Недавнее исследование показало, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS), распространенный подсластитель, используемый в безалкогольных напитках, способствует росту опухолей кишечника . Чрезмерное потребление продуктов, подслащенных HFCS, также связано с ожирением и метаболическим синдромом.
По словам исследователей, эпидемия ожирения, наблюдаемая сегодня во всем мире, в первую очередь вызвана увеличением потребления напитков с сахаром. По совпадению, этот рост показателей ожирения также сопровождается увеличением заболеваемости колоректальным раком, особенно среди людей молодого и среднего возраста.
Еще в 2013 году появились исследования, свидетельствующие о том, что ожирение увеличивает риск колоректального рака . Некоторые из вероятных механизмов, которые, как считается, стоят за этой ассоциацией, включают резистентность к инсулину, хроническое воспаление и изменения уровней факторов роста, адипоцитокинов (гормонов, секретируемых жировыми клетками) и стероидных гормонов. Однако влияние этих предложенных механизмов еще предстоит полностью изучить.
Еще неясно, действительно ли сильно подслащенные продукты - главные виновники ожирения - непосредственно способствуют развитию колоректального рака. Чтобы исключить ожирение и метаболический синдром как мешающие факторы, исследователи имитировали потребление напитков с сахаром у мышей, которые были генетически модифицированы для развития опухолей кишечника. Это позволило им определить, в частности, увеличивает ли HFCS рост опухоли.
Транспорт фруктозы и рост опухоли
В своем отчете исследователи объяснили разницу между тем, как фруктоза и глюкоза обрабатываются в кишечнике и печени, и как эти различия приводят к усилению роста опухоли.
Используя мышей, у которых отсутствует ген аденоматозного полипоза кишечной палочки (APC), ключевой супрессор опухолей , они сначала изучили эффекты добавления HCFS к обычному рациону. Они сообщили, что в течение восьминедельного периода мыши, полученные с помощью генной инженерии, стали тучными, в то время как у нормальных мышей наблюдались признаки метаболической дисфункции. (Связано: пищевые компании скрывают под новым названием вредный кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы .)
Чтобы различать метаболические эффекты потребления HFCS и ожирения, вызванного HFCS, исследователи ежедневно кормили другую группу мышей, созданных с помощью генной инженерии, умеренным количеством подсластителя. С точки зрения потребления человеком это количество было калорийно эквивалентным 12 унциям напитка с сахаром. Исследователи обнаружили, что, несмотря на ограничение, HFCS значительно увеличил количество больших аденом (доброкачественных опухолей) и опухолей высокой степени злокачественности у мышей. Это говорит о том, что даже при отсутствии ожирения и метаболического синдрома регулярное употребление даже небольших количеств HFCS способствует росту опухоли.
Чтобы понять, как HFCS достигает этого, исследователи изучили, как фруктоза и глюкоза переносятся опухолями в тонком и толстом кишечнике. По словам исследователей, фруктоза и глюкоза транспортируются эпителиальными клетками кишечника (IEC) в тонком кишечнике по-разному. Хотя существуют определенные активные переносчики глюкозы, транспорт фруктозы происходит через пассивный переносчик, называемый GLUT5. Предыдущие исследования показали, что употребления всего пяти граммов фруктозы достаточно, чтобы насытить GLUT5 и вызвать мальабсорбцию фруктозы. Это означает, что регулярное употребление HFCS может привести к накоплению фруктозы в толстой кишке.
Исследователи предположили, что опухоли кишечника могут иметь средства для эффективного транспорта и метаболизма фруктозы , и именно так HFCS усиливает рост опухоли. Чтобы проверить эту гипотезу, они дали нормальным мышам и мышам, полученным с помощью генной инженерии, болюс радиоактивно меченной глюкозы и фруктозы. Исследователи обнаружили, что опухоли у мышей, созданных с помощью генной инженерии, эффективно переносили оба сахара. Но по сравнению с нормальными мышами количество фруктозы, которое достигло крови и печени генетически модифицированных мышей, было меньше, что позволяет предположить, что опухоли кишечника могут улавливать фруктозу и использовать ее в качестве источника энергии.
Исследователи также обнаружили, что по сравнению с нормальными ИЭК опухоли кишечника имеют более высокий уровень GLUT5 и ферментов, метаболизирующих фруктозу. Эти данные свидетельствуют о том, что опухоли кишечника могут транспортировать фруктозу непосредственно из просвета кишечника, где накапливается сахар после насыщения переносчиков GLUT5 в IEC.
Метаболизм фруктозы и рост опухоли
Метаболизм глюкозы и фруктозы в печени и МЭК также сильно различается. В то время как активность фермента, который инициирует расщепление глюкозы (гликолиз), строго регулируется продуктом его первой стадии, активность фермента, перерабатывающего фруктозу, не подлежит ингибированию такого рода. В результате первый продукт распада фруктозы (F1P) быстро накапливается в печени, что сопровождается истощением АТФ, основной молекулы, используемой клетками для хранения и передачи энергии.
Исследователи предположили, что это истощение может привести к активации фосфофруктокиназы (PFK), наиболее важного регуляторного фермента гликолиза, который обычно ингибируется АТФ. Активация PFK будет способствовать метаболизму глюкозы посредством гликолиза в опухолях кишечника без APC. Опять же, используя радиоактивно меченные глюкозу и фруктозу, исследователи подтвердили свою гипотезу и обнаружили, что производство лактата увеличивается в опухолях в присутствии фруктозы.
Известно, что раковые клетки получают большую часть своей энергии за счет гликолиза , в частности, путем преобразования глюкозы в лактат для получения энергии. Эти результаты ясно показывают, что фруктоза способствует росту рака за счет усиления метаболизма глюкозы в опухолях кишечника.
Другой основной механизм, обнаруженный исследователями, заключается в том, что раковые клетки также используют гликолиз в качестве источника углерода для синтеза жирных кислот. Многие исследования показали, что раковые клетки полагаются на синтез жирных кислот, также известный как липогенез de novo, для многих вещей, таких как формирование клеточных мембран, производство и хранение энергии и общение с другими клетками. Анализ уровней экспрессии ферментов, участвующих в липогенезе, подтвердил, что опухоли кишечника мышей, получивших болюс HFCS, имеют более высокие уровни этих ферментов, а также длинноцепочечных жирных кислот, чем IEC.
В совокупности эти результаты показывают, что фруктоза позволяет раковым клеткам процветать, заставляя их перестраивать свои метаболические пути в пользу гликолиза и синтеза жирных кислот.
«В этом исследовании мы обнаружили, что HFCS , основной подсластитель, используемый в [сахаросодержащих напитках], способствует онкогенезу кишечника у мышей за счет ускорения гликолиза и липогенеза de novo. Эти эффекты не зависят от ожирения и метаболического синдрома. HFCS в жидкой форме быстро увеличивает уровни фруктозы и глюкозы в просвете кишечника и сыворотке соответственно, что позволяет кишечным опухолям использовать эти сахара для своего роста », - написали исследователи в своем отчете.
«Наше исследование также предоставляет важные доклинические доказательства того, что комбинация диетической глюкозы и фруктозы, даже в умеренных дозах, может усилить рост опухоли кишечника».
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен