28 lis Czy można „zagłodzić” guz nowotworowy? czyli parę słów o „odwrotnym efekcie Warburga”.
Na początku dwudziestego niemiecki biochemik Otto Warburg wykazał, że komórki nowotworowe wykazują odmienny metabolizm niż komórki prawidłowe. Uczony wykazał, że komórki nowotworowe „porzucają” proces oddychania tlenowego na rzecz mniej wydajnego energetycznie oddychania beztlenowego. W tym procesie komórki nowotworowe przekształcają duże ilości glukozy do kwasu mlekowego (mleczanu) w procesie fermentacji mlekowej. Dokładniejsze badania wykazały, że proces fermentacji wcale nie musi przebiegać w warunkach ściśle beztlenowych. Okazało się, że może być prowadzony także w obecności tlenu. Taka tlenowa glikoliza jest zwana efektem Warburga i zjawiskiem charakterystycznym dla komórek nowotworowych. Ale nie tylko! Wydaje się, że oprócz komórek nowotworowych efekt Warburga charakteryzuje także komórki prawidłowe, szybko proliferujące (mnożące się) komórki prawidłowe.
Dlaczego komórki nowotworowe podczas transformacji zmieniają swój metabolizm (glikoliza beztlenowa) do wzorca charakterystycznego dla komórek szybko dzielących (glikoliza tlenowa)? Z energetycznego punktu widzenia efekt Warburga nie jest korzystny dla komórki. Należy wobec tego zadać sobie pytanie dlaczego komórki nowotworowe go preferują? Sam Otto Warburg przyczynę tego zjawiska upatrywał w uszkodzeniu mitochondriów. Jednak obecnie przyjmuje się, że proces tlenowej glikolizy ma na celu syntezę produktów, które mogą spełniać rolę podobną do genów aktywujących proces nowotworowy ( onkogenów). Wydaje się że produkowany w glikolizie mleczan może brać aktywny udział w zmianie szlaków sygnalizacyjnych w kierunku nowotworzenia.
Dużą rolę w zmianie metabolizmu odgrywa enzym kinaza pirogronianowa (PK), który w komórkach nowotworowych jest zastępowany przez izoformę PKM2.
PKM2 także odpowiada za (korzystne dla komórek nowotworowych) przemodelowanie reakcji redoks w kierunku uruchomienia tzw. szlaku pentozowego. W normalnych szklak pentozowy służy do syntezy kofaktorów niezbędnych w procesach syntez a także utrzymaniu prawidłowego nasilenia reakcji redoks w komórce. W komórkach nowotworowych szlak pentozowy ogranicza akumulację reaktywnych form tlenu i chroni komórki nowotworowe przed stresem oksydacyjnym, ułatwiając ich wzrost.
W 2003 roku opisano model metabolizmu nowotworu, który nosi nazwę odwrotnego efektu Warburga. Model ten zakłada istnieje ścisłej współpracy metabolicznej pomiędzy aktywowanymi (przez nowotwór) komórkami prawidłowymi a komórkami nowotworowymi. Zgodnie z modelem odwróconego modelu Warburga komórki nowotworowe oddychają głównie tlenowo, natomiast proces glikolizy tlenowej (efekt Warburga) jest obecny w komórkach zrębu nowotworu. Zgodnie z tym modelem to komórki prawidłowe (komórki zrębu głównie fibroblasty) dostarczają komórkom nowotworowym wysokoenergetycznych związków wykorzystywanych jako biopaliwo do reakcji syntez paliwo. Do tych związków produkowanych dla komórek nowotworowych możemy zaliczyć mleczan, ciała ketonowe oraz glutaminę. To te metabolity, produkowane przez zrąb umożliwiają wzrost i rozwój komórek nowotworowych .
Czy wobec tego można zagłodzić komórki nowotworowe ograniczając glukozę?
Na pewno nie w takim stopniu jak opisują to sensacyjne wpisy różnych „nawróconych” specjalistów. Jest jednak sporo doniesień o skutecznym spowolnieniu rozrostu guza za pomocą radykalnego przemodelowania diety O tym w następnym wpisie.
na podstwie Journal of Oncology 2013, volume 63, number 2, 124–131 autyzm chudnięcie depresja epigenom epigenetyka dieta dydpepsja foliany FTO genetyka genom gluten indywidualizacja jelita kwas foliowy mikroflora MTHFR neurodegeneracyjne nowotwory nutrigenetyka nutrigenomika odchudzanie rak SIBO sportowiec żywienie