Hjem

Sukkerets rolle i kreftutviklingen

Kreftceller flest er for det meste ikke i stand til å forbrenne betydelige mengder fettsyrer, proteiner eller ketonlegemer grunnet dysfunksjonelle mitokondrier, og er derfor avhengig av å få det meste av sin energi fra karbohydrater (blodsukker) gjennom glykolysen.

Kreftceller benytter mye mer (opp til 200 ganger mer) sukker enn normalt sunt vev for å opprettholde sin vekst, og selv om kreftceller er gode på å tilegne seg glukose ved blodglukosekonsentrasjoner som er under normale nivåer (grunnet overaktivisering av glukose transportøren GLUT1 og/eller GLUT3), så har vi i dyreforsøk sett at tumorvekst er direkte korrelert med nivået på blodsukkeret, og klinisk ser vi at mennesker med langtkommet kreft som går over på en lavkalori-/lavblodsukker diett har kunnet bremse sykdomsforløpet sitt.

Det anbefales derfor å holde et jevnt lavt blodsukker for å hemme energiforsyningen til kreftcellene (spesielt hypoksiske kreftceller med dårlig blodforsyning), men mer viktig er nok effekten en lavkalori-/lav-blodsukker-diett har på vekstfaktorer som insulin, IGF og signalveien PI3K−Akt−mTOR.

 

As we learn more and more about cancer metabolism, we understand that individual cancers are addicted to particular things. In a lot of cancers, that’s insulin—and sugar.

– Dr. Lewis Cantley

 

Blodsukkeret

En persons blodsukkernivå er avledet av mengde og type mat som blir konsumert, og fra mengde glykogen (ca 1000 kalorier) som til en hver tid er lagret i leveren. Hvordan matvarer påvirker blodsukkeret vil variere i fra individ til individ, og det anbefales derfor å gå til anskaffelse av en blodsukkermåler for å lære sin kropp å kjenne.

Blodsukkeret blir sugd opp fra tarmen eller skilt ut fra leveren og inn i blodet. Derfra sirkulerer det med blodstrømmen rundt til kroppens celler og forsyner disse med glukose.

Kroppen har og evnen gjennom en kompensatorisk stoffskifteprosess (glykoneogenesen) å hente glukose fra andre stoffer enn karbohydrater (for det meste fra aminosyrer).

Leveren er flink til å holde blodsukkeret innenfor et “normalt” nivå. Den gjør dette ved å bryte ned glykogen som den har lagret (glykogen er et kompleks sukkermolekyl som leveren benytter for å regulere blodsukkeret) – i tilfeller der blodsukkeret faller sendes det ut hormonelle signaler som får leveren til å bryte ned glykogen til glukose for sirkulasjon, og den vil slik kunne holde glukosenivåene i blodet på et minimumsnivå på rundt omkring 5 mmol/L.

Men selv om blodsukkeret er nøye regulert så ser vi at det er mulig å fremme en varig senkning av blodsukkeret i blodet ved hjelp av en restriktiv kreftdiett eller en ketogen kreftdiett – ved hjelp av en ketogen kreftdiett kan man etter en tre ukers tid greie å senke blodsukkernivået til 3,5 mmol/L, noe som bidrar til å hemme kreftcellenes energigrunnlag og vekstfaktorer som insulin og IGF-1.

 

Insulin

Insulin er det hormonet i kroppen som hjelper cellene med å ta opp blodsukkeret slik at det kan nyttiggjøres som energi. Mat innvirker på blodsukkeret på ulike måter: enkelte matvarer innvirker lite på blodsukkeret, andre virker blodsukkerstabiliserende, mens for eksempel “raske” karbohydrater vil føre til at blodsukkeret stiger hurtig.

