Роль гема в экологически обусловленном онкогенезе (обзор литературы)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Связь гемобластозов, опухолей центральной нервной системы и ряда других новообразований человека с различными факторами внешней среды химической и физической природы общеизвестна. Однако механизм такой связи остаётся неясным. На основании анализа литературы автором сформулирована концепция экологически обусловленного онкогенеза, ключевую роль в которой играет гем. Согласно предложенной модели, первый этап онкогенеза заключается в индукции экологически обусловленного окислительного стресса, который на следующем этапе многократно усиливается железом гема. Параллельно с этим, благодаря ферромагнитным свойствам железа гема, происходят приём, индукция и усиление внешних электромагнитных полей с формированием петли обратной связи и дополнительной стимуляцией оксидативных процессов. Вследствие этого под воздействием активных кислородных метаболитов развивается эпигеномная дисрегуляция семафоринов в тканях-мишенях, имеющих наибольший контакт с гемом. Это в свою очередь приводит к запуску процесса опухолевой трансформации в активно пролиферирующих клетках конуса роста аксона, костного мозга, в предшественниках клеток почек, в стволовых мезенхимальных клетках и в эндотелии. В результате возникают доброкачественные опухоли эндотелия (гемангиомы), лейкозы, лимфомы, опухоли периферической и центральной нервной системы, доброкачественные и злокачественные опухоли мягких тканей. Предложенная модель хорошо объясняет особенности детской онкологической заболеваемости с преобладанием среди доброкачественных опухолей гемангиом, а среди злокачественных новообразований — гемобластозов и опухолей нервной системы. Помимо этого, способность гема к взаимодействию с электромагнитными полями позволяет приблизиться к пониманию связи новообразований с активностью Солнца.

Об авторах

Сергей Константинович Пинаев

Дальневосточный государственный медицинский университет; Хабаровский федеральный исследовательский центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: pinaev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0774-2376
SPIN-код: 3986-4244
Scopus Author ID: 56291097200
ResearcherId: J-5942-2018

