Сменная работа и риск развития рака: потенциальная механическая роль нарушения циркадных ритмов, ночного освещения и недосыпания

Сменная работа, включающая в себя смену в ночное время, стала неизбежным атрибутом современного общества, работающего круглосуточно. Связанное с этим нарушение циркадной организации времени человека приводит в краткосрочной перспективе к целому ряду симптомов, подобных смене часовых поясов, а в долгосрочной перспективе это может способствовать увеличению веса/ожирению, метаболическому синдрому/сахарному диабету II типа и сердечно-сосудистым заболеваниям. Эпидемиологические исследования также свидетельствуют о повышенном риске развития рака, особенно рака молочной железы, у женщин, работающих в ночное время и поочередно. Если результаты более контролируемых и детальных исследований подтвердятся, канцерогенный эффект ночной и сменной работы создаст дополнительные серьезные медицинские, экономические и социальные проблемы для значительной части работающего населения. Здесь мы исследуем возможные множественные и взаимосвязанные механизмы, способствующие развитию рака, как следствие посменной работы, то есть повторяющиеся нарушения циркадианной системы, подавление выработки гормона мелатонина шишковидной железой в результате воздействия света ночью, нарушение иммунной системы, вызванное лишением сна, а также метаболические изменения, способствующие ожирению и выработке провоспалительных цитокинов. активные формы кислорода.

Вступление

Изобретение Эдисоном электрической лампочки в 1879 году и последующее развитие систем производства и распределения электроэнергии значительно изменили образ жизни людей, увеличив активность в ночное время, что привело к распространению ночной работы (НТ), в которой сегодня занято около 15-20% рабочей силы промышленно развитых стран. На самом деле, опросы показывают, что только ∼25% рабочей силы занято в “обычное” дневное время (с 08:00 до 17:00) с понедельника по пятницу.1. Ночные занятия, требуемые сменным графиком работы (SW), нарушают естественный цикл сна-бодрствования и циркадную организацию времени; подвергают работников воздействию искусственного освещения в ночное время (LAN), что является ненормальным биологическим временем пребывания на свету; приводят к нерегулярному питанию; и меняют распорядок социальной и семейной жизни.2 Помимо снижения работоспособности и повышенной уязвимости к несчастным случаям, СЗ и ЕЗ связаны с повышенным риском различных долгосрочных последствий для здоровья, начиная от нарушений сна и заканчивая нарушениями обмена веществ и сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) и другими.

Особую озабоченность вызывают результаты нескольких эпидемиологических исследований, проведенных за последнее десятилетие, которые выявили незначительный или умеренный риск развития злокачественных новообразований молочной железы, предстательной железы, толстой кишки и эпителия эндометрия, а также неходжкинской лимфомы у лиц, работающих длительное время в ночную смену. 6, 7, *8 Эти наводящие на размышления, но эпидемиологические данные, которые пока не являются окончательными, подтверждаются обширными лабораторными исследованиями на животных. i) Лабораторные исследования на животных, имитирующие чередующиеся графики движения и трансмеридианные полеты, которые вызывают повторяющиеся нарушения циркадной организации времени, способствуют развитию рака молочной железы у самок животных, а также ускоряют рост трансплантированных неэндокринных опухолей.9, 10 ii) Экспериментальные манипуляции - пинеалэктомия11, 12 или яркий свет в течение субъективной ночи.13 – которые подавление выработки гормона шишковидной железы мелатонина (MEL) способствует развитию и росту злокачественных новообразований, в то время как экспериментальные манипуляции, повышающие уровень MEL – благодаря его приему в определенное время суток, длительному пребыванию в темноте, 14 ослеплению12 и усилению регуляции рецептора мелатонина 1-го типа (MT1)15. – способствуют снижению заболеваемости раком молочной железы и росту трансплантированных опухолей на животных моделях, что согласуется с наблюдениями о снижении заболеваемости раком молочной железы у слепых женщин.16 На фоне результатов эпидемиологических исследований, проведенных на лабораторных животных и людях, в октябре 2007 года Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения (МАИР) созвало в Лионе, Франция, рабочую группу из 24 ученых, чтобы критически рассмотреть вопрос о потенциальной связи между посменной работой и риском развития рака. Выводы рабочей группы, обобщенные в монографии 988, заключаются в следующем: i) у людей имеются ограниченные доказательства канцерогенности ПО, включающего СЗ; ii) имеется достаточно экспериментальных данных на лабораторных животных о канцерогенности ЛВ; и iii) ПО, включающее нарушение циркадного ритма, вероятно, является канцерогенным для человека (в результате канцероген группы 2А).

