Кетогенна диета при рак - NutriPharm от Letitia Mates

раковите клетки

Кетогенната диета при рак е обект на многобройни проучвания, които подчертават както ползите от този тип диета при определени форми на рак, така и потенциалните рискове, свързани с него.

Кетогенна диета

Кетогенната диета (DK) е диета с високо съдържание на мазнини, средна на протеини и много ниско съдържание на въглехидрати, първоначално създадена през 20-те години на миналия век като средство за лечение на епилепсия. По това време кетонните тела са били идентифицирани в кръвта на субектите на "диети" на глад или с изключително ниско съдържание на въглехидрати. Тогава беше предложена хипотезата за получаване на ползите от гладуването чрез повишаване нивото на кетонните тела, което беше последвано от разработването на нова диета, предназначена да имитира ефектите от гладуването, наречена „кетогенна диета“.

Кетогенна диета при рак

Кетогенната диета е сравнително наскоро предложена като допълнителна терапия при лечението на рак. DK е насочен към ефекта на Варбург, биохимичен феномен, при който раковите клетки използват предимно гликолиза вместо окислително фосфорилиране за производство на АТФ [1].

Ефектът на Варбург

Смята се, че някои видове рак нямат способността да метаболизират кетонни тела поради митохондриални дисфункции и намалени нива на ензими, необходими за използването на кетони.

По този начин, разсъжденията на тази диета в раковата терапия са да се намалят серумните нива на глюкоза и да се инициира кетоза. Това има за цел да лиши раковите клетки от енергия, като през това време нормалните клетки адаптират метаболизма си към използването на кетонни тела и оцеляването. В допълнение, понижаването на кръвната захар води до понижаване на нивата на инсулин и инсулиноподобен растежен фактор 1 (IGF-1), които са важни фактори, определящи разпространението на раковите клетки.

Има многобройни предклинични проучвания, които подкрепят антитуморния ефект на KD [2].

Графиката по-горе показва някои предклинични проучвания, които са изследвали ефекта на DK върху различни видове рак. Цветовете на лентите представляват резултата от всяко изследване, както е посочено в цветния бутон [1].

В кетогенната диета липидният метаболизъм се осъществява чрез окисляване на мастните киселини в черния дроб, което води до кетонни тела (ацетоацетат, β-хидроксибутират и ацетон). Кетоните се транспортират от кръвта до тъканите, където се трансформират в ацетил-КоА, субстрат от първия етап на цикъла на лимонената киселина. Придържането и ефикасността на кетогенните диети могат да бъдат наблюдавани чрез измерване на β-хидроксибутират в серума и урината [3].

Кетогенна диета при рак - Ползи от използването тПри определени форми на рак

Наскоро кетогенната диета се изучава като допълнение към терапията на рака както при животински, така и при човешки модели. По-стари проучвания показват намаляване на размера на тумора и подобрения в кахексията при мишки с аденокарцином на дебелото черво, получаващи кетогенна диета.

Допълнителни проучвания показват, че кетогенните диети намаляват растежа на тумора и подобряват оцеляването на животински модели с глиом, рак на дебелото черво, рак на стомаха и рак на простатата. Освен това се изказва хипотезата, че тази диета би усилила ефектите на радиацията върху злокачествените глиомни модели, както и някои модели на белодробен рак [4,5].

Кетогенна диета при рак - Потенциални механизми на действие при туморогенеза

  • Участие в митохондриален метаболизъм на раковите клетки;
  • Горното действие метаболизъм на глюкозатаракови клетки;
  • Участие в аминокиселинен метаболизъм ракови клетки;
  • Кетонни тела като сигнални молекули;
  • Горното действие ангиогенеза, васкуларизацияитуморна микросреда;
  • Регулация на генната експресия;
  • Генериране на реактивни кислородни видове (ROS) [11].

Митохондриален метаболизъм и рак

Повечето противоракови терапии се основават на метаболитните и физиологичните различия, които съществуват между раковите клетки и нормалните клетки. В сравнение с нормалните клетки, раковите клетки имат по-висок метаболизъм на глюкозата, както и промяна в окислителния метаболизъм в митохондриите, което се смята за резултат от хроничен метаболитен оксидативен стрес [6].

Предполага се, че за разлика от нормалните клетки, туморните клетки се характеризират с повишена митохондриална ДНК мутация, както и с променена експресия на митохондриален протеин, което води до повишено производство на реактивни кислородни видове (ROS) по време на митохондриалното дишане.

