为什么会说癌细胞爱吃糖?罹患肿瘤的狗狗需要减糖吗?

听说癌细胞爱吃糖,我的狗狗有肿瘤,是不是不能吃含糖的食物?

愈来愈多的饲主会提到这个问题,如果要了解肿瘤跟糖类之间的故事,就要先从瓦尔堡先生的故事开始说起。

正常的细胞在氧气充足的情况下,会以 有氧呼吸 的方式消耗葡萄糖产生能量,只有在缺氧的情况下才会依赖 糖解作用 代谢葡萄糖。

但肿瘤细胞生性叛逆,就算在有氧气的情况下也是靠糖解作用代谢葡萄糖,这个现象称作 有氧糖解 (aerobic glycolysis),也被称为 瓦尔堡效应 (Warburg effect),用以纪念发现这个现象的德国科学家——奥托·海因里希·瓦尔堡 (Otto Heinrich Warburg)。

好多好多的糖在这里~giphy

一样都是消耗葡萄糖产生能量, 有氧呼吸 有氧糖解 有什么差别呢?虽然只差两个字,但在产生能量的效率上却有天壤之别。

有氧呼吸的情况下,消耗一个葡萄糖大约可以产生 30 至 38 个 ATP,但在糖解作用下每消耗一个葡萄糖只能生成 2 个 ATP。

这里可以发现肿瘤细胞用一种很没效率的方式产生能量,为了获得足够的能量,当然也就只能拼命消耗掉葡萄糖,因此而给人一种「 肿瘤爱吃糖 」的印象。

肿瘤不是很厉害?为什么产生能量没效率? 难道肿瘤细胞也因为负重所以没效率吗?(乱讲)giphy

那么肿瘤细胞为何要采取这么没有效率的代谢方式呢?

这个问题你跟我想知道,《Nature Reviews Cancer》 的编辑也想知道,2004 年刊载了一篇《Why do cancers have high aerobic glycolysis?》

肿瘤在发展初期与供应氧气的血管距离过于遥远,因此肿瘤细胞便处于一个缺氧的环境,不过肿瘤细胞善于在逆境中求生存,很快就适应这种缺氧环境,肿瘤细胞开始以不需要氧气的 糖解作用 作为葡萄糖的主要代谢途径,于是生命找到了出口。

缺氧的环境训练出一批喜欢糖解作用的肿瘤细胞,纵使最后肿瘤成长茁壮蔓延到血管周围,氧气对他们来说已经不是遥不可及,但江山易改,本性难移,肿瘤细胞在有氧气的情况下,还是持续用糖解作用来分解葡萄糖(有氧糖解),最终形成了一个「喜欢吃糖的肿瘤」。

这篇 paper 其实还整理了许多分子机转来解释肿瘤细胞如何形成有氧糖解的代谢方式,以及后续对肿瘤的生长产生什么助益,不过为了避免让这篇文章从「好想告诉你」变成「好想催眠你」,欲知详情可以自行找来看看。

限制糖类是否就能控制肿瘤呢? 到底能不能吃糖呢?giphy

故事至此,肿瘤喜欢吃糖几乎是可以确定的事,那么限制糖类的摄取是否对肿瘤控制有所帮助呢?这次换 Nutrition & Metaboli *** 的编辑想知道答案。2011 年刊载了一篇《Is there a role for carbohydrate restriction in the treatment and prevention of cancer?》

碳水化合物 (carbohydrate) 是所有糖类的总称,身体摄取碳水化合物(纤维素除外)后会代谢为葡萄糖,当身体处于一个高血糖的状态便会分别诱发胰脏与肝脏分泌 胰岛素 (insulin) 与 类胰岛素生长因子 1 (insulin-like growth factor 1)。这两个激素对肿瘤具有促进生长的效果,因此若能借由控制血糖而不要让 胰岛素 类胰岛素生长因子 1 过度分泌,理论上是有可能延缓肿瘤进展。

然而这些理论大多只在肿瘤细胞培养及小鼠的肿瘤模式得到初步验证,在人类肿瘤患者身上则是效果不一。

需要强调的是, 细胞株或实验动物的肿瘤治疗效果不见得可以在人体得到相同的反应 ,这些案例只能告诉我们低糖饮食或许在某些情况下会产生效果,后续仍需要更多的临床验证才能厘清更多细节, 千万不能有「不吃糖可以饿死肿瘤细胞」的想法 ,毕竟肿瘤细胞不是省油的灯,就算没糖吃也还是会想尽办法从其他地方填饱肚子的。

有肿瘤的狗狗怎么吃才健康?

那么有肿瘤的狗狗到底需不需要低糖饮食呢?

我吃!我吃!我都吃!(非当是狗狗)giphy

2012 年 JAVMA 的文章整理了网路或书本上的肿瘤食谱以及商品化的肿瘤配方产品,其中大约有六成的配方皆以低糖(糖类卡路里占比 < 20% ME)进行设计,显然也是奉行瓦尔堡先生的遗志。

然而目前为止仍然没有实际的临床证据告诉我们低糖饮食对于犬猫肿瘤控制有所帮助,况且低糖饮食通常意味着有较高比例的脂质,要注意高脂的食物可能会引起肠胃不适的问题。

值得一提的是,这些网路或书本的肿瘤食谱以及少部分的商品化肿瘤配方并未符合美国饲料管理协会 (AAFCO) 或美国国家科学研究委员会 (NRC) 的营养需求建议,长期食用反而会有营养失衡的疑虑。

因此,在没有更明确的报告出来之前,其实可以不用纠结肿瘤的狗狗到底要不要限制糖类摄取,所谓能吃就是福,只要动物还愿意主动进食都还算是万幸,如果开始出现厌食才是真的伤脑筋!