al numeroaselor enzime;
2 2. Un numar de dialkil- si hiroxiperoxizi generatori de radicali liberi , folositi in
industria chimica si farmaceutica, sint promotori tumorali;
3 3. Expunerea anumitor linii celulare ( ex. C3H/10T1/2, etc) la agenti carcinogeni,
ca hidrocarburile aromatice, radiatii UV sau X, urmate de introducerea in culturi a
forbol-diesterului, determina aparitia de focare de transformare, SRO actioninddirect ca promotori ai acestor celule si ca adaugarea de SOD inhiba procesul de
transformare (Zimmerman si Cerutti, 1984) iar adaugind neutrofile in aceleasi
culturi poate media transformarea lor [3, Wietzman & colab., 1985];
4 4. Interventia asupra componentilor enzimatici si non-enzimatici ai defensivei
antioxidative faciliteaza producerea tumorilor;
5 5. Epuratorii SRO inhiba promovarea tumorilor, in vivo si in vitro ex. antioxidanti
fenolici, coenzima Q10, vitamina E, SOD si CAT pot inhiba numerosi promotori
Conform cu fig. 2.12 stresul oxidativ produce mutatii, citotoxicitate si modifica
expresia genelor. Mutatiile induse de agentii oxidanti pot inita carcinogeneza, iar
modificarile oxidative ale materialului genetic pot conduce la progresia tumorilor
benigne spre transformare maligna. Alterarea expresiei genice de catre SRO functioneaza
ca un stimul al celulelor „initiate” spre „promovare”.
Nu uita figuraaaaaaaaa
Fig. 2.12 RL si leziunile oxidative ale ADN in carcinogeneza ([11], modificat)
Efectul mutagen al oxigenului a fost observat intii la bacterii, respectiv E. Coli inca din
1957! Hiperoxia si agentii generatori de SRO sau oxidantii produsi de neutrofileleactivate produc alterari ale ADN, urmate de mutageneza si transformare maligna a
celulelor animale cultivate in vitro, efectul mutagen al oxigenului fiind datorat, probabil,
leziunii cromozomiale determinate de concentratia scazuta a radicalilor liberi.
Astazi, se stie in mare masura ca actiunea mutagena a oxigenului este consecinta
alterarilor ADN, produse direct de radicalul hidroxil, aparut din interactia ionului
superoxid ci peroxidul de hidrogen, in prexenta unor ioni metalici.
Anionul hidroxil interactioneaza nediscrimoinativ cu toti componentii moleculelor de
ADN, cu producerea unui spectru larg de alterari: modificari ale bazelor purinice si
2.3.4 Alterarea oxidativa a ADN in stadiul de initiere a cancerului
Pentru inducerea carcinogenezei, trebuie să intervină o alterare genică atit de
intensă încât ADN să scape de actiunea proceselor reparatorii, dar nu excesiva, încât să
duca la o moarte celulara. Multe din modificările genetice ample, induse agentii oxidanti,
vor fi toxice; totusi, deletia sau rearanjarile promotorului pot media dereglarea genelor
celulelor care supravietuiesc, consecinta find inactivarea genelor. Deletia alelica poate
apare şi ea ca o consecinta a stresului oxidativ, in fine, inactivarea/pierderea unor gene
supresoare ale tumorii poate duce la initierea si/sau progresiunea carcinogenezei.
Cele mai importante gene implicate in initierea carcinogenezei sint proto-
oncogenele familiei ras şi gena supresoare tumorală p53. Prezenta mutatiilor sugerează
existenta unor agenti mutageni şi in unele cazuri oxi-radicalii pot avea un rol. De
exemplu, frecventa- mare a mutatiilor genelor ras extrase din tumori cutanate, este pusa pe
seama SRO [3, Daya-Grosjean, 1993]. La fel, se pot produce unele transversii G > A in
gena p53 din aceleasi tumori.
Cancerul cutanat se consideră consecinta radiatiilor solare, care altereaza ADN prin
razele UV cu lungimea de unda 290-380 nm. In cancerul pulmonar la fumători s-au
constatat de asemenea modificari ale multor codoni ai p53. Cancerul colorectal este a
treia clasă de tumori in care SRO pot fi mutagene. Astfel, aproape 95% din mutatiilecodonului 248 al p53 din aceste tumori sint atribuite SRO, in particular NO [3, Nguyen,
1992]. Cercetările recente au demonstrat că p53 este reglator de cationi metalici,
indeosebi cupru (Cu+) [3, Verhaegh, 1997].
