Genotoxiciteit arseen door vrije radicalen

Arseen komt in geringe concentraties algemeen in ons leefmilieu voor. Beroepsmatige blootstelling aan schadelijke hoeveelheden via inhalatie is bekend in de verwerking van nonferro-ertsen, glasfabricage en de halfgeleiderindustrie. Met steenkool gestookte electriciteitscentrales kunnen verhoogde emissies van arseen geven. In sommige streken van Bangladesh en West-Bengalen heeft 32 procent van de waterputten te hoge concentraties arseen. Uit epidemiologische studies blijkt humane blootstelling aan verhoogde concentraties arseen geassocieerd met leverbeschadiging, perifere neuropathie, diabetes en hart- en vaatziekten. Bovendien is er een verhoogde incidentie van kanker aan longen, huid, blaas en lever. Van arseenverbindingen is bekend dat het krachtig clastogeen werkzame stoffen zijn die in vele typen cellen tot chromosoombeschadigingen leiden. Evenwel, het mechanisme voor de kankerverwekkende werking bleef onopgehelderd. Door Su X. Lin en collega's van Columbia University, New York, Verenigde Staten, werd via confocale scanning microscopie met de fluorescerende kleurstof dichloorfluoresceine vrije radicaaleffecten in levende cellen aangetoond. Cultures van hybride humaan-hamstercellen tonen vijf minuten na toevoegen van arseen in de vorm van arseniet een dosisafhankelijke toename tot 300 procent van intracellulaire vorming van vrije zuurtsofradicalen. Voortgezet onderzoek toonde een specifieke toename van hydroxylradicalen, de hoogst reactieve vorm van vrije zuurstofradicalen. Indien de concentraties van de cel-eigen antioxidant glutathion vooraf kunstmatig werden verlaagd, steeg het mutageen potentieel van arseniet tot ruim het vijfvoudige. Op grond van de verkregen resultaten komen de onderzoekers tot een cruciale rol voor vrije zuurstofradicalen in de chromosoombeschadigende effecten van arseen. De door arseen geinduceerde mutagenese verloopt dan volgens: arseen - superoxidanion - waterstofperoxide - hydroxylradicaal - genotoxiciteit. In het bijzonder hydroxylradicaal speelt een belangrijke veroorzakende rol in de genotoxiciteit van arseen in zoogdiercellen.