Введение

В настоящее время, согласно статистическим данным Всемирной организации здравоохранения, раковые заболевания являются одной из самых распространённых причин смертности как в России, так и в мире в целом. Предварительные расчёты прогнозируют существенный рост случаев заболеваемости к 2050 году. В числовом эквиваленте данный показатель приравнивает к 35 миллионам новых случаев онкологических заболеваний, что на 77% больше, чем, например, в 2022 году [2]. Такая неутешительная динамика связана, по мнению специалистов, не только со старением и ростом глобального населения, но и с непрекращающимся воздействием внешних факторов на население. Стоит отметить, что ключевыми факторами роста онкологических заболеваний продолжают оставаться вредные привычки (табакокурение, употребление алкоголя), загрязнение окружающей среды (особенно воздуха), а также неправильное питание, зачастую вызывающее ожирение. Стоит отметить, что в рамках данного исследования последний фактор представляется особенно интересным.

Целью исследования при этом является определение и анализ роли специализированных и функциональных продуктов растительного происхождения в генезе и профилактике онкологических заболеваний в условиях ионизирующего излучения.

Материалы исследования: специализированная и научная литература, Интернет-источники, статистические данные Всемирной организации здравоохранения.

Методы исследования: анализ и синтез, классификация, обобщение.

Для общего понимания стоит внести ясность, что собой представляет ионизирующее излучение. По сути, данное явление являет собой энергетический поток, который способен выводить электроны из строя, а именно: выбивать их из атомов и молекул, приводя к ионизации. К естественным источникам ионизирующего излучения можно отнести излучение, поступающее из космоса, а также радиоактивные элементы, содержащиеся в воде и почве. Тем не менее, наибольшую опасность для человеческого организма несут источники антропогенного характера. Среди самых распространённых можно отметить группу медицинского облучения (при диагностике или терапии), производственного и техногенного (в эти группы входят профессиональное контактирование с опасными радиоактивными веществами, а также чрезвычайные ситуации на атомных станциях и других производствах) [7, с. 18].

Принципы воздействия ионизирующего излучения делятся на две основные группы: прямое воздействие и косвенное. Прямое воздействие предполагает именно ионизацию белков, ДНК и макромолекул, которая способствует разрыву ДНК-нитей, развитию ДНК-белковых сшивок, различным модификациям оснований. Косвенное воздействие строится на основе радиолиза воды и возникновении АФК и АФА, вызывающим окислительный стресс, модификацию белковых соединений, повреждение ДНК, а также пероксидирование липидов. Результатом описанных процессов может стать нарушение клеточного цикла, стремительное развитие апоптоза или же возникновение генетической нестабильности, крайней формой которой является процесс образования злокачественных новообразований (или канцерогенез) [3, с. 51].

Интерес к ионизирующему излучению в рамках данного исследования обусловлен тем, что оно представляет собой один из основных факторов риска развития раковых заболеваний, в том числе лейкемии, рака лёгких, костей, молочной и щитовидной желёз [6, с. 65]. Степень тяжести и процент вероятности развития раковых заболеваний во многом определяет тип полученного облучения, его дозировка, возраст человека на момент облучения, а также генетической предрасположенности к данному заболеванию.

Итак, как уже отмечалось ранее, природа раковых заболеваний многофакторная. Сюда входят как генетические аспекты, факторы окружающей среды, так и образ жизни человека, а именно: его пищевые привычки и пищевое поведение. В последнее время интерес специалистов направлен на изучение воздействия продуктов растительного происхождения на риск развития онкологии. Потребление большого количества фруктов, овощей, злаков и бобовых, или так называемая растительная диета, предполагает снижение риска развития различных типов раковых заболеваний и представляется одним из методов его профилактики. Такое положительное воздействие продуктов растительного происхождения связано с тем, что в них содержится множество фитохимических соединений, которые обладают различными свойствами: антиоксидантными, антипролиферативными и противовоспалительными [4, с. 21]. В данном исследовании особое внимание уделено специализированным и функциональным растительным продуктам в условиях ионизирующего излучения.

