Le cellule tumorali sono capaci di produrre ATP grazie alla glicolisi aerobia. Il termine “effetto Warburg”descrive il fatto che le cellule cancerose effettuano la fermentazione del glucosio anche in condizioni di disponibilità di ossigeno. L’ipotesi di Warburg era che tale effetto fosse la causa principale del cancro. Il razionale di base che ha spinto a tentare l’applicazione della dieta chetogenica nei pazienti oncologici risiede nel fatto che alcune cellule tumorali dipendono completamente dal metabolismo del glucosio; di conseguenza, la crescita e la progressione del cancro possono essere gestite eseguendo la transizione dai metaboliti fermentabili (principalmente glucosio) ai metaboliti respiratori, ovvero i corpi chetonici. È noto che i chetoni possono sostituire il glucosio come metabolita energetico e proteggere il cervello da ipoglicemia grave. Quindi, lo spostamento del metabolismo energetico associato ad una dieta a basso contenuto di carboidrati e ad alto contenuto di lipidi, somministrata in periodi limitati, può proteggere le cellule normali dall’inibizione glicolitica ed il cervello dall’ipoglicemia. La maggior parte delle cellule tumorali non è in grado di utilizzare i corpi chetonici per produrre energia, a causa di anomalie nella struttura o nella funzione dei mitocondri. Il nuovo metabolismo energetico che sfrutta i corpi chetonici crea un ambiente anti-angiogenico, anti-infiammatorio e pro-apoptotico all’interno della massa tumorale. Le diete chetogeniche possono agire come terapia adiuvante del cancro mediante diversi meccanismi che aumentano lo stress ossidativo all’interno delle cellule tumorali. Tali cellule sperimentano selettivamente lo stress ossidativo, rispetto alle cellule normali, nel momento in cui il metabolismo del glucosio è limitato, come nel caso dell’ alimentazione chetogenica. 

Al momento non esistono terapie efficaci e sicure che sfruttino la particolarità del metabolismo delle cellule tumorali di consumare glucosio tramite la glicolisi aerobia, il che è in parte dovuto al fatto che i farmaci investigati hanno importanti effetti collaterali. Un recente studio ha valutato l’utilizzo del 2-desossi glucosio, un inibitore della glicolisi, in combinazione alla dieta chetogenica in un campione di topi, notando che con la dieta chetogenica aumentava moltissimo la tolleranza alla riduzione della glicolisi, permettendo di aumentare le dosi di farmaco senza intaccarne la tollerabilità. Questo dimostra che la combinazione di una dieta chetogenica con strategie che inibiscono la glicolisi, o che interferiscono con l’apporto energetico del tumore, potrebbe provocare effetti antitumorali sinergici; tale ipotesi merita dunque ulteriori indagini. 

Tumori cerebrali