Cos’è una dieta chetogenica?
Una dieta chetogenica è costituita da un alto contenuto di grassi, con contenuto di proteine da moderato a basso, e carboidrati molto bassi, che costringe il corpo a bruciare grassi invece del glucosio per la sintesi di adenosina trifosfato (ATP). Generalmente, il rapporto in peso è 3: 1 o 4: 1 grasso per carboidrati + proteine, producendo una dieta che ha una distribuzione di energia di circa l’8% di proteine, 2% di carboidrati e 90% di grassi.
Quando un individuo assume una dieta chetogenica, il metabolismo dei grassi avviene attraverso l’ossidazione degli acidi grassi da parte del fegato, producendo i corpi chetonici tra cui acetoacetato, β-idrossibutirrato e acetone. I chetoni vengono trasportati nel sangue verso i tessuti dove vengono convertiti in acetil-CoA, un substrato nella prima fase del ciclo dell’acido citrico. Il basso tenore di carboidrati della dieta chetogenica può causare una modesta riduzione del glucosio nel sangue e un maggiore controllo glicemico complessivo con conseguente riduzione dei livelli di emoglobina A1C. Questo trattamento può anche stimolare la gluconeogenesi nell’uomo per compensare il calo dei livelli di glucosio nel sangue. L’aderenza e l’efficacia delle diete chetogeniche possono essere monitorate misurando il siero e l’β-idrossibutirrato di urina.
Diete chetogeniche nella terapia del cancro
Recentemente, le diete chetogeniche sono state studiate come coadiuvanti nella terapia del cancro sia nei modelli animali che nelle segnalazioni di casi umani. Ulteriori studi hanno dimostrato che le diete chetogeniche riducono la crescita del tumore e migliorano la sopravvivenza in modelli animali di glioma maligno, cancro del colon, cancro gastrico e cancro alla prostata. Inoltre, sono state ipotizzate diete chetogeniche, con alcune evidenze a supporto, per potenziare gli effetti della radiazione in modelli di glioma maligno, nonché in modelli di cancro del polmone non a piccole cellule. Il digiuno, che induce anche uno stato di chetosi, ha dimostrato di migliorare la capacità di risposta alla chemioterapia nei modelli pre-clinici di terapia del cancro e di migliorare forse alcuni dei normali effetti collaterali del tessuto osservati con la chemioterapia. Si dice anche che i cicli di digiuno ritardano la crescita dei tumori e sensibilizzano una gamma di tipi di cellule cancerose alla chemioterapia.
Proposto meccanismo d’azione della dieta chetogenica nel cancro
La maggior parte delle terapie contro il cancro sono progettate per trarre vantaggio dalle differenze metaboliche e fisiologiche che esistono tra le cellule tumorali e quelle normali. Rispetto alle cellule normali, le cellule tumorali mostrano un aumento del metabolismo del glucosio e alterazioni del metabolismo ossidativo mitocondriale che si ritiene siano il risultato dello stress ossidativo metabolico cronico. I mitocondri sono coinvolti nella regolazione della produzione di energia cellulare attraverso il processo di fosforilazione ossidativa in cui l’attività della catena di trasporto degli elettroni (ETC) viene utilizzata nella generazione di ATP cellulare. Dati precedenti suggeriscono che la suscettibilità del DNA mitocondriale alle mutazioni è in gran parte dovuta all’aumento dei livelli di ROS in questo organello. Inoltre, studi recenti hanno dimostrato che le cellule di carcinoma mammario e del colon dimostrano livelli di ROS costantemente aumentati rispetto al colon normale e alle cellule del seno.
Queste differenze erano ancora più pronunciate in presenza di bloccanti dell’ETC mitocondriale, il che suggerisce la presenza di ETC mitocondriali disfunzionali come principale fonte di elevata produzione di ROS nelle cellule cancerose .
Dipendenza da glucosio delle cellule tumorali
La glicolisi media la degradazione enzimatica del glucosio in piruvato, che in presenza di ossigeno viene convertito in acetil-CoA ed entra nel ciclo dell’acido citrico nei mitocondri. In assenza di ossigeno, il piruvato viene alternativamente convertito in lattato. Le cellule normali collegano la produzione di piruvato alla respirazione mitocondriale per generare efficientemente ATP attraverso la fosforilazione ossidativa e solitamente dimostrano bassi livelli di glicolisi e produzione di lattato. In contrasto con le cellule normali, le cellule tumorali dimostrano un aumento del consumo di glucosio, anche in presenza di ossigeno che è stato suggerito a causa della respirazione mitocondriale difettosa che richiede un aumento della glicolisi come risposta compensatoria.
Numerosi studi sugli animali negli ultimi 60 anni hanno non solo confermato l’osservazione dell’aumento del consumo di glucosio nelle cellule tumorali, ma hanno anche dimostrato l‘importanza del glucosio per la sopravvivenza e la metastasi del tumore.
Le diete chetogeniche aumentano lo stress ossidativo delle cellule tumorali
Le diete chetogeniche possono agire come terapia adiuvante per il cancro attraverso due diversi meccanismi che aumentano lo stress ossidativo all’interno delle cellule tumorali.
