Кетогенна дієта при раку - NutriPharm від Letitia Mates

раку

Кетогенна дієта при раку була предметом численних досліджень, які висвітлювали як переваги цього типу дієти при певних формах раку, так і потенційні ризики, пов’язані з нею.

Кетогенна дієта

Кетогенна дієта (ДК) - це дієта з високим вмістом жиру, середнім вмістом білка і дуже низьким вмістом вуглеводів, спочатку розроблена в 1920-х роках для лікування епілепсії. Протягом цього періоду кетонові тіла виявляли в крові осіб, які їли голодними дієтами або мали надзвичайно низький вміст вуглеводів. Тоді була запропонована гіпотеза отримання переваг голодування за рахунок підвищення рівня кетонових тіл, після чого було розроблено нову дієту, призначену для імітації наслідків голодування, яка називається "кетогенна дієта".

Кетогенна дієта при раку

Кетогенна дієта порівняно недавно була запропонована як допоміжна терапія при лікуванні раку. DK націлений на ефект Варбурга, біохімічне явище, при якому ракові клітини переважно використовують гліколіз замість окисного фосфорилювання для отримання АТФ [1].

Ефект Варбурга

Вважається, що деякі види раку не мають здатності метаболізувати кетонові тіла через дисфункції мітохондрій та зниження рівня ферментів, необхідних для використання кетонів.

Таким чином, міркування цієї дієти при терапії раку полягає у зменшенні рівня глюкози в сироватці крові та ініціюванні кетозу. Це має на меті позбавити ракові клітини енергії, протягом якого нормальні клітини пристосовують свій метаболізм до використання кетонових тіл та виживання. Крім того, зниження рівня цукру в крові призводить до зниження рівня інсуліну та інсуліноподібного фактора росту 1 (IGF-1), які є важливими детермінантами проліферації ракових клітин.

Є численні доклінічні дослідження, які підтверджують протипухлинний ефект КД [2].

На наведеному графіку показано деякі доклінічні дослідження, які досліджували вплив DK на різні типи раку. Кольори смужок представляють результат кожного дослідження, як зазначено в кольоровій клавіші [1].

У кетогенній дієті обмін ліпідів відбувається шляхом окислення жирних кислот у печінці, в результаті чого утворюються кетонові тіла (ацетоацетат, β-гідроксибутират та ацетон). Кетони транспортуються кров’ю до тканин, де перетворюються в ацетил-КоА, субстрат першої стадії циклу лимонної кислоти. Дотримання та ефективність кетогенних дієт можна контролювати шляхом вимірювання β-гідроксибутирату в сироватці та сечі [3].

Кетогенна дієта при раку - Переваги використання тПри певних формах раку

Нещодавно кетогенна дієта вивчалася як допоміжний засіб терапії раку як на тваринних, так і на людських моделях. Давніші дослідження показали зменшення розміру пухлини та покращення кахексії у мишей з аденокарциномою товстої кишки, які отримували кетогенну дієту.

Додаткові дослідження показали, що кетогенні дієти зменшують ріст пухлини та покращують виживання тваринних моделей з гліомою, раком товстої кишки, раком шлунка та раком простати. Більше того, висловлюється гіпотеза, що ця дієта може посилити вплив радіації на злоякісні моделі гліоми, а також на деякі моделі раку легенів [4,5].

Кетогенна дієта при раку - Потенційні механізми дії в туморогенезі

  • Залучення до мітохондріальний метаболізм ракових клітин;
  • Вищевказана дія метаболізм глюкозиракові клітини;
  • Залучення до амінокислотний обмін ракові клітини;
  • Кетонові тіла як сигнальні молекули;
  • Вищевказана дія ангіогенез, васкуляризаціяімікросередовище пухлини;
  • Регуляція експресії генів;
  • Вироблення активних форм кисню (АФК) [11].

Мітохондріальний метаболізм і рак

Більшість протипухлинних методів лікування засновані на метаболічних та фізіологічних відмінностях, які існують між раковими та нормальними клітинами. Порівняно з нормальними клітинами, ракові клітини мають більш високий метаболізм глюкози, а також зміну окисного метаболізму мітохондрій, що, як вважають, є результатом хронічного метаболічного окисного стресу [6].

Існує гіпотеза, що на відміну від нормальних клітин, пухлинні клітини характеризуються підвищеними мутаціями мітохондріальної ДНК, а також зміненою експресією мітохондріального білка, що призводить до збільшення виробництва активних форм кисню (АФК) під час дихання мітохондрій.

