Українська Русский English

ISSN 2522-9028 (Print)
ISSN 2522-9036 (Online)
DOI: https://doi.org/10.15407/fz

Fiziologichnyi Zhurnal

is a scientific journal issued by the

Bogomoletz Institute of Physiology
National Academy of Sciences of Ukraine

Editor-in-chief: V.F. Sagach

The journal was founded in 1955 as
1955 – 1977 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0015 – 3311)
1978 – 1993 "Fiziologicheskii zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
1994 – 2016 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
2017 – "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 2522-9028)

Fiziol. Zh. 2006; 52(4): 78-89


Oxidative stress and its role in carcinogenesis

L. Gunina, S.Oliynik

    Institute if Oncology, AMS of Ukraine, Kyiv


Abstract

A review presents analysis of data on involving the oxygen active forms and products of lipid peroxidation resulted from oxidative stress in carcinogenesis at all its levels and during the treatment of cancer patients. Role of various classes of anti- oxidants in decrease of damaging effect of oxidative stress on DNA structure, state of plasmatic membrane and extracellular matrix as well as the prevention of development and progres- sion of neoplasm is shown. The authors consider that use of antioxidants is well grounded during cytoreductive therapy in patients with various malignancies.

References

  1. Аношіна М.Ю., Третяк Н.М., Яговдік М.В. та ін. Вільно-радикальне окислення ліпідів, антиоксиданта система у хворих на остеомієлофіброз // Лаб. діагностика. - 2003. - №3. - С.27–32.
  2. Бабенко Г.А., Гонский Я.И. О роли металлов- микроэлементов в свободнорадикальном окислении при экспериментальном канцерогенезе // Онкология. - 1997. - №4. - С.18–22.
  3. Баглей Е.А., Недопитанская Н.Н. Свободнорадикаль- ные механизмы токсического действия химических веществ. Канцерогенез // Тези доп. І з’їзду токсико- логів України (11-13 жовтня 2001 р.). - К., 2001. - С.50.
  4. Байкова В.Н., Дурнов Л.А., Валентейн Л.В. и др. начение антиоксидантно-прооксидантного баланса в развитии опухолей у детей. // Материалы ІІІ съезда онкологов и радиологов СНГ. - Минск: ОДО  »Тонпик», 2004. - Том 2. - С.385.
  5. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.Б., Молочкина Е.М. и др. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. - М.: Наука, 1975. - 214 с.
  6. Вартанян Л.С., Гуревич С.М., Козаченко А.И. и др.Дисбаланс в ферментной системе генерирования и утилизации активных форм кислорода в печени мышей линии AKR в процессе развития спонтанного лейкоза // Биохимия. - 2001. - 66, №7. - С.896–904.
  7. Васильєва В.О., Коробов В.М., Великий М.М. Роль міоглобіну в забезпеченні тканин киснем // Укр. биохим. журн. - 1996. - 68, №4. - С.45–55.
  8. Веремеєнко К.Н., Заболотный Д.И., Кизим А.И. Роль протеолиза а инвазии и метастазировании злокачест- венных опухолей (обзор литературы и собственных исследований) // Журн. акад. мед. наук України. - 2002. - 8, №2. - С.217–237.
  9. 9. Горожанская Э.Г., Ларионова В.Б., Зубрихина Г.Н.и др. Роль глутатионзависимых пероксидаз в регуляции утилизации липопероксидов в злокачест- венных опухолях // Биохимия. - 2001. - 66, №3. - С.273–278.
  10. 10. Губський Ю.І. ДНК ядерного хроматину: вільно- адикальні механізми хімічного пошкодження // Мед. імія. - 1999. - 1, №1. - С.7–14.
  11. Гусева С.А., Петруша А.О., Гончаров Я.П. Церуло- плазмин: физико-химические свойства, функции в организме, клиническое применение // Укр. журн. гематології та трансфузіології. - 2004. - 4, №3. - С.46–51.
