72 proc. mniej raka z przerzutami u intensywnie ćwiczących

Przez dziesięciolecia wpływ ruchu na ryzyko nowotworów tłumaczono ogólną sprawnością, niższą masą ciała i słabszym przewlekłym stanem zapalnym. Zespół prof. Carmit Levy i dr. Yftacha Gepnera z Uniwersytetu w Tel Awiwie opisał w Cancer Research mechanizm bezpośredni: wyczerpujący trening aerobowy przestawia metabolizm narządów wewnętrznych tak, że potencjalnym przerzutom brakuje składników odżywczych. Autorzy nazwali to „indukowaną wysiłkiem tarczą metaboliczną”.

W kohorcie ludzi, którą przeanalizowano w tej pracy, osoby regularnie wykonujące intensywne ćwiczenia aerobowe miały o 72 proc. niższą zapadalność na wysoce przerzutowe postacie nowotworów niż osoby prowadzące siedzący tryb życia. Co ta liczba oznacza i czego nie oznacza, widać dopiero po przyjrzeniu się metodzie.

Jak zdrowe narządy mają odbierać komórkom raka glukozę

Większość agresywnych komórek nowotworowych korzysta z efektu Warburga. Nawet przy pełnym dostępie do tlenu wybierają glikolizę i pochłaniają duże ilości glukozy, by się dzielić i wędrować po organizmie. Izraelscy badacze nie szukali sposobu na zablokowanie tego procesu w guzie. Sprawdzili, jak na wysiłek reagują zdrowe tkanki, do których najczęściej docierają komórki z ogniska pierwotnego.

„Nasze badanie jest pierwszym, które zbadało wpływ ćwiczeń na narządy wewnętrzne, w których zwykle rozwijają się przerzuty, takie jak płuca, wątroba i węzły chłonne” – podkreśliła prof. Carmit Levy z Zakładu Genetyki Molekularnej Człowieka i Biochemii Wydziału Medycznego Sacklera na Uniwersytecie w Tel Awiwie.

Wszystko zależy od intensywności. Przy umiarkowanym wysiłku (65–70 proc. tętna maksymalnego) mięśnie spalają głównie kwasy tłuszczowe. Dopiero w strefie 80–85 proc. HRmax organizm gwałtownie przechodzi na węglowodany. Wtedy płuca, wątroba i węzły chłonne podnoszą ekspresję transporterów glukozy GLUT4 i enzymów glikolitycznych oraz zwiększają zależną od kinazy mTOR biogenezę mitochondriów.

Zdrowe narządy zaczynają więc konkurować o cukier z pracującymi mięśniami. Komórka nowotworowa, która trafia do płuc czy wątroby, zastaje środowisko ubogie w glukozę. Bez paliwa trudno jej zagnieździć się w tkance i stworzyć guz przerzutowy.

Od mysich bieżni do 20 lat obserwacji ludzi

Pierwsza autorka publikacji, Danna Sheinboim, połączyła testy laboratoryjne z danymi epidemiologicznymi. W części eksperymentalnej myszy szczepu C57BL/6J trenowały na szybkiej bieżni mechanicznej przez wiele tygodni, zanim wprowadzono im komórki czerniaka B16-F10 oraz agresywnego raka piersi.

U wytrenowanych zwierząt przerzutów w płucach i wątrobie było wyraźnie mniej. Biopsje wykazały, że poziom glukozy w narządach był tak niski, iż komórki nowotworowe ulegały apoptozie, zanim utworzyły stabilne kolonie.

Żeby sprawdzić, czy mechanizm działa u ludzi, badacze przeanalizowali prospektywne dane 2734 osób (1302 kobiet i 1432 mężczyzn), które na początku nie chorowały na nowotwory i były obserwowane przez 20 lat. Aktywność fizyczną mierzono w ekwiwalentach metabolicznych MET. W grupie regularnie wykonującej intensywne ćwiczenia aerobowe odnotowano o 72 proc. mniej przypadków nowotworów rozsianych niż wśród osób nieaktywnych.

„Badania wykazały, że ćwiczenia fizyczne zmniejszają ryzyko niektórych rodzajów nowotworów nawet o 35 proc. W tym badaniu pokazaliśmy, że ćwiczenia aerobowe o wysokiej intensywności, czerpiące energię z cukru, mogą zmniejszyć ryzyko raka z przerzutami aż o 72 proc.” – wyjaśniał dr Yftach Gepner z Uniwersytetu w Tel Awiwie.

