Регулярная физическая активность снижает риск возникновения, прогрессирования и рецидива рака. Эпидемиологические исследования показали, что физическая активность и здоровое питание могут предотвратить 40% всех случаев рака в США, а регулярные физические упражнения снижают риск развития рака молочной железы на 30-40%.

Противораковый эффект физических упражнений можно объяснить тем, что физическая нагрузка вызывает системную, тканевую и клеточную адаптацию, в том числе усиливает противоопухолевые воспалительные, гормональные и иммунные реакции, стимулирует репарацию ДНК и экспрессию микроРНК, которые борются с канцерогенезом.

Во время выполнения физических упражнений скелетные мышцы сокращаются и высвобождают широкий спектр биологически активных молекул, которые прямо или косвенно влияют на микроокружение опухоли и обладают противоопухолевым эффектом. Среди биологически активных молекул – миокины, факторы роста, хемокины, экзосомы и микроРНК скелетных мышц.

Миокины

Сокращаясь, скелетные мышцы секретируют различные белки: цитокины, пептиды и факторы роста. Все эти белки называют миокинами.

Миокины действуют не только локально в мышце или соседних тканях, но и воздействуют на отдаленные органы, регулируя межтканевые взаимодействия. Таким образом сокращение мышц положительно влияет на некоторые заболевания, связанные с хроническим воспалением, окислительным стрессом и метаболическими нарушениями.

Миокины способствуют профилактике рака, воздействуют на микроокружение опухоли и противостоят ее прогрессированию, а также снижают побочные эффекты химиотерапии. Миокины можно разделить на те, которые непосредственно влияют на микроокружение опухоли (секретируемый белок, богатый цистеином (SPARC), онкостатин М и иризин) и те, которые косвенно влияют на развитие рака, усиливая противоопухолевый иммунный ответ (IL-6, IL-7 и IL-15).

Лабораторные исследования на клетках рака молочной железы, толстого кишечника и предстательной железы показали, что обработка раковых клеток сывороткой человека, выполнившего физическую нагрузку, снижала метаболическую активность и ускоряла гибель раковых клеток. При этом на жизнеспособность здоровых клеток сыворотка не влияла.

Миокины подавляют развитие рака

SPARC

Один из наиболее изученных миокинов – белок SPARC, также известный как остеонектин. SPARC выделяется из скелетных мышц в кровоток после однократного занятия физическими упражнениями у здоровых людей, а также у грызунов с раком толстой кишки. Экспрессия SPARC повышается при регулярной физической активности. Регулярные физические упражнения подавляли онкогенез толстой кишки у мышей, в то время как противоопухолевый эффект физических упражнений отменялся у мышей без белка SPARC. Исследование на пациентах с раком пищеварительного тракта показало, что уровень SPARC выше среднего улучшает выживаемость.

Онкостатин M (OSM)

Белок OSM подавляет развитие рака. Однократная физическая нагрузка приводит не только к активизации OSM в скелетных мышцах, но и к его повышенной секреции в кровоток. Инкубация клеток рака молочной железы с сывороткой человека после тренировки, содержащей OSM, подавляла деление раковых клеток и стимулировала их гибель. Блокировка OSM снижала противоопухолевые эффекты сыворотки. Исследования на мышах подтвердили, что аэробные упражнения повышают уровень OSM, за счет чего уменьшают объем опухоли.

Декорин

Декорин также секретируется скелетными мышцами после физических упражнений. В ответ на физическую нагрузку декорин предотвращает потерю мышечной массы, подавляя другой миокин – миостатин, который способствует мышечной атрофии и саркопении. Кроме того, что декорин противостоит мышечному истощению, он сдерживает рост опухоли. Декорин снижает скорость деления и метастатический потенциал раковых клеток. Так происходит, потому что декорин увеличивает экспрессию генов, подавляющих образование опухоли.

Иризин

Иризин регулирует метаболизм жиров, способствуя переключению с белой на бурую жировую ткань и стимулируя поглощение глюкозы скелетными мышцами. Рекомбинантный иризин значительно снижает способность клеток рака молочной железы к делению и миграции, не влияя на жизнеспособность здоровых клеток. Более того, даже небольшое повышение уровня иризина в сыворотке снижает вероятность развития рака молочной железы до 90%, а более высокие уровни иризина в сыворотке защищают от метастазов в позвоночник при раке молочной железы.