  12. Даценко З.М., Борода А.М., Канівець М.В. та ін. озподіл жирних кислот плазмалогенних фосфо- ліпідів в еритроцитах крові та ендометрії людини при гіперплазії різного характеру // Укр. біохім. журн. - 2004. - 76, №3. - С.91–97.
  13. Дубініна О.Ю. Окиснювальний стрес і окиснювальна модифікація білків // Мед. хімія. - 2001. - 3, №2. - С.5–12.
  14. Зозуля Ю.А., Барабой В.А., Сутковой Д.А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита при патологии головного мозга. - М.: Знание- М, 2000 - 344 с.
  15. Какарькін О.Я., Пентюх О.О., Пушкарь М.С., акарькіна Л.І. Вплив антиоксидантно-сорбентного комплексу на нефро- і уротоксичну дію циклофос- фаміду та екскрецію його метаболітів з сечею у щурів з карциномою Герена // Exp. Oncol. - 2001. - 23, №3. - С.287–290.
  16. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Биологическая роль глутатиона // Усп. соврем. биологии. - 1990. - 110, №1. - С.20–23.
  17. Литвиненко О.О., Кабан О.П., Гуніна Л.М. та ін. Застосування церулоплазміну для профілактики ускладнень комплексного лікування хворих онколо- гічного профілю // Укр. хіміотерапевт. журн. - 2005. №1-2. - С.69–73.
  18. Лісняк І.О. Неоваскулярізація та пухлинний рост: втореф. дис. ... д-ра біол. наук. - К., 2004. - 38 с.
  19. 19. Лущак В.И. Окислительный стресс и механизмы защиты от него у бактерий (обзор) // Биохимия. - 2001. - 66, №5. - С.592–609.
  20. 20. Лю Б.Н., Исмаилов Б.И. Ферментативные пути метаболизма полиненасыщенных жирных кислот и канцерогенез // Материалу IV съезда онкологов, рентгенологов и радиологов республики Казахстан. - Алматы, 2001. - С.82–83.
  21. Максимчук О.В., Данко І.М., Чащин М.О. Коливан- ня рівнів експресії та вмісту цитохрому Р450 2Е1 (Cyp2e1) при дії іонізуючої радіації. // Доп. НАН України. - 2003. - №11. - С.162–168.
  22. Марусин А.В., Салюков В.Б, Брагина Е.Ю. Антиок- сидантная активность плазмы крови в группах лиц с новообразованиями // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 2002. - 133, №5. - С.556–558.
  23. Марченко М.М., Николюк І.Д., Бевзо В.В. Стан антиоксидантної системи організму щурів та корекція його препаратом з лікарських рослин у динаміці росту карциноми Герена // Укр. біохім. журн. - 1999. - 71, №6. - С.76–80.
  24. Немцова Е.Р., Сергеева Т.В., Безбородова О.А. и др. Антиоксиданты – место и роль в онкологии // Рос. онкол. журн. - 2003. - №5. - С.48 – 53.
  25. Олійник Е.В., Бабін В.Д., Гонца А.О. та ін. Вплив радіації та мелатоніну на показники про- та антиоксидантного стану шлунка щурів. - У кн.: Актуальні питання променевої діагностики та лікування онкологічних захворювань: Матеріали наук-практ. конф. - Чернівці, 2004. - С.22–25.
  26. Пасечник Н.И. Окислительный стресс и критичес- кие состояния у хирургических больных // Вестн. интенсив. терапии. - 2004. - №3. - С.27–31.
  27. Пескин А.В. Взаимодействие активных форм кислорода с ДНК // Биохимия. - 1997. - 62, №2, - С.1571–1578.
  28. Попова Л.Д., Наконечна О.А., Кучеренко В.П., Брянцев О.М. Стан окислювально-відновних процесів на деяких моделях оксидативного стресу //  Вісн. проблем біології і медицини. - 2004. - №2. - С.7–11.
  29. 29. Саприн А.Н., Калинина Е.В. Окислительный стресс и его роль в механизме апоптоза и развития патологи- ческих процессов // Усп. биол. химии - 1999. - 39. - С.289–326.