Inny mechanizm z Kopenhagi: komórki odpornościowe

Odkrycie z Tel Awiwu bywa mylone z pracą prof. Pernille Hojman i dr Line Pedersen z Uniwersytetu w Kopenhadze, opublikowaną w 2016 roku w Cell Metabolism. Myszy biegające dobrowolnie w kołowrotkach miały tam guzy mniejsze o 61–67 proc. i rzadziej rozwijały przerzuty.

Mechanizm był jednak inny. Chodziło nie o wyczerpanie glukozy, lecz o oś neurohormonalno-immunologiczną. Skurcze mięśni wywoływały wyrzut adrenaliny i interleukiny-6 (IL-6), co mobilizowało do krwiobiegu komórki NK (Natural Killer), naciekające tkankę guza.

„Wiadomo, że infiltracja komórek NK może regulować wielkość guzów, ale nikt wcześniej nie zbadał, jak ćwiczenia fizyczne sterują tym układem” – wskazywała prof. Pernille Hojman.

Oba odkrycia się uzupełniają. Układ odpornościowy zwalcza komórki raka krążące w naczyniach, a tarcza metaboliczna utrudnia im osiedlenie się w nowym miejscu.

Dlaczego 72 proc. nie jest obietnicą dla pacjentów

Wynik 72 proc. dotyczy profilaktyki pierwotnej, czyli ochrony zdrowych ludzi przed zachorowaniem. Ani myszy z zaawansowanym rakiem, ani pacjenci z istniejącymi przerzutami nie byli leczeni samym treningiem. Do tego u ludzi to obserwacja, która nie dowodzi związku przyczynowego, a mechanizm z glukozą opisano na zwierzętach.

Poza tym wysiłek nie może „zagłodzić” guza. Wątroba nieustannie prowadzi glukoneogenezę i glikogenolizę, żeby utrzymać bezpieczny poziom cukru we krwi i chronić mózg oraz erytrocyty. Spadek glukozy do zera zabiłby człowieka, zanim zniszczyłby nowotwór.

Komórki raka są ponadto plastyczne metabolicznie. Przy niedoborze glukozy potrafią czerpać energię z glutaminy, kwasów tłuszczowych i mleczanu produkowanego przez pracujące mięśnie. Rozwinięty guz buduje też własną sieć naczyń (angiogeneza) i sam zaopatruje się w składniki odżywcze. Wyczerpujący trening nie zastąpi więc chemioterapii, a u pacjenta w zaawansowanym stadium może go dodatkowo osłabić.

Ile ruchu chroni przed nowotworami według metaanaliz

Skalę ochrony u ludzi pokazują duże metaanalizy. Połączona analiza 12 kohort obejmująca 1,44 mln dorosłych (Moore i współpracownicy, JAMA Internal Medicine) wykazała, że regularna aktywność fizyczna zmniejsza ryzyko 13 typów nowotworów o 10–42 proc.

Najsilniejszy spadek dotyczył gruczolakoraka przełyku (42 proc.), raka wątroby (27 proc.), raka płuca (26 proc.) i raka trzonu macicy (21 proc.). Przy raku jelita grubego redukcja wyniosła 16 proc., a przy raku piersi – 10 proc. To dane populacyjne o ogólnym ryzyku. Wynik 72 proc. z Tel Awiwu odnosi się natomiast do nowotworów w stadium rozsianym u osób trenujących najintensywniej.

Ruch ma też udokumentowane znaczenie po diagnozie. Wytyczne Amerykańskiego Towarzystwa Onkologii Klinicznej (ASCO) wskazują, że regularne ćwiczenia po leczeniu raka piersi, jelita grubego czy prostaty wiążą się z niższym o 30–40 proc. ryzykiem nawrotu i zgonu. Autorzy wiążą to ze spadkiem stężenia insuliny i czynnika IGF-1 oraz słabszym stanem zapalnym, które hamują rozwój mikroguzów.

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i towarzystwa onkologiczne zalecają 150–300 minut umiarkowanego lub 75–150 minut intensywnego wysiłku aerobowego tygodniowo, a do tego dwa treningi siłowe. Jeśli tarcza metaboliczna działa u ludzi tak jak u myszy, buduje się ją latami regularnego treningu, przed pojawieniem się choroby.

Źródła: Cancer Research – An Exercise-Induced Metabolic Shield in Distant Organs Blocks Cancer Progression and Metastatic Dissemination, Cell Metabolism – Voluntary Running Suppresses Tumor Growth through Epinephrine- and IL-6-Dependent NK Cell Mobilization and Redistribution, JAMA Internal Medicine – Association of Leisure-Time Physical Activity With Risk of 26 Types of Cancer in 1.44 Million Adults, Journal of Clinical Oncology – Exercise, Diet, and Weight Management During Cancer Treatment: ASCO Guideline