Carcinogénesis química y clasificación de los agentes
En el mundo existen miles de compuestos potencialmente peligrosos, pero solo se ha demostrado el papel de unos veinte en los seres humanos. Claros ejemplos son los tumores profesionales: el contacto con tintes de anilina provoca cáncer de vejiga, la exposición al asbesto produce cáncer de pulmón y la producción de cloruro de polivinilo se asocia con el cáncer de hígado.
Los carcinógenos químicos se dividen en dos grandes grupos según su mecanismo de interacción con la célula:
- Genotóxicos. Dañan el ADN directamente o tras su activación metabólica. Estos incluyen hidrocarburos aromáticos policíclicos, aminas aromáticas y compuestos N-nitroso.
- No genotóxicos (epigenéticos). No dan resultados positivos en las pruebas de mutagenicidad, pero su introducción en el organismo provoca el desarrollo de tumores (por ejemplo, compuestos organoclorados e inmunosupresores).
Los agentes genotóxicos se dividen en directos (interaccionan directamente con el ADN sin requerir modificaciones) e indirectos (procancerígenos). Estos últimos requieren activación metabólica con la participación del sistema de monooxigenasas (citocromo P450), epóxido hidrolasas y transferasas. Este proceso ocurre más activamente en el hígado, así como en el epitelio de los bronquios, los riñones y el tracto gastrointestinal. Como resultado, se forman metabolitos activos que provocan la alquilación de las bases del ADN (adenina, guanina, etc.) y mutaciones puntuales.
Etapas del desarrollo de un tumor inducido químicamente
El proceso no ocurre de manera instantánea e incluye etapas sucesivas, cada una de las cuales requiere sus propios factores:
- Iniciación. El carcinógeno interactúa con el genoma provocando una alteración irreversible. Sin embargo, una sola iniciación no es suficiente para la transformación maligna.
- Promoción. Entra en juego un agente adicional: el promotor (a menudo un carcinógeno epigenético o una sustancia que no es carcinógena por sí misma). Este provoca nuevas alteraciones genéticas, tras lo cual la célula se maligniza y comienza a dividirse de forma incontrolada.
Es importante recordar que el efecto de los carcinógenos depende de la dosis y del tiempo de exposición; además, no existe un umbral seguro y los efectos de diferentes sustancias pueden sumarse.
Carcinógenos químicos endógenos
No todas las sustancias peligrosas provienen del exterior (exógenas). Algunas se forman dentro del organismo en el contexto de hipoxia crónica o enfermedades prolongadas. Entre los carcinógenos endógenos se incluyen:
- Ácidos biliares y colesterol;
- Triptófano;
- Peróxidos lipídicos;
- Determinadas hormonas esteroideas.
Carcinogénesis física (Radiación)
Los factores físicos ejercen su efecto también a través del daño al ADN. Se distinguen tres grupos principales:
- Radiación ultravioleta (UV). Se ha demostrado el efecto carcinógeno de la radiación solar, el cual es la causa del desarrollo de melanoma. En el grupo de máximo riesgo se encuentran los habitantes de regiones cercanas al ecuador, especialmente las personas de piel clara. La función protectora aquí la realiza el pigmento melanina, que protege a las células del efecto mutágeno de los rayos UV.
- Radiación ionizante. El problema se volvió especialmente agudo en la segunda mitad del siglo XX debido a los bombardeos atómicos, las pruebas nucleares, los accidentes en centrales nucleares y las radiografías médicas.
- Sustancias radiactivas.
Ejemplos clásicos de carcinogénesis por radiación incluyen enfermedades profesionales: cáncer de pulmón en mineros de minas de uranio (debido a la inhalación del gas radiactivo radón) y sarcoma óseo en trabajadoras que aplicaban pinturas luminiscentes en las esferas de los relojes (acumulación de partículas radiactivas en el tejido óseo). Las catástrofes radiológicas a gran escala, como el accidente de Chernóbil, provocan un fuerte aumento de la incidencia de cáncer, principalmente leucemias y tumores sólidos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuál es el mecanismo molecular de acción de los carcinógenos no genotóxicos (epigenéticos)?