Обозначим категориально-понятийный аппарат исследования, чтобы учитывать специфику каждого из рассматриваемых элементов. Итак, под специализированными продуктами растительного происхождения стоит понимать различные продукты питания и напитки, в составе которых находится большое количество различных микроэлементов (например, пребиотиков, витаминов, антиоксидантов, минералов и т.д.). Функциональные же продукты – это продукты нового поколения, которые отличаются высоким содержанием физиологически функциональными пищевыми ингредиентами, что благоприятно сказывается на здоровье человека. При этом стоит учитывать, что данные категории продуктов растительного происхождения не являются лекарственными препаратами, а выполняют функции лечебного и профилактического питания, используемого для нормализации функционирования организма в целом или отдельных его систем. Употребление в пищу специализированных и функциональных продуктов может принести результат только при условии соблюдения основных принципов лечебного питания, назначенного медицинским специалистом в ходе диагностики. Самостоятельное определение перечня продуктов питания или же несистематическое соблюдение диеты не принесут желаемого результата.

Так, каждый продукт растительного происхождения обладает уникальным химическим составом, от которого напрямую зависят и его химические свойства. Многие продукты растительного происхождения благоприятно влияют на процесс лучевого повреждения здоровых тканей, в значительной степени ослабляя его. Всё это характеризует радиопротекторный потенциал продуктов растительного происхождения. В Таблице 1 ниже представлен перечень растительных продуктов с расшифровкой их химических свойств, важных для профилактики онкологических заболеваний [1, с. 108].

Таблица 1. Продукты растительного происхождения и их радиопротекторные свойства

Продолжение Таблицы 1

При этом подбор продуктов растительного происхождения требует индивидуального подхода, поскольку помимо положительного влияния на организм человека, они могут оказывать и негативный (речь идёт об аллергических реакциях, непереносимости и несочетаемости продуктов, личных вкусовых предпочтений и т.д.). Подбор продуктов для реализации растительной диеты может также зависеть от уровня воздействия ионизирующего излучения на конкретного человека.

Широкий спектр фитонутриентов, содержащихся в составе продуктов растительного происхождения, позволяет оказывать радиопротекторное действие на организм человека. Осуществляется это при помощи следующих механизмов:

1. Антиоксидантная активность. Большая часть фитонутриентов (например, каротиноиды, полифенолы, флавоноиды, витамины группы С и Е) представляют собой мощнейшие антиоксиданты, которые действуют как нейтрализаторы активных форм кислорода (АФК) и активных форм азота (АФА), образующихся в процессе ионизирующего излучения [5]. Кроме того, фитонутриенты препятствуют окислению ДНК, липидов и белков. Так, ресвератол (природный фитоалексин), который встречается в винограде, активно проявляет антиоксидантную активность и может выступать защитой ДНК от повреждений радиационно-индуцированного характера.

2. Активизация эндогенной антиоксидантной системы. Такие фитонутриенты, как сульфорафан (содержится в крестоцветных овощах), способствует включению в работу транскрипционного фактора Nrf2. Его основная функция заключается в регулировании генной экспрессии, которая участвует в процессе кодирования антиоксидантных ферментов (например, супероксиддисмутаза (СОД), каталаза (CAT) и глутатионпероксидаза (GPx)). Данный механизм существенно воздействует на клетки, увеличивая их устойчивость к окислительному стрессу в процессе ионизирующего излучения.

3. Восстановительный процесс ДНК. Ряд фитонутриентов, среди которых особенно можно отметить куркумин, способны не только стимулировать репарацию ДНК, но и сокращать количество случаев мутации, возникающих из-за ионизирующего излучения. Более того, куркумин обладает сочетаемостью с белками системы репарации ДНК, в связи с чем способен с ними активно взаимодействовать. В данном случае фитонутриент улучшает функционирование таких белков и оказывает восстанавливающее воздействие на участки ДНК, которые были повреждены.

