2020
https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/2050312120926877
A review of nutrition and dietary interventions in oncology
암 진단을 받을 때 많은 환자들이 생활습관 개선이 종양 진행을 늦추는 방법에 대해 문의합니다.
칼로리 제한(CR)은 실험 동물 모델에서 암을 예방하고 수명을 연장하기 위한 잘 확립된 식이 중재입니다..
또 다른 관심 식단은 완전채식으로, 전립선암 연구에서 종양 표지자를 감소시키고 종양 세포 성장을 억제하는 것으로 나타났습니다.
암 대사
악액질은 질병 관련 낭비 상황에서 비자발적 체중 감소의 필수 구성 요소입니다.
그것은 더 나아가 여전히 광범위하게 단백질, 특히 골격근의 염증 관련 소모 및 에너지 저장 손실로 정의됩니다.
특별한 경우로 암 유발 악액질은 암 환자의 50%에서 나타나는 다인성 대사 장애로 설명됩니다.
정확한 기전은 아직 불분명하지만 에너지 소비의 증가, 간 포도당 신생합성, 지방 지방 분해 및 골격근 단백질 분해로 인해 치료 전반에 걸쳐 점진적인 체중 감소가 나타나는 것으로 생각됩니다.
앞서 언급한 바와 같이 이 현상을 더욱 복잡하게 만드는 것은 이 자가 이화 작용 과정이 완전한 영양이나 보충제에 의해 역전되지 않는다는 것입니다.
종양 표현형과 숙주 유전자형 사이의 관계는 동일한 악성 종양을 가진 개인 간에 악액질 정도의 이질성을 초래할 가능성이 있다는 점에 주목하는 것이 중요합니다.
진단 전에도 대부분의 암 환자는 상당한 정도의 이화작용으로 근육과 지방이 고갈되는 것을 겪을 것입니다. 반면에 거식증 환자에서는 지방 조직이 주로 소모됩니다.
Warburg 효과로 알려진 현상에서 종양 세포는 저산소증 유발 인자-1α(HIF-1α)와 같은 해당 작용의 주요 조절자를 선택적으로 상향 조절합니다.
HIF-1α는 3가지 주요 과정을 유도합니다.
(2) 증가된 피루브산 탈수소효소 키나제 생산은 젖산의 피루브산으로의 증가된 전환을 초래하고 크렙스 회로에 필요한 아세틸 CoA의 생산 감소를 초래합니다(하나의 ATP와 3개의 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(NADH) 생산); 및
(3) 증가된 젖산 탈수소효소 생성은 젖산염에서 피루브산으로의 전환을 증가시키며, 이는 간에서 포도당신생합성의 주요 기질로 작용합니다.
해당과정을 통한 증가된 젖산 생산은 또한 전신적으로 방출되며, 여기서 무익한 젖산-포도당 션트 또는 코리 회로로 알려진 ATP 소모 과정에서 포도당 신생합성을 겪습니다.
전반적으로, 이러한 과정은 전반적인 에너지 결핍 상태를 촉진하여 지방 분해 및 단백질 분해를 유발하고 결국에는 악액질을 유발합니다.
종양 증식 동안 발생하는 전신 염증은 악액질에 기여하는 것으로 생각됩니다.
C-반응성 단백질 및 피브리노겐과 같은 염증 유발 마커의 증가는 암 및 만성 질환에서 근육 소모 정도와 양의 상관관계가 있습니다.
종양 괴사 인자-알파(TNF-α), 인터루킨-1(IL-1) 및 인터루킨-6(IL-6)을 포함한 사이토카인은 지속적인 염증에 기여하고 포도당 신생합성, 지방분해 및 단백질 분해 속도 증가 .
쥐의 IL-6 차단은 단백질 분해의 약화로 이어지고 TNF-α 차단은 쥐 모델의 이화작용을 감소시킵니다.
관심있는 또 다른 호르몬은 식욕을 감소시키고 에너지 소비를 증가시키는 말초 신호를 담당하는 백색 및 갈색 지방세포에서 주로 생성되는 단백질인 렙틴입니다.
음식 섭취 감소는 일반적으로 렙틴 생성을 억제하지만 식욕 부진은 지방 조직 및 혈장의 렙틴 수치 증가와 관련이 있습니다.
여러 저자가 암 환자의 순환 렙틴 수치가 낮거나 감지할 수 없다고 보고했으며, 이는 렙틴 조절 장애의 정도를 시사합니다.
항 대사 약물과 영양 결핍에 미치는 영향
암 화학 요법은 DNA 또는 단백질 합성을 억제하거나 필수 미량 영양소를 제한하여 빠르게 분열하는 세포를 표적으로 삼아 세포 사멸을 초래합니다.
