Fyzikální karcinogeneze

Nádorové onemocnění může být definováno jako růst buněk, které se vymkly z kontroly buněčného dělení a které proliferují zcela autonomně. Podstatou nádorového bujení je mutace v určitých genech buňky. Faktory, které mutace vyvolávají, se nazývají mutageny.

Mutagenní faktory dělíme na:

• fyzikální,
• chemické,
• biologické.

Fyzikální faktory

Ionizující záření (gama, RTG)

• Ionizující záření má vysokou energii a prochází tkáněmi organismu.
• Při průchodu záření dochází ke kolizím s atomy a uvolňování jejich elektronů → podél stopy paprsku vznikají radikály a ionty (např. H⁺, OH^-) → ty mohou reagovat s dalšími molekulami buněčné struktury včetně DNA.
• Ionizující záření vyvolává zejména oxidaci bazí a porušuje vazbu pentosa-fosfát v řetězci DNA.
• Absorbovaná dávka záření má jednotku gray (Gy = J/kg).
• Mutagenní efekt ozáření závisí na dávce záření, době expozice, fázi buněčného cyklu a na kvalitě reparačních mechanismů.
• Vyvolává především chromozomální zlomy a následně chromozomální přestavby.
• Vyvolává leukemie, osteosarkom, nádory kůže, nádory štítné žlázy aj.
• Pro záření neexistuje prahová dávka a i jednotlivá kvanta záření mohou vyvolat mutaci.
• Nejcitlivější na ionizující záření jsou právě se dělící buňky (buňky kostní dřeně, buňky lymfatické tkáně, zárodečné buňky apod.).
• V lékařství se používají vysoké dávky záření v onkologické léčbě.
• V posledních letech je v diagnostice RTG vyšetření nahrazováno ultrazvukem.
• Přírodní zdroje: kosmické záření, sluneční záření, přírodní radioizotopy.
• Umělé zdroje: jaderné zbraně, jaderný reaktor, radiofarmaka, cesiové a kobaltové gama ozařovače, Leksellův gama nůž aj.

UV záření

• Má menší energii než ionizující záření.
• Je absorbováno mnoha organickými molekulami, zejména puriny a pyrimidiny.
• Je silným mutagenem pro jednobuněčné organismy, u mnohobuněčných živočichů poškozuje jen jejich povrchové buňky (epidermis).
• U člověka může UV záření vyvolávat neoplázie kůže (karcinomy, melanomy).
• Riziko UV záření se nyní zvyšuje se snižováním obsahu ozonu v ionosféře (ozonové díry).
• UV záření způsobuje mutace především vytvářením hydrátů purinů a dimerů pyrimidinů (zejména thyminu).
• Dimery thyminu:
  • ruší strukturu dvoušroubovice DNA a znemožňují postup DNA-polymerázy po templátu a tím přeruší replikaci DNA;
  • při jejich reparaci může dojít k chybnému zařazení bazí.

• UVC = 100–280 nm – germicidní:
  • kompletně absorbováno ozonosférou → neškodí;
  • z umělých zdrojů škodí → germicidní lampy (speciální lampa pro sterilizaci vzduchu a prostředí, použití ve zdravotnictví).
• UVB = 280–315 nm – sluneční záření:
  • absorbováno DNA → dimery pyrimidinů → nádory kůže (karcinom, melanom).
• UVA = 315–400 nm – sluneční záření:
  • patrně není absorbováno DNA, ale je absorbováno jinými molekulami → volné radikály → poškození DNA → stárnutí a karcinom kůže.