Mechanizmy powstawania lub inicjowania nowotworów

Prezentacja na temat: "Mechanizmy powstawania lub inicjowania nowotworów"— Zapis prezentacji:

1 Mechanizmy powstawania lub inicjowania nowotworów
Mechanizmy powstawania lub inicjowania nowotworów. Rola białka zwierzęcego Dr Jerzy Gubernator

2 Pytania na jakie postaram się odpowiedzieć
Skąd się biorą nowotwory? Czy to co jem ma wpływ na powstawanie nowotworów. W jaki sposób? Która dieta jest najlepsza? Jak jedzenie wpływa na nowotwory wywoływane paleniem tytoniu. Czy zmiana diety coś mi da?

3 Pochodzenie słowa rak Hipokrates nazwał rozwinięte guzy piersi słowem carcinos (krab) gdyż kojarzyły mu się one wyglądem z tym skorupiakiem. Celsus w tłumaczeniu na łacinę błędnie użył słowa cancer (rak). Nowa nazwa się utrwaliła.

4 Jak powstają nowotwory?
Procesy metaboliczne i czynniki środowiskowe mogą powodować uszkodzenie DNA. W każdej komórce ma miejsce nawet milion takich uszkodzeń dziennie. Zwykle uszkodzenia są naprawiane….. Ale jeśli uszkodzi się pewne ważne geny (protoonkogeny i geny supresorowe nowotworów) i nie zostaną one naprawione to komórka zaczyna rakowacieć. To tak jak z samochodem w którym popsuje się równocześnie pedał gazu (ciągle wciśnięty) i hamulec (nie działa). Trudno wtedy zatrzymać taki samochód.

5

6 Etapy powstawania nowotworu
Inicjacja - pod wpływem kancerogenu dochodzi do transformacji nowotworowej - w komórce dokonują się zmiany ale komórka nie rozmnaża się. Zmiana pozostaje utajona. Promocja - pod wpływem ponownego zetknięcia się z kancerogenem (tym samym lub innym) następuje pobudzenie proliferacji tych komórek ale na tym etapie jest to jeszcze proces „odwracalny” trwający wiele lat a usunięcie czynników rakotwórczych może zapobiec rozwojowi nowotworu. Progresja - jeśli czynniki kancerogenne dalej oddziaływają na zmienione ogniska komórek następuje etap powstawania heterogennej, szybko rosnącej populacji zmienionych komórek nowotworowych, zdolnych do odrywania się, wnikania do naczyń i dawania przerzutów.

7 Czynniki rakotwórcze i inicjujące nowotwory
Promieniowanie UV (czerniak) Promieniowanie jonizujące (białaczki, nowotwory tarczycy) Azbest (nowotwór płuc) Produkty spalania (benzen, antraceny, benzopiren, aminy aromatyczne, nitrozoaminy) (nowotwór płuc, przełyku, żołądka, jelita grubego, nerek i pęcherza moczowego) Chlorek winylu (nowotwór wątroby) Metale ciężkie (arsen, nikiel, rtęć) (nowotwór skóry, mózgu, nerek i wątroby) Aflatoksyny (nowotwór wątroby) Hormony (podwyższony poziom) (nowotwór piersi, prostaty) Wirusy (białaczki, nowotwór szyjki macicy) Czerwone mięso (nowotwór jelita grubego i prostaty)

8 W jaki sposób dieta odzwierzęca wpływa na powstawanie nowotworów – opis mechanizmów na kilku przykładach. Produkty odzwierzęce są niebezpieczne nie tylko dlatego, że mięso zawiera sporo cholesterolu a podczas jego smażenia powstają silnie rakotwórcze aminy heterocykliczne………..

9 Co jest nie tak z tym białkiem
Co jest nie tak z tym białkiem? – czyli ciekawy eksperyment z Indii (1968 r.) Gdy dużą ilość szczurów podzielono na dwie grupy. Jedna grupa dostała jedzenie zawierające 20% a druga 5% białka (w obu przypadkach tym białkiem była kazeina). A do picia w wodzie obu grupom podawano rakotwórczą aflatoksynę tak aby wywołać raka wątroby – to po 24 miesiącach w której grupie było więcej żywych szczurów? W grupie z 20% białkiem wszystkie szczury już nie żyły z powodu nowotworu a w grupie z 5% białkiem wszystkie szczury były w dobrym stanie !!!!!

