Korunk orvostudományának egyik központi – és mindmáig korántsem megoldott – kérdése a normálistól eltérő kóros növekedés, a daganatok keletkezésének és fejlődésének kérdése.
A normális sejtek átalakulását rákos sejtekké számos fizikai, kémiai, biológiai tényező okozhatja vagy segítheti elő, amelyeket karcinogén vagy kancerogén névvel illetünk. Ide tartoznak az ibolyántúli és röntgensugarak, nagyszámú kémiai vegyület és végül a rákkeltő (onkogén) vírusok.
A legbehatóbban eddig a rákkeltő vegyületek hatásait tanulmányozták, amelyekből sok száz ismert. Ide tartoznak bizonyos, több gyűrűt tartalmazó aromás szénhidrogének, mint például a benzantracének, a benzpirén és metilezett származékai, a metilkolantrén (ezek főleg bőrrákot okoznak), továbbá bizonyos aromás aminok, amilyen a paradimetilaminoazobenzol vagy az acetamidofluorén. Az iparilag fejlett országokban csak a benzpirénből évente sok száz tonnányi jut a levegőbe, s ha figyelembe vesszük, hogy a vegyület már néhány mikrogrammnyi mennyiségben rákot okoz a kísérleti állatokon, rögtön érzékelhető az a veszély, amelyet a belélegzett levegővel a tüdőbe jutó benzpirén jelent az ember számára.
Az is bizonyított, hogy a dohánykátrányban, amelyet a dohányfüsttel szívunk be, karcinogén anyagok találhatók. Említést érdemel, hogy bizonyos növényekben és növényi termékekben rákkeltő anyagok fordulnak elő.
Különösen érdekes ezek közül az aflatoxinok csoportja.
1960-ban Angliában mintegy százezer fiatal pulyka pusztult el hasonló körülmények
között. Feltűnt, hogy a pusztulás azokon a telepeken következett be, ahol a baromfitáp Brazíliából származó földimogyorólisztet tartalmazott. Ugyanebben az évben Kenya és Uganda kacsaállományának jelentős része esett áldozatul egy májelhalással járó kórképnek – a takarmány itt is földimogyorót tartalmazott. Két évvel később Amerika pisztrángtenyészetében különös halpusztulást figyeltek meg. Az etetésre használt táp összetételében ismét ott volt a földimogyoróliszt.
Sargeant és munkatársai már 1961-ben elkülönítettek egy erőteljes fluoreszcenciát mutató anyagot. Kiderült, hogy nem minden földimogyoróliszt-minta tartalmazza a fluoreszkáló anyagot. A mérgező mogyoróban az Aspergilus flavus gomba részeit fedezték fel, a gomba termelte mérgező anyagot a gomba kezdőbetűiről aflatoxinnak nevezték el.
A rákot okozó kémiai anyagok megismerése mintegy 200 évre nyúlik vissza. Pott angol sebész írta le 1775-ben, hogy az angliai kéményseprők között meglehetősen nagy számban szerepel a herezacskó rákja. Pott már akkor a kéményekbe rakodó korom rákokozó hatására gyanakodott. Az 1800-as évek felé tovább nőtt a rákkeltő anyagok listája. Paraffin munkásoknál, olajmunkásoknál, brikettmunkásoknál, de főleg a kátránnya l dolgozóknál egyre nagyobb számban léptek fel megbetegedések azokon a testrészeken, amelyek bizonyos anyagokkal gyakran érintkeztek. 1915-ben Yamagiwa és Ichikawa arról számol be, hogy ha házinyulak fülét hosszú ideig kátránnyal ecsetelték, azon rák keletkezett.
A kátrány rákokozó hatása tehát bebizonyosodott. Az volt a kérdés, hogy a kátrányban, amely a különböző szerves vegyületek egész tömegét tartalmazza, melyik a rák előidézéséért felelős hatóanyag. 1921-ben két svájci kutató, Block és Dreyfus kimutatta, hogy a rákokozó hatás az úgynevezett policiklikus (többgyűrűs) szénhidrogénekhez kapcsolódik. Később megállapították, hogy a policiklikus szénhidrogének a spektrum ibolyán túli tartományában jellegzetes elnyelési sávokat mutatnak. Ez volt a fonal, amellyel – Kennewary rákkutató tudós szavaival élve – a labirintusban tájékozódni lehetett. Nagy mennyiségű kátrányból színképelemzés segítségével 1933-ban sikerült a hatásos anyagokat izolálni. Az anyag 3,4 benzpirénnek bizonyult, egyetlen milligrammjának egyetlen injekciója patkányokon rákot idézett elő.