식이요법
서양식 식단
CR
소개
CR은 영양실조를 일으키지 않으면서 대사 프로파일을 개선하기 위해 약 30%의 식이 섭취 감소로 정의됩니다.
암 치료에 통합될 수 있는 잠재적으로 강력한 식이 요법으로 가정되었습니다.
CR의 기전은 비만으로 인한 과도한 지방이 산화 스트레스, 염증 및 성장 인자의 수준을 증가시킬 수 있다는 개념에서 비롯되며, 이는 모두 종양 발생에 촉진 효과를 가질 수 있습니다.
따라서 CR로 인한 음의 순 에너지는 염증 및 성장 인자 생성을 감소시켜 종양 세포의 신생물 활성을 억제할 수 있습니다.
이와 같이 CR의 유용성은 현재의 항종양 요법의 효능을 개선하고 반응을 증가시키는 강력한 옵션으로 추진력을 얻고 있습니다.
제안된 메커니즘
CR은 다양한 성장 인자의 수준을 변경하여 종양 진행에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
가장 잘 연구된 성장 인자는 성장 호르몬에 의해 상향 조절되고 다른 동화 호르몬과 함께 작용하여 에너지 대사 및 증식을 상향 조절하는 IGF-1입니다.
쥐 모델에서 CR은 쥐에서 IGF-1을 약 30%-40% 감소시키는 것으로 나타났습니다.
IGF-1은 여러 악성 종양의 증식 프로파일에서 역할을 하며, CR은 알려진 종양 자극 성장 인자를 감소시키기 위한 예방 및/또는 보완 접근 방식일 수 있습니다.
IGF-1은 주로 세포 증식 및 성장을 조정하는 두 가지 주요 경로인 Ras/MAPK(미토겐 활성화 단백질 키나제) 및 포스파티딜이노시톨 3-키나제(PI3K)/단백질 키나제 B(AKT, 그림 1 )의 조절에 관여합니다.
Ras/MAPK의 활성화는 세포 성장에 관여하는 전사 인자를 촉진하는 반면, PI3K/AKT의 활성화는 세포자멸사를 감소시킵니다.
CR은 IGF-1의 혈청 수준을 감소시켜 종양 성장과 발달을 모두 억제하는 Ras/MAPK 및 PI3K/AKT 경로 모두의 하향 조절을 유발하는 것으로 나타났습니다.
또한 CR은 IGF-1 수준의 하향 조절을 통해 인슐린 감수성을 개선하고 내당능을 개선하는 것으로 나타났습니다.
따라서 CR은 인슐린 감수성을 촉진하여 혈청 혈당을 감소시키고 IGF-1 수준을 감소시켜 암세포 증식을 유도하는 메커니즘 중 하나를 완화할 수 있습니다.
그림 1. 암과 관련된 증식 경로에 대한 식이 효과.
식이 개입은 증식과 세포 사멸 경로 사이의 복잡한 상호 작용에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.
에너지 대사 및 증식을 상향 조절하는 동화 호르몬으로 작용하는 성장 인자인 IGF-1은 수많은 암 모델에서 철저히 연구되었습니다.
Ras/MAPK의 활성화는 세포 성장에 관여하는 전사 인자를 촉진합니다.
반대로, PI3K/AKT 경로는 자가포식의 mTOR 억제를 통해 세포자멸사를 감소시킵니다.
칼로리 제한, 간헐적 단식 및 케톤 생성식이 요법은 IGF-1 수치를 감소시켜 Ras/MAPK 및 PI3K/AKT 증식 경로를 모두 억제하는 것으로 나타났습니다.
칼로리 제한과 간헐적 단식은 mTOR 경로를 직접적으로 억제하는 것으로 나타났습니다.
따라서 autophagy 경로의 억제를 완화하여 apoptosis를 유발합니다.
반대로 간헐적 단식은 빠르게 성장하는 암세포에서 mTOR가 자가포식을 중단하는 것을 억제하는 AMPK를 활성화하는 것으로 나타났습니다.
마지막으로, 케톤 생성 식단은 mTOR 및 IGF-1 경로를 억제하고 케토시스를 촉진하여 포도당의 가용성을 감소시키고 산화적 인산화보다 HMP 션트에 의존하게 만듭니다.
케톤 생성 식단에서 포도당이 부족하면 비악성 세포가 케톤을 활용하여 케톤증이 발생하는 동안 생존할 수 있는 반면 암세포는 포도당 가용성 부족으로 인해 에너지원이 “굶주리게” 됩니다.
케톤 생성식이 요법은 mTOR 및 IGF-1 경로를 억제하고 케토시스를 촉진하여 포도당 가용성을 감소시키고 산화적 인산화보다 HMP 션트에 의존하게 만듭니다.