10 Aby to zrozumieć należy wiedzieć, że prokancerogeny takie jak aflatoksyny są metabolizowane w komórkach a ich metabolizm ma zawsze dwie fazy. Produkty metabolizmu komórkowego I fazy są bardzo niebezpieczne – to są właściwe kancerogeny!!!

11 Uszkadzanie DNA komórki przez produkty metabolizmu I fazy
Produkty metabolizmu tak zwanej pierwszej fazy są często bardzo reaktywne. Jeśli aktywność tej fazy przeważa reaktywne kancerogeny, uszkadzają DNA komórki. Uszkodzenia są jednak zwykle naprawiane ale jeśli jest ich za dużo komórka zaczyna rakowacieć. Niebezpieczne Bezpieczne

12 Indyjski eksperyment był podstawą prac badawczych w Stanach Zjednoczonych

13 Kazeina wpływa na aktywność enzymów wątrobowych metabolizujących aflatoksynę !
Obniżenie aktywności enzymów za pomocą diety niskobiałkowej oznacza iż mniej aflatoksyny jest przekształcane w niebezpieczny metabolit który może przyłączyć się do DNA komórki powodując jej uszkodzenie.

14 Ilość białka zwierzęcego w diecie a tworzenie ognisk raka
Na etapie inicjacji podaż białka ma większe znaczenie niż zawartość aflatoksyn

15 Rozwój raka wątroby w zależności od ilości białka zwierzęcego w diecie i ilości aflatoksyn
Po zainicjowaniu nowotworu wątroby aflatoksyną rozwój nowotworu zależy bardziej od diety niż ilości substancji rakotwórczej z jaką zetknął się organizm

16 Ile najwyżej białka zwierzęcego w diecie?

17 Na wczesnym etapie rozwoju nowotworu czynniki związane z odżywianiem są bardzo ważne. Owe czynniki dietetyczne zwane promotorami wspierają rozwój nowotworu. Inne czynniki dietetyczne zwane antypromotorami, spowalniają jego rozwój. Rak rozwija się gdy jest więcej promotorów niż antypromotorów. Można to porównać do przeciągania liny….

18 A co z białkiem roślinnym?
W eksperymentach na szczurach białko roślinne nie powoduje rozwoju nowotworu nawet w przypadku większych dawek!!!

19 Rak piersi Rak piersi jest nowotworem hormonozależnym.
Dieta bogata w produkty zwierzęce w szczególności tłuszcze powoduje wzrost stężenia żeńskich hormonów płciowych (estrogenu i progesteronu) co jest głównym czynnikiem ryzyka w przypadku tego nowotworu. Już nieznaczny 17% spadek poziomu estrogenu ma znaczący wpływ na różnice w zachorowalności na raka piersi. Dieta roślinna znacząco obniża stężenie tych hormonów a także skraca czas ekspozycji na nie podczas całego czasu życia kobiety poprzez opóźnienie menarche (pierwszej miesiączki) i przyśpieszenie menopauzy.

20

21 Wpływ rodzaju tłuszczu na zachorowalność na raka piersi u kobiet
Tłuszcze głównie zwierzęce Tłuszcze głównie roślinne Wysoka korelacja Brak korelacji

22 Nowotwór piersi - wnioski
Dieta bogata w tłuszcze zwierzęce powoduje wydłużenie okresu reprodukcyjnego u kobiet. Dodatkowo dieta odzwierzęca stymuluje organizm do produkcji wyższego stężenia hormonów u kobiet co jest jednym z głównych powodów wystąpienia nowotworu piersi. Obserwacje na zwierzętach (szczurach) karmionych wysokimi dawkami białka zwierzęcego (kazeiny) wskazują na dodatkowy mechanizm stymulacji nowotworu piersi działający również poprzez żeński układ hormonalny. Spożywanie produktów roślinnych nie koreluje się ze wzrostem zachorowalności na raka piersi.

