Alkilēšana

A Alkilēšana norāda alkilgrupas pārvietošanos no vienas molekulas uz otru. Alkilēšanai ir mutagēna un kancerogēna iedarbība, jo DNS un RNS bieži uzbrūk un maina ar alkilējošiem līdzekļiem. Tā sauktie alkilējošie līdzekļi tiek izmantoti medicīnā, no vienas puses, lai kavētu šūnu augšanu kā citostatiku un, no otras puses, izraisītu vēzi vai izraisītu ģenētiskus bojājumus pēcnācējiem.

Kas ir alkilēšana?

Dažām ķīmiskām vielām ir mutagēna un kancerogēna iedarbība, pateicoties to spējai izraisīt alkilēšanu. Alkilēšanas laikā alkilgrupas tiek pārnestas. Metilēšana ir īpašs alkilēšanas gadījums. Metilgrupa pieder arī alkilēngrupai. Tomēr metilēšana organismā vienmēr notiek fizioloģiskos apstākļos, savukārt alkilgrupu, kurā ir vairāk nekā viens oglekļa atoms, lielākoties izraisa eksogēnas vielas.

DNS metilēšana ir atbildīga par epiģenētiskām izmaiņām. Organismā notiek arī daudzas citas metilēšanas reakcijas. Šajā procesā metilgrupas tiek pārvietotas uz īpašām funkcionālām grupām, piemēram, hidroksil-, amino- vai sulfhidrilgrupām.

Kad tiek nodotas etil-, propil- vai pat augstākas ķēdes alkilgrupas, ģenētiskais materiāls tiek īpaši traucēts. Jo vairāk alkilgrupu saistās ar DNS, jo biežāk DNS šķelšanās saplīst. Turklāt dažādas šķiedras var arī savienot viena ar otru. Galu galā augstākas ķēdes alkilēšana vienmēr izraisa izmaiņas nukleīnskābju molekulās. Nukleīnskābju izmaiņu rezultātā, cita starpā, tiek kavēta šūnu augšana.

Funkcija un uzdevums

Sakarā ar alkilāciju augšanu kavējošo iedarbību cīņā pret vēzi ir iespējami pielietojumi. Kaut arī alkilējošie savienojumi ir kancerogēni, tie var arī apturēt esošo vēža šūnu neveicinātu augšanu. Iznīcinot DNS, ts cikla kontrolpunktos tiek pārtraukta proliferējošo šūnu (dalošo šūnu) augšana. Šūna lēnām mirst. Tas attiecas gan uz vēža šūnām, gan šūnām, kurās fizioloģiskos apstākļos notiek spēcīga augšana, piemēram, imūno šūnām, gļotādas šūnām, matu sakņu šūnām un dzimumšūnām.

Katrā šūnā notiek izmaiņas DNS, bet vislielākā ietekme un intensitāte ir šūnu proliferācijā. Tāpēc visvairāk tiek ietekmētas šūnas, kas dalās īpaši ātri. Tas ir pamats citostatiku selektīvajai iedarbībai uz vēža šūnām. Tāpēc vēža terapijā kā ķīmijterapijas līdzekļus izmanto daudz alkilējošo citostatiku.

Ilgstoši lietojot šīs vielas, to kaitīgums palielinās, jo mazākā mērā lēnāk augošas šūnas tiek ģenētiski modificētas. Īpašajā metilēšanas gadījumā lielā mērā metilējas arī DNS. Tomēr ģenētisko izmaiņu nav. Tiek saglabāta bāzes secība. Metilgrupas ir saistītas tikai ar citidīnu. DNS metilētie laukumi ir neaktīvi, tāpēc šeit vairs nevar nolasīt ģenētisko kodu. Tas noved pie epiģenētiskām izmaiņām DNS. Tātad DNS tiek modificēta, saglabājot ģenētisko kodu.

Epiģenētisko izmaiņu dēļ ķermenis mainās arī fenotipa modifikāciju veidā. Tieši šie procesi ir atbildīgi par vides ietekmi uz raksturīgo īpašību attīstību un izpausmēm, kuras pilnībā nenosaka genotips. Atsevišķu šūnu diferenciācija dažādos orgānos un audos ir saistīta arī ar epiģenētiskām izmaiņām. Diferenciāciju izraisa gēnu atšķirīgā aktivitāte dažādu šūnu tipos.

Slimības un kaites

Ķīmijterapijas pamatā ir alkilējošo vielu citostatiskais efekts. Tomēr tajā pašā laikā ķīmijterapijas zāļu spēcīgās blakusparādības ir saistītas arī ar to alkilējošo iedarbību. Šīs aktīvās sastāvdaļas attīsta terapeitisko iedarbību pret vēzi, pateicoties to augšanu kavējošajai ietekmei uz šūnām. Vēža šūnas aug visātrāk. Tāpēc viņus visvairāk ietekmē.

Tomēr imūnšūnu, gļotādas šūnu vai dzimumšūnu augšana ir traucēta. Tā rezultātā ir zināmas ķīmijterapijas blakusparādības, kas izpaužas kā uzņēmība pret infekciju, slikta dūša, vemšana, anēmija, matu izkrišana, sausas gļotādas un citi nepatīkami simptomi.

Svarīgi ķīmijterapijas citostatiķi ir slāpekļa sinepju savienojumu, alkilsulfonātu, nitrozourīnvielu un dažādu citu vielu grupu atvasinājumi, kas visiem kopīgi ir alkilējošā iedarbība uz DNS, kas tiek iznīcināta šajā procesā. Vēža terapijā var izmantot visas aktīvās sastāvdaļas, taču tām ir atbilstošas ​​nepatīkamas blakusparādības. Ja veselīgs cilvēks nonāk saskarē ar šīm vielām, palielinās viņu vēža attīstības risks.

Šo vielu īstermiņa efekts ir apturēt šūnu dalīšanos un šūnu nāvi. Pakāpeniskas izmaiņas DNS lēnām augošās šūnās var izraisīt arī to pārvēršanos vēža šūnās ilgtermiņā.

Arī ķīmisko savienojumu alkilēšanai rūpniecībā un pārtikas rūpniecībā dažreiz rodas kancerogēna un mutagēna iedarbība. Tajos ietilpst dimetilsulfāts ķīmiskajā rūpniecībā un aukstie dezinfekcijas līdzekļi dimetilbikarbonāts un dietilbikarbonāts pārtikas rūpniecībā.

Arī pašas ķermeņa metilācijas var izraisīt slimības, ja tās ir nepareizas. Paaugstināta vai samazināta gēnu aktivitāte ir balstīta uz DNS metilēšanu. Tomēr, ja metilācija ir nepilnīga, attīstās slimības. Nepareiza gēna aktivizēšana var izraisīt, piemēram, audzēju. Tas ir taisnība, ja neaktīvs šūnu dalīšanas regulējošais gēns. Tomēr tādu gēnu aktivizēšana, kuriem parasti vajadzētu būt neaktīviem, var izraisīt šūnu deģenerāciju. Dažādos audzējos tika atrasti dažādi metilēšanas veidi, salīdzinot ar attiecīgajiem veselīgajiem audiem. Nav svarīgi, vai metilēšanas pakāpe ir par stipru vai par vāju.