Факторы, влияющие на доступность токсикантов, усвоение, их воздействие
на организм, могут быть совершенно разной природы:
- химические (химические свойства, окислительно-восстановительные
потенциалы, частота воздействия);
- физические (освещенность, температура, турбулентность в растворах);
- биологические (размеры, стадии развития, упитанность, состояние
здоровья).
Канцерогенез – это способность металла проникать в клетку и реагировать
с молекулой ДНК, приводя к хромосомным нарушениям клетки.
Канцерогенными веществами являются никель, кобальт, хром, мышьяк,
бериллий, кадмий. Различие в канцерогенной активности определяется
биодоступностью металлопроизводных: наиболее потенциально активные
соединения содержат канцерогенные ионы металла, способные легко
внедряться в клетки и реагировать с молекулой ДНК. Например, соли
шестивалентного хрома СrО
4
2-
потенциально более канцерогенны, чем соли
трехвалентного хрома CrCl
3
, поскольку первые легче приникают в клетки, а
вторые – лишь ограниченно.
Канцерогенез зависит как от механизма поступления канцерогенных
веществ в клетку, так и от количества внутри клетки. Важным фактором в этом
аспекте является общая цитотоксическая активность конкретного металла. Так,
например, если ион металла также активен и цитотоксичен, как Hg
2+
, то гибель
клетки будет предшествовать канцерогенному ответу.
Канцерогенные вещества могут быть разделены на три категории: 1)
металлосодержащие частицы; 2) водорастворимые соединения металлов; 3)
жирорастворимые соединения. Наибольшей проникающей способностью в
клетку обладают водорастворимые соединения. Например, такой
водорастворимый ион металла, как хромат-ион CrО
4
2-
, способен легко
проникать в клетки с использованием SO
4
2-
-
транспортной системы. А никель в
ионной форме не внедряется в клетки с легкостью и поэтому многие
водорастворимые соли никеля не рассматриваются как потенциально
канцерогенно опасные. Жирорастворимые соединения металлов, такие,
например, как карбонил никеля Ni(СО)
4
, легко входят в клетку и поэтому очень
токсичны.
На механизм канцерогенеза сильно влияет рН среды, температура, наличие
в клетке аминокислот. При более кислых значениях рН наблюдается набольшая
растворимость канцерогенов в клетках. Присутствие в клетке аминокислот,
хорошо связывающих металлы (таких, как цистеин, гистидин), сильно
понижает способность канцерогенов, например, никеля, проникать в клетки.
Температура среды является ярким индикатором канцерогенеза.
Локализация канцерогенных ионов металлов в клетках приводит к
хромосомным нарушениям, которые являются результатом сшивания молекул
ДНК с белком и трансформации клетки. Такие канцерогенные металлы, как
никель и хром, образуют очень стабильные тройные комплексы, состоящие из
ДНК, металла и белка. Образовавшись, эти комплексы чрезвычайно устойчивы,
они вовлекают в канцерогенез никель и хром, и перераспределение ионов