23 Rak prostaty Główna przyczyna to mięso i nabiał
Jeśli dużo nabiału – 2X częściej nowotwór i 4X częściej przerzuty Być może za to odpowiada zła proporcja wapń/fosfor. - zaburzenie gospodarki mineralnej. Skład mleka krowiego jest inny niż skład mleka ludzkiego co powoduje rozchwianie gospodarki wapniowo-fosforowej prowadząc do zaburzeń hormonalnych.

24 Jak to działa? Dwa mechanizmy
Pierwszy mechanizm związany jest z działaniem hormonu tkankowego IGF-1 – jest on potrzebny i w małych ilościach kieruje on odnawianiem się komórek -umieraniem starych i namnażaniem nowych. Dieta odzwierzęca zwiększa stężenie IGF-1 we krwi co zwiększa tempo podziału wszystkich komórek - także nowotworowych !!! U osób z podwyższonym stężeniem IGF-1 we krwi ryzyko rozwoju zaawansowanego stadium raka prostaty jest ponad 5-krotnie większe w porównaniu do osób z normalnym poziomem tego hormonu.

25 Jak to działa? C.D. Drugi mechanizm ma związek z metabolizmem witaminy D. Na produkcję tej witaminy ma wpływ nie tylko światło ale też i żywność. Tworzenie najbardziej aktywnej formy witaminy D ( czyli 1α, 25-dihydroksycholekalcyferolu) jest dokładnie monitorowane i kontrolowane przez organizm. Proces ten jest przykładem naturalnego utrzymywania równowagi przez organizm człowieka; ta właściwość ma związek nie tylko z nowotworem prostaty ale także rakiem piersi, okrężnicy oraz osteoporozą i chorobami autoimmunologicznymi takimi jak cukrzyca typu pierwszego. Aktywna witamina D ma korzystny wpływ na organizm – zapobiega nowotworom i chorobom układu immunologicznego oraz osteoporozie. Białko zwierzęce wykazuje tendencję do blokowania produkcji aktywnej postaci witaminy D i jeśli jej niski poziom utrzymuje się przez długi okres może wywołać nowotwór prostaty. Dodatkowo wysokie spożycie wapnia (a właściwie niekorzystna proporcja pomiędzy wapniem a fosforem jaka jest w mleku krowim) tworzy środowisko, w którym obniża się ilość aktywnej witaminy D, co pogłębia problem.

26 Spożywanie mięsa i nabiału rozregulowuje wiele mechanizmów homeostazy organizmu i wpływa niekorzystnie na szlaki metaboliczne !!! Produkty roślinne nie mają niekorzystnego wpływu na te procesy!!!

27 Podsumowanie Dieta bogata w białka zwierzęce wpływa na metabolizm wątrobowy zwiększając wydajność fazy I co może wywołać nowotwór wątroby indukowany aflatoksynami i innymi czynnikami. Dieta zwierzęca podnosi poziom żeńskich hormonów płciowych oraz wydłuża czas jaki oddziałują na organizm co znacznie zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia raka piersi. Dieta bogata w mleko i produkty mleczne oraz mięso zaburza poziom hormonów tkankowych indukujących podziały komórkowe a także zaburza gospodarkę mineralną oraz syntezę aktywnej postaci wit. D co powoduje wzrost zachorowań na nowotwór prostaty. Produkty zwierzęce niemal nie zawierają przeciwutleniaczy i innych substancji potrzebnych do normalnego funkcjonowania organizmu i działania procesów detoksykacyjnych.

