Содержание
Ученые из Ньюкаслского университета опубликовали в журнале International Journal of Cancer результаты исследования, способные изменить представления о профилактике онкологических заболеваний. Выяснилось, что всего десять минут интенсивной физической нагрузки запускают в организме каскад молекулярных изменений — они подавляют рост раковых клеток и ускоряют восстановление поврежденной ДНК. Открытие особенно актуально для тех, кто считает, что у него нет времени на полноценные тренировки: даже минимальная активность может стать мощным инструментом защиты от колоректального рака — одного из самых распространенных онкологических заболеваний современности.
Методология исследования
В эксперименте участвовали тридцать добровольцев — мужчины и женщины от 50 до 78 лет. Все имели избыточный вес или ожирение, что является признанным фактором риска развития онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта. При этом испытуемые не страдали серьезными хроническими заболеваниями.
Каждый участник выполнил интенсивный тест на велоэргометре продолжительностью около десяти минут. Нагрузка была максимальной — испытуемые работали на пределе своих возможностей. Сразу после теста исследователи забирали образцы крови и проводили детальный анализ 249 белков. Результаты сравнивались с показателями до начала нагрузки. Ведущий автор подчеркивает, что выбор такого формата нагрузки был осознанным. Ученые хотели определить, способны ли непродолжительные, но энергозатратные упражнения вызывать системные изменения, влияющие на онкологические процессы. Такой дизайн позволял точно определить молекулярные изменения в ответ на кратковременную интенсивную тренировку.
Молекулярные изменения в крови
Результаты превзошли ожидания научной группы. После десяти минут тренировки концентрация тринадцати белков в крови существенно возросла. Среди них — интерлейкин-6 вместе со своим растворимым рецептором, играющие ключевую роль в регуляции иммунного ответа и воспалительных процессов.
Интерлейкин-6 — молекула с парадоксальными свойствами. При хроническом воспалении, когда он постоянно вырабатывается жировой тканью, он способствует развитию опухолей. Однако кратковременный выброс во время нагрузки оказывает противоположный эффект. Мышечные клетки производят его импульсно — уровень резко поднимается и быстро возвращается к норме. В таком режиме молекула участвует в восстановлении ДНК, мобилизует иммунные клетки и стимулирует выработку противовоспалительных цитокинов. Также увеличилась концентрация молекул, снижающих воспаление, поддерживающих здоровье сосудов и улучшающих метаболизм.
Воздействие на раковые клетки
Следующий этап провели в лабораторных условиях. Ученые обработали клетки колоректального рака линии LoVo сывороткой крови участников после нагрузки. Клетки предварительно облучили для имитации повреждения ДНК — это позволило оценить, как организм справляется с репарацией генетического материала в условиях, приближенных к микроокружению опухоли.
Результаты поразили исследователей. Активность более 1300 генов изменилась. Изменения затронули именно те программы, которые критически важны для развития опухоли: репарацию ДНК, производство энергии и клеточное деление. Через шесть часов количество маркеров повреждения ДНК снизилось на 17% по сравнению с контрольной группой. Механизмы восстановления работали значительно эффективнее.
Особого внимания заслуживает активация гена PNKP — ключевого фермента репарации ДНК. Он участвует в двух важнейших путях восстановления генетического материала. Экспрессия повысилась как в облученных, так и в необлученных клетках, что свидетельствует об общем усилении защитных механизмов.
Метаболическая перестройка
Транскриптомный анализ выявил важную закономерность. Гены митохондриального метаболизма и окислительного фосфорилирования показали повышенную активность. Одновременно снизилась экспрессия генов клеточного цикла и протеасомной деградации — процессов, связанных с неконтролируемым размножением раковых клеток.
Многие опухоли предпочитают неэффективный гликолиз даже при достаточном кислороде — эффект Варбурга. Упражнения подталкивают клетки к нормальному окислительному фосфорилированию, снижая окислительный стресс и геномную нестабильность — характерную черту злокачественных новообразований.
Хроническое воспаление и рак
Хроническое воспаление признано одним из главных двигателей канцерогенеза. Около 25% всех случаев рака связаны с хроническим воспалительным процессом. Воспалительные клетки вырабатывают активные формы кислорода и азота, которые повреждают ДНК здоровых клеток, провоцируя мутации в ключевых генах — P53 и MYC. Кроме того, воспаление подавляет контрольные точки клеточного цикла и ингибирует системы репарации ДНК.