케톤 생성 식단에서 포도당이 부족하면 비악성 세포가 케톤을 활용하여 케톤증이 발생하는 동안 생존할 수 있는 반면 암세포는 포도당 가용성 부족으로 인해 에너지원이 “굶주리게” 됩니다.
CR의 유용성은 국소 세포독성 요법으로 보완될 때 더욱 향상될 수 있습니다.
이러한 CR의 시너지 잠재력은 표준 요법을 받는 환자의 결과를 개선할 수 있는 특히 강력한 도구입니다.
비만과 관련된 또 다른 성장 인자는 세포 증식을 활성화하고 혈관 신생, 발암 및 사이토카인 생산에 영향을 미치는 백색 지방 조직에서 생성되는 호르몬인 렙틴입니다.
CR은 인슐린 감수성을 개선하고 항염증 및 항증식 특성을 촉진하는 것으로 밝혀진 또 다른 성장 호르몬인 아디포넥틴의 혈청 수준을 증가시키면서 렙틴 방출을 감소시키는 것으로 나타났습니다.
이전에 언급한 바와 같이, 렙틴은 암 진행을 촉진하는 증식 및 혈관신생 효과를 가질 수 있습니다.
CR은 혈청 렙틴 수치를 감소시킬 수 있기 때문에 이 개념은 유방암에 적용되어 렙틴이 종양 증식을 담당하는 신호 전달 경로의 조절을 통해 전-발암성 효과를 가질 수 있음이 나타났습니다.
게다가, 메타 분석은 상승된 렙틴 수치가 유방암의 전이에 중요한 역할을 할 수 있음을 발견했습니다.
전반적으로 CR은 혈청 렙틴 수치에 미치는 영향으로 인해 암 환자에서 보조제로 활용될 수 있습니다.
CR은 또한 종양 증식을 억제하기 위해 autophagy의 메커니즘을 표적으로 합니다.
Autophagy는 이론상 종양 세포 사멸을 증가시켜 종양 증식을 억제할 수 있는 기아와 스트레스에 대한 반응으로 자가 섭취하는 이화 과정입니다.
이것은 항상성 기능을 유지하는 데 필요한 세포 구성 요소의 재활용을 촉진하기 위해 비암성 세포에서 활용됩니다.
따라서 자가포식은 결함이 있는 소기관을 분해하고 잘못 접힌 단백질을 제거하며 중요하지 않은 세포 구성요소를 중요한 단백질을 복구하기 위한 대체 에너지원으로 소화하는 메커니즘을 제공합니다.
CR은 자가포식을 더욱 촉진하고 스트레스 노출 시 항상성 유지를 도울 수 있음이 밝혀졌습니다.
자가포식의 균형은 AMP 활성 단백질 키나아제(AMPK)/라파마이신의 포유동물 표적(mTOR) 축의 영향을 받고 있습니다.
IGF-1은 세포 증식을 촉진하고 자가포식을 억제하는 mTOR를 활성화하는 반면, AMPK는 mTOR를 억제하는 것으로 나타났습니다.
CR은 AMPK를 활성화하여 전신적인 자가포식 활성을 유도하는 것으로 나타났습니다.
양성 세포에서 autophagy의 역할은 잘 확립되어 있지만 암 세포에서 autophagy의 기능은 불분명합니다.
암 세포에서 감소된 자가포식의 맥락에서 주변 기질 세포에서 자가포식의 상향조절은 종양 억제 및 촉진 모두로 제안되었습니다.
반대로, 일부에서는 확립된 암세포가 대신 CR 동안 자가포식을 상향 조절하여 TNF-α 유도 세포자멸사 회피 및 세포 생존을 촉진할 수 있다고 제안합니다.
CR 유도 자가포식이 종양 형성에 어떻게 기여하는지 더 잘 이해하려면 증식 경로에 대한 기본 효과에 대한 추가 연구가 필수적입니다.
혈관신생 및 염증은 종양 증식과 관련이 있는 것으로 나타났으며 CR은 이러한 과정을 모듈화하여 항종양 효과를 발휘하는 것으로 나타났습니다.
CR은 혈관 신생을 촉진하여 종양 세포의 전이 확산을 허용하는 사이토카인 인 플라스미노겐 활성화제 억제제 1(PAI-1) 및 혈관 내피 성장 인자(VEGF) 의 발현을 감소시키는 것으로 나타났습니다.
CR은 또한 지방 조직의 절대량을 감소시켜 만성 염증 수준을 감소시킵니다.
지방세포가 과도하게 존재하면 불충분한 관류로 인한 저산소증 및 괴사의 위험이 있습니다.
유리 지방산은 괴사 조직에서 빠져나와 세포 증식 및 전이를 위한 유전자 발현을 유도하는 전사 인자인 핵인자 카파 B(NF-κB) 또는 염증성 지질 대사산물의 생산을 증가시키는 COX-2와 같은 염증성 사이토카인을 방출할 수 있습니다.
