Токсичные остатки сигаретного дыма увеличивают риск развития рака у мышей

Сигаретный дым, состоящий из основного и «пассивного» дыма, является источником мутагенов и канцерогенов, таких как N-нитрозамины, ароматические амины, альдегиды, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и другие. Основной дым – это дым, вдыхаемый курильщиком, «пассивный» - это растворённый в воздухе дым от тлеющей сигареты и выдыхаемый курильщиком. Рак лёгкого может вызывать как активное, так и пассивное курение, так как в обоих видах дыма обнаруживаются одни и те же канцерогены, хотя их концентрация в пассивном дыме значительно ниже.

10 лет назад был идентифицирован новый тип воздействия сигаретного дыма, так называемый «дым для третьих лиц». Исследователи из лаборатории Лоуренса Беркли обнаружили, что токсичные остатки от сигаретного дыма (ТОД) оседают вместе с пылью на стенах и других внутренних поверхностях. Некоторые из адсорбированных компонентов могут вместе с пылью повторно выбрасываться в воздух и/или реагировать с другими загрязняющими веществами с образованием более опасных соединений. ТОД могут воздействовать путём непроизвольного вдыхания, проглатывания или через кожу длительное время – дни, месяцы и даже годы. Обычные методы очистки не могут эффективно устранять загрязнение от таких остатков.

В последние годы было установлено, что ТОД содержат летучие и полулетучие органические соединения, которые медленно выделяются в воздух. Некоторые из химических компонентов ТОД являются известными канцерогенами, характерными для пассивного и основного дыма, - это ПАУ и нитрозамины. Никотин, являющийся основным компонентом табачного дыма, реагирует с озоном (O3) с образованием альдегидов и с азотистой кислотой (HONO) с образованием нескольких нитрозаминов, специфичных для табачного дыма, включая 1- (N-метил-N-нитрозамино) -1- (3-пиридинил) -4-бутанал (NNA), N-нитрозо норникотин (NNN) и 4- (метилнитроамино) -1- (3-пиридинил) -1-бутанон (NNK).

Накоплены данные, которые свидетельствуют о том, что токсичные и канцерогенные соединения, такие как ПАУ и специфичные нитрозамины, содержащиеся в ТОД, воздействуя через кожу и путем дыхания, могут способствовать заболеваемости и смертности, связанных с курением. ТОД и его компоненты вызывают повреждение ДНК в клетках человека, а также повреждение органов, снижение массы тела и иммунные изменения у неполовозрелых мышей даже при кратковременном воздействии.

Маленькие дети в отличие от взрослых больше подвержены риску воздействия ТОД, так как они обычно больше проводят времени в помещении и тесно контактируют с поверхностями (ползают, суют в рот руки итд.). Дети более чувствительны к воздействию загрязняющих веществ и по другим причинам: повышенная частота дыхания/размер тела, более высокая площадь поверхности/объем поверхности, более тонкая кожа, незрелость иммунной системы и низкая метаболическая способность. В одном исследовании было показано, что в домах родителей, которые курили только вне помещения, по-прежнему содержался более высокий уровень никотина, чем в домах некурящих родителей, и, что более важно, дети родителей, которые курили только вне дома, имели более высокий уровень мочевого котинина (метаболит никотина), чем дети некурящих родителей.

В новом исследовании ученые показали, что кратковременное воздействие ТОД на неполовозрелых мышей (ювенильный период) может вызывать у них рак лёгкого. Через сорок недель после воздействия ТОД на мышей A/J в возрасте от 4 до 7 недель у них увеличивалась частота развития аденокарциномы легких, размеры и число опухолевых узлов и по сравнению с контрольной группой. Мыши линии A/J восприимчивы к спонтанному развитию рака лёгкого и часто используются в качестве тестовой системы при изучении канцерогенных свойств табака.

Анализ образцов ТОД, используемых в исследовании и полученных в результате водной и органической экстракции, показал наличие никотина и канцерогенов, включая специфичные нитрозамины и ПАУ. Исследуемая доза ТОД составила 77 мкг/кг веса тела. Известно, что канцерогенные соединения табака, которые обнаруживаются и в ТОД, генерируют широкий спектр повреждений ДНК, включая повреждение сахаров, окисленных оснований, образование аддуктов. В данном исследовании на клеточной линии рака легкого человека было показано, что ТОД индуцируют двунитевые разрывы ДНК, увеличивают клеточную пролиферацию и образование колоний. Методом РНК-секвенирования было выявлено, что ТОД также вызывают стресс эндоплазматического ретикулума и активацию p53-сигнального пути, о чем свидетельствовала повышенная экспрессия генов p21 и BAX.

Таким образом, авторы полагают, что канцерогенное действие ТОД может быть связано с образованием двунитевых разрывов ДНК, которое приводит к геномной нестабильности и последующей онкогенной трансформации, и повышенному риску развития рака.