  30. 30.Сидорик Є.П., Бурлака А.П., Дружина М.О. Радикальні форми кисню – критичний фактор у пусковому механізмі радіаційного канцерогенезу в умовах тривалої дії малих доз іонізувальної радіації // Укр. радіол. журн. - 1996. - 4. - С.77–78.
  31. Сурай П.Ф., Ионов И.А., Лысенко С.Н. Биологи- ческая роль глутатиона в функционировании нервной системы, защите при интоксикации и в регуляции генома клетки // Биол. вестн. - 1999. - 3, №1-2. - С.5–9.
  32. Тарусов Б.Н. Окислительные свободнорадикальные процессы и биоантиоксиданты при канцерогенезе. - ? ??.: Биофизика рака. - К.: Наук. думка, 1976. - С.107–130.
  33. Теплякова Г.В., Мехтиев М.А., Таги-Заде К.Б. и др. Влияние селеносемикарбазида на эксперимен- тальный канцерогенез печени // Эксперим. онколо- гия. - 1982. - 4, №3. - С.71–73.
  34. Чекман І.С., Горчакова Н.О., Олійник С.А. та ін. До механізму антиоксидантної дії суфану // Вісн. пробл. біології і медицини. - 1998. - №19. - С.109–118.
  35. Шалімов С.О., Чехун В.Ф., Гуніна Л.М. та ін. Церулоплазмін як препарат супроводу при лікуван- ні хворих на злоякісні новоутворення печінки за допомогою ліпосомальної форми доксорубіцину //  Онкологія. - 2004. - 6, №4. - С.310–312.
  36. Шарикіна Н.І., Бондаренко Б.М., Могирьова Л.А. та ін. Вплив на ангіогенез і протипухлинна дія фосфоліпази А 2 бджолиної отрути // Експерим. фізіологія та біохімія. - 2004. - №2. - С.29–33.
  37. Шумейко В.A., Овруцький В.C. Пухлинна хвороба: напрямки протидії інтоксикації. Монографічні нотатки. - К.: НВТ «ЕКОРЕГІО-ЕТХі», 2001. - 108 с.
  38. Эделева Н.В., Сергеева Т.В., Немцова Е.Р. и др. Антиоксиданты церулоплазмин и лактоферрин в профилактике и лечении послеоперационных осложнений у онкологических больных // Анестезио- логия и реаниматология. - 2001. - № 5 - С.61–64.
  39. 39.Эмануэль Н.М. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов. - М.: Наука, 1977. - 416 с.
  40. 40. Almendingen K., Hofstad B., Vatn M.H. Does high free fatty acids and plasms antioxidants increase the risk of presence and growth of colorectal adenomas followed up in situ for 3 years? // Amer. J. Gastroente- rol. 2001. - 96, №7. - Р.2238–2246.
  41. Betteridge D.J. What is oxidative stress? // Metabo- lism. - 2000. 49, №1. - С.3–8.
  42. Boldrini L., Calciani A., Samaritani E. et al. Tumor necrosis factor-alpha and transforming growth factor- beta are significantly associated with better prognosis in non-small cell lung carcinoma: putative relation with BCL-2-mediated neovascularization // Brit. J. Cancer. 2000. - 83, №4. - Р.480–486.
  43. Burkitt M.J., Duncan J. Effect of trans-resveratol on cooper dependent hydroxyl radical formation and DNA damage // Arch. Biochem. and Biophys. - 2000. - 381. - Р.253–263.
  44. Cascinu S., Ligi M., Del Ferro E. et al. Effects of calcium and vitamin supplementation on colon cell prolifera- tion in colorectal cancer // Cancer Invest. - 2000. - 18. - Р.411–416.
  45. De S., Chakraborty R.N., Ghosh S. et al. Comparative evaluation of cancer chemopreventive efficacy of a-toco- pherol acetate and quercetin in a murine model // J. Exp. Clin. Cancer Res. - 2004. - 23, №2. - Р. 251–258.
  46. Drijge W. Free radicals in the physiological control of cell function // Physiol. Rev. 2002. - 82, №1. - Р.47–95.
  47. Estrada-Garcia L., Carrera-Rotllan J., Puig-Parellada P. Effects of oxidative stress and treatments on eicosanoid synthesis and lipid peroxidation in long term human umbilical vein endothelial cells culture // Prostagland. Other Lipid Mediat. - 2002. - 67, №1. - Р. 13–25.