28 Wiemy już co powoduje jedzenie mięsa i nabiału a co daje jedzenie warzyw i owoców? O tym jutro o 16, zapraszam.

29 Substancje roślinne zapobiegające i hamujące powstawanie nowotworów
Substancje roślinne zapobiegające i hamujące powstawanie nowotworów. Rola diety roślinnej Dr Jerzy Gubernator

30 Co zawiera dieta bogata w warzywa i owoce?
Flawonoidy – substancje neutralizujące wolne rodniki, hamują enzymy I fazy. Do flawonoidów należą: kwercetyna, katechina, kurkumina, antocyjanina. (kolorowe owoce i warzywa) Karetonoidy – pomarańczowe barwniki z roślin, unieszkodliwiają wolne rodniki ale udowodniono ich działanie tylko gdy są podawane w roślinach – suplementy w proszku nie działają! Mogą hamować rozwój nowotworu płuc. (marchew, morele) Glukozynolaty – połaczenie glukozy ze związkami zawierającymi siarkę (indole, tiocyjaniany oraz izotiocyjaniany), posiadaja szereg aktywności: przeciwbakteryjnych, przeciwgrzybiczych oraz przeciwnowotworowych. Do tych związków zalicza się tez sulforafan. Indukują enzymy II fazy. (rośliny Krzyżowe) Lipidy fenolowe – naturalnie wystepujące związki o róznej budowie wchodzące w skład zielonej herbaty lub nasion zbóż. Wykazano ich działanie przeciwko nowotworom jelita grubego. (zboża) Siarkowe substancje z cebuli i czosnku - poza aktywnościami antybakteryjnymi wykazano również właściwości przeciwnowotworowe – zapobieganie nowotworom jelita grubego i żołądka. Witaminy A, E, C – typowe związki przeciwutleniające, wiążą wolne rodniki przyczyniając się do ograniczenia metabolicznych uszkodzeń DNA. (owoce, warzywa, zielone liście)

31 Wszystko to bardzo ważne czynniki w walce z rakiem:
Przeciwutleniacze Substancje hamujące aktywność enzymów I fazy metabolizmu Aktywatory enzymów II fazy metabolizmu Czynniki utrudniające wzrost nowotworom Substancje wpływające na śmierć komórek nowotworowych

32 Co to są glukozynolaty? Występują w roślinach krzyżowych (kapustowatych) kapusta, brokuły, rzepa, kalafior, gorczyca, rzeżucha, chrzan, wasabi. Zawierają siarkę i do swej aktywności muszą ulec hydrolizie przez zawartą w roślinie mirozynazę – uwalniają się wtedy tak zwane olejki gorczyczne. U tych roślin występuje ok. 120 tych związków.

33 Co one potrafią? Wykazują działanie na poziomie ekspresji genów zmniejszające aktywność enzymów fazy I metabolizmu ksenobiotyków (kancerogenów) oraz równocześnie zwiększając aktywność enzymów fazy II !!! Dzięki temu wykazują szerokie działanie prewencyjne (antymutagenne oraz antyproliferacyjne) przeciwko szerokiej gamie nowotworów płuca, wątroby, prostaty, piersi, jelita cienkiego, grubego, trzustki, pęcherza moczowego oraz innych, wywołanych nitrozoaminami, aminami aromatycznymi, benzopirenami a także wolnymi rodnikami. Te związki działają również przeciwko hormono-zależnym nowotworom regulując metabolizm hormonów sterydowych! Niektóre z nich działają na wielu poziomach ekspresji genów komórek nowotworowych zaburzając podziały i wywołując ich śmierć.

34 Hamowanie rozwoju ludzkiego nowotworu prostaty.
Zahamowanie rozwoju ludzkiego nowotworu prostaty poprzez indukcję apoptozy. Wywołanie apoptozy w linii HT29 ludzkiego nowotworu okrężnicy. Zahamowanie wzrostu nowotworu okrężnicy. Zahamowanie tworzenia adduktów z DNA przez Benzopiren i 1,6-dinitropiren w komórkach naskórkowych człowieka. Zahamowanie rozwoju nowotworu żołądka u myszy wywołanego benzopirenem. Zahamowanie rozwoju komórek ludzkiego modelu nowotworu HepG2. Indukcja apoptozy komórek medulloblastomy . Zahamowanie wzrostu komórek raka jajnika poprzez wywołanie apoptozy…………….

