Ketogénna strava pri rakovine - vysvetlenie mechanizmov; Páči sa mi to

10. marca/sťažnosti, blog, výživa/autorka Mag. Julia Tulipan

Terapeutické použitie ketogénnej stravy nie je nové. Ketogénna strava sa u detí s epilepsiou používa od 30. rokov 20. storočia. S príchodom prvých antikonvulzívnych liekov sa metabolická terapia dostala do úzadia. Ketogénna strava sa dnes používa iba vtedy, ak dieťa nereaguje na lieky.

Vidíme teda, že použitie konkrétnej stravy ako terapie ani v konvenčnej medicíne nie je neobvyklým konceptom.

Čo má ketogénna diéta spoločné s rakovinou a ako sa dá ketogénna diéta terapeuticky využiť pri rakovine?

Predtým, ako sa ponoríme do podrobností, dovoľte mi povedať pár slov k definícii.

Strava sa zvyčajne označuje ako ketogénna, ak na jednej strane sleduje určitú distribúciu makroživín a vedie k zistiteľnému zvýšeniu obsahu ketolátok v krvi. Hodnoty ketónov by mali byť minimálne nad 0,5 mmol/l.

Distribúcia makroživín je zhruba nasledovná: 70% tukov, 15% bielkovín a 5% sacharidov. Toto rozdelenie je iba orientačné, pretože presné rozdelenie závisí tak od osoby, ako aj od oblasti použitia.

Zdravá bunka má dve možnosti na generovanie energie, a to bez kyslíka (anaeróbneho) prostredníctvom glykolýzy alebo s kyslíkom (aeróbnym) v mitochondriách prostredníctvom cyklu citrátov a dýchacieho reťazca.

S rakovinovými bunkami je situácia trochu iná. Rakovinové bunky majú poškodené mitochondrie, a preto sa takmer 100% spoliehajú iba na glykolýzu. Tuky a do istej miery bielkoviny sa dajú zmeniť iba na energiu v mitochondriách. Z tohto dôvodu závisí väčšina rakovinových buniek od cukru ako zdroja energie.

Toto už bolo urobené 1924 od laureáta Nobelovej ceny za medicínu Otto Heinrich Warburg uznaný. Ako prvý opísal, že väčšina rakovinových buniek spĺňa svoje energetické požiadavky vysokou rýchlosťou glykolýzy, po ktorej nasleduje fermentácia laktátu v bunkovej plazme [1]. Toto sa nazýva Warburgov efekt určený. Táto skutočnosť sa dnes používa v zobrazovacích procesoch, ako je PET-CT. Pacient dostane roztok cukru s rádioaktívne označeným cukrom. Rakovinové bunky potom absorbujú viac tohto cukru a na snímke CT sa javia ako žiariace škvrny.

PET-CT pacienta s metastázami do lymfatických uzlín[2]

Ale ešte predtým, ako Warburg dokázal vysvetliť mechanizmus, vedci si boli vedomí, že nádorové bunky majú osobitnú záľubu v cukre a že rakovina má silnú metabolickú zložku. Už v roku 1909 bola publikovaná štúdia o vplyve ketogénnej stravy a obmedzení potravy na rast nádorov [3].

Popísané v roku 1929 Crabtree [4] a potom tiež v roku 1947 Tannenbaumom [5], bola vtedajším výskumníkom jasná jedna vec:

Nádorové bunky majú poškodené mitochondrie
Nádorové bunky potrebujú predovšetkým cukor
Majú obzvlášť vysoký obsah cukru, ak boli poškodené ožarovaním alebo chemoterapiou
Rakovina má metabolickú zložku a dá sa ovplyvniť stravou

To znamená, že rovnako ako vedci boli už na vysokej ceste, kým sa nestalo niečo v biológii, konkrétne dekódovanie štruktúry DNA.

Pretože Watson, Wilkins a Crick rozlúštili štruktúru DNA v roku 1953 [6], humbuk už nebolo možné zastaviť. Vtedajší výskum sa týkal DNA a našich génov. To bolo tiež vtedy, keď sa zameranie výskumu rakoviny posunulo týmto smerom.

Zabudlo sa na metabolický aspekt rakoviny.

Rakovina ako metabolické ochorenie - zmena paradigmy

O viac ako 60 rokov neskôr si staré hypotézy Tannenbaum, Crabtree a Warburg našli cestu späť do sveta vedy a výskumu. Je zrejmé, že príčinu väčšiny druhov rakoviny nájdeme oveľa viac v životnom štýle ako v génoch. Rakovina sa nepatrí medzi „civilizačné choroby“ pre nič za nič, pretože nádory sú v tradične žijúcich kultúrach prakticky neznáme.

