miniatura|Pictograma GHS para os compostos químicos que son sensibilizantes, mutaxénicos, carcinóxenos ou tóxicos para a reprodución.
Un carcinóxeno é calquera substancia, radioisótopo, ou radiación que funciona como un axente que está directamente implicado en causar un cancro. Isto pode deberse á súa capacidade de danar o xenoma ou de afectar a procesos metabólicos celulares. Varias substancias radioactivas considéranse carcinóxenos, pero a súa actividade carcinoxénica é directamente atribuída á radiación, como raios gamma e partículas alfa que emiten. Outros carcinóxenos non son radioactivos, como por exemplo o asbesto inhalado, certas dioxinas, e o fume do tabaco. Aínda que en xeral moita xente asocia a carcinoxenicidade cos compostos químicos sintéticos, é igual de probable que a produzan tanto as substancias naturais coma as sintéticas. Os carcinóxenos non son necesariamente tóxicos de forma inmediata, polo que os seus efectos poden ser insidiosos.
O cancro é unha doenza na que as células normais están danadas, divídense moi rapidamente por mitose e non sofren unha morte celular programada. Os carcinóxenos poden incrementar o risco de cancro ao alterar o metabolismo celular ou danar o ADN directamente nas células, o cal interfire con procesos biolóxicos, e induce a división maligna incontrolada, que finalmente dá orixe a un tumor. Xeralmente, os danos no ADN graves levan á apoptose, pero se a vía da morte celular programada está danada, entón a célula non pode impedir converterse nunha célula cancerosa.
Hai moitos carcinóxenos naturais. A aflatoxina B1, que produce o fungo Aspergillus flavus cando crece en cereais almacenado, noces e manteiga de cacahuete, é un exemplo de potente carcinóxeno natural de orixe microbiana. Certos virus como o da hepatite B e o virus do papiloma humano causan cancro en humanos. O primeiro virus que se viu causaba cancros en animais foi o virus do sarcoma de Rous, descuberto en 1910 por Peyton Rous. Outros organismos infecciosos que causan cancro en humanos son algunhas bacterias (por exemplo, Helicobacter pylori ) e vermes (como Opisthorchis viverrini e Clonorchis sinensis).
As dioxinas e compostos similares á dioxina, o benceno, o clordecona, o EDB, e o asbesto foron clasificados como carcinóxenos.Report on Carcinogens, Eleventh Edition; U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, National Toxicology Program (2011). Xa na década de 1930, o fume industrial e o do tabaco foron identificados como fontes de ducias de carcinóxenos, como o benzo[a]pireno, as nitrosaminas específicas do tabaco como a nitrosonornicotina, e aldehidos reactivos como o formaldehido, que é tamén perigoso nos embalsamamentos e na fabricación de plásticos. O cloruro de vinilo, a partir do cal se fabrica o PVC, é un carcinóxeno e perigoso durante a produción de PVC.
Os cocarcinóxenos son compostos químicos que non necesariamente causan cancros por si mesmos, pero promoven a actividade doutros carcinóxenos para causaren cancro.
Unha vez que un carcinóxeno entra no corpo, o corpo fai un intento de eliminalo por medio dun procedo chamado biotransformación. O propósito destas reaccións é facer ao carcinóxeno máis hidrosoluble para que poida ser eliminado máis facilmente do corpo. Porén, nalgúns casos, estas reaccións poden tamén converter un carcinóxeno menos tóxico nun carcinóxeno máis tóxico.
O ADN é nucleofílico, e, por tanto, os electrófilos de carbono solubles son carcinóxenos, porque o ADN os ataca. Por exemplo, algúns alquenos son convertidos en máis tóxicos (toxicación) por encimas humanos para producir un epóxido electrofílico. O ADN ataca o epóxido, e está permanentemente unido a el. Este é o mecanismo que está detrás da carcinoxenicidade do benzo[a]pireno do fume do tabaco, doutros compostos aromáticos, da aflatoxina e do gas mostaza.
Definición da IUPAC: Carcinoxenicidade: Capacidade ou tendencia de producir cancro. Nota: En xeral, os polímeros non son carcinóxenos ou mutáxenos, porén, os monómeros residuais ou aditivos poden causar mutacións xenéticas.