к.м.н., доцент

Россия, Хабаровск; Хабаровск

Список литературы

  1. Агаджанян Н.А., Чижов А.Я., Ким Т.А. Болезни цивилизации // Экология человека. 2003. № 4. С. 8–11.
  2. Пинаев С.К., Чижов А.Я., Пинаева О.Г. Критические периоды адаптации к дыму и солнечной активности на этапах онтогенеза (обзор литературы) // Экология человека. 2021. Т. 28, № 11. С. 4–11. doi: 10.33396/1728-0869-2021-11-4-11
  3. Nelson L., Valle J., King G., et al. Estimating the proportion of childhood cancer cases and costs attributable to the environment in California // Am J Public Health. 2017. Vol. 107, N 5. P. 756–762. doi: 10.2105/AJPH.2017.303690
  4. World Health Organization. IARC Monographs on the Identification of Carcinogenic Hazards to Humans. List of Classifications. Agents classified by the IARC Monographs, Volumes 1–131. Дата обращения: 06.12.2022. Доступ по ссылке: https://monographs.iarc.fr/list-of-classifications
  5. Пинаев С.К., Чижов А.Я., Пинаева О.Г. Связь дыма и солнечной активности с новообразованиями человека // Казанский медицинский журнал. 2022. Т. 103, № 4. С. 650–657. doi: 10.17816/KMJ2022-650
  6. Пинаев С.К., Чижов А.Я., Пинаева О.Г. Связь активности Солнца и дыма с трендами гемобластозов в России // Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). 2022. Т. 31, № 3. С. 100–110. doi: 10.21870/0131-3878-2022-31-3-100-110
  7. ONCOLOGY.RU [интернет]. Злокачественные новообразования в России. Дата обращения: 17.01.2023. Доступ по ссылке: http://www.oncology.ru/service/statistics/malignant_tumors/
  8. Чижов А.Я., Пинаев С.К., Савин С.З. Экологически обусловленный оксидативный стресс как фактор онкогенеза // Технологии живых систем. 2012. Т. 9, № 1. С. 47–53.
  9. Аббасова М.Т., Гаджиев А.М. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения дециметрового диапазона на показатели железа в сыворотке у крыс. В кн.: VIII Международный конгресс «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине»: научные труды конгресса; Санкт-Петербург, 10–14 сентября 2018 года; Санкт-Петербург : ООО «ПЦ «Синтез», 2018. С. 100.
  10. Korolnek T., Hamza I. Like iron in the blood of the people: the requirement for heme trafficking in iron metabolism // Front Pharmacol. 2014. № 5. С. 126. doi: 10.3389/fphar.2014.00126
  11. Paul B.T., Manz D.H., Torti F.M., Torti S.V. Mitochondria and Iron: current questions // Expert Rev Hematol. 2017. Vol. 10, N 1. P. 65–79. doi: 10.1080/17474086.2016.1268047
  12. Созарукова М.М. Эритроциты как источники и мишени свободных радикалов. В кн.: Источники и мишени свободных радикалов в крови человека / под ред. Ю.А. Владимирова. Москва : ООО «МАКС Пресс», 2017. С. 140–178.
  13. Лукина Е.А., Деженкова А.В. Метаболизм железа в норме и при патологии // Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика. 2015. Т. 8, № 4, С. 355–361. doi: 10.21320/2500-2139-2015-8-4-355-361
  14. Иванов С.Д. Железо и рак: роль ионов железа в процессе канцерогенеза и при лучевой терапии опухоленосителей // Успехи современной биологии. 2013. Т. 133, № 5. С. 481–494.
  15. Keppner A., Maric D., Correia M., et al. Lessons from the post-genomic era: globin diversity beyond oxygen binding and transport // Redox Biol. 2020. Vol. 37. P. 101687. doi: 10.1016/j.redox.2020.101687
  16. Thévenod F. Iron and its role in cancer defense: a double-edged sword // Met Ions Life Sci. 2018. Vol. 18. doi: 10.1515/9783110470734-021
  17. Кривенцев Ю.А., Бисалиева Р.А., Носков А.И. Гемоглобины человека // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2007. № 6. С. 34–41.
  18. Сергунова В.А., Манченко Е.А., Гудкова О.Е. Гемоглобин: модификации, кристаллизация, полимеризация // Общая реаниматология. 2016. Т. 12, № 6. С. 49–63. doi: 10.15360/1813-9779-2016-6-49-63
  19. Pfeifhofer-Obermair C., Tymoszuk P., Petzer V., Weiss G., Nairz M. Iron in the tumor microenvironment-connecting the dots // Front Oncol. 2018. Vol. 8. P. 549. doi: 10.3389/fonc.2018.00549
  20. Galaris D., Barbouti A., Pantopoulos K. Iron homeostasis and oxidative stress: an intimate relationship // Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2019. Vol. 1866, N 12. P. 118535. doi: 10.1016/j.bbamcr.2019.118535
  21. Муравлёва Л.Е., Молотов-Лучанский В.Б., Клюев Д.А., и др. Белки эритроцитов. Миниобзор // Успехи современного естествознания. 2013. № 4. С. 28–31.
  22. Fossen Johnson S. Methemoglobinemia: infants at risk // Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2019. Vol. 49, N 3. P. 57–67. doi: 10.1016/j.cppeds.2019.03.002
  23. Нестеров Ю.В., Теплый Д.Д. Морфофизиологические показатели эритроцитов при оксидативном стрессе на разных этапах онтогенеза // Живые и биокосные системы. 2015. № 11. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24883113
  24. Агаджанян Н.А., Макарова И.И. Магнитное поле Земли и организм человека // Экология человека. 2005. № 9. С. 3–9.
  25. Бондарь Г.В., Шевченко В.В., Поляков П.И., Рюмшина Т.А. Влияние магнитного поля на показатели крови. В кн.: IX Международная крымская конференция «КОСМОС И БИОСФЕРА», Коктебель, 2011. Режим доступа: http://www.biophys.ru/archive/crimea2011/abstr-p168.pdf
  26. Александров Б.Л., Александров А.Ж. Механизм воздействия на человека магнитного поля земли и Солнца // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 127. С. 138–149. doi: 10.21515/1990-4665-127-006
