Kancerogeneza naturalna i związana ze stylem życia

Dwadzieścia pięć procent ludzi w czasie swojego życia zachoruje na raka. Substancje trujące rozproszone w środowisku mają swój udział w powstawaniu chorób nowotworowych u ludzi. Powszechnie uważa się jednak, że promieniowanie naturalne i styl życia powodują znacznie więcej zgonów na raka niż trujące chemikalia w środowisku.

Naturalna kancerogeneza.

Tłowe tempo powstawania chorób nowotworowych nie ma związku z rodzajem zachowań ludzkich, więc z miejscem gdzie ludzie żyją i co oni robią lub spożywają. Żyjemy w świecie raczej niebezpiecznym dla DNA, które jest stale bombardowane przez promieniowanie kosmiczne dość jednorodnie zagrażające całej powierzchni Ziemi. Jest przy tym niewiele większe na dużych szerokościach geograficznych w stosunku do biegunów. Ponadto istnieją naturalnie cząstki radioaktywne, w tym radon, które pochodzą ze składników skorupy Ziemskiej i stanowią dodatkowe źródło zagrożenia promieniotwórczego. Promieniowanie kosmiczne i strumień radionuklidów, o natężeniu około 150 mrem rocznie na poziomie morza w USA, stanowią tłowy nacisk genotoksyczny na komórki ludzkie.

Naturalne oddziaływania odpowiadają za dziesiątki tysięcy przypadków naprawy DNA w komórce dziennie, co przekłada się na astronomiczną liczbę 10²⁰ (100 kwintylionów) napraw DNA rocznie na jedną osobę. Na szczęście proces naprawy prowadzi do wymiany w DNA uszkodzonej zasady przez taką samą zasadę. Jednak proces naprawy DNA może ulegać zakłóceniom prowadzącym do mutacji. Jeśli mutacja zaistnieje w pobliżu lub na onkogenie w komórce somatycznej, może utworzyć jedną z dwu mutacji niezbędnych do powstania kancerogenezy, bądź może być to mutacja wystarczająca do progresji.

Wprawdzie każdy z nas rozpoczyna życie jako jedna komórka, jednak dorosły organizm składa się z około 100 trylionów komórek, z których każda może stać się nowotworową. Każdy nowotwór powstaje jako klon komórek, z których wszystkie pochodzą z tej samej pierwotnej komórki, przetransformowanej w sposób umożliwiający jej szybszą replikację w porównaniu do sąsiednich komórek. O ile zachorowalność ludzi jest bardzo częsta, to na poziomie komórkowym zainicjowanie raka jest nadzwyczaj rzadkim zdarzeniem. Ponieważ nowotwory są klonami, a jeden z czterech ludzi, każdy posiadający 100 trylionów komórek, zostanie dotknięty chorobą w czasie swojego życia, to można ocenić zdolność do zainicjowania raka na poziomie komórkowym jako 1 na 400 trylionów komórek, tzn. 2.5 x 10^-15 .

Wiadomo, że równowaga między prawidłowymi naprawami DNA i prowadzącymi do pomyłek jest siłą napędową ewolucji, której towarzyszą minimalne szkody dla trwałości gatunków. Niedoskonałe w działaniu enzymy naprawcze DNA umożliwiają powstawanie w niewielkim tempie nagromadzenia mutacji zarówno w komórkach somatycznych (potencjalnie zdolnych do przekształcenia w rakowe) jak i w płciowych (odpowiedzialnych za zmiany w kolejnych generacjach, z których mniejszość będzie lepiej przystosowana do zmieniającego się środowiska).

Zastanówmy się, gdyby rak był śmiertelną chorobą atakującą przed osiągnięciem dojrzałości płciowej, to szanse na utrzymanie się obecnie funkcjonującego mechanizmu naprawy DNA byłyby znikome. Jeśli więc mogli przetrwać tylko dobrze zaadaptowani potomkowie o mniej dynamicznym systemie zachowania trwałości genetycznej powinniśmy posiadać bardziej perfekcyjny mechanizm naprawy DNA. W takim razie można by wątpić czy ktokolwiek z nas miałby szansę na przeczytanie tych słów - lepszym wyborem jest posiadanie niezbyt perfekcyjnego systemu naprawy DNA.

Kacerogeneza z powodu warunków życia i pracy.