El mecanismo molecular de acción de los carcinógenos no genotóxicos (epigenéticos) consiste en la alteración de la expresión génica sin modificar la secuencia del ADN. Estas sustancias no dan resultados positivos en las pruebas de mutagenicidad, pero su administración en el organismo provoca el desarrollo de tumores. Entre los principales mecanismos epigenéticos se encuentran:
- Metilación del ADN: una intervención epigenética estable que en la mayoría de los casos se consolida.
- Modificación química de las proteínas histonas: incluye la acetilación y la fosforilación. La acetilación debilita la unión entre el ADN y las histonas, haciendo que la cromatina sea accesible para los factores de transcripción, mientras que la desacetilación reprueba la transcripción.
¿A través de qué mecanismos patogenéticos la radiación ionizante causa daño al ADN?
La radiación ionizante causa daño al ADN a través del impacto directo sobre las moléculas biológicas y la ionización de los átomos. Los principales mecanismos patogenéticos incluyen:
- Ionización de átomos y moléculas: se produce la expulsión de un electrón con la consiguiente formación de un electrón libre y un ión con carga positiva bajo la acción de un flujo de partículas o cuantos de alta energía.
- Acción directa: la radiación ejerce un impacto directo sobre las moléculas biológicas, siendo el ADN la diana principal.
Estos procesos provocan daños en el ADN del genoma celular, lo que constituye la base de la carcinogénesis física.
¿Qué teorías históricas sobre el origen de los tumores existen en la oncomorfología?
En la oncomorfología existen varias teorías históricas principales sobre el origen de los tumores que explican la etiología de la carcinogénesis. Estas incluyen:
- Teoría de los carcinógenos químicos: relaciona el desarrollo del cáncer con agentes químicos.
- Teoría de los carcinógenos físicos: explica la aparición de tumores por la influencia de la radiación.
- Teoría vírico-genética: postula la necesidad de la integración del genoma viral y el genoma celular (incluye la teoría virogenética de L.A. Zilber).
- Teoría infecciosa: considera a los agentes infecciosos como causa de los tumores.
- Teoría disontogenética de J. Cohnheim: la teoría de los rudimentos embrionarios.
- Teoría polietiológica: unifica todas las teorías existentes, afirmando que diversos factores pueden participar en el desarrollo de un tumor.
Para recordar las etapas de la carcinogénesis química, utilice la sigla I-P-P: Iniciación (lesión irreversible del ADN), Promoción (malignización bajo la acción de un promotor), Progresión (desarrollo posterior del tumor).
Preguntas de clases y exámenes
¿Existe una dosis segura de un carcinógeno químico?
No, los carcinógenos químicos se caracterizan por la ausencia de una dosis umbral. Cualquier cantidad, incluso la mínima, conlleva el riesgo de mutaciones.
¿Por qué se disparó la incidencia de cáncer de tiroides en niños tras el accidente de Chernóbil?
Durante las reacciones en cadena nucleares se forma yodo radiactivo. El tejido tiroideo lo acumula selectivamente, lo que provoca la irradiación local y el daño al ADN celular.
¿Qué es el cocancerogénesis?
Es la suma de los efectos de diferentes factores. Por ejemplo, la radiación puede no solo dañar el ADN por sí sola, sino también activar virus oncógenos latentes (como se ha demostrado con el virus de la leucemia mieloide murina).
¿Puede el propio organismo producir carcinógenos?
Sí, existen carcinógenos endógenos. Estos incluyen ciertos ácidos biliares, el colesterol, los peróxidos lipídicos, el triptófano y una serie de hormonas esteroideas. Se acumulan en enfermedades crónicas y estados de hipoxia.
Qué más repasar sobre el tema
- Teorías vírico-genética e infecciosa de la carcinogénesis
- Teoría disontogenética de J. Cohnheim (teoría de los rudimentos embrionarios)
- Mecanismos de alquilación de las bases del ADN
- Papel del citocromo P450 en la activación metabólica de los procarcinógenos
- Tumores profesionales: patogenia de las lesiones por asbesto, cloruro de vinilo y tintes de anilina
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