Spectrul modificării bazelor ADN este dependent de sistemul generator de radicali
liberi utilizat, in particular de metalul care contribuie la formarea anionului hidroxil.
Adaosul de metale la ADN in solutie poate promova alterări ale bazelor. Astfel, cuprul
introdus in vivo induce mutatii mai numeroase, in prezenta sistemului oxidant generator
al hidroxi-anionului. ADN are o mare specificitate pentru fixarea cuprului, comparativ cu
alte metale. EI stimulează cuplarea ADN cu proteine nucleare, poate reactiona cu bazele
ADN, existand dovezi asupra specificitătii legării la nivelul G-C. Astfel, mutageneza prin
benzoil-peroxid este cupru-dependentă si apare specific la situsurile G-C.
Pe lângă modificările genetice permanente, oxi-radicalii activează căile transducerii
citoplasmatice ale semnalelor legate de crestere, diferentiere si moarte celulară. Printre
cele mai precoce evenimente, dupa expunerea la SRO, este mobilizarea ionilor de calciu
din mitocondrii şi reticulul endoplasmatic si influxul din spatiul extracelular [3, Cerutti si
Trump,. 1991]. Consecutiv, se activează kinaze si fosfataze. Acestea realizează
transductia semnalului initial spre o familie de factori de transcriptie, parte a unei retele
complexe care permite un raspuns imediat la numeroase forme de stres celular.
În unele instante, stresul oxidativ poate avea ca rezultat alterarea directă a activitătii
factorilor de transcriptie. De ex,, factorul nuclear de transcriptie NF-kB este activat prin
expunerea celulelor la SRO, ca urmare a separării sale de subunitatea !ui inhibitoare [3,
Schreck, 1991]. Recent, Irani & colab. [13] au arătat că NF-kB poate fl activat direct de
gena ras, in prezenta SRO. După activare, NF-kB migreaza spre nucleu, unde se cupleazăcu o secventa kB a ADN. Antioxidantii (NAC, acidul ascorbic, alfa-tocoferolul) inhibă
activarea NF-kB.
2.3.5 Alterarea oxidativa ADN în stadiul de promovare
a cancerului
Cele mai multe dovezi care sustin ipoteza că SRO pot media promovarea
cancerului sint indirecte. In particular, multe studii au demonstrat capacitatea
antioxidantilor de a inhiba o mare diversitate de procese care promovează cresterea
tumorală. Promotorii provoaca o scădere rapidă şi sustinută a fondului antioxidant
celular, inclusiv a SOD, CAT şi GSH-Px. In plus, compusii generatori de radicali liberi,
indeosebi numeroşii peroxizi şi hidroxizi, au activitate de promotor in vivo.
Cercetari in vivo si in vitro au furnizat date interesante cu privire la mecanismele
răspunzatoare de influenta agentilor oxidanti asupra expresiei genelor şi a implicării SRO
in promovarea tumorilor. S-a demonstrat ca in promovarea tumorala prin mecanisme
oxidative se constata interactiunea citotoxicitatii cu stimularea cresterii. Forbol-esterul
este un agent oxidant binecunoscut ca promotor tumoral. EI stimulează celulele "initiate",
atât direct, cât si indirect. Acesta furnizeaza un semnal celular care duce la proliferarea
celulelor "initiate", in timp ce asupra celulelor normale înconjuratoare amorseaza
diferentierea terminala. Deci, stresul oxidativ este capabil sa furnizeze acest tip de semnal
dublu.
Procesul de initiere tumorala confera unul sau mai multe modificari fenotipice ale
celulelor "initiate" care permit un raspuns aberant la promotori diferit de reactia fata de
celulele normale învecinate. De exemplu, efectul diferentiat al forbol-esterului asupra
celulelor "initiate" se poate datora faptului ca ele sint rezistente la diferentierea terminala
stimulata de calciu, in timp ce celulele normale nu sint (Kulesz-Martin 1980). Un
mecanism analog, in care celuleie "initiate" sint mai rezistente la toxicitatea oxidantilor,
poate interveni la promovarea tumorala mediata de SRO. Doua clone ale liniilor JB6 de
celule epidermale murine, care au fost supuse actiunii diferitilor promotori ofera un
exemplu al acestei posibilitati. Astfel, în timp ce SRO au stimulat cresterea unor clonesusceptibile la promovarea tumorala (clona 41), asupra clonelor 30 efectul oxidant s-a
validat prin citotoxicitate puternica, in absenta oricarei actiuni de promovare.