„Rakovina je civilizačné ochorenie a v spoločnostiach lovcov a zberačov takmer neznáme“

Kanadský lekár J. A. Urquhart napísal v časopise Journal of the Canadian Medical Association v roku 1934:

„Za sedem rokov praxe na severe som nevidel jediný prípad malignity ani u Eskima, ani u Inda. Navrhlo sa mi, že som možno nestretol dosť starších ľudí s rakovinou alebo že domorodci možno neprichádzajú do nemocníc tak ľahko ako v iných častiach Kanady. Na to môžem odpovedať, že moja prax ma veľmi dôverne vnáša medzi kmene, a často musím žiť v ich táboroch a robiť medzi nimi svoje hliadky. Stretávam preto všetky typy a vekové kategórie. Čo sa týka nemocníc, domorodci si ich maximálne vážia a slobodne ich používajú. ““

Späť ku koreňom

DR. Thomas Seyfried uverejnil v roku 2010, „Rakovina ako metabolické ochorenie“[7] sa prakticky dostali do pohybu a od tej doby sa význam výživy a najmä ketogénnej diéty ako podpornej liečby dostal späť do centra pozornosti výskumu.

Aj keď nie všetky súvislosti sú úplne objasnené, už poznáme niektoré potenciálne mechanizmy pôsobenia. V tomto článku nemôžem ísť podrobne do všetkých aspektov, čiastočne preto, že by to jednoducho išlo nad rámec rozsahu, čiastočne preto, že o nich samozrejme jednoducho neviem dosť. Nie som ani mikrobiológ, ani onkológ. Takže, prosím, odpustite mi, ak zjednoduším mechanizmy konania a nebudem predstavovať stopercentne správne.

Rakovina je „dokonalá búrka“

DR. Adrienne Scheck, profesorka na Neurobiologickom ústave Barrowovho neurologického ústavu vo Phoenixe AZ, popisuje rakovinu ako „dokonalú búrku“. Musí sa spojiť veľa faktorov. Genetika a metabolizmus nie sú dve samostatné veci, ale spolu úzko súvisia.

DR. Scheck skúma vplyv ketolátok na rast nádoru. Osobitný záujem spočíva v kombinácii klasického ožarovania a chemoterapie s ketogénnou diétou, pretože práve tu možno vidieť najlepšie výsledky.

Ketóza namiesto pôstu

Už niekoľko desaťročí vieme, že pôst má nielen pozitívny vplyv na proces starnutia, ale tiež inhibuje rast nádorov [8] a zvyšuje účinok rádioterapie.

Problém je v tom, že pôst je pomerne veľká psychická záťaž a riziko chudnutia je veľmi vysoké. Prečo je to tak znepokojujúce? Pacienti s rakovinou sú často postihnutí dramatickým úbytkom svalovej hmoty, čo sa tiež nazýva kachexia. Úbytku svalovej hmoty by sa však malo zabrániť za každú cenu, pretože to súvisí so zníženou mierou prežitia.

Ketóza je perfektnou alternatívou k pôstu. Pretože ketóza dosahuje rovnaký metabolický stav, ale BEZ kalorického deficitu.

Ketogénna strava je pacientmi veľmi dobre prijímaná a vyvoláva pocit, že „ste schopní niečo urobiť sami“. Je to tiež dôležitý psychologický efekt, pretože mnoho pacientov s rakovinou sa cíti bezmocných a vydaných na milosť a nemilosť [9].

Inzulín a cukor v krvi

Inzulín ako rastový faktor a zvýšená hladina cukru v krvi ako hlavný zdroj výživy pre nádor hrajú pri liečbe rakoviny ústrednú úlohu. Zvýšená hladina cukru v krvi je spojená s horšou mierou prežitia [10]. Cukrovka 2. typu a inzulínová rezistencia sú rizikovými faktormi pre vznik rakoviny [11]. Metaanalýza z roku 2012 publikovaná v časopise „Hormones and Cancer“ zistila súvislosť medzi inzulínovou terapiou a výskytom rakoviny pankreasu a rakoviny hrubého čreva [12].

Je preto žiaduce udržiavať nízku hladinu inzulínu a cukru v krvi. Najjednoduchším a najpríjemnejším webom, ktorý je možné dosiahnuť, je obmedzenie sacharidov. Ako DR. Rainer Klement a Dr. Ulrike Kämmerer vo svojom článku publikovanom v roku 2011 popisujú, že inzulín aj IGF-1 (inzulínový rastový faktor-1) majú pozitívny vplyv na rast nádoru [13].

Ďalšou výhodou ketogénnej diéty je, že hladinu cukru v krvi je možné udržať relatívne nízku po dlhšiu dobu BEZ pocitu nepohodlia, chvenia a potenia, ako by sa to inak pri hypoglykémii očakávalo.

Rozhovor s Dr. Rainer Klement: Ketogénna strava a rakovina

Ketónové telieska oslabujú nádor a chránia zdravé bunky

Ketónové telieska sú epigenetické faktory - Inhibítory históndeacetylázy. Ovplyvňujú genóm nádorovej bunky, ale aj genóm zdravej bunky. Inhibujú rast nádorových buniek a chránia zdravé bunky pred poškodením ožarovaním a chemoterapiou. Ketónové telieska súčasne spomaľujú schopnosť nádoru opravovať poškodenie buniek, zvyšujú rozsah poškodenia buniek a počet poškodených nádorových buniek [14].