35 Wpływ glukozynolatów na mutagenność ludzkiego moczu wobec eksperymentalnego szczepu bakterii.

36 Rak płuca a warzywa z rodziny Krzyżowych
Związki z takie jak izotiocyjanian fenetylu i izotiocyjanian benzylu wpływają na metabolizm najsilniejszych karcerogenów z dymu tytoniowego nitrozoaminy–4-(metylonitrozoamino)-1-(3-pirydylo)-1-butanonu orazwielopireścieniowego węglowodoru aromatycznego - benzo(a)pirenu. Stwierdzono wcześniej że niektóre składniki diety jak, retinol, β-karoten, α-tokoferol, selen, limonen czy kurkumina mogą spełniać rolę chemoprewencyjną jednak nie chronią one przed tymi głównymi czynnikami dymu tytoniowego. W wyniku przeprowadzanych badań stwierdzano odwrotna zależność pomiędzy spożywaniem warzyw z rodziny Kapustowatych a zapadalnością na raka płuc i żołądka. Przypuszcza się także, że ochronne działanie izotiocyjanian benzylu polega również na powodowaniu apoptozy u powstających komórek nowotworowych.

37 Wpływ izotiocyjanianu fenetylu na powstawanie nowotworu płuc u szczurów indukowanego NNK

38 Brokuły i cudowny sulforafan
Sulforafan jest jednym z izotiocyjanianów (czyli produktów degradacji enzymatycznej glukozynolatów) u którego stwierdzono najsilniejsze działanie przeciwnowotworowe. Głównym (ale nie jedynym) źródłem tego związku są brokuły (w szczególności ich kiełki) do 3 mg w 1 g suchej masy. Najlepiej jeść surowe brokuły nie gotowane – wtedy 3x-6x więcej tego związku trafia do krwiobiegu. Po jednorazowym zjedzeniu kiełków brokułów korzystne działanie na zmienione komórki jest widoczne już po 3-6 godzinach i utrzymuje się przez około 48h. Codzienne zjadanie roślin kapustnych jest w wstanie znacząco ograniczyć uszkodzenia spowodowane wolnymi rodnikami i kancerogenami. Dalsze zmniejszenie uszkodzeń da nie jedzenie mięsa oraz nabiału;)

39 Jakie działanie ma sulforafan?
Hamuje enzymy metaboliczne I fazy niebezpieczne intermediaty są szybciej neutralizowane. Spowalnia lub zatrzymuje podziały komórkowe nowotworów. Zabija komórki rakowe Ogranicza rozwój naczyń krwionośnych w nowotworach Ogranicza przerzutowanie – nowotwór nie rozsiewa się. Transportowany aktywnie do nowotworu.

40 Wpływ sulforafanu na komórki raka piersi

41 Wpływ sulforafanu na nowotwór skóry u myszy

42 Rozwój nowotworu jelita trwa bardzo wiele lat a mogą go powodować:
Aminy aromatyczne Wolne rodniki Nitrozoaminy Benzopiren Chroniczny stan zapalny Dioksyny Są jednak składniki diety które zapobiegają temu procesowi a nawet potrafią zniszczyć tworzący się nowotwór.

43 Lipidy rezorcynolowe z osłon nasiennych zbóż mają właściwości przeciwutleniające i przeciwnowotworowe Ten złocisty kolor ziaren pszenicy i żyta pochodzi od lipidów rezorcynolowych (i też innych) inkrustujących osłonkę nasienną

44 Co to są lipidy fenolowe (rezorcynolowe) ?
Występują w osłonkach nasion zbóż, pistacjach i owocach miłorzębu dwuklapkowego. Posiadają właściwości przeciwutleniające oraz prawdopodobnie chronią nasiona przed pleśnieniem. Mają właściwości odchudzające – są inhibitorami enzymów napełniających komórki tłuszczowe trójglicerydami – dieta pełnoziarnista jest także odchudzająca!!! Mają właściwości przeciwnowotworowe – działają toksycznie tylko na chore komórki a zdrowe stymulują do wzrostu !!!