  48. Finkel T. Reactive oxygen species and signal transduc- tion // IUBMB Life. - 2001. - 52, №1-2. - Р. 3–6.
  49. 49. Floyd R.A. Role of oxygen free radicals in carcinoge- nesis and brain ischemic. FASEB J. - 2000. - 14, №9. - Р. 2587–2597.
  50. 50. Gandhi N.M., Gopalswami U.V., Satav J.G, Nair C.K.K. Protection of DNA and membrane damage by Disulfiram // Environmental Genomics and Health Sci- ence. - XXVII Ann. Conf. of Envir. Mutagen Society of India. - 2002. Р. 211–208.
  51. Hamman J.P., Biggley W.H., Seliger H.H. Emission spec- trum of the microsomal chemiluminescence of a proxi- mate carcinogen 7,8-dibenz (a)pyrene determined with a edge interference filter spectrometer // Photochem. and Photobiol. - 1999. 50, №4. - Р. 519–524.
  52. Holmes W.F., Soprano D.R., Soprano K.I. Elucidation of olecular events mediating induction of apoptosis by synthetic retinoids using a cd437-resistent ovarian carcinoma cell line // J. Biol. Chem. - 2002. - 277. - Р. 45408–45419.
  53. Horiuchi A, Imai T., Shimizu M. et al. Hypoxia-in- duced changes in the expression of VEGF, HIF-1-alpha and cell cycle-related molecules in ovarian cancer cells //  Anticancer Res. - 2002. - 22, № 5. - Р. 2697–2702.
  54. Kapoor S., Mukherjee T., Kagiya V.T., Nair C.K.K. Redox reaction of tocoferol monoglucoside in aqueous solutions: a pulse radiolysis study in experimental tu- mor // J. Radiat. Res. 2002. - 43. - Р. 99–106.
  55. Karkabounas S., Binolis J., Zeiovitis J. et al. Inhibi- tion and modification of benzo (a)pyrene induced chemical cancerogenesis by ascorbic acid alone or in combination with a-tocoferol in Wistar rats // Exp. Oncol. - 2002. - 24, №4. - Р. 274–278.
  56. Keiko M., Masae I., Hla-Hla H. et al. Anti-oxidant and pro-oxidant actions of gallic acid derivates: Effect of metal-dependent oxidation of lipids and low-density lipoprotein // Biomed. Res. - 2000. - 21. - Р. 291–296.
  57. Kennett E.C., Kuchel P.W. Redox reactions and elec- tron transfer across the red cell membrane // IUBMB Life. - 2003. - 55, №7. - Р. 375–385.
  58. Keyes K.A., Mann L., Teicher B., Alvarez E. Site-depen- ent angiogenesis cytokine production in human tumor xenografts // Cytokine. - 2003. - 21, ?2. - ?. 98–104.
  59. 59. Kong Q., Lillehei K.O. Antioxidant inhibitors for cancer therapy // Med. Hypotheses. - 1998. - 51, №5. - Р. 405–409.
  60. 60. Kusakai G., Suzuki A., Ogura T. et al. Strong associa- tion of ARK5 with tumor invasion and metastasis // J. Exp. Clin. Cаncer Res. - 2004. - 23, №2. - Р. 263–268.
  61. Lewis J.G., Adams D.O. Inflammation, oxidative DNA damage, and carcinogenesis // Envir. Health Perspect. - 2001. - 90. - Р. 19–27.
  62. Manoharan S., Kolanjiappan K., Kayalvizhi M.,Sethupathy S. Lipid peroxidation and antioxidant sta- tus in cervical cancer patients // J. Biochem. Mol. Biol. Biophys. - 2002. - 6, №3. - Р. 225–227.
  63. Mantovani G., Maccio A., Madeddu G. et al. Reactive oxygen species, antioxidant mechanisms and serum cytokine levels in cancer patients: impact of on antioxidante treatment // J. Env. Pathol. Toxicol. Oncol. - 2003. - 22, №1. - Р. 17–28.
  64. Maruyama H., Kikuchi S., Kawagushi K. et al. Sup- pression of lethal toxicity by allaloid cepharanthin //  Shock. - 2000. - 13, №2. - Р. 160–165.