Caracteristica de a fi promotor in vitro poate fi analoaga cu aceea de initiatior in vivo
Keratinocitele din papiloame cutanate murine sint mai rezistente la toxicitatea mediata de
radicali oxidanti, decât sint keratinocitele normale [3, Hartley & colab., 1987].
Toxicitatea indusa de SRO este mediata de dereglarea ionilor de calciu intracelulari,
consecutiva oxidarii membranei/proteinelor celulare, iar amploarea ei depinde de fondulantioxidant al celulelor. Studiile de hepatocarcinogeneza au demonstrat ca nivelul
antioxidant ridicat ofera un avantaj celulelor "initiate" [3, Weinstein, 1992].
În timp ce toxicitatea oxidantilor poate functiona in promovarea tumorilor, toxicitatea
singura poate fi insuficienta pentru a induce acest stadiu al carcinogenezei. Inducerea
directa a mitogenezei celulelor "initiate" se pare ca completeaza efectele citotoxice şi
citostatice ale oxidantilor asupra celulei normale, in decursul promovarii tumorale.
Raspunsul mitogen initiat de numeroşi stimuli poate fi mediat prin inducerea mai
multor gene, printre care sint "genele raspunsului primar", a caror aparitie poate fi
stimulata in absenta sintezei proteice (Herschman, 1991). SRO amplifica tranzitor
expresia genelor acestei clase, inclusiv c-fos, c-jun, c-myc şi beta-actina. Gena c-fos
pare sa fie localizata la un punct de convergenta a multiplelor cai de transductie a
semnalelor si este cruciala pentru raspunsul celular la stimulii proliferarii. Activarea
transcriptionala a "genelor raspunsului primar" este o componenta necesara a stimularii,
indusa de agentii oxidanti. Jun si fos au furnizat gene model pentru studiul
mecanismelor reglarii transcriptiei de catre oxidanti care pot participa la promovarea
cancerului.
Gena supresoare tumorala p53 este implicata nu numai in initierea, ci si in
promovarea carcinogenezei. Reglarea expresiei p53 de catre radiatii si agentii alkilanti
este interesanta in acest sens.
Analog factorilor de trancriptie, p53 se fixeaza de secvente speciale ale ADN si
trassactiveaza gene din aval de aceste sedii [3, Vogelstein şi Kinzler, 1993]. Dupa
expunerea la agentii amintiti, p53 se acumuleaza in nuclei, unde se produce fragmentarea
ADN. Acumularea p53 dupa "lezarea" ADN poate opri celula la limita G1/S a ciclului
sau, pentru a permite "repararea leziunilor" ADN înaintea replicarii (Lane 1992). Aceastareglare poate fi afectata in celulele ce contin p53 care a suferit mutatii.
SRO produc fragmentari ale ADN; prin aceste fragmente regleaza p53 si ciclul
celular, cu mecanisme analoage iradierii. Posibil, la fel ca si consecintele fragmentarii
ADN, inactivitatea oxidativa directa a p53 sa aiba un rol in carcinogeneza [14]. Ramine
de vazut ce importanta are conformatia nativa a p53, cu reziduuri de cisteina redusa într-o
pozitie specifica a proteinei, factor decisiv al fixarii p53
de ADN [3, Hupp & colab.,1993].
Potentialul stresului oxidativ de a functiona ca modulator al expresiei genelor a fost
subliniat de observatia recenta a reglarii prin mecanisme redox a unei diversitati de gene.
Proteina activatoare a factorului de transcriptie (AP-1) joaca un rol in reglarea expresiei
multor gene (Morel si Barouki, 1998). AP-1 reactioneaza rapid la diverse stresuri, fiind
activata in vivo de peroxidul de hidrogen, radiatiile UV, esterii de forbol si TNFά (via
SRO).
Interactiunea AP-1 cu ADN este sub controlul sistemelor redox celulare. Cercetari
recente au aratat ca ras poate activa direct AP-1, prin productia de SRO [13]. Fixarea AP-
1 de ADN in vitro poate fi controlata de oxido-reducerea unui singur reziduu de cisteina
în domeniul de legare din ADN, al proteinelor ft si jun [3, Abate & colab., 1990].
Deoarece complexul AP-1 poate activa numeroase gene, in special acelea esentiale
proliferarii, interferenta cu controlul sau redox ar avea efecte la mare distanta.
Reziduurile de cisteina din proteinele reglatoare pot juca un rol remarcabil in
controlul redox al multor gene, inclusiv oncogene. Aceste componente sulfhidrilice sint
supuse modificarilor oxidative, din partea produsilor intermediari reactivi, formati de
promotorii tumorali. Reglatorii transcriptiei reprezinta o tinta posibila pentru modificarile
oxidative ale gruparilor sulfhidrilice de catre promotorii cancerului. Functia proteinelor
reglatoare ale homeostaziei ionului de calciu, de exemplu, poate fi alterata de
modificarile sulfhidrilice.
Alterarile cisteinei pot apare si ca o consecinta a depletiei GSH intracelular, datorita
stresului oxidativ. Cand protectia oferita de GSH este compromisa, componentele
sulfhidilice din proteinele reglatoare sint mai vulnerabile la oxidare. De fapt, depletiaGSH poate semnala inducerea hem-oxigenazei, a carei expresie este exagerata ca raspuns
la variati oxidanti. Oxidarea reziduurilor de cisteina poate functiona ca reglator al altor
gene si poate juca un rol sernnificativ in modularea oxidativa a expresiei genelor de catre
promotorii tumorali.
Concentratia calciului intracelular este stimulata de catre SRO. Cresterea excesiva a
acestui ion în celula poate duce la toxicitatie, in timp ce sechestrarea tranzitorie a lui
mediaza numeroase modificari celulare, inclusiv inducerea expresiei genelor care participa la promovarea tumorilor prin oxidanti. Cresterea calciului intracelular mediaza
fragmentarea ADN prin stresul oxidativ, proces care poate fi inhibat de chelatori ai
calciului. Modularea homeostazei calciului de catre SRO poate activa calea protein-
kinazei. Fosforilarea unei proteine ribozomale este de asemenea initiata de catre SRO.
Stresul oxidativ activeaza protein-kinaza C, un raspuns cunoscut al multor procese
intracelulare, inclusiv acelea implicate în crestere si diferentiere. Aceasta activare se
realizeaza atit prin oxidare directa, cit si indirect, prin cresterea concentratiei calciului
intracelular.
In concluzie, stresul oxidativ poate utiliza mai multe cai pentru a altera functia celulara.
Efectele celulare ale oxidantilor, asupra cailar de transductie semnalelor si altor procese
reglatoare importante, pot modula expresia unei baterii de gene. Diversitatea genelor si
produsilor genici care pot fi afectati de SRO sustin interventia stresului oxidativ ca un
Corelatia dintre alterarile cromozomiale si cancer a fost documentata de
proprietatile carcinogene bine cunoscute ale agentilor exogeni, cum sint radiatiile
ionizante, substantele chimice clastogene si unele virusuri. Efectele lor asupra ADN potfi exercitate, in parte, prin intermediul SRO [15]:
1) expunerea anionul superoxid, generat de sistemul xantina/xantin-oxidaza,
fotoreducerea flavinelor sau cascada respiratorie din celulele inflamatorii determina
aberatii cromozomiale;
2) starile prooxidante moduleaza expresia genelor legate de cresterea si diferentierea
celulara;
3) generarea extracelulara a anionului superoxid poate activa proto-oncogenele si
induce mutatii la nivelul locusurilor supresoare a tumorilor, prin fragmentarea si
modificarile secventei ADN.
Recent, Duell & colab. (1995)[16] au indus un efect clastogen prin SRO generate
extracelular, demonstrand ca speciile mai stabile, produse de sistemul xantina/xantin-
oxidaza, sint responsabile pentru efectut clastogen. Peroxidul de hidrogen este cel mai
stabil produs al reducerii oxigenului si singurul capabil sa traverseze membranele si sa
penetreze nestingherit in celule. Ipoteza proprietatilor clastogene ale acestei SRO este
sustinuta si de constatarea autorilor amintiti ca SOD nu protejeaza cromozomii deefectul clastogen, ci .mai degraba accentueaza alterarile lor. In schimb, prevenirea
clastogenezei poate fi realizata cu CAT, inhibitor specific al peroxidului de hidrogen.
Nici peroxidul de hidrogen nu pare sa fie direct raspunzator de efectul clastogen,
deoarece se stie ca este prea putin reactiv in solutii apoase, ca sa produca fragmentarea
ADN [3, Hoffman & colab., 1984]. Asa s-a dedus ca efectul clastogen direct este
realizat de un produs final al reducerii oxigenului molecular mult mai activ decit
superoxid-anionul si peroxidul de hidrogen, anume anionul hidroxil..