Ketónové telieska majú inhibičný účinok na určité signálne dráhy v nádorových bunkách, ktoré stimulujú rast, ale tiež opravujú poškodenie buniek. Ketogénna diéta zvyšuje AMPK (AMP-aktivovaná proteínkináza). Len čo sa AMPK zvýši, mTOR sa inhibuje. Úloha mTOR v raste nádoru a inhibícia tohto faktora je predmetom intenzívneho výskumu [15]. Okrem liekov, ako je metformín, ketónové telieska inhibujú aj mTOR [16].

HIF-la

Čo je HIF-1α? Tu je krátka definícia z Wikipédie: „Faktor indukovaný hypoxiou (HIF) je transkripčný faktor, ktorý reguluje prísun kyslíka do bunky vytváraním rovnováhy medzi spotrebou kyslíka a prísunom kyslíka.“

Čo to má spoločné s rakovinou? V nádorových bunkách HIF-1α zaisťuje, že glykolýza prebieha plnou rýchlosťou. HIF-1α tiež chráni nádorové bunky pred oxidačným stresom a poškodením buniek. Ketogénna diéta znižuje aktiváciu HIF-1α v nádorovej bunke [17].

Podľa môjho názoru nemožno preceňovať význam stravy s nízkym obsahom sacharidov, pokiaľ ide o prevenciu a liečbu, nádorových ochorení. To, čo priekopníci výskumu uznali pred viac ako 70 rokmi a ktoré sa teraz prebudili z ich „spánku“, je uvedomenie si, že cukor a inzulín sú hnacie faktory, ktoré zohrávajú rozhodujúcu úlohu vo vývoji a raste rakoviny.

[1] Alfarouk, Khalid O. a kol. „Glykolýza, metabolizmus nádorov, rast a šírenie rakoviny. Nová etiopatogénna perspektíva založená na pH a terapeutický prístup k starej otázke rakoviny. “Oncoscience 1.12 (2014): 777-802.

[2] Akira Kouchiyama [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) alebo GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], prostredníctvom Wikimedia Commons

[3] Moreschi C. Vzťahy medzi stravou a rastom nádorov. Journal of Immunology Originals. 1909; zväzok II: 651-675.

[4] Crabtree, Herbert Grace. „Pozorovania metabolizmu uhľohydrátov v nádoroch.“ Biochemical journal 23.3 (1929): 536.

[5] Tannenbaum, Albert. „Účinky rôzneho kalorického príjmu na incidenciu a rast nádoru.“ Annals of New York Academy of Sciences 49.1 (1947): 5-18.

[6] Listy prírode: Molekulárna štruktúra nukleových kyselín (pôvodná publikácia Watson a Crick o štruktúre DNA 1953; PDF; 198 kB) ODKAZ

[7] Seyfried, Thomas N. a Laura M. Shelton. „Rakovina ako metabolické ochorenie.“ Výživa a metabolizmus 7.1 (2010): 1.

[8] Saleh, Anthony a kol. „Kalorické obmedzenie zvyšuje radiačnú účinnosť pri rakovine prsníka.“ Bunkový cyklus 12.12 (2013): 1955-1963.

[9] Klement, Rainer J. a Reinhart A. Sweeney. „Dopad intervencie ketogénnej diéty počas rádioterapie na zloženie tela: II. Protokol randomizovanej štúdie fázy I (KETOCOMP).“ Klinická výživa ESPEN (2016).

[10] Derr, Rachel L. a kol. „Asociácia medzi hyperglykémiou a prežitím u pacientov s novodiagnostikovaným glioblastómom.“ Journal of Clinical Oncology 7/27 (2009): 1082-1086.

[11] Perseghin, Gianluca a kol. „Inzulínová rezistencia/hyperinzulinémia a úmrtnosť na rakovinu: štúdia Cremona v 15. roku sledovania.“ Acta diabetologica 49.6 (2012): 421-428.

[12] Janghorbani, Mohsen, Mohsen Dehghani a Mohammad Salehi-Marzijarani. „Systematický prehľad a metaanalýza inzulínovej terapie a riziko rakoviny.“ Hormones and Cancer 3.4 (2012): 137-146.

[13] Klement, Rainer J. a Ulrike Kämmerer. „Existuje úloha obmedzenia sacharidov v liečbe a prevencii rakoviny?“ Výživa a metabolizmus 8.1 (2011): 1.

[14] Abdelwahab M.G., Fenton K.E., Preul M.C., Rho J.M., Lynch A., Stafford P., Scheck A.C. Ketogénna diéta je účinným adjuvantom radiačnej terapie pri liečbe malígneho gliómu. PloS One. 2012; 7 (5): e36197

[15] Zhou, Hongyu, Yan Luo a Shile Huang. „Aktualizácia inhibítorov mTOR.“ Protirakovinové látky v lekárskej chémii 10.7 (2010): 571.

[16] McDaniel, Sharon S. a kol. „Ketogénna diéta inhibuje cicavčí cieľ dráhy rapamycínu (mTOR).“ Epilepsia 52.3 (2011): e7-e11.

[17] Klement, Rainer J. „Obmedzenie sacharidov v boji proti rakovine hlavy a krku - je to reálne?“ Biológia a medicína rakoviny 11.3 (2014): 145.