  27. Гришин А.Н., Корнелик С.Е., Рязанцева Н.В., Сычев О.Ф. Биофизика кровотока в сильных магнитных полях: новации и новейшие исследования. В кн.: Инноватика — 2009: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; 14–15 мая 2009 г.; Томск, Россия. Томск, 2009. С. 20–25.
  28. Обридко В.Н., Рагульская М.В., Хабарова О.В., и др. Космические факторы эволюции биосферы: новые направления исследований // Психосоматические и интегративные исследования. 2015. Т. 1, № 1. С. 101.
  29. Khabarova O.V., Dimitrova S. On the nature of people’s reaction to space weather and meteorological weather changes // Sun and Geosphere. 2009. Vol. 4, N 2. P. 60–71.
  30. Рагульская М.В., Хабарова О.В., Обридко В.Н., Дмитриева И.В. Влияние солнечных возмущений на функционирование и синхронизацию человеческого организма // Журнал радиоэлектроники. 2000. № 10. С. 5. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15111655
  31. Чижевский А.Л. Структурный анализ движущейся крови. Издательство Академии наук СССР, 1959. 474 с.
  32. Копыльцов А.В. Двухмерная модель распределения магнитного поля между эритроцитами в узком капилляре // Инженерный вестник Дона. 2017. № 4. С. 88. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32731169.
  33. García-Guede Á., Vera O., Ibáñez-de-Caceres I. When oxidative stress meets epigenetics: implications in cancer development // Antioxidants (Basel). 2020. Vol. 9, N 6. P. 468. doi: 10.3390/antiox9060468
  34. Волков Н.М. Эпигенетика: возможности таргетной терапии // Практическая онкология. 2022. Т. 23, № 3. С. 170–174. doi: 10.31917/2303170
  35. Chen H., Xie G.H., Wang W.W., et al. Epigenetically downregulated Semaphorin 3E contributes to gastric cancer // Oncotarget. 2015. Vol. 6, N 24. P. 20449–20465. doi: 10.18632/oncotarget.3936
  36. Xue W., Wang F., Han P., et al. The oncogenic role of LncRNA FAM83C-AS1 in colorectal cancer development by epigenetically inhibits SEMA3F via stabilizing EZH2 // Aging (Albany NY). 2020. Vol. 12, N 20. P. 20396–20412. doi: 10.18632/aging.103835
  37. Tomizawa Y., Sekido Y., Kondo M., et al. Inhibition of lung cancer cell growth and induction of apoptosis after reexpression of 3p21.3 candidate tumor suppressor gene SEMA3B // Proc Natl Acad Sci U S A. 2001. Vol. 98, N 24. P. 13954–13959. doi: 10.1073/pnas.231490898
  38. Kundu A., Nam H., Shelar S., et al. PRDM16 suppresses HIF-targeted gene expression in kidney cancer // J Exp Med. 2020. Vol. 217, N 6. P. e20191005. doi: 10.1084/jem.20191005
  39. Tischoff I., Markwarth A., Witzigmann H., et al. Allele loss and epigenetic inactivation of 3p21.3 in malignant liver tumors // Int J Cancer. 2005. Vol. 115, N 5. P. 684–689. doi: 10.1002/ijc.20944
  40. Abuetabh Y., Tiwari S., Chiu B., Sergi C. Semaphorins biology and their significance in cancer // Austin J Clin Pathol. 2014. Vol. 1, N 2. P. 1009.
  41. Fayyad-Kazan M., Najar M., Fayyad-Kazan H., et al. Identification and evaluation of new immunoregulatory genes in mesenchymal stromal cells of different origins: comparison of normal and inflammatory conditions // Med Sci Monit Basic Res. 2017. Vol. 23. P. 87–96. doi: 10.12659/msmbr.903518
  42. Neufeld G., Mumblat Y., Smolkin T., et al. The semaphorins and their receptors as modulators of tumor progression // Drug Resist Updat. 2016. Vol. 29. P. 1–12. doi: 10.1016/j.drup.2016.08.001
  43. Nasarre P., Gemmill R.M., Drabkin H.A. The emerging role of class-3 semaphorins and their neuropilin receptors in oncology // Onco Targets Ther. 2014. Vol. 7. P. 1663–1687. doi: 10.2147/OTT.S37744
  44. Neufeld G., Mumblat Y., Smolkin T., et al. The role of the semaphorins in cancer // Cell Adh Migr. 2016. Vol. 10, N 6. P. 652–674. doi: 10.1080/19336918.2016.1197478
  45. Jiang H., Tang J., Qiu L., et al. Semaphorin 4D is a potential biomarker in pediatric leukemia and promotes leukemogenesis by activating PI3K/AKT and ERK signaling pathways // Oncol Rep. 2021. Vol. 45, N 4. P. 1. doi: 10.3892/or.2021.7952
  46. Delloye-Bourgeois C., Bertin L., Thoinet K., et al. Microenvironment-driven shift of cohesion/detachment balance within tumors induces a switch toward metastasis in neuroblastoma // Cancer Cell. 2017. Vol. 32, N 4. P. 427–443.e8. doi: 10.1016/j.ccell.2017.09.006
  47. Torti S.V., Torti F.M. Iron and cancer: 2020 vision // Cancer Res. 2020. Vol. 80, N 24. P. 5435–5448. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-20-2017
  48. Wang F., Lv H., Zhao B., et al. Iron and leukemia: new insights for future treatments // J Exp Clin Cancer Res. 2019. Vol. 38, N 1. P. 406. doi: 10.1186/s13046-019-1397-3
  49. Fonseca-Nunes A., Jakszyn P., Agudo A. Iron and cancer risk — a systematic review and meta-analysis of the epidemiological evidence // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2014. Vol. 23, N 1. P. 12–31. doi: 10.1158/1055-9965.EPI-13-0733

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема экологически обусловленного онкогенеза: PM2,5 и PM10 — частицы углерода размером 2,5 и 10 мкм соответственно, ПАУ — полициклические ароматические углеводороды, АКМ — активные кислородные метаболиты, ЭМП — электромагнитные поля, МТ — мягкие ткани.

Скачать (255KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».