Колоректальный рак или CRD – третий из наиболее распространенных злокачественных новообразований и первый по количеству смертей от онкологических заболеваний как у женщин, так и у мужчин.
До недавнего времени колоректальный рак считался болезнью пожилых людей, но в последние двадцать лет он быстро распространяется среди лиц моложе 50 лет.
Сегодня он может быть диагностирован у двадцатилетних. Заболеваемость этим видом рака в возрастной группе от 20 до 29 лет увеличивается на 2,4% ежегодно. Это вынуждает ученых и врачей искать новые способы предотвращения развития CRD – от более ранней диагностики до предоставления пациентам минимально инвазивных методов лечения.
Причины, вызывающие колоректальный рак
За последние двадцать лет было опубликовано множество исследований колоректального рака, демонстрирующих влияние диеты и образа жизни на развитие. Около 50-60% всех случаев связаны с такими факторами риска, как:
- курение;
- злоупотребление алкоголем;
- избыточный вес или ожирение;
- отсутствие физической активности;
- повышенное потребление красного и обработанного мяса;
- недостаток клетчатки, цельнозерновых продуктов.
Доказано, что с развитием этого вида рака связан кишечный микробиом. Известно, что изменение состава микробиома может усиливать воздействие факторов внешней среды на механизмы развития колоректального рака. Все названные выше факторы риска влияют на структуру и функцию микробиома, метаболические и иммунные пути, участвующие в развитии CRD.
Кишечный микробиом – кишечные бактерии, вирусы, грибы – играет важную роль в поддержании здоровья человека. Воздействия вредных факторов внешней среды приводят к изменениям в составе микробиома, способствующим развитию различных заболеваний.
Изменения в составе микробиома влияют на метаболическую и иммунную функции, поэтому микробиом кишечника можно использовать в качестве одного из средств профилактики колоректального рака. Количество и состав некоторых микроорганизмов у больных CRD отличается от такового у здоровых людей. Эти изменения наблюдаются на ранних стадиях канцерогенеза. Это позволяет использовать эти изменения для выявления лиц с повышенным риском развивается аденомы толстой кишки.
Изменения микробиомы у пациентов с колоректальным раком
Известно, что количество видов микроорганизмов в кишечнике человека достигает 2000, включая Furmicutes, Bacteroides, Actinobacteria и Proteobacteria.
Кишечные бактерии:
- перерабатывают непереваренные пищевые субстраты;
- синтезируют витамины;
- участвуют в формировании иммунного ответа;
- обеспечивают устойчивость слизистой оболочки;
- секретируют противомикробные вещества.
Изменение численности кишечных бактерий может привести к развитию хронического воспалительного процесса, что способствует образованию канцерогенных веществ.
У пациентов с колоректальным раком микробиом кишечника беднее, чем у здоровых людей. Характерные изменения микробного состава наблюдаются в зависимости от стадии заболевания – от аденоматозных полипов до метастатического прогрессирования заболевания.
Фузобактерии нуклеатум
В нескольких исследованиях была обнаружена ДНК и РНК фузобактерий в тканях, пораженных опухолью. В тканях, свободных от рака, их уровни были значительно ниже. Значительно больше F. Nucleatum обнаруживается в раковых тканях на поздних стадиях заболевания и у больных с локализацией опухоли в правой половине кишечника. F. Nucleatum также обнаруживается в метастазах за пределами толстой кишки.
Бактероиды ломкие
Доклинические и эпидемиологические исследования на сегодняшний день показали связь между энтеротоксигенной B. fragilis и CRD – происходит увеличение уровней B. fragilis в тканях, пораженных раком.
Значительно более высокие доли обнаруживаются на поздних стадиях заболевания, при этом рак локализуется в правой половине кишечника. Известно, что B. fragilis концентрируется в эпителиальных клетках кишечника, в меньшей степени этот микроорганизм обнаруживается в фекалиях.
Кишечная палочка
У больных колоректальным раком Escherichia coli инфицирует слизистую оболочку кишечника и проникает в эпителиальные клетки. В образцах ткани рака толстой кишки кишечная палочка встречается чаще, чем в здоровых тканях и их концентрация увеличиваются на поздних стадиях заболевания.