CR은 혈관신생 및 염증 억제를 통한 종양형성의 강력한 억제 조절제인 것으로 나타났습니다.
제한 사항
CR의 주요 관심사 중 하나는 악액질의 위험입니다.
극도의 악액질은 환자의 면역 체계와 대사 상태 사이의 변화와 관련이 있습니다.
또한 CR은 환자에서 효과가 관찰되기까지 몇 개월이 필요할 수 있습니다.
따라서 이미 현저하게 저체중이고 영양실조의 위험이 있는 환자의 체중 감소를 잠재적으로 악화시킬 수 있습니다.
결과적으로 종양학 환자는 일반적으로 치료로 인한 체중 감소를 방지하기 위해 음식 섭취를 늘리도록 권고되기 때문에 CR의 실용성을 평가하기가 어렵습니다.
따라서 간헐적 단식(IF), 금식 모방 식이 또는 케톤 생성 식이(KD)와 같은 체중 감소 가능성이 낮은 다른 식이 중재가 암 치료에서 식이 중재의 대체 형태로 탐색되었습니다.
CR 모방체는 식이 제한 없이 CR 동안 설명된 유익한 효과를 이용하는 보충제 또는 약물입니다.
예를 들어, 메트포르민은 AMPK(5' AMPK) 경로를 활성화하고 항종양 활성과 관련되어 있는 위에서 설명한 제안된 CR 메커니즘과 유사한 방식으로 인슐린 감수성을 증가시키는 일반적인 2형 당뇨병 약물입니다.
메트포르민은 비교적 안전한 약물입니다. 그러나 일반적인 부작용에는 저혈당이 있습니다.
IF
소개
IF는 일반적으로 16시간에서 최대 120시간 동안 열량 섭취를 완전히 중단한 다음 다시 먹이는 기간을 포함하는 식이 요법입니다.
재급식 기간 동안 사람은 특정 식품군이나 섭취할 수 있는 식품의 양에 제한을 받지 않습니다.
쥐 모델에서 IF는 유방암, 흑색종, 신경모세포종, 췌장암 및 결장직장암에 사용되는 화학요법 요법의 효능을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 흥미롭게도, IF는 "보호 효과"로서 화학요법 손상 및 스트레스 저항성으로부터 건강한 세포를 보호하여 표준 화학요법 요법의 표적 외 부작용을 감소시키는 것으로 나타났습니다.
따라서 IF의 유용성은 종양 증식을 감소시키고 치료 내성을 향상시키는 가능한 보조 식이 요법으로 부상했습니다.
제안된 메커니즘
IF의 주요 이점은 기아 동안 발생하는 생리학적 메커니즘에 기반합니다.
기아 상태의 처음 10시간 동안 신체는 섭취한 음식과 저장된 글리코겐을 주로 간에 에너지로 사용합니다.
간 저장 글리코겐이 고갈되면 근육과 지방 조직이 분해되어 대체 경로를 통해 에너지를 공급합니다.
아미노산은 근육의 분해를 통해 생성되고 지방산은 지방 조직의 분해를 통해 생성됩니다.
지방산은 케톤체로 더 분해될 수 있으며, 케톤체는 뇌를 제외한 대부분의 조직에서 에너지원으로 사용될 수 있습니다.
단식 중에 칼로리 섭취가 중단되면 정상 세포는 자원 제한으로 인해 동화 및 재생 경로에서 유지 경로로 에너지를 재할당하여 암세포의 성장 잠재력을 제한할 수 있습니다.
이러한 전반적인 동화작용 감소는 DSR(Differential Stress Resistance)이라는 현상으로 알려진 보호 상태로 이어지는 것으로 생각됩니다.
불행하게도, 신생물 세포는 악성 증식 세포 프로필의 주요 동인인 Ras/Raf/MAPK, 포스파타제 및 텐신 동족체(PTEN), PI3K와 같은 종양 유전자를 억제할 수 없습니다( 그림 1 ).
IF는 악성 세포로의 변형 및 치료 관련 독성에 대한 내성으로부터 건강한 세포를 보호하는 메커니즘일 수 있습니다.
IF는 종양 진행을 지연시키고 흑색종, 신경교종 및 유방암을 포함한 다양한 암에 대한 화학요법의 효과를 증가시키는 것으로 문헌에서 보고되었습니다.
특히, IF는 인슐린과 성장 호르몬 수치를 감소시키는 것으로 나타났으며, 이는 IGF-1 수치를 감소시켜 Ras/MAPK 및 PI3K 경로의 활성화를 감소시킵니다.
또한, IF는 세포 증식 및 단백질 합성을 억제하고 해당 작용 및 지방산 산화를 활성화하며 자가포식을 유도하는 AMPK(5' AMPK)를 활성화하는 것으로 나타났습니다.
IF는 또한 악성 세포에서 선택적으로 상향 조절되는 프로그램된 세포 사멸의 중요한 매개체인 카스파제-3의 활성화를 증가시키는 것으로 나타났습니다.
쥐 및 인간 연구에 따르면 IF가 화학 요법의 독성을 줄이고 임상 결과를 개선할 수 있습니다.
또한 낮은 혈청 포도당과 화학요법의 조합이 각각의 치료를 단독으로 수행했을 때보다 유방암 및 흑색종 암 세포의 DNA 손상을 20배 증가시키는 것으로 나타났습니다.
또 다른 연구에 따르면 화학 요법 전후 24시간 동안 쥐를 굶으면 독소루비신과 시클로포스파미드로 인한 산화 스트레스에 암세포주가 선택적으로 민감해집니다.
따라서 여러 연구에서 IF와 특정 화학 요법 사이에 상승 효과가 있을 수 있음을 보여 주었고 특정 암 유형이 IF와 같은 보조 식이 중재로부터 더 많은 이점을 얻을 수 있음을 시사합니다.
화학 요법의 심각한 부작용은 치료 요법의 전체 과정을 받는 환자의 능력을 제한할 수 있습니다.
쥐 모델에서 48-60시간 동안 IF를 받은 쥐는 마음대로 먹도록 허용된 쥐보다 에토포사이드에 대한 독성 비율이 낮았습니다.
두 사람의 코호트에서 IF는 내약성이 우수했으며 쇠약, 피로, 메스꺼움과 같은 화학요법 관련 부작용이 크게 감소한 것으로 나타 났습니다.
이러한 연구는 IF가 부작용 프로파일을 개선하여 개인이 치료 지연 또는 용량 감소 없이 완전한 화학요법 요법을 더 잘 견딜 수 있게 하여 잠재적으로 치료 효과를 촉진할 수 있음을 시사합니다.
제한 사항
IF에 대한 주요 관심사는 상당한 체중 감소 가능성입니다.
많은 암 환자들은 메스꺼움, 구토, 설사, 식욕 부진 또는 우울증을 경험하여 이미 위험에 처한 이 집단에서 영양실조로 이어질 수 있습니다.
연구에 따르면 위에서 설명한 보호 효과를 보려면 IF를 최소 24시간, 잠재적으로 최대 48시간까지 연장해야 할 수도 있습니다.
CR에서 사용되는 전반적인 칼로리 섭취 감소와 달리 IF는 엄격한 칼로리 제한을 감안할 때 영양 실조로 이어질 가능성이 있습니다.
이를 염두에 두고 기준 체중 및 진단 전 영양 상태, 특정 암 진단, 현재 사용 중인 화학 요법, 영양 결핍에 대한 개별 위험 등 다양한 이유로 일부 환자의 경우 IF의 연장된 기간이 불가능할 수 있습니다.
전반적으로 예비 결과는 대부분의 환자가 IF를 잘 견디지만 심각한 체중 감소의 위험을 무시할 수 없음을 시사합니다.
KD
소개
KD는 고지방, 중간 단백질, 저탄수화물 식단입니다.
KD의 기초는 순환 포도당을 급격히 감소시키기 위해 지방:탄수화물 및 단백질의 비율이 약 3:1 또는 4:1인 중간 내지 낮은 단백질 함량 및 매우 낮은 탄수화물 섭취로 높은 지방 소비에 중점을 두는 것입니다.
빠르게 분열하는 악성 세포의 주요 에너지원으로 생각됩니다.
1차 에너지 공급인 포도당에서 케톤체 형성으로 이어지는 지방산 산화를 통한 지방 조직의 분해인 케토시스로의 극적인 전환은 식이 케토시스로 알려져 있습니다.
케토시스는 말초 조직에 충분한 에너지를 제공하면서 종양 증식을 억제하는 것으로 가정되었습니다.
또한, CR 및 KD는 IGF-1 경로의 억제를 통해 종양 세포 증식을 극적으로 감소시키는 것으로 밝혀졌습니다( 그림 1 ).
그러나 체중 감소의 정도는 암 관련 악액질을 강화할 수 있습니다.
이로 인해 KD는 CR 및 장기간의 금식을 피하면서 대사 과정을 종양 성장에서 멀어지게 하는 대안적인 식이 요법으로 탐색되었습니다.
제안된 메커니즘
KD의 제안된 효과는 특히 포도당 대사에서 정상 세포와 암세포 사이의 많은 대사 차이에 의존합니다.
검토에 따르면 정상적인 산소가 풍부한 조건에서 포도당은 해당과정을 통해 피루브산으로 분해된 다음 아세틸 CoA로 전환됩니다.