Et kronisk forhøyet blodsukker grunnet misbruk av raske karbohydrater er i dag en vanlig livsstilssykdom. Dette misbruket øker aktiviteten til betennelses-molekyler, og fører til et kronisk høyt nivå av insulin (hyper-insulinemi). Hyper-insulinemi er direkte kreftfremmende da tilstanden fører til en kronisk aktivering av de intracellulære signalmolekylene nedstrøms insulinreseptoren som regulerer kreftcellers vekst, spredning og motstand mot apoptose (programmert celledød).

En ketogen diett er det beste hjelpemiddelet vi har for å holde insulin på et så lavt nivå som mulig. Etter ca to uker på en ketogen diett vil insulinnivåene falle kraftig og forholde seg lave.

Innledende FDG-PET studier bekrefter at en ketogen diett er korrelert med et lavere glukoseopptak hos svulsten.

 

PI3K

Mutasjoner i PI3CA, som fremmer en overaktivisering av den insulin-aktiverte fosfatidylinositol-3-kinase sinalveien (PI3K), er en av de hyppigste identifiserte forandringene ved malign utvikling.

Denne aktiveringen øker insulinsensitiviteten til kreftcellene og øker deres glukoseopptak, et glukoseopptak som fremmer vekst og utvikling hos kreftcellene.

Det betyr at om du har en av disse mutasjonene, som de fleste kreftrammede har, og spiser “raske karbohydrater” (stimulerer til utskillelse av insulin), vil dette i større grad fremme vekst hos ondartede celler enn det det vil gjøre i normalt vev.

Mulig medikamentell intervensjon kan være PI3K hemmere som alpelisib og gamma-Tocotrienol, og matrine  (Sophora flavescens Ait) og I3C som fremmer en reaktivering av PTEN (hemmer av PI3K signalering). Sammen med en ketogen diett ser PI3K hemmere ut som en svært potent strategi.

 

IGF-1

Sukker og kreftUtskillelsen av insulin ledsages av et annet molekyl kalt insulinliknende vekstfaktor 1 (IGF-1), et effektormolekyl for veksthormoner som stimulerer celledifferensiering, proteinsyntesen og glukoseopptaket i en rekke vev.

IGF-1 er et naturlig forekommende hormon i menneskekroppen, og er et av kroppens sterkeste anabole hormoner.

Det meste av sirkulerende IGF-1 er produsert i leveren og er regulert av hormonelle og ernæringsmessige faktorer. Melk fra pattedyr og en høyglykemisk diett har i en rekke studier vist seg å kunne heve nivået av sirkulerende IGF-1, og vil slik stimulerer til vekst i alle kroppens celler (også de ondartede).

Spesielt ved tilfeller av bryst-, prostata- og tykktarmkreft har IGF-1 vist seg som en mulig vekstfaktor, men IGF-1 vil trolig også kunne trigge utvikling og progresjon hos kreftceller med annen opprinnelse.

 

Sukker omgjøres til laktat

I prosessen med å omgjøre sukkeret til energi omgjør de glykolytiske kreftcellene sukkeret til laktat, som skilles ut og syrliggjør miljøet rundt tumoren. Laktatet vil og bli tatt opp igjen av kreftcellene via transportøren MCT1, for så å bli konvertert til pyruvat og energi. Laktat som ender opp i blodbanen blir konvertert tilbake til glukose av leveren, noe som igjen gir et forhøyet blodsukker.

Glykolytiske celler produserer 60 ganger mer laktat enn normale celler, og konsentrasjonen av laktat rundt en svulst er omtrent 40 ganger høyere enn i normalt vev. Dette er noe vi vet hemmer immunfunksjoner (T-celler, NK-celler og makrofager), fremmer vekst og spredning (gjennom blant annet økt uttrykk av VEGF) og hemmer effekten til kjemoterapier som er svakt basiske.

Denne prosessen søker vi å utnytte i kreftcellene disfavør i en restriktiv kreftdiett med synergister.

