乳酸是运动员的祸根,它会导致癌症吗?
几十年来,乳酸主要是在运动的背景下进行研究的,它被描绘成一种令人烦恼的代谢副产物,在运动过程中积聚在组织和血液中,使肌肉变硬,影响运动表现。
今年2月发表在《癌变》(Carcinogenesis)杂志上的一篇挑衅性的新论文,将这种复杂的、经常被误解的分子以一种更险恶的方式描绘出来——它是癌症发展和扩散的关键驱动因素。
作者说,这篇论文可以帮助解释为什么运动的人患癌症的几率更低,因为他们的身体能够更有效地处理癌症乳酸当我们代谢糖时,我们都会产生糖。这也可能导致新的治疗方法。
“通过这篇论文,我们为理解癌症打开了一扇全新的门,第一次表明乳酸不仅存在,而且在其发展的每一步都是必需的,”主要作者伊尼戈·圣米兰说,他是科罗拉多大学博尔德分校运动医学和运动表现中心运动表现部门和生理实验室的主任。
San Millan也是加州大学医学院物理医学与康复系的助理教授,他花了两年时间与加州大学伯克利分校教授、著名乳酸研究员乔治·布鲁克斯一起完成了这篇论文。该团队应用了在科罗拉多大学博尔德分校、加州大学奥罗拉安舒茨医学校区和其他地方进行的数十项运动生理学和肌肉代谢研究的经验教训,试图回答一个世纪的问题:正常细胞是如何变成癌细胞的,然后发生了什么?
早在1923年,德国诺贝尔奖得主奥托·沃伯格就发现了这一点癌症细胞比正常细胞吸收更多的糖或葡萄糖。此外,它们还会低效地将其中的一小部分转化为ATP或能量,将大约70%的ATP转化为乳酸作为副产品。这种现象——正常细胞通过异常的细胞代谢转变为癌变的第一个迹象——被称为“瓦伯格效应”。这篇论文试图解释为什么会发生这种情况。
圣米兰说,随着近几十年来对遗传学的高度关注,大多数研究人员都离开了对癌症代谢的研究,乳酸盐的作用被掩盖了。他希望能帮助扭转局势。
该论文阐明了乳酸盐在促进血管生成(肿瘤中新血管的形成)中的作用;它如何干扰人体对癌症的免疫反应;以及它如何创造一个酸性微环境(癌细胞外的空间),支持癌症转移或扩散。这篇论文还从理论上解释了大多数癌症中涉及的三种主要转录因子或蛋白质(HIF-1、cMYC和p53)是如何启动和延续癌症中的乳酸放松调控的。
这篇论文将训练中运动员肌肉的变化与发展中的癌症进行了比较。
“在高强度运动中,工作肌肉显示出许多与癌细胞相同的代谢特征,”前职业自行车手、环法自行车手生理学家圣米兰解释说。肌肉吸收了大量的葡萄糖,将其转化为线粒体内的能量,并产生超过身体立即可以清除的乳酸盐。
布鲁克斯的研究表明,在一个健康的人体内,身体会循环利用乳酸盐,将其转化为大脑、肌肉和器官的主要燃料来源,从而阻止乳酸盐的积累。
作者认为,在癌症中,这个循环系统被破坏了。
San Millan假设,虽然经常锻炼的人患癌症的风险较低——部分原因是他们的身体能够更有效地清除乳酸——但久坐不动的生活方式,加上过量的糖摄入,可能会加速乳酸的积累,并启动代谢紊乱,从而导致癌症。
作者希望癌症研究人员将这篇论文作为进一步研究的起点。圣米兰已经在研究乳腺癌细胞系,今年夏天他将与科罗拉多大学医院(University of Colorado Hospital)合作,研究个性化锻炼计划对癌症患者的影响。
最终,他希望这篇论文能够为癌症患者带来新的锻炼和饮食处方,新的诊断工具,可以使用不受管制的乳酸信号作为酝酿中的癌症的标志,或者针对MCT转运体的新药,这些转运体负责将乳酸在细胞之间运输。
“我们希望为研究界敲响警钟,停止研究癌症你必须停止摄入乳酸,”他说。“有很多方法可以做到这一点。”