아세틸 CoA는 미토콘드리아로 들어가 산화적 인산화로 알려진 과정에서 구연산 회로와 전자 전달 사슬을 시작하여 아데노신 삼인산 또는 ATP(글루코스 1분자당 36ATP)의 형태로 신체에 에너지를 생성합니다.
이 과정은 포도당의 가용성에 의해 주도되며 신체에서 가장 효율적인 에너지 생산 메커니즘입니다.
기능이 보존된 미토콘드리아는 이러한 과정을 통해 세포 에너지 생산을 엄격하게 조절하며 대부분의 ATP는 산화적 인산화를 통해 생산됩니다.
이것은 우리 몸의 모든 세포가 성장과 대사를 위한 에너지를 받는 기본 메커니즘이며 암세포도 예외는 아닙니다.
종양 세포는 세포가 산화적 인산화 경로를 이용하도록 유도하는 미토콘드리아 DNA 돌연변이를 가질 수 있으며, 이는 호기성 대사의 후속 부산물로서 활성 산소 종 생성 및 산화 스트레스의 증가를 초래한다고 제안되었습니다.
산소가 없을 때 피루브산은 대신 케토시스와 같은 비산화적 경로를 통해 에너지 생산을 위해 젖산으로 전환되며, 이는 산화적 인산화(글루코스 분자 1개당 ATP 2개)보다 훨씬 적은 ATP를 생성합니다.
ATP는 모든 세포, 특히 악성 세포의 대사 기계를 구동하는 데 필수적입니다.
악성 세포는 더 많은 ATP를 필요로 하기 때문에 과도한 포도당 섭취를 줄일 수 있다면 해당 경로가 우세하고 본질적으로 악성 세포를 "굶주리게"하여 세포 사멸을 초래한다고 가정되었습니다.
이것은 KD가 악성 종양을 "굶주리게" 하여 세포 증식 경로를 줄이거나 예방할 수 있다는 아이디어로 이어졌습니다.
악성 세포는 산소 상태에 관계없이 ATP 생산을 위한 산화적 인산화 대신 혐기성 해당과정이 사용되는 Warburg 효과라는 독특한 대사 패턴을 이용하는 것으로 생각됩니다.
위에서 설명한 것처럼 탄수화물이 적은 식단은 초기에 포도당 대사 속도를 증가시켜 세포가 해당 과정을 주요 에너지원으로 활용하도록 합니다.
이것은 악성 세포가 빠르게 분열하기 때문에 환자에게 유익한 것으로 생각되며 따라서 동화 대사를 구동하기 위해 에너지를 보다 효율적으로 생성하기 위해 포도당이 필요합니다.
일부 연구에 따르면 종양에 의한 포도당 흡수 및 젖산 방출은 비악성 세포의 30~43배이며, 이는 종양 세포가 산화적 인산화에 대한 포도당 가용성 부족을 보상하기 위해 케토시스를 포함한 두 경로를 모두 사용할 것임을 시사합니다( 그림 1 ).
또한, 포도당 결핍을 해결하기 위해 악성 세포 는 해당과정의 중간체인 포도당 6-인산을 보조인자 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트(NADPH) 및 리보스 5로 전환시키는 6 탄당 인산 경로( HMP shunt)에 크게 의존합니다. -인산염은 유기 과산화물을 해독하고 산화 손상을 완화합니다.
KD는 신진대사를 케토시스로 전환하여 동화작용을 제한하여 악성 세포의 성장 및 증식 경로를 억제합니다.
포도당이 제한되면 신체는 ATP 생산을 위해 포도당 대신 저장된 지방 조직을 사용해야 합니다.
장기간의 포도당 제한 후에 신체는 우선적으로 지방이 지방산 산화를 통해 대사되어 β-히드록시부티레이트, 아세톤 및 아세토아세테이트를 포함한 케톤체를 생성하는 케톤증에 들어갑니다.
케톤체는 ATP 생산을 위한 시트르산 회로에 사용하기 위해 아세틸 CoA로 전환됩니다.
이것은 포도당 가용성이 제한되어 비악성 세포가 케톤증 동안 생존하기 위해 케톤을 사용할 수 있는 환경을 만드는 KD의 중요한 기본 원칙입니다.
반면에 암세포는 포도당 가용성 부족으로 인해 에너지원이 "굶주리게" 됩니다.
따라서 KD는 두 가지 메커니즘을 통해 암세포의 산화 스트레스를 선택적으로 증가시킬 수 있습니다.
첫째, 악성 세포는 HMP 션트를 통해 해독 보조인자로 전환되는 포도당 6-인산 생성을 위해 포도당 대사에 의존합니다.