Det er viktig for kreftcellene å kvitte seg med laktat for ikke å forgifte seg selv (cellulær acidose) og ved det fremme programmert celledød. For å unngå dette transporterer kreftcellen laktatet ut av cellen ved hjelp av transportøren MCT4. Dette er en transportør som vi kan søke å hemme ved hjelp av hjelpemidler som quercetin, diclofenac, simvastatin og syrosingopine, som alle hemmer kreftcellenes evne til å skille ut laktat.

 

Vi kan søke å utnytte laktat ytterligere i behandlingsøyemed

Ved å øke syrenivået i blodet senker man den vaskulære utskillelsen av syre fra tumoren, noe som videre fører til at PH-nivået i tumoren senkes dramatisk. Den lokale syrekonsentrasjonen kan da gå over toleransegrensen til kreftcellene og fremme celledød.

Syrenivået i blodet kan blant annet økes ved hjelp av høyintensitiv anarob trening: Intervalltrening med svært høy intensitet kan derfor trolig hemme kreftcellenes metabolisme (glykolysen) ved at treningen gir en midlertidig økning av laktat i kroppen. Høyintensitiv anarob trening flere ganger i uken over flere måneder ser derfor ut til å kunne være en lovende strategi som kan være med på å sette press på kreftcellene for kreftpasienter som er i stand til å gjennomføre treningen.

 

Oppsummering

Kort sagt får sukker vevet til å vokse raskere. Dessuten har insulin og IGF-1 den egenskapen at de promoterer betennelser, som stimulerer til celledeling, så en kan si at de vil virke som gjødsel for en tumor.

Viten sier oss altså at et kronisk høyt blodsukker vil stimulere til vekst hos kreftcellene, og at det i lengden vil kunne føre til spredning av kreftceller.

Ved siden av en lavglykemisk diett anbefales det ved langtkommet kreftsykdom ofte å benytte kombinasjoner av medikamenter og kosttilskudd som:

  • Hemmer glykolysen – 2-deoxyglucose (2DG)
  • Hemmer glukoneogenesen – Metformin, berberine
  • Hemmer SGLT2 – Canagliflozin
  • Hemmer glukoneogenesen – Sulforafane
  • Hemmer IGF-1 medierte biologiske effekter – Metformin

 

Synergister

  • Immunterapi

 

 

Tilbake til artikkel: Kosthold ved kreft

 


 

