Тесная связь между ростом и сигналами о доступности питательных веществ стала потрясающим откровением. Это стало практически полным сдвигом парадигмы понимания некоторых видов рака у людей, особенно тех, что связаны с ожирением – вроде рака груди и кишечника. Рост и питание (метаболизм) теперь оказались неразрывно связаны благодаря сенсору питательных веществ – инсулину. Болезнь избыточного роста (рак)
Инсулин – это не только сенсор питательных веществ, но и важный фактор роста. Таким образом, гиперинсулинемия избыточно стимулирует сигнальные пути роста и приводит к предрасположенности к болезням избыточной пролиферации. Кроме того, инсулин особенно полезен для раковых клеток, которые испытывают повышенную потребность в глюкозе из-за сравнительно неэффективного метода ее переработки – гликолиза. Ожирение и диабет 2-го типа, прототипические болезни гиперинсулинемии, значительно повышают риск рака. Мы наконец начали понимать, какой же аспект рациона питания больше всего влияет на развитие рака. Не клетчатка. Не жиры. Не дефицит витаминов. Это оказался сенсор питательных веществ, инсулин.
Беркитт в 1973 году отмечал, что в Африке болезни цивилизации, в том числе и рак, сначала появились у представителей высших социоэкономических классов и в крупных городах, где легче достать импортную переработанную еду. Между 1860 и 1960 гг. употребление жиров выросло менее чем на 50 %, а вот употребление сахара – более чем вдвое. Проблема, как он предполагал, заключается в следующем: «Первое изменение в традиционном рационе питания – это обычно добавление сахара. За этим следует отказ от белого хлеба в пользу… зерновых хлопьев»[309]
. Пока диетологическое сообщество старательно демонизировало пищевые жиры, научные данные прямо указали на сахар и рафинированные злаки, употребление которых приводит к гиперинсулинемии. Доктор Льюис Кэнтли несколько десятилетий спустя сказал: «Сахар меня пугает».В далеком уголке Эквадора живет община из примерно 300 человек-носителей редкой болезни – синдрома Ларона; эту общину основала в XV в. группа евреев, сбежавших от преследования испанской инквизиции. Из-за географической изоляции пришлось прибегать к близкородственным бракам, и это привело к избыточной экспрессии редких генов – в биологии это известно как «эффект основателя». В данном случае, как считается, все носители синдрома Ларона произошли от одного общего предка, потому что у всех них есть общая редкая мутация, которая вызывает низкорослость – карликовость. Их средний рост – всего 120–130 см, но в остальном они сложены пропорционально[310]
. И, что еще удивительнее, эта община обладает почти полным иммунитетом к раку!Карликовость обычно вызывается низким уровнем гормона роста (ГР), который стимулирует увеличение роста, типичное для полового созревания. ГР стимулирует производство в печени инсулиноподобного гормона роста (ИФР-1), который передает сигнал «расти» остальным системам организма. Как понятно из названия, ИФР-1 и инсулин очень похожи друг на друга химически. У людей с карликовостью Ларона нет проблем с гормоном роста, но у них не вырабатывается ИФР-1 из-за мутации гена, отвечающей за рецепторы ГР, и поэтому они остаются низкорослыми. Но, к счастью для нас, история карликов Ларона на этом не закончилась.
В 1994 году эквадорский ученый Хайме Гевара-Агирре заметил, что заболеваемость раком у карликов Ларона составляет меньше 1 % – для сравнения у их родственников, у которых карликовость не проявилась, этот показатель составляет 20 %. Повторное исследование, проведенное в 2016 году, тоже не обнаружило рака[311]
. Что интересно, эти люди были защищены и от еще одной ужасной болезни: диабета. Гевара-Агирре находил у них ожирение, но ни диабета, ни рака у них не было[312]. Без ИФР-1, стимулирующего рост, риск рака значительно снижался.Что же еще повышает уровень ИФР-1, кроме гормона роста, количество которого обычно стабильно? Вы уже наверняка угадали ответ на этот вопрос: инсулин[313]
. Сигнальные сети и инсулина, и ИФР-1 работают через сигнальный путь PI3K, и они так тесно переплетены, что в научных публикациях их обычно рассматривают вместе. Избыток инсулина или ИФР-1 означает избыточный рост, а это подталкивает нас к раку – например раку груди, эндометрия[314], простаты и кишечника[315]. В исследованиях на клеточных культурах добавление ИФР-1 ускоряло миграцию и метастаз клеток рака кишечника – иными словами, создавало плодородную почву для распространения рака[316]. Повышенный уровень ИФР-1 ассоциируется с повышением на 247[317] – 251 % риска развития рака кишечника[318].Но инсулин/ИФР-1 – это не единственный сенсор питательных веществ в человеческом организме. И даже не самый древний. Эта честь принадлежит mTOR, мишени рапамицина млекопитающих.
17
Сенсоры питательных веществ