Radiacións
Considérase que todos os radioisótopos (ou radionúclidos) son potencialmente carcinóxenos, aínda que o perigo potencial está determinado pola natureza da radiación emitida (partícula alfa, beta, gamma, ou neutrón) e a forza radioactiva, a súa consecuente capacidade de causar ionización en tecidos, e a magnitude da exposición á radiación. A carcinoxenicidade da radiación depende do tipo de radiación, tipo de exposición, e penetración. Por exemplo, a radiación alfa ten unha baixa penetración e non é perigosa fóra do corpo, pero os emisores destas partículas son carcinóxenos cando son inhalados ou inxeridos.
Por exemplo, Thorotrast, unha suspensión (incidentalmente radioactiva) utilizada previamente como medio de contraste en diagnósticos por raios X, é un potente carcinóxeno en humanos debido á súa retención en varios órganos do corpo e a súa persistente amisión de partículas.
Non todos os tipos de radiación electromagnética son carcinóxenos. As ondas de baixa enerxía do espectro electromagnético como as ondas de radio, microondas, radiación infravermella e luz visible considérase que non o son, porque teñen insuficiente enerxía para poder romper enlaces químicos. As probas dos efectos carcinóxenos da radiación non ionizante non son xeralmente concluíntes, aínda que hai certos casos documentados de técnicos de radar que tiveron unha exposición alta e prolongada que experimentaron unha incidencia de cancros significativamente maior do normal. A radiación de alta enerxía, como a radiación ultravioleta (presente na luz solar), raios X, e a radiación gamma, xeralmente é carcinóxena, se se reciben doses suficientemente grandes.
A radiación ionizante de baixo nivel pode inducir danos no ADN irreparables (que orixinen erros na replicación e transcrición necesarios para que se desencadee unha neoplasia ou pode orixinar interaccións virais) o que pode dar lugar a un envellecemento prematuro ou cancro.Acharya, PVN; The Effect of Ionizing Radiation on the Formation of Age-Correlated Oligo Deoxyribo Nucleo Phospheryl Peptides in Mammalian Cells; 10th International Congress of Gerontology, Jerusalem. Abstract No. 1; January 1975. Work done while employed by Dept. of Pathology, University of Wisconsin, Madison.Acharya, PVN; Implicatons of The Action of Low Level Ionizing Radiation on the Inducement of Irreparable DNA Damage Leading to Mammalian Aging and Chemical Carcinogenesis.; 10th International Congress of Biochemistry, Hamburg, Germany. Abstract No. 01-1-079; July 1976. Work done while employed by Dept. of Pathology, University of Wisconsin, Madison.Acharya, PV Narasimh; Irreparable DNA-Damage by Industrial Pollutants in Pre-mature Aging, Chemical Carcinogenesis and Cardiac Hypertrophy: Experiments and Theory; 1st International Meeting of Heads of Clinical Biochemistry Laboratories, Jerusalem, Israel. April 1977. Work conducted at Industrial Safety Institute and Behavioral Cybernetics Laboratory, University of Wisconsin, Madison.
Os alimentos irradiados con electróns ou radiacións electromagnéticas (como microondas, raios X ou gamma) non son carcinóxenos. Pero, ao contrario, a radiación de neutróns non electromagnética producida dentro de reactores nucleares pode producir unha radiación secundaria por medio de transmutación nuclear.
En comida cociñada Cociñar a comida a altas temperaturas, por exemplo carnes á grella ou en churrascada, pode levar á formación de pequenas cantidades de carcinóxenos moi potentes, que son comparables ás que se atopan no fume dos cigarros (por exemplo, benzo[a]pireno).Wei Zheng, Deborah R Gustafson, Rashmi Sinha, James R Cerhan, et al. "Well-done meat intake and the risk of breast cancer." Journal of the National Cancer Institute. Oxford: Nov 18, 1998.Vol. 90, Iss. 22; pg. 1724, 6 pgs. O proceso no que se produce carne queimada lembra a pirólise do tabaco e do cociñado, e produce carcinóxenos similares. Hai varios produtos de pirólise carcinóxenos, como os hidrocarburos aromáticos policíclicos, que son convertidos por encimas humanos en epóxidos, que se unen permanentemente ao ADN. As carnes precociñadas nun forno de microondas durante de 2 a 3 minutos antes de poñelos á grella acurtan o tempo que teñen que pasar na pota quente, e eliminan as aminas heterocíclicas precursoras, o que pode axudar a minimizar a formación destes carcinóxenos.