4. Ингибирование воспаления. Как известно, ионизирующее излучение негативно сказывается на организме человека, вызывая его воспалительную реакцию, худшей стадией которой являются раковые заболевания. Препятствовать выработке провоспалительных цитокинов (например, TNF-α и IL-6) способны такие фитонутриенты, как кверцетин (содержится в зелёном чае, яблоках, луке), который обладает противовоспалительными свойствами. Это позволяет говорить о снижении риска развития радиационно-индуцированных опухолей.

5. Модуляция апоптоза. Фитонутриенты (например, генистеин, который содержится в сое) способны участвовать в процессе модуляции апоптоза (запрограммированной клеточной смерти) в повреждённых клетках организма. Такие фитонутриенты могут удалять клетки, которые имеют необратимые повреждения ДНК, препятствуя их перерождению злокачественного характера.

6. Улучшение иммунной функции. Часть фитонутриентов (бета-глюканов), которые преимущественно содержатся в зерновых культурах и грибах, оказывают благоприятное влияние на иммунную систему, стимулируя активность иммунных клеток (например, макрофагов и NK-клеток). Разумеется, повышение общего уровня иммунитета организма увеличивает силу сопротивления в процессе борьбы с развивающимися опухолевыми клетками.

Помимо этого, особое внимание стоит уделить радиосенсибилизирующим свойствам продуктов растительного происхождения. Ряд продуктов растительного происхождения способен, напротив, повышать уровень чувствительности раковых клеток к ионизирующему излучению. Актуальность данное свойство приобретает в процессе реализации лучевой терапии, применяемой для лечения онкологических заболеваний [4, с. 27]. Так, рассмотренные ранее куркумин и зелёный чай обладают способностью усиливать цитотоксическое воздействие излучения на раковые клетки и снижать репарацию ДНК, усиливая апоптоз. Более того, данные фитонутриенты в некоторой степени препятствуют выживаемости раковых клеток в процессе проведения лучевой терапии, что способствует увеличению её эффективности.

Однако важно уточнить, что радиосенсибилизирующие свойства растительных продуктов могут носить контекстно-зависимый характер. Это значит, что они способны меняться в зависимости от типа ракового заболевания, количества полученного излучения, а также концентрации самих фитонутриентов. При этом стоит понимать, что исследования в данной области непрерывно продолжаются и на данный момент невозможно предоставить перечень оптимальной сочетаемости фитонутриентов и их доз для существенного увеличения эффективности лучевой терапии, снижения её побочного действия. Во всём требует исключительно индивидуальный подход и максимально детальное изучение каждой отдельной комбинации фитонутриентов [8, с. 147].

Говоря о функциональных продуктах, стоит отметить, что интерес к ним в настоящее время только возрастает, что связано с развитием понятия «продукты нового поколения», в группу которых и входят функциональные продукты питания. Ряд компонентов, входящих в их состав, например, полифенолы, имеют свойства антиоксидантов и способны нейтрализовать свободные радикалы, которые разрушают ДНК и способствуют развитию раковых заболеваний.

Ещё один компонент – пищевые волокна – способны изменять микробиом кишечника. Как правило, речь идёт о снижении количества вырабатываемых канцерогенов и улучшении тем самым иммунной реакции на происходящие в организме негативные изменения. Ряд исследований демонстрирует, что некоторые функциональные продукты способны ингибировать рост опухолевых клеток, индуцируя запрограммированную смерть клеток (апоптоз) и замедляя образование новых кровеносных сосудов, поддерживающих развитие опухоли (ангиогенез) [1, с. 48].

Следует понимать, что употребление функциональных продуктов – это не полноценный метод лечения раковых заболеваний и не замена традиционных способов его профилактики. Формирование сбалансированного питания представляет собой важнейший компонент здорового образа жизни, который способен внести определённый вклад в снижение риска развития онкологии. Влияние функциональных продуктов всё ещё изучается и одним из перспективных направлений в данной области представляется синергетический эффект разнообразных биоактивных компонентов. Так, употребление сразу нескольких функциональных продуктов сможет принести больший противораковый эффект, чем употребление каждого из них в отдельности. Например, омега-3 и полифенолы в совокупности существенно повышают антиоксидантную защиту организма и модулируют воспалительные процессы. Работа в данном направлении поможет выявить наиболее эффективные комбинации и сочетания, которые приведут к наилучшим результатам профилактики раковых заболеваний.