Интерлейкин-6 (IL-6)

В зависимости от происхождения и сигнальных путей, IL-6 может как подавлять развитие рака, так и способствовать росту опухоли. Если опухолевые клетки, а также ассоциированные с раком макрофаги, фибробласты, адипоциты или мезенхимальные стволовые клетки избыточно секретируют IL-6, это создает благоприятные условия для развития опухоли и метастазирования. Однако если IL-6 секретируют клетки скелетных мышц в ответ на физическую нагрузку, это подавляет возникновение и развитие опухоли, увеличивая противораковую активность иммунных клеток.

IL-15 и IL-7

IL-15 стимулирует размножение иммунных клеток, которые противостоят образованию опухоли. Среди них: NK-клетки, Т-киллеры и Т-хелперы, а также CD8+ Т-клетки памяти. Клиническое исследование на пациентах с метастатическими злокачественными опухолями показало, что введение рекомбинантно IL-15 повышало уровни NK и гамма-дельта Т-клеток. Более того, у двух пациентов с меланомой полностью исчезли метастазы в легких.

IL-7 играет ключевую роль в восполнении пула Т-лимфоцитов. IL-7 поддерживает выживаемость и деление молодых наивных Т-клеток, которые продуцируются в тимусе. Кроме того, от IL-7 зависит продукция Т-клеток памяти и участие в иммунном ответе.

Миокины и саркопения, связанная с раком

Саркопения – тяжелая мышечная атрофия, которая проявляется при различных типах рака, ухудшает функциональные возможности и качество жизни пациентов и может привести к смерти. Саркопения может появиться у онкологических больных как побочный эффект химиотерапии или как следствие того, что опухоль секретирует белки, которые нарушают гомеостаз скелетных мышц и подавляют синтез белка. У больных раком наблюдается сдвиг быстрых волокон в медленные. В этом контексте физические упражнения играют ключевую роль в поддержании массы скелетных мышц за счет секреции различных миокинов во время мышечного сокращения.

Уровень IL-6, обладающего противораковыми свойствами, резко возрастает после тренировки как у здоровых людей, так и у больных раком. IL-6 участвует в миогенезе и способствует синтезу белков скелетных мышц и гипертрофии, а также уменьшает мышечное истощение, связанное с раком.

Один из белков, которые подавляют рост мышц – миостатин. В исследованиях на животных с различными злокачественными новообразованиями повышенные уровни миостатина были связаны с атрофией мышц, в то время как фармакологическая блокада миостатина предотвращала потерю мышечной массы и увеличивала выживаемость. Клинические исследования на пациентах с саркопеническим раком также показали, что введение антител к миостатину увеличивает мышечный объем и мышечную массу без серьезных побочных эффектов. Кроме того, физические упражнения снижают секрецию миостатина, за счет чего противостоят атрофии мышц.

Эти данные подтверждают, что выполнение физических упражнений при наличии рака может предотвратить или уменьшить мышечную атрофию.

Физические упражнения регулируют уровень микроРНК

МикроРНК – молекулы, которые регулируют экспрессию генов.

Недавние исследования показали, что 45 минут аэробных упражнений могут резко изменить экспрессию микроРНК, которые участвуют в развитии рака. В частности, аэробные упражнения увеличивают экспрессию myomiR-206 – молекулы, которая подавляет пролиферацию и миграцию раковых клеток.

Кроме того, 5-недельная программа интервальных аэробных упражнений в сочетании с гормональной терапией приводила к усилению экспрессии miR-206 и let-7 и к подавлению miR-21 у мышей с раком молочной железы. Как miR-206, так и let-7 подавляют опухоль, а miR-21 – наоборот, способствует росту и инвазии опухоли.

Физическая нагрузка воздействует на микроокружение опухоли и подавляет инвазию и метастазирование раковых клеток. Выполнение физических упражнений изменяет экспрессию микроРНК и подавляет развитие и прогрессирование рака.

Выводы

Отсутствие физической активности связано с высокой заболеваемостью раком. Напротив, регулярные физические упражнения снижают риск возникновения и прогрессирования рака. Так происходит, потому что во время сокращения скелетные мышцы секретируют миокины и микроРНК, которые стимулируют иммунный ответ, противостоят мышечной атрофии и подавляют рост рака. Регулярная физическая нагрузка как дополнение к основному лечению может помочь пациентам сдержать развитие рака, избежать рецидива, а также смягчить побочные эффекты противораковой терапии.

Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!

Кому-то она тоже будет полезной и нужной:

Источник

Physical Exercise Restrains Cancer Progression through Muscle-Derived Factors