Увеличението на ROS в туморните клетки усилва зависимостта на туморните клетки от метаболизма на глюкозата, което води до генериране на NADPH и пируват чрез пентозо-фосфатния шунт и гликолиза. NADPH и пируват намаляват хидропероксидациите.

DK има за цел да намали способността на туморните клетки да произвеждат NADPH, тъй като в повечето тъкани липидният метаболизъм не е в състояние да причини глюконеогенезата да образува глюкозо-6-фосфат (G-6-P), който е необходим за навлизане в пентозния шънт. -фосфати. По този начин кетогенните диети трябва допълнително да увеличат оксидативния стрес в туморните клетки в сравнение с нормалните клетки, като ограничат регенерацията на NADPH [6].

Глюкозна зависимост на раковите клетки

За разлика от нормалните клетки, раковите клетки увеличават консумацията на глюкоза, дори в присъствието на кислород. Предполага се, че този процес ще се случи поради лошо дишане на митохондриите, което изисква увеличаване на гликолизата в отговор. Многобройни проучвания върху животни през последните 60 години не само потвърдиха това наблюдение, но и демонстрираха значението на глюкозата за оцеляването на тумора и метастазирането [7].

Известно е, че метаболизмът на глюкозата играе основна роля за детоксикация на пероксиди както чрез образуването на пируват, така и чрез регенериране на редокс-кофактора NADPH. Предишни проучвания показват, че лишаването от глюкоза избирателно причинява оксидативен стрес и токсичност в човешките ракови клетки в сравнение с нормалните клетки. В допълнение, много изследвания in vitro и in vivo успешно са изследвали използването на гликолитични инхибитори за причиняване на селективна токсичност на раковите клетки чрез механизъм, включващ метаболитен оксидативен стрес [8,9].

Хипотеза за повишен оксидативен стрес в раковите клетки от DK

Кетогенните диети могат да действат като адювантна терапия при рак чрез два различни механизма, които използват увеличаването на оксидативния стрес в раковите клетки: липиден и протеинов метаболизъм.

Липиден метаболизъм ограничава наличността на глюкоза за гликолиза, намалявайки образуването на пируват и глюкоза-6 фосфат и по този начин NADPH, необходим за намаляване на хидропероксидите. Счита се, че производството на енергия, получена от белтъчен метаболизъм това би принудило клетките да получат енергията си от митохондриалния метаболизъм, насочен към увеличаване на оксидативния стрес в раковите клетки. Протеиновият метаболизъм не може да доведе до толкова високи нива на оксидативен стрес в туморните клетки, колкото липидния стрес [10].

Въпреки че механизмът, по който кетогенните диети могат да имат антитуморен ефект в комбинация със стандартна радиохимиотерапия, не е напълно изяснен, предклиничните резултати демонстрират безопасността и потенциала на тяхната ефикасност в комбинация с радиохимиотерапия при подобряване на отговорите на модели на рак на мишки. Тези предклинични проучвания предлагат възможност за разширяване на употребата на кетогенни диети в продължаващите фаза I клинични изпитвания [6].

заключения

Някои от заключенията относно ролята на кетогенната диета в онкологията могат да бъдат намерени в рецензията „Кетогенната диета при лечението на рак - къде стоим?“ (Университетска болница на Медицинския университет в Парацелс, Австрия), публикувана през 2019 г. в списанието Молекулярен метаболизъм:

"Повечето предклинични проучвания и някои клинични проучвания подкрепят използването на KD като адювантна терапия при рак. За да се изяснят механизмите зад KD терапията и нейното използване в клиничната практика са необходими както по-молекулярни проучвания, така и рандомизирани контролирани проучвания.

Наличната научна литература показва, че въз основа на контролирани предклинични проучвания строгите KD могат да бъдат от полза при редица видове рак. В момента обаче ентусиазмът се смекчава от липсата на клинични проучвания, които да оправдаят рутинното използване на строг KD като допълнителна терапия при пациенти с рак.

Доказано е обаче, че диетата с ниско съдържание на въглехидрати е повишила качеството на живот при пациенти с диабет тип 2. По този начин пациентите с рак вече могат да се възползват от диети с умерено съдържание на въглехидрати, които не водят до драматична индукция на кетоза и без риск от обостряне на страничните ефекти, вече налични при определени форми на рак. Във всеки случай, насоки от ° Слинейни лица и диетолози a пациенти, които искат да променят диетата си. "

Автор: Летиция Мейтс