Ionii de fier si cupru, la care se adauga mai recent cromul si cobaltul [3, Goldstein &
colab., 1993], sint "reactivi Fenton", presupusi a fi asociati cu ADN pentru a cataliza
reducerea peroxidului de hidrogen in hidroxi-anion. Dovada este efectul anticlastogen al
unui antioxidant (sodium format), epurator specific al anionului hidroxil. În fine, efectul
clastogen poafie fi produs de compusi oxidanti ai anionului hidroxil, cum este Cu-OH-.
Provenienta anionului hidroxil poate sa fie diferita, o contributie importanta avind
complexele Fe-ADN, dar si Cu-ADN [17, Czapski si Goldsiein,1987].
Diminuarea numarului mutatiilor in celulele somatice poate reduce frecventa
cancerului. Un aspect important al antimutagenezei este studiul anticlastogenilor. În cazulin care se admite ca SRO sint implicati in clastogeneza, antioxidantii ar fi anticlastogeni
si implicit anticarcinageni eficienti.
In uitimii ani s-a atras atentia asupra mecanismelor de actiune indirecte prin care SRO
pot induce efecte genatoxice: formarea produsului secundar, numit factor clastogen, care
perpetueaza procesul fragmentarii cromozomiale.
Factorul clastogen (CF) a fost descris prima data de radiobiologi, ca un produs al
iradierii corporale totale. Autorii japonezi insista asupra longevitatii efectului clastogen al plasmei: pina la 31 ani dupa expunerea la explozia atomica din Japonia. Recent, grupul
sotilor Emerit (1994) a studiat plasma copiilor din zona Cernobil 2 si au gasit ca aproape
3/4 din acestia aveau CF in plasma.
CF poate fi produs prin iradierea singelui in vitro. Este interesant de semnalat ca
efectul clastogen al plasmei din singele iradiat cu 400 razi nu a fost diferit de acela
produs de 5000 razi. Doza minima producatoare de CF este 50 razi.
CF este un produs celular doar al leucocitelar mononucleare. Formarea CF si efectul
clastogen al CF preformat sint prevenite de SOD, indicind implicarea anionului superoxid
[15].
Efectele genotoxice ale CF sint: aberatii cromazomiale, fragmentarea ADN si mutatii
genice. Aceste actiuni au fost demonstrate atit asupra limfocitelor, cit si fibroblastilor,
celulelor endoteliale, mezoteliale s.a. CF este un amestec de componenti. Celulele in
cultura, tratate cu CF, elibereaza peroxid de hidrogen, ca urmare a proprietatilor sale de
stimulare a formarii anionului superoxid. Pe de alta parte, formarea CF este legata de
lipoperoxidarea membranelor celulare.
Componentii CF sint de origine diferita. Inozin-di- si tri-fosfatul (IDP, ITP) continuti
in CF, au proprietati clastogene, reprezentind nucleotidele raspunzatoare de leziunile
cromozomiale din sclerodermie (Auclair & colab., 1990). TNFά este un component al CF
la bolnavii HIV+, dar se presupune existenta doar a unui fragment activ al acestei
citokine, deoarece molecula intreaga are o greutate de 17 kD in timp ce CF are doar 10
kD.
Efectul anticlastogen exercitat constant de SOD fata de CF preformat sugereaza ca
anionul superoxid este implicat neindoielnic in generarea CF. Pe de alta parte, CF
stimuleaza producerea anionului superoxid de catre neutrofile si monocite [3, Emerit,1990]. ITP amorseaza neutrofilul pentru producerea anionului superoxid prin cresterea
calciului intracelular, ceea ce
duce la activarea enzimelor lizozomale, iar leziunile cromozomiale sint induse prin
actiunea nucleazelor.
TNFά este cunoscut ca stimulator al SRO, dupa cum acestea amplifica productia
TNFά de catre macrofage [3, Pogrebniac & colab., 1990]. In fine, efectul genotoxic este
exercitat de un component de degradare al metabolismului acidului arahidonic, gasit in preparatele de CF: aldehida 4-hidroxinonenal. Ea produce mutatii cromozomiale la
concentratii micromolare, prin inactivarea gruparilor functionale SH ale ADN-
polimerazei si formarea de compusi cu tiolii celulari GSH si cisteina.
1 2.4 Aspecte clinice ale stresului oxidativ al ADN in cancer
2
Mediul ambiant natural ne supune la numeroase noxe, chiar dacă sint imperceptibile.O pondere importantă a actiunii acestora este reprezentată de "agresivitatea oxidativa".