Збільшення АФК в пухлинних клітинах посилює залежність пухлинних клітин від метаболізму глюкози, що призводить до генерування НАДФН та пірувату через пентозо-фосфатний шунт та гліколіз. НАДФН та піруват зменшують гідропероксидацію.

DK прагне зменшити здатність пухлинних клітин продукувати НАДФН, оскільки в більшості тканин метаболізм ліпідів не здатний викликати глюконеогенез з утворенням глюкозо-6-фосфату (G-6-P), який необхідний для проникнення в пентозний шунт. -фосфати. Таким чином, кетогенні дієти повинні додатково збільшувати окислювальний стрес у клітинах пухлини порівняно з нормальними клітинами, обмежуючи регенерацію NADPH [6].

Глюкозна залежність ракових клітин

На відміну від нормальних клітин, ракові клітини мають збільшення споживання глюкози, навіть у присутності кисню. Існує припущення, що цей процес може відбуватися через погане дихання мітохондрій, що вимагає посилення гліколізу у відповідь. Численні дослідження на тваринах за останні 60 років не тільки підтвердили це спостереження, але також продемонстрували важливість глюкози для виживання пухлини та метастазування [7].

Відомо, що метаболізм глюкози відіграє важливу роль у детоксикації пероксидів як шляхом утворення пірувату, так і шляхом регенерації окисно-відновного кофактора НАДФН. Попередні дослідження показали, що дефіцит глюкози вибірково викликає окислювальний стрес і токсичність у ракових клітинах людини порівняно з нормальними клітинами. Крім того, багато досліджень in vitro та in vivo успішно досліджували використання гліколітичних інгібіторів для викликання селективної токсичності ракових клітин за допомогою механізму, що включає метаболічний окислювальний стрес [8,9].

Гіпотеза підвищеного окисного стресу в ракових клітинах за допомогою ДК

Кетогенні дієти можуть виступати в якості допоміжної терапії раку за допомогою двох різних механізмів, які використовують збільшення окисного стресу в ракових клітинах: ліпідний і білковий обмін.

Ліпідний обмін обмежує доступність глюкози для гліколізу, зменшуючи утворення пірувату та глюкози-6 фосфату і, отже, НАДФН, необхідний для відновлення гідропероксидів. Вважається, що виробництво енергії отримується з білковий обмін це змусило б клітини отримувати свою енергію за допомогою мітохондріального метаболізму, маючи на меті збільшення окисного стресу на рівні ракових клітин. Метаболізм білка не може призвести до такого високого рівня окисного стресу в клітинах пухлини, як ліпідний стрес [10].

Хоча механізм, за допомогою якого кетогенні дієти можуть мати протипухлинний ефект у поєднанні зі стандартною радіохіміотерапією, не з'ясований до кінця, доклінічні результати продемонстрували безпеку та потенціал їхньої ефективності в поєднанні з радіохіміотерапією для поліпшення реакції на моделі мишачого раку. Ці доклінічні дослідження запропонували можливість розширення використання кетогенних дієт у поточних клінічних випробуваннях І фази [6].

висновки

Деякі висновки щодо ролі кетогенної дієти в онкології можна знайти в огляді "Кетогенна дієта при лікуванні раку - де ми стоїмо?" (Університетська лікарня Медичного університету Парацельса, Австрія), опублікованому в 2019 році в журналі Молекулярний метаболізм:

"Більшість доклінічних досліджень та деяких клінічних випробувань підтримують використання КД як допоміжної терапії при раку. Для з'ясування механізмів терапії КД та її використання в клінічній практиці необхідні більш молекулярні дослідження та рандомізовані контрольовані дослідження.

Наявна наукова література вказує, що на основі контрольованих доклінічних досліджень суворі КД можуть бути корисними при ряді видів раку. Однак ентузіазм в даний час загальмовується відсутністю клінічних випробувань, які б виправдовували рутинне використання суворого КД як допоміжної терапії у хворих на рак.

Однак було доведено, що дієта з низьким вмістом вуглеводів підвищує якість життя хворих на цукровий діабет типу 2. Таким чином, хворим на рак вже можна скористатися дієтами з помірним вмістом вуглеводів, які не призводять до різкої індукції кетоз і без ризику посилення побічних ефектів, вже наявних при певних формах раку. У будь-якому випадку, керівництво cлінчі та дієтологи a пацієнти, які хочуть змінити своє харчування. "

Автор: Летіція Мейтс