A kezdeti sikerek után megvizsgálták a kátrányban a többi hasonló szerkezetű szénhidrogént. Ezek közül voltak hatástalanok, voltak olyanok, amelyek gyenge rákokozónak bizonyultak és voltak, amelyek megközelítették a benzpirén „hatásosságát“. Ha közelebbről megtekintjük a benzpirén és a benzantracén, valamint a többi policiklikus szénhidrogén kémiai szerkezetét, feltűnik, hogy hasonlítanak a szteroidokhoz, a szervezetben normálisan előforduló anyagokhoz, amelyek az epesavakat, a nemi hormonokat vagy a D-vitaminokat alkotják. Cooknak és munkatársainak sikerült epesavakból rákokozó anyagokat szintetizálniuk, ezek közül leghatásosabbnak a 3-metil-kolantrén bizonyult.
Számos kutató vizsgálta a policiklikus szénhidrogének elektronszerkezete és a rákkeltő hatás közötti összefüggést. Kvantumkémiai közelítő számítások alapján (az úgynevezett molekulaorbitál módszer felhasználásával) a Pullman házaspár dolgozott ki elméletet, melynek segítségével sikerrel magyarázható 37 vegyület-modell viselkedése. Megállapították, hogy ezekben a vegyületekben két tartomány van, amely az aktivitást befolyásolja. Az egyik, a K-tartomány a modellvegyületek 9,10 helyzetű szén atomjait, a másik, az L-tartomány az antracén-részlet úgynevezett mező szénatomjait foglalja magába. A következtetés: aktív K-tartomány és inaktív L-tartomány jelenléte szükséges ahhoz, hogy a vegyület rákkeltő hatású legyen. A K-tartomány kapcsolódik rá a biológiai receptorra (a sejt aktív helyére), ha viszont az L-tartomány is aktív, akkor a folyamat gátolt. Az aktivitás kifejezhető a kvantumkémiai úton számított lokalizációs energiával.
Állatkísérletek eredményeként amerikai kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a rákkeltő hatásért a karcinogén szénhidrogének lebontása során keletkező epoxidok felelősek.
P. Sims és munkatársai kimutatták, hogy az ember szöveteiben olyan enzimek találhatók, amelyek a policiklikus szénhidrogéneket epoxid-származékká alakítják át. Ez az epoxid-kötés a K-tartomány két szénatomján alakul ki.
Baktériumokon és aranyhörcsögsejteken kimutatták, hogy rákkeltő anyagok hatására a DNS-állomány megváltozik. Valószínű, hogy az epoxidok több helyen szétnyitják a DNS-molekulát, és e pontokon beépülnek a DNS-láncba.
A fehérjék a DNS-ben foglalt kód alapján épülnek fel alkotóelemeikből, a különböző aminosavakból. Az utasítást három egymást követő bázisból álló úgynevezett triplett képviseli, ezek egy-egy aminosavnak a fehérjelánc bizonyos jól meghatározott helyére való beépülését határozzák meg. Ha a DNS-molekulába valamely ponton idegen molekula ékelődik be, ez megbontja a triplettek rendjét, új triplettek alakulnak ki, és mivel ezek más aminosavakat kódolnak, megváltozik annak a fehérjének az aminosav-állománya, amely az illető DNS-szakaszban foglalt utasítás alapján épül fel. Nemcsak új, idegen fehérje alakulhat ki, hanem az is előfordulhat, hogy a DNS-molekula egy vagy több szakasza működésképtelenné válik, s ez hoz a sejt működésében gyökeres változásokat.
Egy másik föltevés szerint nincs kizárva, hogy az epoxidok nem a sejtek DNS-ének szerkezetét változtatják meg, hanem a sejtekben „szunnyadó“ rákkeltő vírusok nukleinsavait, s ez a változás a vírust aktiválná, s a vírus alakítaná át az egészséges sejtet rákos sejtté.
E. Hecker információveszteség-elméletében szintetizálja a különböző elképzeléseket. Szerinte a rák keletkezésének oka az, hogy a normális sejt információtartalma lecsökken. Ennek következtében a sejtek többé nem reagálnak más sejtek szabályozó impulzusaira, maguktól nőnek tovább és osztódnak kaotikusan.
A rákokozó anyagok nemcsak a kátrányban fordulnak elő, hanem megtalálhatók talajban, vízben, füstben, cigarettában, füstölt húsban, kenőolajban – életünknek szinte minden területén. Ezért olyan fontos például a nagyvárosok „tiszta levegőjéért“ folytatott harc. Ugyanis a profilaxis, a megelőzés a rák esetében is legalább annyira jelentős, mint a többi betegség esetében. A rákkeltő anyagok és hatásmechanizmusuk megismerése pedig a megelőzésnek is fontos feltétele.
Megjelent A Hét VI. évfolyama 2. számában, 1975. január 10-én. Az 1974-re kiírt cikkpályázatunk egyik díjnyertes írása.