В небольшом количестве исследований наблюдалось повышение уровня кишечной палочки в образцах фекалий пациентов с CRD. Скорее всего, это связано с тем, что кишечная палочка более сконцентрирована в клетках кишечника и в небольших количествах попадает с фекалиями.
Оральные микробы
Оральные бактерии – Porphyromonas, Peptostreptococcus и Parvimonas micra – обнаруживаются в более высоких концентрациях в тканях и фекалиях пациентов с CRD.
Бактерии Haemophilus, Parvimon, Prevotella, Neisseria, Steptococcus и другие были обнаружены в более высоких концентрациях в ротовой полости больных с CRD. Увеличение концентрации этих бактерий в кишечнике может способствовать развитию CRD.
Существует связь между заболеваниями пародонта и повышенным риском развития колоректального рака.
Влияет и изменяет состав микробиоты полости рта курение. Такие изменения влияют не только на полость рта, но и на общее состояние здоровья человека. Таким образом, изменения в составе микробиоты полости рта и кишечника могут способствовать канцерогенезу толстой кишки.
Влияние факторов окружающей среды
Состав микробиоты определяется генетически, но на него постоянно влияют факторы окружающей среды и питания. Известно, что на состав микробиома влияет уровень витамина D.
Избыточный вес и ожирение
По объединенным и обобщенным результатам нескольких исследований сделан вывод о том, что дополнительные 5 кг массы тела увеличивают на 5% риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Установлена связь между метаболитами ожирения и:
- воспалительными факторами – изменениями сигналов инсулиноподобного фактора роста-1, адипокинов, половых гормонов;
- изменениями микробиоты кишечника, способствующие канцерогенезу, вызывающему рак.
У пациентов с ожирением микробиота значительно беднее. Пока неясно, способствуют ли изменения состава микробиома ожирению или, наоборот, вызывает ли ожирение изменения состава микробиома.
Результаты некоторых исследований показывают, что на состав микробиома влияют изменения веса человека. Более высокие уровни Bacteroidetes и более низкие уровни Firmicutes наблюдались у пациентов с ожирением, похудевших за счет низкокалорийной диеты в результате уменьшения количества потребляемых жиров и углеводов.
Ожирение поддерживает процесс хронического воспаления, влияя на барьерную функцию кишечника. Способность продуктов распада микроорганизмов проникать через стенку кишечника вызывает метаболическую эндотоксинемию.
У пациентов с повышенным индексом массы тела эндотоксины обнаруживаются в более высоких концентрациях. А с потерей веса уровни эндотоксинов снижаются. Пациенты с аденомами толстой кишки имели более высокие уровни эндотоксинов в крови. Уровни эндотоксинов были значительно выше при аденомах высокого риска – аденомах с ворсинчатым компонентом.
Физическая активность
В нескольких исследованиях проанализировано влияние физической активности на кишечную микробиоту и ее функции. У профессиональных спортсменов микробиом богаче, чем у людей, не занимающихся спортом.
Клетчатка и цельнозерновые продукты
Гипотеза о том, что у людей, ежедневно употребляющих клетчатку, меньше шансов заболеть колоректальным раком, основана на данных из африканских стран, где население чаще употребляет продукты растительного происхождения. Исследования в европейских странах подтверждают связь между повышенным потреблением пищевых волокон и более низким риском развития рака толстого кишечника.
Анти-CRV эффекты клетчатки связаны с изменениями в составе кишечной микробиоты. Клетчатка ферментируется бактериями. Такие бактерии снижают риск развития колоректального рака.
Было проанализировано влияние употребления пищевых добавок и пребиотиков на кишечную микробиоту. Применение этих добавок увеличивает концентрацию полезных бифидобактерий и лактобактерий.
Бифидобактерии, лактобациллы обнаруживаются в более низких концентрациях у пациентов с колоректальным раком.
Красное и переработанное мясо
Потребление 100 граммов красного и переработанного мяса в день увеличивает риск развития онкологических заболеваний на 12%. Его канцерогенное действие может быть обусловлено наличием в мясных продуктах консервантов и химических веществ, например, гетероциклических аминов, образующихся в процессе приготовления пищи. Кишечные бактерии способны метаболизировать некоторые из этих веществ. Эти бактерии участвуют в развитии колоректального рака.