Потенциальный механизм развития рака, связанного с ПО, сложен и включает в себя множество биологических процессов и систем, среди прочего, нарушение сна, локальной сети, нарушение циркадных ритмов и факторы образа жизни. Цель этой статьи – рассмотреть и объединить соответствующие данные нескольких различных биологических дисциплин – хронобиологии, медицины сна, иммунологии, эндокринологии, диетологии/биохимии и молекулярной биологии - относительно возможных механизмов, лежащих в основе повышенного риска развития рака, в частности рака молочной железы, у женщин-женщин с ожирением.

Фрагменты из этого раздела

Циркадный хронометраж

Понимание механизмов биологического хронометража необходимо для обсуждения разрушающих и пагубных последствий северной и южной широт. Циркадные (~24-часовые) ритмы управляются клеточными генераторами, обнаруженными в большинстве, если не во всех, ядерных клетках организма, которые регулируют практически все биологические процессы и функционируют в определенное время с помощью различных генов, контролируемых часами.*17, *18, 19 У млекопитающих, у которых экспрессия 2-10% всех генов является циркадно-ритмичной, 

Что обеспечивает циркадную синхронизацию и фазовый сдвиг

Генетически определенный период циркадной осцилляторной системы у большинства людей немного длиннее, а у некоторых - чуть короче 24 часов; он регулируется на 24 часа изо дня в день с помощью временных сигналов окружающей среды, называемых “синхронизаторами” (синоним “захватывающих факторов” или “сигналов времени”), наиболее мощным является цикл LD.25. Циркадные ритмы людей, синхронизированные с дневной активностью и ночным сном, должны подвергаться фазовой перестройке после смены ночного и дневного графиков работы или

Мелатонин

Мелатонин (MEL) вырабатывается шишковидной железой и циркулирует в организме в темное время суток. Он оказывает широкое и разнообразное воздействие на весь организм и играет решающую роль в регулировании циркадного ритма жизни и адаптации к 24-часовым и сезонным циклам окружающей среды. МЕЛ действует через специфические МТ1/МТ2 рецепторы; однако, будучи небольшой липофильной молекулой, он может проникать в клетки напрямую и оказывать эффекты, не связанные с рецепторами, например, нейтрализовать свободные радикалы как антиоксидантные поглотители58.

Лишение сна: потенциальная роль в патологии, связанной с ПО, и раке

Циркадный ритм "сон-бодрствование" не меняется сразу после смены времени суток с дневного на северо-западное, а требует нескольких временных циклов. Проблемы со сном и его депривация распространены как у северо-, так и у юго-западного населения. Исследования показывают, что продолжительность сна у лиц, работающих в дневное время, в среднем на 2-4 часа меньше, чем у лиц, работающих в дневное время. 93 Недосыпание оказывает сильное воздействие на весь комплекс нейроэндокринно-иммунной системы, который регулирует пролиферацию клеток, иммунную защиту (включая выработку цитокинов и связанные с ними

Выводы

Общие эпидемиологические данные свидетельствуют об умеренном росте заболеваемости раком молочной железы, особенно среди белых женщин, работающих в ночное время и посменно, которые подвергаются постоянным нарушениям циркадного ритма в течение своей трудовой карьеры. Однако данные не являются полностью убедительными, и было опубликовано несколько негативных сообщений. Исследование должно быть распространено на различные этнические группы населения, например, азиатов, а также на различные генотипы и/или фенотипы рака, поскольку рак молочной железы не является однородным заболеванием.