Zdrowa komórka spala tlenowo lub beztlenowo

Oba procesy nie mogą zajść równocześnie w prawidłowej komórce. Opisuje to efekt Pasteura, mówiący, że komórka w warunkach beztlenowych prowadzi fermentację, ale gdy ilość tlenu wzrośnie dostatecznie, przeprowadza spalanie tlenowe. Efekt ten opisany został dla drożdży, ale dotyczy wszystkich komórek zdolnych do procesów tlenowych.

Cechą nowotworów, którą opisał Warburg jest przeprowadzanie obu procesów równocześnie. Ma miejsce zarówno fermentacja, jak i oddychanie tlenowe.

Nazwać to można też odwróceniem efektu Pasteura. Dokładniej mówiąc chodzi tu o zajście glikolizy, a następnie jednoczesne zajście beztlenowej fermentacji w cytozolu oraz tlenowego oddychania w mitochondrium.

Komórki nowotworowe, które wykazują taki efekt są bardzo „zachłanne”. Wynika to z tego, że potrzebują energii do działania, której nie mogą inaczej uzyskać. Proces spalania glukozy w komórce nowotworowej jest „upośledzony”, mało wydajny. W ramach podniesienia ilości uzyskiwanej energii, komórka taka dąży do zwiększonego pobierania glukozy i jej spalania.

Na tym zjawisku opiera się zresztą, używana powszechnie i uznawana za najlepszą, metoda wykrywania nowotworów zwana FDG-PET. Opiera się na wykrywaniu zwiększonego pobierania radioaktywnego znacznika przez komórki. Znacznik ten jest analogiem glukozy, czyli funkcjonuje tak jak ona w komórce.Zwiększone zużycie znacznika oznacza nieprawidłowe komórki.

Komórka nowotworowa jest „upośledzona”

Oczywiście od 100 lat od ogłoszenia efektu Warburga badania trwają i zidentyfikowano, jak dokładnie komórka podejmuje ową decyzję co do spalania glukozy. Wydaje się, że rolę regulatora pełni tutaj przede wszystkim czynnik HIF (ang. Hypoxia Induced Factor, Czynnik Indukowany Hipoksją, pełniący rolę podczas niedotlenienia).

W warunkach tlenowych zaczyna funkcjonować mitochondrium. Mitochondrium służy właściwie wyłącznie po to, by uzyskiwać energię z fosforylacji oksydacyjnej. Jest to istotne, bo uzyskana energie jest wielokrotnie większa niż ta, otrzymywana beztlenowo.

By tego dokonać, funkcjonuje tu tzw. cykl kwasów trójkarboksylowych, in. cykl kwasu cytrynowego, cykl Krebsa. Metabolity tego procesu pojawiają się w wyniku funkcjonowania spalania tlenowego w mitochondrium. Jednocześnie ich pojawienie się skutkuje w kaskadzie reakcji, czego efektem jest zmniejszenie poziomu czynnika HIF. Obecność tlenu zmniejsza poziom HIF, a to z kolei powoduje dezaktywację fermentacji.

I odwrotnie, w komórce nowotworowej HIF jest stale na wysokim poziomie. Wynika to oczywiście z szeregu mutacji w mitochondrium. Komórka „sztucznie” uważa, że nie ma tlenu i aktywowana jest niepotrzebnie fermentacja. Rezultat jest taki, że komórka nowotworowa zużywa więcej glukozy, ponieważ szlak glikolizy jest nadaktywny. Jego produkt – pirogronian, jest dalej przetwarzany zarówno w fermentacji, jak i w oddychaniu tlenowym.

… czytaj dalej na kolejnej stronie …

Skomentuj

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s