Молекулярные и клеточные механизмы канцерогенного действия кадмия

Кадмий — тяжёлый металл, широко используемый в промышленности; воздействие на человека происходит на рабочем месте и в окружающей среде. У млекопитающих он вызывает многочисленные токсические эффекты и отнесён Международным агентством по изучению рака к канцерогенам для человека. Кадмий влияет на пролиферацию и дифференцировку клеток, апоптоз и другие клеточные процессы. Ионы Cd2+ не катализируют реакции типа Фентона, поскольку в физиологических условиях не принимают и не отдают электроны, и обладают лишь слабой генотоксичностью. Поэтому канцерогенное действие кадмия связывают с косвенными механизмами. В обзоре рассматриваются различные механизмы: изменение экспрессии генов и передачи сигналов, нарушение работы ферментов антиоксидантной системы клетки и образование активных форм кислорода (АФК), подавление репарации и метилирования ДНК, влияние на апоптоз и нарушение межклеточной адгезии, опосредованной E-кадгерином. Кадмий влияет как на транскрипцию, так и на трансляцию генов. Основные известные на данный момент механизмы индукции экспрессии генов под действием кадмия связаны с изменением сигнальных путей клетки вследствие усиления фосфорилирования белков и активации факторов транскрипции и трансляции. Кадмий нарушает механизмы антиоксидантной защиты и стимулирует образование АФК, которые могут выступать в роли сигнальных молекул, индуцирующих экспрессию генов и апоптоз. Подавление репарации ДНК под действием кадмия может усиливать генотоксичность других агентов и способствовать инициации опухолевого процесса. Нарушение межклеточной адгезии, опосредованной E-кадгерином, вероятно, дополнительно стимулирует развитие опухолей. Очевидно, что канцерогенное действие кадмия обусловлено несколькими механизмами, однако оценить относительный вклад каждого из них трудно.