Kilder

  1. Minireview: IGF, Insulin, and Cancer. Endocrinology. 2011 May 3. [Epub ahead of print] In this minireview, we discuss some of the recent in vitro, animal, and clinical studies that have elaborated our understanding of the influence of IGF and insulin on tumorigenesis. These studies have shed more light on the interaction between insulin and IGF signaling in cancer cells. They have made possible the development of novel targeted therapies and highlighted some of the potential future directions for research and therapeutics. 
  2. The association between diet and serum concentrations of IGF-I, IGFBP-1, IGFBP-2, and IGFBP-3 in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2009 May;18(5):1333-40. The results from this large cross-sectional analysis show that either the intake of dairy protein or calcium is an important dietary determinant of IGF-I and IGFBP-2 concentrations; however, we suggest that it is more likely to be protein from dairy products.
  3. Frequent ice cream consumption is associated with reduced striatal response to receipt of an ice cream–based milkshake. The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 95, Issue 4, 1 April 2012, Pages 810–817.
  4. Dietary glycemic load and cancer recurrence and survival in patients with stage III colon cancer: findings from CALGB 89803. J Natl Cancer Inst. 2012 Nov 21;104(22):1702-11
  5. Insulin-like Growth Factor-I Concentration and Risk of Prostate Cancer: Results from the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2012 Sep;21(9):1531-41. Epub 2012 Jul 3. CONCLUSION: In this European population, high circulating IGF-I concentration is positively associated with risk for prostate cancer over the short and long term. Impact: As IGF-I is the only potentially modifiable risk factor so far identified, research into the effects of reducing circulating IGF-I levels on subsequent prostate cancer risk is warranted.
  6. Growth Hormone Receptor Deficiency Is Associated with a Major Reduction in Pro-Aging Signaling, Cancer, and Diabetes in Humans. Science Translational Medicine 16 Feb 2011: Vol. 3, Issue 70, pp. 70ra13
  7. Effects of a ketogenic diet on tumor metabolism and nutritional status in pediatric oncology patients: two case reports. J Am Coll Nutr. 1995 Apr;14(2):202-8.
  8. ERGO2: A prospective randomized trial of calorie restricted ketogenic diet and fasting in addition to re-irradiation for malignant glioma. International Journal of Radiation Oncology, June 30, 2020
  9. Short-term effects of replacing milk with cola beverages on insulin-like growth factor-I and insulin-glucose metabolism: a 10 d interventional study in young men. Br J Nutr. 2009 Oct;102(7):1047-51. Epub 2009 Sep 22. The present study demonstrates that high intake of cola over a 10 d period decreases total IGF-I compared with a high intake of milk, with no effect on glucose-insulin metabolism in adult men. It is unknown whether this is a transient phenomenon or whether it has long-term consequences.
  10. Congenital IGF1 deficiency tends to confer protection against post-natal development of malignancies. Eur J Endocrinol. 2011 Apr;164(4):485-9. Epub 2011 Feb 3. Our findings bear heavily on the relationship between GH/IGF1 and cancer. Homozygous patients with congenital IGF1 deficiency and insensitivity to GH such as LS seem protected from future cancer development, even if treated by IGF1. Patients with congenital IGHD also seem protected.
  11. Elevated insulin and insulin resistance are associated with the advanced pathological stage of prostate cancer in korean population. J Korean Med Sci. 2012 Sep;27(9):1079-84. Epub 2012 Aug 22. The patients in highest tertile of insulin had a more than 5.6 fold risk of locally advanced stage than those in the lowest tertile (OR = 5.62, 95% CI = 1.88-16.83, P = 0.002). Moreover, the patients in the highest tertile HOMA-IR group was associated with an increased risk of locally advanced stage than the lowest tertile group (OR = 3.10, 95% CI = 1.07-8.99, P = 0.037). These results suggest that elevated insulin and insulin resistance are associated with the advanced pathological stage of prostate cancer in Korean patients.
  12. Effects of a ketogenic diet on tumor metabolism and nutritional status in pediatric oncology patients: two case reports. J Am Coll Nutr 1995;14:202-208
  13. Targeting insulin inhibition as a metabolic therapy in advanced cancer: a pilot safety and feasibility dietary trial in 10 patients. Nutrition. 2012 Oct;28(10):1028-35.
  14. Metformin blocks the stimulative effect of a high-energy diet on colon carcinoma growth in vivo and is associated with reduced expression of fatty acid synthase. Endocr Relat Cancer. 2010;17(2):351-60.