45 Flawonoidy Flawonoidy to grupa naturalnie występujących związków występujących w roślinach pełniących rolę barwników, przeciwutleniaczy i naturalnych insekty- i funngicydów. Rozpoznano około 8000 tych związków z których wiele ma właściwości: antyoksydacyjne przeciwzapalne uszczelniające na naczynia krwionośne rozkurczowe moczopędne oraz przeciwnowotworowe

46 To dokładnie gdzie występują?
Podklasa izoflawonoidu Co? W czym? Flawony apigenina, luteolina skórka jabłka, seler Flawanole kwercetyna, kemferol, mirecytyna cebula, jabłka, herbata Flawanony hesperydyna, naringenina owoce cytrusowe Katechiny katechina, galusany herbata Antocjanidyny cyjanidyna jagody Izoflawony daidzeina, genisteina soja

47 Konkretne przykłady Częste spożycie mleka sojowego oraz tofu zostało powiązane z rzadszym występowaniem raka prostaty u Adwentystów.(Jacobsen BK, Knutsen SF, Fraser GE. Does high soy milk intake reduce prostate cancer incidence? The Adventist Health Study (United States). Cancer Causes Control 1998;9:553–7.) Częste picie zielonej herbaty w Azji zmniejsza zachorowanie na nowotwór żołądka. (Bushman JL. Green tea and cancer in humans: a review of the literature. Nutr Cancer 1998;31:151–9) Ilość zachorowań na raka żołądka u Polek jest odwrotnie zależna od ilości wypijanej czarnej herbaty. (Chow WH, Swanson CA, Lissowska J, Groves FD, Sobin LH, Nasierowska-Guttmejer A, Radziszewski J, Regula J, Hsing AW, Jagannatha S, Zatonski W, Blot WJ. Risk of stomach cancer in relation to consumption of cigarettes, alcohol, tea and coffee in Warsaw, Poland. Int J Cancer 1999;81:871–6.) Duże kohortowe badanie w Finlandii pokazało, że w populacji spożywającej najwięcej warzyw i owoców występowało o połowę mniej nowotworów dróg oddechowych i układu trawiennego w porównaniu z grupą spożywającą najmniej tych produktów. (Knekt P, Jarvinen R, Seppanen R, et al. Dietary flavonoids and therisk of lung cancer and other malignant neoplasms. Am J Epidemiol 1997;146:223–30)

48 Zbierając to wszystko razem.
Spożywanie smażonych i wędzonych produktów (odzwierzęcych) dostarcza dużych ilości kancerogenów, podobnie jak palenie tytoniu, jedzenie nadpleśniałych produktów czy picie alkoholu. W połączeniu z przejadaniem się dostarczającym zwiększonych ilości kancerogenów oraz wolnych rodników uszkadzających DNA daje to niebezpieczna sytuację promującą bezpośrednio powstawanie szeregu rodzaju nowotworów. Spożywanie białka zwierzęcego prowadzi do zwiększenia aktywności enzymów metabolizujących I fazy we wszystkich komórkach co intensyfikuje wielokrotnie niebezpieczeństwo powstania komórek nowotworowych poprzez tworzenie trudno naprawialnych szkodzeń w DNA. Spożycie białka zwierzęcego oraz mięsa nie dostarcza żadnych czynników przeciwutleniających czy zwalczających nowotwory, zamiast tego pobudza wzrost nowotworów poprzez zwiększenie syntezy IGF-1 i zmniejszenie produkcji aktywnej formy witaminy D.

49 Zbierając to wszystko razem c.d.
Spożywanie produktów roślinnych nie powoduje na ogół dostarczanie dużych ilości kancerogenów a białko roślinne nie wzmaga aktywności enzymów I fazy prowadzących do nadprodukcji reaktywnych form tych związków. Produkty roślinne posiadają tysiące naturalnych substancji przeciwutleniających oraz wymiatających wolne rodniki, które uszkadzają DNA. Dodatkowo substancje te wspomagają metabolizm kancerogenów poprzez hamowanie produkcji enzymów I fazy a stymulację produkcji enzymów II fazy. Szereg związków obecnych w diecie roślinnej ma również właściwości hamujące rozwój i wzrost nowotworów promując zahamowanie wzrostu komórek, ich apoteozę czy ograniczając produkcję hormonów pobudzających ich wzrost.

50 Najmądrzej byłoby więc zostać weganinem!!!