Кетогенная диета может защитить одну часть кишечника, нанося вред другой

Фото из открытых источников

Новое исследование показало, что кетогенная диета значительно повышает вероятность развития опухолей в тонком кишечнике у мышей. Та же самая диета с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, которую некоторые исследования связывают со снижением риска рака толстой кишки, привела к обратному результату, но уже в другом отделе кишечника.

Полученные результаты опровергают распространенное мнение о том, что кето-диета защищает кишечник от рака, показывая, что ее действие может варьироваться от одной ткани к другой. Это также предостерегает людей, рожденных с высоким наследственным риском развития опухолей кишечника, — группу, которой иногда рекомендуют низкоуглеводную диету.

Данная работа выполнена в лаборатории Омера Йылмаза из Массачусетского технологического института (MIT. Он руководил текущими исследованиями на мышах. Его команда кормила мышей кетогенной диетой, при которой у них была обнаружена поврежденная копия гена, который обычно помогает сдерживать развитие рака кишечника. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

В рационе около 80% энергии поступало из жиров, что в восемь раз превышало долю жиров в стандартном корме, который потребляли животные контрольной группы. В течение примерно 150 дней у мышей, получавших кето-диету, развилось больше опухолей в тонком кишечнике, и они умирали раньше.

Они никогда не страдали ожирением. Тем не менее, количество опухолей у них было таким же или даже превышало количество опухолей у мышей, получавших высококалорийную диету, предназначенную для набора веса.

Рассуждая о том, что следует принимать людям, придерживающимся кето-диеты, согласно исследованию, проведенному на мышах, Йылмаз ответил: «Для здорового человека это не повод менять свой подход».

Внутри кишечника, находящегося на кето-диете, слизистая оболочка содержала избыток стволовых клеток — основных клеток, которые восстанавливают поверхность кишечника каждые несколько дней. Кроме того, увеличилась активность деления стволовых клеток. В здоровом кишечнике эта дополнительная активность ускоряет восстановление после травмы.

Проблема проявляется, когда в этих же клетках обнаруживается мутация, предрасполагающая к развитию рака. «Больше стволовых клеток означает, что при повреждении тонкой кишки она может лучше восстанавливаться, но недостаток заключается в том, что большее количество активных стволовых клеток может привести к образованию опухолей», — сказал Йылмаз.

Сжигание такого количества жира приводит к насыщению организма кетоновыми телами — кислотами, которые вырабатывают клетки кишечника и печени при нехватке углеводов. В исследовании 2022 года было установлено, что противоопухолевый эффект кето-диеты в толстой кишке обусловлен одним из этих веществ — молекулой, известной как BHB. Поэтому команда исследователей предположила, что эти молекулы также питают опухоли тонкой кишки.

Чтобы проверить эту идею, они поэтапно отключили выработку кетонов: сначала в слизистой оболочке кишечника, а затем в печени. Они сократили их поступление до минимума. Затем они стали ждать. Опухоли продолжали появляться. Повышение уровня кетонов при обычном питании ничего не изменило, а отключение механизма, сжигающего кетоны в качестве топлива, привело к тому, что количество опухолей осталось неизменным.

Все варианты эксперимента подтверждали одну и ту же картину: кетоны вели себя скорее как пассажиры, чем как водители. «Наши эксперименты на генетически модифицированных мышах показали, что эти молекулы, по сути, являются метаболическими «пассажирами», — сказал Йылмаз.

Когда исследователи составили каталог генов, которые были активированы в стволовых клетках, ответ оказался связан с генами, участвующими в метаболизме жиров. Клетки мышей, находящихся на кето-диете, усиливали окисление жирных кислот — расщепление жиров для получения энергии — наряду с семейством белков, называемых PPAR, которые активируются, когда клетка перерабатывает большое количество жиров.

Единственный фермент, CPT1a, охраняет «ворота», через которые длинные молекулы жира проникают в крошечные клеточные «печи». Когда команда исследователей удалила его из слизистой оболочки кишечника, кетогенная диета утратила большую часть своей способности стимулировать развитие опухолей.

Эта закономерность перекликается с более ранней работой той же лаборатории, в которой было обнаружено, что высококалорийная диета направляет клетки кишечника к развитию рака по тому же самому пути сжигания топлива. Две разные диеты сходятся на одном механизме. Именно этот механизм, а не кетоны, представляет опасность. 

«Настоящая неожиданность заключается в том, что ускорение роста опухолей полностью обусловлено тем, как стволовые клетки перерабатывают и сжигают большое количество пищевых жиров», — сказал Йылмаз.

Самый странный результат был получен на несколько сантиметров ниже. В толстой кишке та же диета дала обратный эффект, сдерживая развитие опухолей вместо того, чтобы их подпитывать. И снова эффект не имел ничего общего с кетонами. Рецептор, который, согласно конкурирующей теории, отвечал за благотворное влияние кето-диеты на толстую кишку, на самом деле полностью отсутствовал в опухолях и в стволовых клетках. Защита была реальной, но её причина оказалась не той, которую предполагали исследователи.

«Нельзя ожидать, что одно вмешательство будет одновременно защитным и вредным для одного и того же органа», - отметил Йылмаз.

Почему одна диета так однозначно влияет на два соседних участка кишечника, до сих пор не объяснено.

«Более глубокий вопрос заключается в том, почему одна и та же диета оказывает противоположное воздействие на два смежных отдела кишечника. Именно это мы и пытаемся выяснить в дальнейшем», — сказал соавтор исследования Фантао Чи.

Наибольшему риску подвержены люди с семейным аденоматозным полипозом — наследственным заболеванием, при котором кишечник покрывается полипами. Многие в молодом возрасте удаляют толстую кишку, чтобы предотвратить рак. Эта мера дает больше времени, чем обеспечивает безопасность. Затем им приходится сталкиваться с растущим риском развития рака тонкой кишки: доброкачественные новообразования обнаруживаются примерно у девяти из десяти пациентов, а рак – примерно у одного из десяти.

И опасность, и польза для толстой кишки связаны с метаболизмом жиров, а не с кетонами. Это говорит о том, что кетоновые напитки и добавки, продаваемые как средства для быстрого перехода на кето-диету, не смогут воспроизвести ни один из этих эффектов. Для проявления этих эффектов необходимо употреблять жир в пищу и сжигать его.

Это открытие также дополняет ряд результатов, полученных этой группой исследователей, которые показывают, что метаболические состояния, ценимые для заживления, могут обернуться против организма. Например, голодание, прерванное обильным возобновлением питания, направляет те же самые активные стволовые клетки к образованию опухолей, как показало недавнее исследование, проведенное этой группой ученых.

Главная мысль заключается в том, что диета редко бывает одновременно полезной или вредной для всего организма. «Кето-диета объясняется кетонами. Наши данные говорят о том, что настоящая история связана с жиром и тем, что с ним делают ткани», - говорит Йылмаз.

Полученные результаты указывают на более ясное объяснение. Кетогенная диета может ускорять развитие опухолей в тонком кишечнике, и делает это за счет жиров, которые она содержит, а не за счет вырабатываемых кетонов. Для тех, кто сопоставляет кето-диету с реальным риском развития рака, это превращает простое правило в вопрос о том, в какой части тела эта диета оказывается эффективной.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний