Naukowcy z Uniwersytetu w Newcastle przeprowadzili badanie, w którym oceniali wpływ wysiłku fizycznego na funkcjonowanie komórek nowotworowych raka jelita grubego. Uzyskane wyniki sugerują, że aktywność fizyczna może odgrywać istotną rolę zarówno w ograniczaniu ryzyka rozwoju choroby, jak i jako potencjalny element terapii wspomagającej leczenie nowotworowe.
Rak jelita grubego częstą przyczyną zgonów nowotworowych
Rak jelita grubego zajmuje drugie miejsce wśród przyczyn zgonów nowotworowych u mężczyzn w Polsce (po raku płuca) oraz trzecie miejsce u kobiet (po raku płuca i raku piersi). Odnotowuje się stały wzrost zarówno zachorowalności, jak i umieralności z powodu tego nowotworu. Pomimo funkcjonowania w Polsce programu badań przesiewowych choroba ta nadal często rozpoznawana jest w zaawansowanym stadium. Taki stan rzeczy znacząco pogarsza rokowanie pacjentów.
W związku z tym naukowcy nieustannie poszukują nowych strategii, które mogłyby wspierać leczenie i poprawiać rokowania osób z rozpoznanym rakiem jelita grubego. W tym kontekście coraz większe zainteresowanie budzi rola wysiłku fizycznego.
Analizuje się jego potencjalny wpływ na przebieg choroby oraz mechanizmy zachodzące na poziomie komórkowym.
Czy aktywność fizyczna pomaga w walce z nowotworem jelita grubego? Badanie
Przeprowadzono badanie, w którym oceniano wpływ wysiłku fizycznego na funkcjonowanie komórek nowotworowych raka jelita grubego. W badaniu uczestniczyło 30 osób w wieku od 50 do 78 lat, u których stwierdzono nadwagę lub otyłość. Uczestnicy zostali poproszeni o wykonanie ćwiczenia w postaci jazdy na rowerze stacjonarnym aż do osiągnięcia maksymalnego zmęczenia. Od każdego uczestnika dwukrotnie pobrano próbki krwi: pierwszą w godzinach porannych, na czczo, przed rozpoczęciem ćwiczenia, oraz drugą minutę po zakończeniu wysiłku.
W części eksperymentalnej wykorzystano komórki raka jelita grubego (linia komórkowa LoVo) hodowane w warunkach laboratoryjnych. Komórki inkubowano z surowicą pobraną od uczestników przed lub po wysiłku fizycznym. Następnie poddano je działaniu promieniowania rentgenowskiego w celu indukowania uszkodzeń DNA w postaci pęknięć dwuniciowych.
Przez kolejne 24 godziny monitorowano tempo naprawy DNA. W tym celu analizowano liczbę tzw. ognisk γ-H2AX, które stanowią marker miejsc uszkodzeń DNA. Szybsze zanikanie tych ognisk świadczyło o bardziej efektywnym mechanizmie naprawczym. Dodatkowo oceniano zmiany w ekspresji genów w komórkach nowotworowych za pomocą sekwencjonowania RNA. Oznaczano również stężenie krążących w surowicy uczestników białek związanych z odpowiedzią zapalną.
Aktywność fizyczna sprzyja naprawie DNA
Wyniki badania wykazały, że surowica pobrana od uczestników bezpośrednio po wysiłku fizycznym przyspieszała naprawę uszkodzeń DNA w komórkach raka jelita grubego wywołanych promieniowaniem. W porównaniu z surowicą pobraną przed treningiem komórki szybciej usuwały markery pęknięć DNA.
Analiza ekspresji genów wykazała, że krew pobrana po wysiłku wpływała na aktywność ponad 1300 genów w komórkach nowotworowych. Zaobserwowano dwie kluczowe zmiany. Po pierwsze, zwiększyła się ekspresja genów związanych z syntezą białek oraz funkcjonowaniem mitochondriów, co wskazuje na wzrost aktywności metabolicznej komórek. Po drugie, obniżyła się aktywność genów odpowiedzialnych za cykl komórkowy i proliferację. Spowolnienie podziałów komórek nowotworowych może sprzyjać skuteczniejszej naprawie uszkodzeń DNA lub ułatwiać eliminację komórek z poważnymi defektami genetycznymi.
Wysiłek fizyczny wpływał również na skład krwi uczestników. Analiza proteomiczna wykazała wzrost stężenia 13 białek krążących w surowicy, w tym m.in. IL-6, CRP oraz MMP-8. Białka te aktywują odpowiedź immunologiczną, regulują funkcje układu naczyniowego oraz uczestniczą w przejściowej reakcji zapalnej ostrej fazy. Taki krótkotrwały stan zapalny pełni funkcję adaptacyjną i może stanowić sygnał pobudzający komórki do uruchamiania mechanizmów naprawczych i regeneracyjnych.
Sport jako hamulec dla rozwoju nowotworu
Choć może to brzmieć paradoksalnie, przyspieszenie naprawy DNA w komórkach nowotworowych nie oznacza wspierania rozwoju raka. Autorzy badania podkreślają, że działanie krwi pobranej po wysiłku fizycznym prowadzi do zasadniczej zmiany sposobu funkcjonowania komórek nowotworowych.
Pod wpływem czynników obecnych w surowicy po treningu komórki rakowe ograniczają tempo podziałów komórkowych, co spowalnia ich cykl życiowy. Zamiast intensywnej proliferacji, sprzyjającej gromadzeniu kolejnych błędów genetycznych, komórki koncentrują się na uruchamianiu mechanizmów naprawy DNA. Ogranicza to ryzyko akumulacji mutacji, które mogłyby prowadzić do powstawania bardziej agresywnych i opornych form nowotworu.
Wysiłek fizyczny wpływa również na metabolizm energetyczny komórek nowotworowych. Zaobserwowano wzrost aktywności mitochondriów, które odpowiadają za produkcję ATP, czyli podstawowego nośnika energii w komórce. Procesy naprawy DNA są energochłonne i wymagają sprawnie działających szlaków metabolicznych. Sygnały obecne we krwi po wysiłku, m.in. związane z działaniem cytokin takich jak IL-6, sprzyjają zwiększonej produkcji energii. To natomiast umożliwia efektywne działanie enzymów naprawczych.
W efekcie wysiłek fizyczny może działać jako czynnik hamujący progresję nowotworu. Nie prowadzi on do bezpośredniego niszczenia komórek rakowych, lecz ogranicza ich proliferację i potencjał dalszej ewolucji nowotworowej.
Włączenie wysiłku fizycznego do standardowej opieki w leczeniu raka jelita grubego
Wyniki badania sugerują, że aktywność fizyczna nie powinna być postrzegana wyłącznie jako element poprawiający samopoczucie pacjentów onkologicznych. Ćwiczenia mogą pełnić rolę istotnej terapii uzupełniającej, ponieważ wywołują zmiany biochemiczne w organizmie, które sprzyjają hamowaniu rozwoju nowotworu. Uzyskane dane wskazują, że wysiłek fizyczny może ograniczać procesy związane z progresją raka jelita grubego.
Autorzy badania zwracają jednak uwagę na istotne ograniczenia. Zastosowany protokół obejmował intensywny, maksymalny wysiłek fizyczny trwający 10–12 minut. Nie wiadomo, czy podobne efekty przyniosłyby ćwiczenia o mniejszej intensywności, takie jak spacer lub umiarkowany bieg. Ponadto część eksperymentalna przeprowadzono na komórkach nowotworowych hodowanych w warunkach laboratoryjnych. W organizmie żywym mechanizmy te mogą być modyfikowane przez wpływ innych narządów, układu odpornościowego oraz procesów trawiennych.
Mimo tych zastrzeżeń wyniki badania stanowią istotny punkt wyjścia do dalszych analiz nad rolą aktywności fizycznej w leczeniu raka jelita grubego. Sugerują one potrzebę kolejnych badań, w szczególności badań klinicznych, które pozwolą lepiej określić, w jakim zakresie i w jakiej formie wysiłek fizyczny może być bezpiecznie i skutecznie wykorzystywany jako element opieki onkologicznej.
Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie International Journal of Cancer.