포도당이 없으면 활성 산소 종을 감소시키는 보조 인자의 공급원이 제거되어 악성 세포에서 산화 스트레스를 유발합니다.
둘째, 암 세포는 케톤의 열악한 대사자이기 때문에 KD의 강제 지방산 산화는 비악성 세포에 의해 주로 사용되는 에너지를 제공합니다.
결국 KD는 글루코스 가용성의 현저한 감소를 통해 세포에서 가장 효율적인 에너지 생산을 위한 기질을 감소시키는 동시에 해독 보조인자의 공급원을 제거함으로써 악성 세포의 산화 스트레스를 촉진합니다.
KD의 가능한 항종양 효과를 설명하는 다양한 연구가 있습니다.
부작용은 언급되지 않았습니다. 연구자들은 혈중 케톤 수치가 높아지면 체중과 근육량의 유지를 촉진하여 염증을 감소시켜 항종양 효과가 있을 수 있다고 가정했습니다.
동물 모델에서 KD의 항종양 활성의 증거에도 불구하고 인간에 대한 데이터는 부족합니다( 표 1).
제한 사항
KD의 유망한 효과에도 불구하고, 이 요법은 저혈당 외에도 혼수, 메스꺼움 및 구토를 포함한 잠재적인 부작용이 있습니다.
이러한 부작용은 보편적인 것은 아니지만 KD를 준수하는 능력을 제한할 수 있습니다.
또한 KD의 높은 지방 함량은 일부 연구에서 신장 손상과 함께 혈청 총 콜레스테롤 의 장기간 증가를 보여주는 일부 개인에 의해 잘 용납되지 않을 수 있습니다 .
또한, 일부 환자는 진행성 골 무기질 함량 손실을 경험합니다.
일부에서는 KD가 체중 감소로 이어질 수 있다고 제안하지만,더 최근의 데이터는 KD가 실제로 악액질을 예방하고 체중을 유지할 수 있음을 시사합니다.그럼에도 불구하고 KD의 유용성과 부작용을 더 자세히 설명하려면 더 많은 연구가 필요합니다( 표 2 ).
표 2 . 식이 요법의 비교.
| 서양식 식단 | 없음 | 낮은 영양밀도 전립선암, 유방암, 대장암 관련 만성질환 관련 |
| 칼로리 제한 | 산화 스트레스, 염증 및 성장 인자(즉, IGF-1 및 Ras/MAPK)의 감소 인슐린 감수성 및 포도당 내성 개선 렙틴 수치 감소 자가포식 촉진 혈관신생 감소 |
과도한 체중 감소 악액질 위험 영양실조 위험 |
| 간헐적 단식 | 개선된 화학 요법 관련 부작용과 관련됨 인슐린 감수성 및 포도당 내성 개선 성장 인자 감소(즉, IGF-1 및 Ras/MAPK) 동화 대사 감소(차별적 스트레스 저항성이라고 함) AMPK 증가 |
과도한 체중 감소 악액질 위험 영양실조 위험 |
| 케톤 생성 식단 | 케톤증 증가 염증 및 성장 인자 감소(즉, IGF-1) 종양 형성 억제 Warburg 효과 활용 암세포의 선택적 증가된 산화 스트레스 |
체중 감소 저혈당, 메스꺼움, 구토 및 혼수 혈청 콜레스테롤 증가 진행성 골 손실 |
탐색 중인 기타 식이 요법
지중해식 식단
지중해식 식단(MedD)은 암 위험을 줄이는 건강식으로 주목받고 있습니다.
그것은 식물성 식품, 전곡 제품, 야채, 과일, 견과류 및 콩류의 높은 소비와 생선 및 해산물의 규칙적인 섭취로 정의되며 계란과 붉은색/가공육은 제한적입니다.
알코올 소비는 적당하며 적포도주를 선호하며 올리브 오일은 지방의 주된 형태입니다.
MedD의 추정되는 보호 효과는 단일 식이 성분 때문이 아니라 누적 패턴 때문입니다.
과일 및 채소 섭취가 많을수록 염증, 산화 환원 반응 및 항암 효과를 발휘하고 건강한 체중 관리를 촉진할 수 있는 다양한 대사 과정에 영향을 미칩니다.
통곡물에는 위장관에서 발암 물질을 결합하고 중화시키는 피트산과 섬유질이 포함되어 있습니다.
올리브 오일에는 항염 및 항산화 효과에 기여하는 폴리페놀이 포함되어 있습니다.
MedD는 염증을 유발하고 산화를 촉진하는 붉은 육류 섭취를 줄입니다.
알코올의 이점은 적당한 소비와 암 위험에 대한 증거가 혼합되어 있기 때문에 논란의 여지가 있습니다.