Il metabolismo lipidico limita la disponibilità di glucosio per la glicolisi limitando la formazione di piruvato e glucosio-6 fosfato che può entrare nella via del pentoso fosfato formando NADPH necessario per ridurre gli idroperossidi. Inoltre, il metabolismo lipidico costringe le cellule a ricavare la loro energia dal metabolismo mitocondriale. Poiché si ritiene che le cellule tumorali abbiano ETC mitocondriali disfunzionali, con conseguente aumento di una riduzione di elettroni di O 2. Per la produzione di ROS, si prevede che le cellule tumorali sperimenteranno in modo selettivo lo stress ossidativo, rispetto alle cellule normali, quando il metabolismo del glucosio è limitato nel caso di alimentazione di diete chetogeniche. Simile al metabolismo dei grassi, la produzione di energia derivata dalle proteine, come nella glutaminolisi, costringe le cellule a ricavare la loro energia dal metabolismo mitocondriale e ci si aspetta che aumenti lo stress ossidativo delle cellule cancerogene. Tuttavia, molti aminoacidi entrano nel ciclo acido citrico attraverso l’alfa-cheto-glutarato che può essere sottoposto a gluconeogenesi consentendo la produzione di NADPH. Pertanto, il metabolismo proteico potrebbe non portare agli stessi livelli di stress ossidativo delle cellule tumorali come il metabolismo dei grassi.
Prove di diete chetogeniche che aumentano lo stress ossidativo delle cellule cancerogene sono presenti sia clinicamente che in modelli animali.
Potenziali rischi delle diete chetogeniche
Le diete chetogeniche sono state riconosciute efficaci nel controllare le convulsioni e nell’indurre la perdita di peso, ma è stato suggerito che possono causare alcuni potenziali effetti collaterali. Gli effetti collaterali acuti del consumo elevato di grassi sono in genere letargia, nausea e vomito dovuti all’intolleranza della dieta, specialmente nei bambini. I bambini possono essere inclini all’ipoglicemia a causa del basso apporto di glucosio e nausea. Al contrario, il disagio gastrointestinale è un effetto collaterale comune negli adulti a causa dell’alto contenuto di grassi della dieta. Uno studio pilota prospettico sulle diete chetogeniche ha riportato un aumento sostanziale e progressivo dei livelli di colesterolo nei pazienti dopo 1 anno. Studi precedenti hanno anche riportato alcune carenze di minerali in tracce come il selenio, il rame e lo zinco nei livelli sierici di pazienti con diete chetogeniche, suggerendo che è necessaria un’adeguata integrazione di oligoelementi nella dieta.
Sebbene non siano stati segnalati cambiamenti avversi gravi nel consumo a lungo termine di una dieta chetogenica, anche il danno renale dovuto all’escrezione di prodotti di rifiuto azotati è un possibile effetto collaterale. Mentre nessuno studio riporta un danno renale assoluto associato all’uso di dieta chetogenica, il 6% dei casi che coinvolgono bambini con epilessia intrattabile hanno segnalato la presenza di calcoli renali dopo aver assunto la dieta chetogenica per 1-5 anni. La maggior parte degli studi che esaminano gli effetti avversi delle diete chetogeniche sono stati condotti in bambini con epilessia che avevano prolungato il consumo della dieta per un periodo di 1-6 anni. La maggior parte degli effetti avversi riportati nei bambini si verifica solo nei pazienti che seguono una dieta chetogenica per più di 1 anno e comprendono ipertrigliceridemia, diminuzione della crescita (diminuzione dei livelli del fattore di crescita insulino-1) e progressiva perdita di contenuto minerale osseo. Inoltre, gli effetti avversi più gravi delle diete chetogeniche possono essere prevenuti o corretti con misure appropriate come integratori vitaminici, valutazione della funzionalità ossea e uso di citrato di potassio per via orale per ridurre il rischio di calcoli renali.
Al contrario, gli studi sulle diete chetogeniche negli adulti mostrano effetti collaterali minori. In uno studio di 6 mesi sugli adulti con diete chetogeniche a basso contenuto di carboidrati, gli unici effetti avversi rilevati sono stati un aumento dei livelli di colesterolo LDL (bassa densità), tremori e disagio. Un altro cambiamento atteso associato alle diete chetogeniche è l’aumento dei chetoni del sangue. Ciò solleva qualche preoccupazione nei pazienti diabetici che presentano un aumentato rischio di sviluppare chetoacidosi, una condizione potenzialmente pericolosa per la vita. Tuttavia, il livello di chetoni nel sangue come risultato della dieta chetogenica nella maggior parte dei pazienti adulti è modesto e non è accompagnato da un alto livello di glucosio nel sangue e presenta quindi un basso rischio di chetoacidosi.
Conclusioni
Nonostante i recenti progressi nella chemio-radiazioni, la prognosi per molti malati di cancro rimane scarsa e la maggior parte dei trattamenti attuali sono limitati da gravi eventi avversi. Pertanto, vi è un grande bisogno di approcci complementari che hanno una tossicità limitata del paziente, mentre aumentano selettivamente le risposte terapeutiche nel cancro rispetto ai tessuti normali. Le diete chetogeniche potrebbero rappresentare una potenziale manipolazione dietetica che potrebbe essere rapidamente implementata allo scopo di sfruttare le differenze metaboliche ossidative intrinseche tra cellule tumorali e cellule normali per migliorare gli esiti terapeutici standard aumentando selettivamente lo stress ossidativo metabolico nelle cellule tumorali.in corso.
Fonte, Redox Biology
