Биологи объяснили, как занятия спортом помогают в борьбе с раком

Медики давно заметили, что у онкологических больных, занимающихся спортом, прогноз обычно оптимистичнее, нежели у пациентов, которые избегают физической нагрузки. Известно, что активность благотворно влияет на иммунную систему и повышает способность организма подавлять и предотвращать рост опухолей. Однако до сих пор не было понятно, отчего и благодаря какому механизму упражнения обладают таким защитным действием.

Авторы нового исследования — ученые из Каролинского института в Швеции — предложили свое объяснение того, почему спорт необходим раковым больным. Их работа опубликована в журнале eLife.

«Упражнения имеют широкий спектр эффектов. В моделях на животных повторяющиеся физические нагрузки снижают прогрессирование злокачественной опухоли, а с клинической точки зрения упражнения способны улучшить прогноз для онкологических больных. <…> Один из отличительных признаков рака — способность раковых клеток уклоняться от обнаружения иммунной системой, что в некоторых случаях способно помешать организму уничтожить такие клетки», — пишут биологи.

Чтобы понять, как физически упражнения помогают иммунной системе противодействовать прогрессированию опухолей, ученые провели опыты на мышах. Грызунов с раком распределили на две группы: первая регулярно тренировалась на колесе, а вторая оставалась неактивной. «Когда мыши тренировались, рост опухоли замедлялся, и это снижение зависело от уровней определенного типа иммунных клеток — CD8+ (трансмембранный гликопротеин, служащий корецептором Т-клеточных рецепторов. — Прим. ред.) и Т-клеток, циркулирующих в крови (Т-лимфоциты, ответственные за разрушение специфических чужеродных клеток, несущих маркеры (сигналы) для разрушения иммунной системой. — Прим. ред.)», — объясняют авторы статьи.

Биологи также обнаружили, что CD8 + Т-клетки становятся более эффективными за счет молекул, которые мышцы высвобождают в кровь во время интенсивных упражнений: после физической нагрузки белые кровяные тельца изменяют то, как они используют молекулы для производства энергии. Кроме того, ученые ввели Т-лимфоциты «активных» грызунов животным, которых не подвергали тренировкам, — это повысило их выживаемость и замедлило прогрессирование опухоли.

«Чтобы определить роль увеличения популяции цитотоксических Т-клеток в замедлении роста опухоли во время спорта, мы истощили CD8 + Т-клетки с помощью еженедельных инъекций антител к CD8 мышам из обеих групп. Истощение сократило популяцию CD8 как в селезенке, так и в опухоли, и значительно снизило положительный эффект упражнений как на рост опухоли, так и на долгосрочную выживаемость. Таким образом мы продемонстрировали роль цитотоксических Т-клеток в подавлении роста опухоли с помощью упражнений на этой модели», — добавили ученые.

Взяв образцы Т-клеток, крови и тканей мышей после тренировок, биологи измерили уровни общих метаболитов, которые вырабатываются в мышцах и выводятся в плазму в больших количествах при нагрузке. Некоторые из этих метаболитов, в частности лактат (производная молочной кислоты), изменяли метаболизм Т-клеток и повышали их активность. 

Свою гипотезу ученые отчасти проверили и на людях: они взяли образцы крови у восьми здоровых мужчин, которые до этого на протяжении получаса катались на велосипеде: так выяснилось, что те же метаболиты, вырабатываемые после тренировки, выделяются у людей.

«Физические упражнения влияют на выработку нескольких молекул и метаболитов, которые активируют иммунные клетки, борющиеся с раком, и тем самым подавляют рост опухолей. Мы надеемся, что полученные результаты будут способствовать более глубокому пониманию того, как наш образ жизни влияет на иммунную систему, и помогут получить информацию о разработке новых методов иммунотерапии против рака», — подытожила Хелен Рундквист, старший научный сотрудник отдела лабораторной медицины Каролинского института и ведущий автор исследования.