Oprócz oddziaływania tłowej mutagenezy stykamy się w życiu codziennym z wieloma chemikaliami w pożywieniu i naszym otoczeniu, które nie mają nic wspólnego z niebezpiecznymi odpadami. Szereg roślin zawiera naturalne pestycydy, które mogą być kancerogenami. Niektórzy z nas przejawiają preferencje żywieniowe dla niezdrowych pokarmów, które zawierają naturalne kancerogeny: grzyby (hydrazyny), seler (psoraleny), masło orzechowe (aflatoksyny), czy steki smażone na węglu drzewnym (benzo(a)piren). Wszystkie te źródła zagrożenia bledną jednak wobec powszechnego obyczaju rozdrabniania pewnego daru natury na małe trocinki, skręcaniu w tytki i spalaniu ich. Wdychanie dymu tytoniowego jest najważniejszą metodą wprowadzania kancerogenów do organizmu homo sapiens. Obyczaj ten jest odpowiedzialny za większą ilość nowotworów płuc, pęcherza, a przypuszczalnie też za rak trzustki i piersi, niż wszystkie inne sztuczne źródła rakotwórczych substancji razem.

Obok tłowych źródeł kancerogenów (w rodzaju ekspozycji na promieniowanie kosmiczne i naturalne źródła promieniotwórczości) oraz źródeł związanych ze stylem życia (w rodzaju żywności i palenia papierosów) wielu ludzi jest zagrożonych przez nowotwory związane z warunkami pracy. Oczywiście rozpoznanie tego źródła zagrożenia spowodowało wiele ograniczeń wydanych przez państwo. Dzięki temu miejsce pracy jest teraz bezpieczniejsze niż kiedykolwiek z punktu widzenia ryzyka kontaktu z kancerogenami.

"Bezpieczne" dawki rakotwórczych chemikaliów w niebezpiecznych odpadach.

W czasie ostatniego dziesięciolecia narzędzia oceny potencjalnego zagrożenia rakotwórczego dla populacji ludzkich stały się dość precyzyjne. Niemniej nadal spotykamy się z wieloma niedokładnościami, które bardzo utrudniają ocenę sytuacji. Oszacowanie ryzyka związanego rakotwórczymi chemikaliami najlepiej udaje się kiedy prowadzimy oceny porównawcze i podejmujemy zadanie wskazania najpoważniejszego zagrożenia. Bardziej priorytyzacji niż ilościowej oceny zagrożenia. Jak już wyjaśniliśmy, ekstrapolacja od wysokich dawek podawanych w testach ze zwierzętami do niskich dawek przyjmowanych przez ludzi jest obciążona błędami statystycznymi i ostrożnymi założeniam. Ponadto będzie prawdopodobnie niedokładna w przypadku kancerogenów genotoksycznych. Tym niemniej nawet niedokładne oceny ryzyka będą lepsze od zaniechania ich w ogóle, a błędy przy ich sporządzeniu nie stanowią o pomniejszeniu stopnia ryzyka dla zdrowia populacji ludzkiej.

W przyszłości można spodziewać się ulepszenia metod. Modele takie jak farmakokinetyczne, zdolne do wyliczenia udziałów wielu zmiennych przy skalowaniu danych z doświadczeń na zwierzętach, ułatwią ocenę istotną dla wskazania ryzyka dla ludzi. Toksykolodzy będą potrafić określić prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożeń, jednak nie należy spodziewać się uzyskania definitywnych odpowiedzi.

Przyjmując te ograniczenia nauki trzeba postawić kwestię:

Jaki jest akceptowalny dla społeczeństwa stopień ryzyka związanego rakotwórczymi składnikami niebezpiecznych odpadów lub innych źródeł?

Obecnie EPA i wiele innych agencji ochrony środowiska ustanawia górną granicę "bezpieczeństwa" jako poziom zagrożenia rakiem w czasie całego życia człowieka wyrażony liczbowo 1 do dziesięciu tysięcy (1 x 10^-4 ) dla populacji maksymalnie zagrożonej obecnością kancerogenów pochodzących z niebezpiecznych odpadów. Pojęcie "1 na milion" (1 x 10^-6 ) ryzyko jednego nadmiernego przypadku raka na całe życie populacji ludzkiej o liczebności jednego miliona jest używane jako docelowe zadanie dla ustawodawcy.