분명히, MedD는 암 보호 및 암 위험에 개별적인 영향을 미칠 수 있는 수많은 구성요소를 포함하는 복잡한 식단입니다.
전반적으로 MedD 준수와 암 사망률 사이에 역 연관성이 관찰되었습니다.
일본 식단
악성의 낮은 발병률은 n-3에 비해 n-6 다가불포화 지방산(PUFA)의 낮은 섭취 비율과 함께 지방과 기름의 낮은 섭취를 특징으로 하는 전통적인 일본 식단의 구성에서 비롯된 것으로 생각됩니다.
또한 야채와 식이섬유 섭취를 늘리는 것과 같은 일본 식단의 다른 구성요소는 암 발병률을 낮추는 데 기여할 수 있습니다.
흥미로운 것은 된장국으로, 미역은 위암을 예방할 수 있는 후코잔틴이 풍부한 채소입니다.
일본인들은 또한 플라보노이드가 풍부하고 항산화 효과가 있을 수 있는 녹차를 더 많이 섭취하는 것으로 나타났습니다.
콩 제품에는 유사한 유익한 효과를 가질 수 있는 이소플라본과 사포닌이 포함되어 있습니다.
일본 식이 요법의 이러한 개별 구성 요소는 암 위험에서 이 식이 요법의 보호 역할을 설정하는 것으로 가정됩니다.
일본 식단의 정확한 특성은 달성하기 어려우며, 왜 그것이 악성 종양의 낮은 발병률과 관련이 있는지는 수수께끼로 남아 있습니다.
그럼에도 불구하고, 명백한 보호 효과 뒤에 가능한 메커니즘을 설명하기 위해 추가 연구가 필요합니다.
완전채식
채식주의 식단은 식단에서 고기, 가금류 및 생선을 제거합니다.
완전 채식은 유제품이나 계란을 포함한 모든 동물성 제품을 추가로 제거합니다.
전반적으로 완전채식 식단은 섬유질, 마그네슘, 엽산, 철, 비타민 C와 E가 풍부하고 전체 칼로리, 포화 지방, 아연, 칼슘, 비타민 D, 비타민 B12가 적습니다.
이 검토에서 특히 흥미로운 점은 완전채식을 따르는 환자의 암 위험이 낮다는 것입니다.
식물성 식단의 항신생물 보호 효과에 대해 몇 가지 제안된 메커니즘이 있습니다.
완전채식을 하는 사람들의 체질량지수(BMI)는 훨씬 낮습니다.
따라서 대장암, 유방암, 전립선암과 같은 비만 관련 암의 위험이 감소합니다.
또한, 완전 채식은 섬유질, 플라보노이드 및 비타민 C 외에도 식물 화학 물질과 항산화 물질을 함유 한 과일과 채소의 비율이 높으며 모두 악성 종양 발병에 대한 보호 효과가 있다고 제안됩니다.
중요한 고려 사항은 식물에 풍부한 파이토케미칼의 섭취를 늘리고 붉은색 육류/가공육의 섭취를 줄이는 것입니다.
완전채식의 또 다른 특징은 콩과식물을 많이 섭취하는 것인데, 이는 전립선암의 위험을 감소시킬 수 있습니다.
채식주의 식단과 완전 채식주의 식단을 구별하는 요소는 후자에 계란이 없다는 것인데, 이는 췌장암 위험 증가와 관련이 있습니다.
분명히, 풍부하게 소비되는 식품과 피하는 식품으로 인한 완전채식의 누적 효과는 이 식이 요법의 잠재적인 항암 특성에 기여합니다.
전반적으로 완전채식을 따르는 것은 다양한 건강상의 이점을 제공하는 것으로 보입니다.
식물성 식단과 암 사이의 관계를 평가하는 임상 시험에서 문헌이 부족하지만, 지금까지의 데이터에 따르면 완전채식과 채식주의 식단은 그럼에도 불구하고 전체 암 위험을 10~12% 감소시켜 암을 예방합니다. 따라서 암
결론
전문 영양 그룹은 암 환자의 영양 치료에 대한 임상 지침을 발표했습니다.
이 지침에는 환자가 영양 검사 및 평가를 받고 결과를 개선하기 위해 조기 영양 중재를 받아야 한다고 명시되어 있습니다.
그러나 혁신적이거나 임상적으로 의미 있는 기술이 없는 것으로 보입니다. 그
American Cancer Society의 "Nutrition for People with Cancer" 웹사이트 페이지는 다음과 같이 선언합니다.
“영양은 암 치료의 중요한 부분입니다. 치료 중과 치료 후에 올바른 종류의 음식을 먹으면 기분이 좋아지고 강해집니다.” 물론 인터넷 자료는 환자를 대상으로 하지만 그 이상하지만 피상적인 성격이 많은 것을 말해줍니다. 표 2 ).
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