Исследования в области онкологических заболеваний не теряют своей актуальности на протяжении длительного времени, так как являются общественно значимыми во всём мире. Однако, несмотря на перспективы и многообещающие результаты, существует ряд проблем, которые следует преодолевать для достижения необходимых результатов. В рамках данного исследования отметим трудности, с которыми сталкиваются специалисты при изучении роли продуктов растительного происхождения в профилактике и лечении раковых заболеваний в условиях ионизирующего излучения.

Во-первых, стоит отметить малочисленность клинических исследований. Большая часть экспериментов, которые сегодня ложатся в основу онкологических исследований проводилась в искусственных условиях или на животных моделях, а значит нельзя утверждать, что результаты носят в полной мере достоверный характер. Для подтверждения и закрепления полученных сведений необходимы полномасштабные исследования в реальных условиях, которые смогли бы подтвердить эффективность и безопасность растительной диеты для онкобольных, подвергшихся ионизирующему излучению.

Во-вторых, необходимо учитывать низкий уровень биодоступности большинства фитонутриентов. Это значит, что они плохо усваиваются кишечником и быстро вступают в метаболические процессы в организме. Данные свойства снижают эффективность фитонутриентов и не обеспечивают достаточного сопротивления при воздействии ионизирующего излучения на организм человека. Устранение проблемы биодоступности фитонутриентов путём разработки принципиально новых методов их внедрения в работу человеческого организма (например, применение наночастиц и липосом) представляется важной целью на данном этапе развития онкологической медицины.

В-третьих, проблемой можно назвать разнообразие свойств фитонутриентов для каждого отдельного организма. Ранее уже упоминалось о том, что комбинирование фитонутриентов и подбор каждого из них должны осуществляться индивидуально, в зависимости от пола, возраста, состояния здоровья, генетических особенностей и ряда других факторов. Перед определением продуктов растительного происхождения, рекомендуемых человеку, необходимо осуществлять подробные исследования для выявления наиболее оптимальной дозировки и состава фитонутриентов.

В-четвёртых, малоизученными остаются механизмы действия различных фитонутриентов. В данном случае существует потребность в изучении молекулярных мишеней и путей, вовлеченных в радиопротекторное и радиосенсибилизирующее воздействие растительных продуктов на организм человека.

В настоящее время можно говорить о приблизительных перспективах дальнейших исследований в данной области, к которым относятся разработка функциональных продуктов питания, новых способов транспортировки фитонутриентов по организму человека, а также изучение комбинирования фитонутриентов и их взаимодействия с другими лекарственными препаратами для борьбы с онкологическими заболеваниями.

Так, разработка и применение нанотехнологий позволит улучшить биодоступность фитонутриентов и обеспечит их точную транспортировку до раковых клеток. Исследования в области взаимодействия фитонутриентов с другими лекарственными препаратами позволят повысить безопасность и эффективность лечения онкологии.

На данном этапе можно заключить, что продукты растительного происхождения играют важнейшую роль в процессе лечения и профилактики раковых заболеваний в условиях ионизирующего излучения. Основное влияние при этом оказывают различные фитонутриенты, входящие в состав продуктов растительного происхождения. Именно они обладают антиоксидантными и противовоспалительными свойствами, а также выполняют функцию радиосенсибилизаторов. Подбор продуктов для назначения растительной диеты должен производиться в индивидуальном порядке, с учётом не только пищевых привычек и предпочтений человека, но и состояния его здоровья, особенностей организма, генетической предрасположенности.