Alimentele, de exemplu, contin carcinogeni, mutageni teratogeni si clastogeni [3, Ames
& colab., 1990]. Noi consumam zilnic aproximativ 1,5g de toxine provenite din plante, la
care se adauga produsii de piroliză, furnizati prn prelucrarea termica (gatit) şi substante
Studiul mecanismelor intime de declansare a procesului de carcinogeneza in prezenta unui stress oxidative crescut, au ca scop stoparea si prevenirea acestiu agent
etiologic. Astel s-au initiat numerose studii si experimente practice,incercandu-se
descoperirea unor agent ice ar putea impiedica transformarea oncogena.
Se discuta din ce in ce mai mult in lumea medicala despre rolul vit D in
corp este o cauza sau o consecinta a cancerului, studiul lor sugereaza ca aceasta maladie
poate fi incetinita prin administrarea acestei vitamine. In prezent, cancerul la san este
tratat cu ajutorul chirurgiei si radioterapiei, al chimioterapiei si tratamentelor hormonale
sau al unei combinatii dintre acestea, in functie de stadiul maladiei.
Un alt studiu realizat de către cercetătorii de la Institutul de Cercetare Samuel
Lunenfield al Spitalului „Mount Sinai” din Toronto sugerează că vitamina „razelor de
soare” ar putea juca un rol major în reducerea riscului pentru cancerul mamar. Datele
studiului au arătat un beneficiu maxim în acest sens la femeile care au consumat doze mai
mari de vitamina D la vârste tinere. Din interviul realizat cu 567 de paciente diagnosticate
cu cancer de sân şi cu 1 135 de femei fără această boală reiese că femeile care au au avut
o meserie care necesita sau permitea sa stea mai mult timp în aer liber, precum şi cele
care au consumat cantităţi mai mari de ulei din ficat de peşte (cod) sau au băut mai multălapte au prezentat un risc mai redus pentru cancerul mamar.
Petrecerea unui timp mai îndelungat în aer liber între vârsta de 10 -19 ani a însemnat
o reducere a riscului de cancer cu 40%, cercetătorii interpretând aceast beneficiu pe
seama expunerii din timp la razele de soare. În ceea ce priveşte influenţa factorilor
alimentari în dezvoltarea cancerelor s-a observat o reducere cub 25% a riscului la femeile
care au consumat ulei din ficat de peşte la vârsta de 10-19 ani sau au băut cel puţin 9 căni
de lapte săptămânal între vârstele de 10-29 de ani (reducere cu 35% a riscului).Cercetatorii au dovedit faptul ca o dieta bogata in vitamina D poate ajuta femeile in
lupta lor impotriva cancerului de san.
4.2.2 Cancerul de prostata si vitamina D
Cancerul de prostata este cea mai frecventa forma de cancer la barbati. De
marimea unei nuci, prostata este situata la intersectia vezicii urinare cu uretra. Daca o
femeie care descopera un nodul la sân se gândeste imediat la cancer mamar, un barbat
care începe sa urineze tot mai des noaptea si caruia medicul îi spune ca are prostata
In timp ce marea majoritate a americanilor apeleaza la diferite produse dermatologice
pentru a evita expunerea la soare si in acelasi timp pentru a se feri de aparitia cancerului
de piele prin expunere prelungita la soare , se dezvolta o alta problema de sanatate-o
deficienta de vitamina D.
Se stie despre aceasta vitamina ca este foarte importanta in dezvoltarea oaselor si
dintilor,de un rol important il are in preventia aparitiei ostoporozei.Dupa mai multe studii
s-a ajuns la concluzia ca deficitul de vitamina D este incriminat in aparitia diabetului
zaharat de tip 1, de asemenea in aparitia durerilor osoase si musculare si probabil,un lucru
mult mai infricosator, in aparitia cancerului de san , colon, prostate,ovare, esofag si al
sistemului limfatic.
Rolul vitaminei D asupra oaselor este bine cunoscut si i se da o foarte mare atentie
insa este bine de stiut ca aproape toate celulele din organism au receptori pentru vitamina
D activate.Astfel fara suficienta vitamina D ,celulele se pot multiplica foarte repede si pot
promova aparitia tumorilor.
Cum vitamina D este sintetizata prin exunerea la razele ultraviolete evitarea expunerii
la soare nu este o buna strategie in preventia aparitiei cancerelor.Cand vremea ne permiteeste indicat sa satam la soare macar 10-15 minute fara insa a folosi creme de protectie.