O coñecido carcinóxeno acrilamida pode xerarse en comidas con carbohidratos sobrequentados ou fritidos (como as patacas fritidas). Hai estudos en marcha para avaliar o seu risco potencial para os humanos realizados polas axencias reguladoras europeas e norteamericanas (FDA).
En cigarros
No fume dos cigarros están presentes polo menos 19 carcinóxenos. Os seguintes son algúns dos carcinóxenos máis potentes:
Os hidrocarburos aromáticos policíclicos son compoñentes do alcatrán presente no tabaco producidos por pirólise na materia orgánica en combustión e emitidos no fume. Algúns destes compostos xa son canceríxenos de seu, pero moitos deles poden facerse máis tóxicos no fígado. Son hidrófobos, polo que non se disolven na auga e son difíciles de expulsar do corpo. No fígado, o encima citocromo P450 convérteos en epóxidos mutaxénicos, que son máis solubles pero tamén máis reactivos. O primeiro destes compostos identificado como carcinóxeno foi o benzopireno, que se transforma en produtos que se unen ao ADN. Se as mutacións producidas inhiben a morte celular programada, a célula sobrevive e convértese en cancerosa. A acroleína é outro produto pirolítico abundante no fume dos cigarros, de cheiro acre, irritante e carcinóxeno. Os seus metabolitos son axentes alquilantes electrofílicos e únense permanentemente á guanina do ADN. O aduto acroleína-guanina induce mutacións durante a replicación do ADN. A acroleína é 1000 veces máis abundante que os hidrocarburos aromáticos policíclicos no fume dos cigarros, e pode reaccionar de seu sen necesidade de activación metabólica.Feng Z, Hu W, Hu Y, Tang MS (Oct 2006). "Acrolein is a major cigarette-related lung cancer agent: Preferential binding at p53 mutational hotspots and inhibition of DNA repair". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103 (42): 15404–15409. Bibcode:2006PNAS..10315404F. doi:10.1073/pnas.0607031103. PMC 1592536. PMID 17030796. O crotonaldehido ten unha actuación similar á da acroleína e tamén se atopa no fume do tabaco.Facchinetti F, Amadei F, Geppetti P, Tarantini F, Di Serio C, Dragotto A, Gigli PM, Catinella S, Civelli M, Patacchini R (Nov 2007). "Alpha,beta-unsaturated aldehydes in cigarette smoke release inflammatory mediators from human macrophages". American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 37 (5): 617–623. doi:10.1165/rcmb.2007-0130OC. PMID 17600310. As nitrosaminas son un grupo de compostos carcinóxenos que se encontran no fume do tabaco pero non en follas de tabaco non curadas. Fórmanse durante o proceso de curado por medio dunha reacción química entre a nicotina e outros compostos da folla e varios óxidos de nitróxeno presentes en gases de combustión. Carcinóxenos radioactivos. Ademais dos carcinóxenos químicos, o tabaco e o fume do tabaco conteñen pequenas cantidades de radioisótopos como o chumbo-210 (210Pb) e polonio-210 (210Po), que se consideran perigosos carcinóxenos Non obstante, discútese se o nivel de polonio-210 é suficiente como para ter un impacto significativo na produción de cancros.
Mecanismos de carcinoxenicidade Os carcinóxenos poden clasificarse como xenotóxicos ou non xenotóxicos. As xenotoxinas causan danos xenéticos irreversibles ou mutacións ao unirse ao ADN. Entre as xenotoxinas están axentes químicos como N-nitroso-N-metilurea (NMU) ou axentes non químicos como a luz ultravioleta e a radiación ionizante. Certos virus poden tamén actuar como carcinóxenos ao interaccionaren co ADN.