Na temat „głodzenia” guza nowotworowego krąży  wiele mitów. Jednym z nich jest bardzo uproszczone spojrzenie na metabolizm komórki nowotworowej. Zgodnie z nim eliminując całkowicie cukry (glukozę) z diety chorego można „zagłodzić” zmienioną nowotworowo  komórkę. Autorzy wpisów powołują się często na „efekt Warburga”. Czym jest ten efekt i czy faktycznie można zagłodzić nowotwór?

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