慢性乳酸暴露导致细胞中断,与癌症和可能的T2糖尿病有关
科罗拉多大学安舒茨医学院的科学家们进行的一项新研究表明,健康细胞可能需要像运动中产生的乳酸盐那样的急性量,但长期接触乳酸盐会导致细胞破坏,从而导致癌症、心力衰竭和2型糖尿病。
这项研究于上周发表在该杂志上营养学前沿.
“我们知道乳酸不仅仅是一种废品,”第一作者Iñigo San Millán说,博士,科罗拉多大学医学院助理教授和科罗拉多大学科罗拉多斯普林斯分校副教授。“它在细胞水平上具有重要的信号和调节特性。”
乳酸是葡萄糖的副产品,是细胞能量的主要来源,尤其是线粒体。在跳动的心脏、肌肉和大脑中,它是一种优于葡萄糖的燃料。这种物质也会在运动时产生,并通过线粒体迅速将其氧化,从体内迅速清除。
但San Millán和他的同事们发现,当老鼠暴露在乳酸盐中长达48小时时,它们更容易患病。
San Millán说:“我们知道,当乳酸与细胞剧烈接触时,比如在运动中,是有益的。”“但长期暴露会完全破坏细胞代谢。”
研究人员关注的是慢性乳酸暴露是否会降低心脏线粒体的活性,导致细胞破坏并导致心脏代谢不灵活。
他们发现,长期接触乳酸会导致脂肪酸运输的显著减少,线粒体膜中被称为心磷脂的关键成分的改变,以及线粒体ATP或能量产生的减少。它还会促进自由基的增加,从而导致心脏衰竭并在2型糖尿病中发挥作用。
“我们发现乳酸失调可能是疾病的主要因素,”San Millán说。“这是一个大鼠模型但我们相信在人类细胞中也会有类似的结果。”
下一步是确定与乳酸清除能力下降有关的机制。
San Millán,除了他的研究训练顶级运动员,包括去年环法自行车赛的冠军,还对乳酸和癌症之间的关系以及线粒体健康的整体重要性进行了广泛的研究。
在之前的一项研究中,他的研究小组表明乳酸可能是致癌作用的主要调节因子——致癌作用是将正常细胞变成癌细胞的过程。
“癌症细胞它们一直在产生葡萄糖,也一直在产生乳酸,而且它们永远不会像运动时那样被清除。”“正如我们最近所证明的那样,乳酸的积累调节了许多与癌症有关的关键基因的表达。”
对于San Millán来说,这取决于线粒体健康。
“我们认为,原发性线粒体损伤或功能障碍可能会导致过度乳酸积累导致疾病,”他说。“目前,我们唯一能修复线粒体功能的药物就是锻炼。”