為什麼會說癌細胞愛吃糖?罹患腫瘤的狗狗需要減醣嗎?

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作者/獸醫好想告訴你

聽說癌細胞愛吃糖,我的狗狗有腫瘤,是不是不能吃含糖的食物?

愈來愈多的飼主會提到這個問題,如果要了解腫瘤跟醣類之間的故事,就要先從瓦爾堡先生的故事開始說起。

腫瘤表示:只要有甜的我都愛?

正常的細胞在氧氣充足的情況下,會以有氧呼吸的方式消耗葡萄糖產生能量,只有在缺氧的情況下才會依賴糖解作用代謝葡萄糖。

但腫瘤細胞生性叛逆,就算在有氧氣的情況下也是靠糖解作用代謝葡萄糖,這個現象稱作有氧糖解 (aerobic glycolysis),也被稱為瓦爾堡效應 (Warburg effect),用以紀念發現這個現象的德國科學家——奧托·海因里希·瓦爾堡 (Otto Heinrich Warburg)。

好多好多的糖在這裡~圖/giphy

一樣都是消耗葡萄糖產生能量,有氧呼吸跟有氧糖解有什麼差別呢?雖然只差兩個字,但在產生能量的效率上卻有天壤之別。

有氧呼吸的情況下,消耗一個葡萄糖大約可以產生 30 至 38 個 ATP,但在糖解作用下每消耗一個葡萄糖只能生成 2 個 ATP。

這裡可以發現腫瘤細胞用一種很沒效率的方式產生能量,為了獲得足夠的能量,當然也就只能拼命消耗掉葡萄糖,因此而給人一種「腫瘤愛吃糖」的印象。

腫瘤不是很厲害?為什麼產生能量沒效率?

難道腫瘤細胞也因為負重所以沒效率嗎?(亂講)圖/giphy

那麼腫瘤細胞為何要採取這麼沒有效率的代謝方式呢?

這個問題你跟我想知道,《Nature Reviews Cancer》 的編輯也想知道,2004 年刊載了一篇《Why do cancers have high aerobic glycolysis?》

腫瘤在發展初期與供應氧氣的血管距離過於遙遠,因此腫瘤細胞便處於一個缺氧的環境,不過腫瘤細胞善於在逆境中求生存,很快就適應這種缺氧環境,腫瘤細胞開始以不需要氧氣的糖解作用作為葡萄糖的主要代謝途徑,於是生命找到了出口。

缺氧的環境訓練出一批喜歡糖解作用的腫瘤細胞,縱使最後腫瘤成長茁壯蔓延到血管周圍,氧氣對他們來說已經不是遙不可及,但江山易改,本性難移,腫瘤細胞在有氧氣的情況下,還是持續用糖解作用來分解葡萄糖(有氧糖解),最終形成了一個「喜歡吃糖的腫瘤」。

這篇 paper 其實還整理了許多分子機轉來解釋腫瘤細胞如何形成有氧糖解的代謝方式,以及後續對腫瘤的生長產生什麼助益,不過為了避免讓這篇文章從「好想告訴你」變成「好想催眠你」,欲知詳情可以自行找來看看。

限制醣類是否就能控制腫瘤呢?

到底能不能吃糖呢?圖/giphy

故事至此,腫瘤喜歡吃糖幾乎是可以確定的事,那麼限制醣類的攝取是否對腫瘤控制有所幫助呢?這次換 Nutrition & Metabolism 的編輯想知道答案。2011 年刊載了一篇《Is there a role for carbohydrate restriction in the treatment and prevention of cancer?》

碳水化合物 (carbohydrate) 是所有醣類的總稱,身體攝取碳水化合物(纖維素除外)後會代謝為葡萄糖,當身體處於一個高血糖的狀態便會分別誘發胰臟與肝臟分泌胰島素 (insulin) 與類胰島素生長因子 1 (insulin-like growth factor 1)。這兩個激素對腫瘤具有促進生長的效果,因此若能藉由控制血糖而不要讓胰島素與類胰島素生長因子 1 過度分泌,理論上是有可能延緩腫瘤進展。

然而這些理論大多只在腫瘤細胞培養及小鼠的腫瘤模式得到初步驗證,在人類腫瘤患者身上則是效果不一。

27 位腸胃道腫瘤的患者分別採用低糖與高糖飲食 14 天後,腫瘤細胞的生長速度並沒有明顯差異。 在腦部腫瘤方面,兩位患有腦瘤的女童病患接受低醣飲食 8 週後,腫瘤對葡萄醣的代謝活性減少了約 20%,其中一位患者在後續的一年中持續低醣飲食,腦部腫瘤都沒有惡化的跡象。 另一個病例則是多型性膠質母細胞瘤的患者在接受腫瘤部分切除手術後搭配放療、化療及嚴格的低醣飲食,兩個月後進行核磁共振檢查腦部已經看不到腫瘤的痕跡,可惜的是在停止低醣飲食兩個多月後腫瘤便再次復發。

需要強調的是,細胞株或實驗動物的腫瘤治療效果不見得可以在人體得到相同的反應,這些案例只能告訴我們低醣飲食或許在某些情況下會產生效果,後續仍需要更多的臨床驗證才能釐清更多細節,千萬不能有「不吃糖可以餓死腫瘤細胞」的想法,畢竟腫瘤細胞不是省油的燈,就算沒糖吃也還是會想盡辦法從其他地方填飽肚子的。

有腫瘤的狗狗怎麼吃才健康?

那麼有腫瘤的狗狗到底需不需要低醣飲食呢?

我吃!我吃!我都吃!(非當是狗狗)圖/giphy

2012 年 JAVMA 的文章整理了網路或書本上的腫瘤食譜以及商品化的腫瘤配方產品,其中大約有六成的配方皆以低醣(醣類卡路里占比 < 20% ME)進行設計,顯然也是奉行瓦爾堡先生的遺志。

然而目前為止仍然沒有實際的臨床證據告訴我們低醣飲食對於犬貓腫瘤控制有所幫助,況且低醣飲食通常意味著有較高比例的脂質,要注意高脂的食物可能會引起腸胃不適的問題。

值得一提的是,這些網路或書本的腫瘤食譜以及少部分的商品化腫瘤配方並未符合美國飼料管理協會 (AAFCO) 或美國國家科學研究委員會 (NRC) 的營養需求建議,長期食用反而會有營養失衡的疑慮。

因此,在沒有更明確的報告出來之前,其實可以不用糾結腫瘤的狗狗到底要不要限制醣類攝取,所謂能吃就是福,只要動物還願意主動進食都還算是萬幸,如果開始出現厭食才是真的傷腦筋!

參考資料:

Gatenby, R. A., & Gillies, R. J. (2004). Why do cancers have high aerobic glycolysis?. Nature reviews cancer, 4(11), 891-899. Klement, R. J., & Kämmerer, U. (2011). Is there a role for carbohydrate restriction in the treatment and prevention of cancer?. Nutrition & metabolism, 8(1), 1-16. Heinze, C. R., Gomez, F. C., & Freeman, L. M. (2012). Assessment of commercial diets and recipes for home-prepared diets recommended for dogs with cancer. Journal of the American Veterinary Medical Association, 241(11), 1453-1460.

本文轉載自 FB專頁 獸醫好想告訴你

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