Влияние физических упражнений на раковые клетки

Физические упражнения могут защитить от метастатического рака

Здоровые клетки и раковые потребляют одни и те же питательные вещества.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Cancer Research, израильские ученые обнаружили, что, повышая метаболическую активность здоровых клеток, физические упражнения, вероятно, противопоставляют их раковым клеткам в борьбе за питательные вещества, что замедляет прогрессирование рака.

Физическая активность приносит много пользы для здоровья, и она может даже снизить риск развития рака. Однако механизмы, ответственные за это, в значительной степени неизвестны. Эти ученые предложили интригующую гипотезу: у физически активных людей ткани и органы конкурируют с раковыми клетками за питательные вещества, что приводит к замедлению прогрессирования рака.

Сначала исследователи изучили изменения, связанные с физической нагрузкой, у мышей. У физически активных мышей во всех исследованных тканях наблюдалось значительное усиление энергетического обмена (углеводный обмен, гликолиз, окислительное фосфорилирование и митохондриальный биогенез). Однако уровни глюкозы в крови не различались до и после тренировки, что позволяет предположить, что метаболические изменения были вызваны изменениями в самих органах. Измерения на отдельных клетках показали сильно повышенный гликолиз и более активные митохондрии в клетках, взятых у активных мышей. Эти результаты согласуются с тем, что мы уже знаем о влиянии физических упражнений.

Затем исследователи обследовали группу из 2734 человек из Израильского национального регистра рака. Физическая активность оценивалась в исходном состоянии с помощью вопросника, а период наблюдения составил впечатляющие 20 лет. Статистический анализ не показал существенной разницы в частоте неметастатического рака, но была существенная разница в раках, достигших стадии с высокой степенью метастазирования. Высокоинтенсивные физические упражнения, по-видимому, привели к особенно значительному снижению риска: на 73% меньше метастатического рака.

Затем исследователи создали модель рака мыши, основанную на меланоме, которая склонна к метастазированию в отдаленные органы и лимфатические узлы. Активная группа была подвергнута 8-недельной интенсивной тренировке на беговой дорожке перед подкожной инокуляцией клетками меланомы. Через некоторое время первичные опухоли были удалены, и после периода выздоровления физическая активность в исследуемой группе возобновилась. В конце эксперимента оценивали метастазирование.

Количество клеток меланомы было значительно снижено в легких и печени активной группы по сравнению с контрольной, и наблюдалась такая же тенденция к снижению, хотя и не статистически значимая, в лимфатических узлах; размеры выборки в этом эксперименте были небольшими, что повлияло на статистическую мощность. Более того, физические упражнения также, по-видимому, уменьшали размер первичных опухолей.

Поскольку это уменьшение размера первичной опухоли могло повлиять на интенсивность метастазирования, исследователи провели еще один эксперимент, отказавшись от образования первичной опухоли и вместо этого непосредственно вводя раковые клетки в кровоток. В еще одном эксперименте исследовательская группа занималась спортом только до прививки, но не после нее. Во всех экспериментах распространение рака в исследуемой группе было значительно снижено по сравнению с контрольной. По мнению исследователей, эти результаты показывают, что физические упражнения подавляют будущие метастазы, подготавливая органы и ткани еще до появления рака.

Перейдя к in vitro, исследователи совместно культивировали клетки, взятые у активных и неактивных мышей, с клетками меланомы. В присутствии клеток, обработанных физической нагрузкой, клетки меланомы, по-видимому, жили намного хуже, либо со сниженной пролиферацией (при совместном культивировании с клетками легких), либо с повышенным апоптозом (при совместном культивировании с клетками печени и лимфатических узлов).
Поскольку предыдущие результаты предполагали, что повышенная метаболическая активность вызывает более жесткую конкуренцию и в конечном итоге влияет на прогрессирование рака, исследователи провели еще один интересный эксперимент: они обработали клетки, взятые у активных мышей, рапамицином, который снижает метаболическую активность, блокируя mTOR. Действительно, обработка здоровых клеток рапамицином увеличивала пролиферацию и выживаемость соседних клеток меланомы.
Хотя этот последний результат интригует, рапамицин в настоящее время является наиболее эффективным препаратом для продления жизни мышей. Учитывая, что мыши умирают в основном от рака, кажется, что влияние рапамицина на риск развития рака в целом положительное. Однако конкретная связь, обнаруженная исследователями, заслуживает более пристального внимания.

Анализируя экспрессию генов в клетках меланомы на различных стадиях рака, исследователи обнаружили, что при метастатической меланоме метаболические пути были значительно дополнены (enriched) по сравнению с первичными опухолями. Это может объяснить, почему физические упражнения, по-видимому, лучше предотвращают метастазирование, чем первые проявления рака: чем выше метаболические потребности раковых клеток, тем более они уязвимы для конкуренции со стороны клеток, испытывающих недостаток питательных веществ, вызванный физическими упражнениями.
Наконец, исследователи показали, что клетки, взятые из метастазов меланомы у тренирующихся мышей, были менее метаболически активны, чем у контрольных мышей, ведущих сидячий образ жизни. Это также, по-видимому, подтверждает “гипотезу конкуренции”: более высокие метаболические потребности здоровых клеток оставляют раку меньше питательных веществ для поглощения.

Вывод.

Это исследование дает первоначальную поддержку гипотезе о том, что изменения в здоровых клетках, связанные с физическими упражнениями, усложняют жизнь при раке (особенно при метастатическом раке), усиливая конкуренцию за питательные вещества. Учитывая, что метастатический рак в основном неизлечим при современных методах лечения, любые достижения в этой области приветствуются и требуют более обширных исследований.

Источник

#реклама #рак #зарядка# физические_упражнения