Дальнейшие исследования в данной области помогут утвердить эффективность и безопасность влияния продуктов растительного происхождения на организм людей, подвергшихся ионизирующему излучению. Кроме того, перед специалистами стоит задача разработать и внедрить принципиально новых методов использования растительных продуктов в процессе лечения раковых заболеваний, для этого следует организовывать полномасштабные клинические исследования. Грамотная работа по подбору продуктов растительного происхождения может стать одним из важнейших компонентов стратегии защиты от результатов ионизирующего излучения и снижения риска развития раковых заболеваний.

Для понимания актуальной ситуации в области воздействия продуктов растительного происхождения на организм человека, подвергшегося ионизирующему излучению, были рассмотрены ключевые тренды современных исследований за период с 2020 по 2024 годы.

Итак, первый аспект – это общая профилактическая роль растительной диеты в рамках онкологических заболеваний:

1. Обзоры и мета-анализы. В данном случае речь идёт о том, что ряд исследований, научных обзоров и мета-анализов действительно подтверждают, что растительная диета, в основе которой лежит употребление большого количества овощей, фруктов, ягод и цельнозерновых и бобовых культур, благоприятно сказывается на организме человека. Как минимум, питание, построенное таким образом, обеспечивает снижение риска развития различных раковых заболеваний (в том числе, рака толстой кишки, простаты, лёгких и молочной железы). Объясняется это тем, что фитонутриенты, содержащиеся в перечисленных продуктах, обладают противовоспалительными, антиоксидантными и антипролиферативными свойствами [9].

2. Особая роль отдельных продуктовых групп. В рамках эпидемиологических и лабораторных исследований наиболее активные противораковые свойства продемонстрировали такие продукты, как крестоцветные овощи (капуста, брокколи и т.д.), ягоды, зелёные листовые овощи, томаты, чеснок и лук. Их эффективность напрямую связана с содержанием таких соединений, как ликопин, аллицин, сульфорафан, антоциан и других.

3. Благоприятное воздействие клетчатки. Исследования доказали, что потребление большого количества клетчатки также способствует снижению риска приобретения рака толстой кишки, что может быть связано с изменением кишечной микробиоты и ускорением транзита кишечного содержимого.

Второй исследовательский тренд связан с ролью антиоксидантов в защите организма от ионизирующего излучения:

1. Механизмы и инструменты воздействия антиоксидантов. Как известно, разрушающее действие на ДНК оказывают свободные радикалы, которые генерируются в процессе ионизирующего излучения. Это действует как катализатор развития раковых заболеваний. Антиоксиданты, которые в большом количестве содержатся в продуктах растительного происхождения, способны снижать окислительный стресс в организме и оказывать нейтрализующее действие на возникшие свободные радикалы.

2. Исследования на клеточных культурах и животных моделях. В ходе лабораторных исследований, которые осуществлялись преимущественно на животных, продемонстрировали, что ряд продуктов растительного происхождения (витамин группы Е, куркумин, ресвератрол и т.д.) способен выступать в качестве защиты от радиационных повреждений клеток.

3. Ограниченное количество клинических данных. Как известно, клинических исследований в данной области не так много, что существенно тормозит развитие стратегии лечения и профилактики раковых заболеваний. При этом реализованные исследования показали, что антиоксиданты, свойствами которых обладают продукты растительного происхождения, способны снизить побочное воздействие лучевой терапии. Однако для более точных результатов и выводов необходимо развивать исследования в этом направлении и выводить их на клинический, реальный уровень.

Таким образом, несмотря на недостаточное количество клинических исследований и ряд других трудностей, имеющихся исследований достаточно, чтобы сделать вывод о благоприятном воздействии продуктов растительного происхождения на организм, подвергшийся раковому заболеванию, а также в защите от повреждений, полученных в условиях ионизирующего излучения. Назначение растительной диеты возможно только при участии специалиста, подробно изучившего особенности конкретного организма, пищевое поведение человека, его возрастные изменения и генетическую предрасположенность. Стоит отметить, что существующие исследования в данной области нельзя назвать исчерпывающими, поэтому для полного понимания функций и свойств растительных продуктов следует продолжать изучение.