  65. Maziere C., Conte M.-A., Degonville J. et al. Cellularenrichment with polyunsaturated fatty acids induces an oxidative stress and activates the transcription fac- tors AP1 and NF-kB // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1999. 265, №1. - Р. 116–122.
  66. McCord J.M. The evolution of free radical and oxida- tive stress Amer. J. Med. - 2000. - 108. - Р. 652–659.
  67. Mignatti P., Rifkin D.B. Biology and biochemistry of proteinases in tumor invasion // Physiol. Rev. - 1999. - 73. ?1. - ?. 161–195.
  68. Mostafa M.G., Mima N., Ohnishi S.T., Mori K. S- allylcysteine ameliorates doxorubicin toxicity in the heart and liver of mice with experimental tumors //  Planta Med. - 2000. - 66, №2. - Р. 148–151.
  69. 69. Muniz P., Saez P., Iradi A. et al. Difference between cysteine and homocysteine in the induction of deoxiribose degradation and DNA damage // Free Rad. Biol. Med. - 2001. - 30. - Р. 354–362.
  70. 70. Newcomer L.M., King I.B., Wicklund K.G., Stanford J.L. The association of fatty acids with prostate cancer risk // Prostate. - 2001. - 47, №4. - Р. 262–268.
  71. Pai R., Nakamura T., Woo S.M., Tarnawski A.S. Prostaglandine promote colon cancer cell invasion: sig- naling by cross-linking between two distinct growth fac- tor receptors // FASEB J. - 2003. - 17. - Р. 1640–1647.
  72. Pandey B.N., Misbra K.P. Modification of thymocytes membrane radiooxidative damage and apoptosis by eugenol // J. Envir. Pathol. Toxicol. and Oncol. - 2004. - 23, №2. - Р. 117–122.
  73. Pendino F., Flexor M., Delhommeau F. et al. Retinoids down-regulate telomerase and telomerase length in a path- way distinct from leukemia cell differentiation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 2001. - 98. - Р. 6662–6667.
  74. Phylchenkov A.A., Zavelevich M.P., Butenko Z.A. Apoptosis induction in human malignant lymphoid cells by DNA-damaging agents with different mecha- nisms of action // Exp. Oncol. - 2001. - 23, №3. - Р. 170–174.
  75. Purev E., Soprano D.R., Soprano K.I. Effect of all- trans retinoic acid on telomerase activity in ovarian cancer cells // J. Exp. Clin. Cancer Res. - 2004. - 23, №2. - Р. 309–315.
  76. Quang-hong L., Shi-hui S., Ya-ping X. et al. Synergis- tic anti-tumor effect of ultrasound and hematoporphy- rin on Sarcoma 180 cells with special reference to the changes of morphology and cytochrome oxydase ac- tivity on tumor cells // J. Exp. Clin. Cancer Res. 2004. 23, №2. - Р. 333–341.
  77. Riley P.A. Free radicals in biology: oxidative stress and the effect of ionizing radiation // Int. J. Radiat. Biol. - 1994. - 65. - Р. 27–33.
  78. Royds J.A., Dower S.K., Qwarnstrom EE., Lewis C.E. Response of tumor cells to hypoxia: role of p53 and NFkB // J. Clin. Pathol. Mol. Pathol. - 1998. - 51. - P. 55–61.
  79. 79. Shklar G., Oh S.K. Experimental basis for cancer preventation by vitamine E // Cancer Invest. - 2000 - 18. - Р. 214–222.
  80. 80. Sjakste N., Sjakste T., Vikmanis U. Role of the ubiquitin-proteasome protein degradation pathway in carcinogenesis, tumor progression and susceptibility to tumor treatment // Exp. Oncol. - 2002. - 24, №4. - Р. 243–248.
  81. Slaga T.J., Solanki V., Logani M. Studies of the mecha- nisms of action of antitumor promoting agents: sug- gestive evidence for the involvement of free radicals in promotion. - Radioprotectors and anticarcinogenesis / Ed. by Nygaard O.F., Simis M.G. - N-Y: Acad Press, 2003. - Р. 471–485.
  82. Tiwary A.K. Imbalance in antioxidant defence and hu-

© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2019.