  15. Targeting insulin inhibition as a metabolic therapy in advanced cancer: A pilot safety and feasibility dietary trial in 10 patients. Nutrition. Volume 28, Issue 10, October 2012, Pages 1028-1035
  16. The role of insulin-like growth factor I and its receptor in cell growth, transformation, apoptosis, and chemoresistance in solid tumors. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology, April 1999, Volume 125, Issue 3–4, pp 166–173
  17. Reactivation of PTEN tumor suppressor for cancer treatment through inhibition of a MYC-WWP1 inhibitory pathway. Science 17 May 2019: Vol. 364, Issue 6441, eaau0159
  18. Suppression of insulin feedback enhances the efficacy of PI3K inhibitors. Nature. 2018 Aug;560(7719):499-503.
  19. Efficacy of Berberine in Patients with Type 2 Diabetes. Metabolism. 2008 May; 57(5): 712–717. Fasting plasma insulin and HOMA-IR were reduced by 28.1% and 44.7% (P<0.001), respectively. Total cholesterol and low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) were decreased significantly as well.
  20. Metformin prevents aggressive ovarian cancer growth driven by high-energy diet: similarity with calorie restriction. Oncotarget. 2015 May 10;6(13):10908-23. Thus metformin can closely mimic CR’s tumor suppressing effects by inducing similar metabolic changes, providing further evidence of its potential not only as a therapeutic drug but also as a preventive agent.
  21. Sugar, Uric Acid, and the Etiology of Diabetes and Obesity. Diabetes. 2013 Oct; 62(10): 3307–3315.
  22. High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice. Science 22 Mar 2019: Vol. 363, Issue 6433, pp. 1345-1349
  23. Is there a role for carbohydrate restriction in the treatment and prevention of cancer? Nutr Metab (Lond). 2011; 8: 75. Published online 2011 Oct 26.
  24. Lactate in the Regulation of Tumor Microenvironment and Therapeutic Approaches. Front Oncol, 9, 1143, 2019 Nov 1, eCollection 2019
  25. Experimental and human cancer, PH, and spontaneous regression. By S. Harguinday and M. Gillies
  26. Cellular acidification as a new approach to cancer treatment and to the understanding and therapeutics of neurodegenerative diseases. Seminars in Cancer Biology. Volume 43, April 2017, Pages 157-179
  27. Quercetin, an inhibitor of lactate transport and a hyperthermic sensitizer of HeLa cells. Cancer Res. 1984 Jan;44(1):102-6.
  28. The low-affinity monocarboxylate transporter MCT4 is adapted to the export of lactate in highly glycolytic cells. Biochem J. 2000; 350: 219-227
  29. Targeting Cancer Metabolism: Dietary and Pharmacologic Interventions. Cancer Discov; 6(12); 1315–33.
  30. Targeting lactate metabolism for cancer therapeutics. J Clin Invest. 2013 Sep 3; 123(9): 3685–3692.
  31. Dual Inhibition of the Lactate Transporters MCT1 and MCT4 Is Synthetic Lethal with Metformin due to NAD+ Depletion in Cancer Cells. Cell Rep. 2018 Dec 11; 25(11): 3047–3058.e4.
  32. The Circle of Lactate: How cancer cells can reuse their own waste
  33. Lactate: mirror and motor of tumor malignancy. Semin Radiat Oncol. 2004 Jul;14(3):267-74.
  34. Lactic acidosis switches cancer cells from aerobic glycolysis back to dominant oxidative phosphorylation. Oncotarget. 2016 Jun 28;7(26):40621-40629. doi: 10.18632/oncotarget.9746.
  35. Genetic Disruption of Lactate/H+ Symporters (MCTs) and Their Subunit CD147/BASIGIN Sensitizes Glycolytic Tumor Cells to Phenformin. Cancer Reaserch. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-14-2260 Published January 2015
  36. Restricting Glycolysis Preserves T Cell Effector Functions and Augments Checkpoint Therapy. Cell Reports
    Volume 29, Issue 1, 1 October 2019, Pages 135-150.e9
  37. Restricting carbohydrates to fight head and neck cancer—is this realistic? Cancer Biol Med. 2014 Sep; 11(3): 145–161.
  38. Follow-up of water-only fasting and an exclusively plant food diet in the management of stage IIIa, low-grade follicular lymphoma FREE. BMJ Case Rep. 2018 Aug 9;2018. pii: bcr-2018-225520
  39. https://www.researchgate.net/project/Triple-edged-approach-targeting-cancer-acidity
  40. Cancer and Exercise: Warburg Hypothesis, Tumour Metabolism and High-Intensity Anaerobic Exercise. Sports (Basel). 2018 Mar; 6(1): 10.
  41. The diabetes medication Canagliflozin reduces cancer cell proliferation by inhibiting mitochondrial complex-I supported respiration. Mol Metab. 2016 Aug 26;5(10):1048-1056
  42. Dose-Ranging Effects of Canagliflozin, a Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibitor, as Add-On to Metformin in Subjects With Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2012 Jun; 35(6): 1232–1238.