Физическая активность действует в противоположном направлении: снижает уровень провоспалительных маркеров, уменьшает количество висцерального жира и модулирует иммунный ответ в сторону противовоспалительного профиля. Результат — среда, менее благоприятная для возникновения опухолей.
Масштаб проблемы колоректального рака
Выбор колоректального рака для исследования не случаен. По данным GLOBOCAN, в 2022 году в мире зарегистрировано более 1,9 миллиона новых случаев и около 930 тысяч смертей. Это третье место по распространенности среди онкозаболеваний и второе — по смертности.
В США ежегодно диагностируется более 150 тысяч новых случаев. В Великобритании каждые двенадцать минут кому-то ставят этот диагноз.
Тревожная тенденция — рост заболеваемости среди молодых. Исследование в The Lancet Oncology показало, что в 27 из 50 стран заболеваемость среди людей моложе 50 лет растет. В США колоректальный рак уже стал ведущей причиной онкологической смертности среди мужчин до 50 лет и второй — среди женщин того же возраста.
Эпидемиологические данные о защитном эффекте
Исследование UK Biobank с данными 500 тысяч британцев показало: люди с высоким уровнем активности имеют на 26% меньший риск развития тринадцати видов рака. По колоректальному раку оценки варьируются от 16% до 20% снижения риска. Даже семь тысяч шагов в день без дополнительных тренировок связаны со снижением риска на 11%. Девять тысяч дают дополнительное снижение еще на 5%.
Защитный эффект проявляется независимо от интенсивности: помогают и прогулки, и домашние дела, и работа в саду, и интенсивные тренировки.
Силовые тренировки
Исследование Ньюкасла фокусировалось на аэробной нагрузке. Однако данные о силовых тренировках также обнадеживают.
Мета-анализ двенадцати исследований с 1,3 миллиона участников показал: силовые тренировки снижают риск рака почки на 26%, общую онкологическую смертность — на 13%. Сочетание силовых и аэробных нагрузок снижает смертность от рака на 28%. Исследование университета Сиднея (80 тысяч человек) выявило, что силовые тренировки дважды в неделю снижают вероятность смерти от рака на 31%, общий риск преждевременной смерти — на 23%.
Комментарии экспертов
По словам экспертов, их поразило, что упражнения посылают через кровоток мощные сигналы, способные влиять на тысячи генов в раковых клетках. Это открывает путь к имитации биологических эффектов упражнений в лечении рака. Репарация ДНК — важный механизм замедления прогрессирования рака. Все, что снижает воспаление — включая упражнения — вероятно, снижает риск развития рака.
Выводы могут быть применимы к другим типам опухолей, поскольку большинство злокачественных новообразований характеризуются геномной нестабильностью, а повреждение ДНК — ее ключевой фактор.
Ограничения исследования
Эффекты тестировались только на клеточных культурах, не на пациентах. Измерялось воздействие одной тренировки. Выборка небольшая — 30 человек, что ограничивает возможность обобщения.
Максимальная нагрузка может быть неосуществима для некоторых людей с онкологическими заболеваниями, особенно во время лечения. Остается неясным, вызовут ли умеренные нагрузки аналогичные эффекты. В планах ученых — изучение долгосрочных изменений при регулярных тренировках и взаимодействия с химио- и лучевой терапией.
Размышления
Даже одна десятиминутная тренировка меняет молекулярный состав крови, создавая менее благоприятную среду для роста раковых клеток. Каждый шаг, каждая тренировка имеет значение.
Физическая активность — это не обязательно спортзал. Прогулка до работы, домашние дела, садоводство — все вносит вклад. Достаточно около 150 минут умеренной активности в неделю или 75 минут интенсивных нагрузок. Эти минуты можно распределить как угодно: даже занятия два дня в неделю дают сопоставимые результаты с ежедневными тренировками. Упражнения не гарантируют защиту от рака, но могут стать значимым фактором снижения риска.
Автор статьи: журналист, специалист здравоохранения, Аркадий Штык.
