Efekt Warburga

Efekt Warburga (za Otto Heinrichem Warburgiem ) to zmiana w metabolizmie glukozy obserwowana w wielu komórkach nowotworowych , dzięki której komórki uzyskują energię głównie poprzez glikolizę z późniejszym wydalaniem mleczanu ( fermentacja mlekowa ) zamiast końcowego produktu glikolizy jak normalne komórki Aby zapewnić cykl kwasu cytrynowego w mitochondriach . Ten stan metaboliczny przejawiają się również w zdrowych komórkach, gdy brakuje tlenu (tzw. Glikoliza beztlenowa). Specjalnością efektu Warburga jest to, że komórki rakowe wykazują takie zachowanie nawet przy wystarczającej podaży tlenu, dlatego Warburg nazwał to glikolizą tlenową . Ten rodzaj produkcji energii jest bardzo nieefektywny, dlatego dotknięte nim komórki rakowe mają zwiększone zużycie glukozy. Dlaczego komórki rakowe nadal wykorzystują ten sposób wytwarzania energii, jest przedmiotem aktualnych badań nad rakiem. W 70% przypadków raka można było wykazać nadekspresję odpowiednich dla glikolizy enzymów i transporterów błonowych . Glikoliza beztlenowa nie jest jedynym źródłem mleczanu. Komórki nowotworowe mogą również aktywować alternatywne szlaki metaboliczne, takie jak synteza z glutaminy i alaniny . Komórki nowotworowe mają początkowo wady spowodowane zmianą metabolizmu, ponieważ zarówno beztlenowa glikoliza dostarcza mniej energii, jak i synteza kwasu mlekowego z innych metabolitów wymaga energii. Pirogronian , mleczan i niektóre inne metabolity związane z glikolizą są zmiataczami chemicznymi . Wiele terapii przeciwnowotworowych, zwłaszcza promieniowanie jonizujące i niektóre środki chemioterapeutyczne, działa na zasadzie generowania rodników. Dlatego też trudniej jest zwalczać komórki nowotworowe z wieloma zmiataczami wolnych rodników. Dlatego też zawartość mleczanu w guzach klinicznych jest przedmiotem badań. Poziomy glukozy, mleczanu i pirogronianu można mierzyć na próbkach tkanek, na przykład za pomocą indukowanej reakcji bioluminescencji . Podwyższony poziom mleczanu w guzach laryngologicznych wiązał się ze zwiększonym ryzykiem przerzutów. Pierwotna hipoteza Otto Warburga , zgodnie z którą efekt Warburga jest przyczyną rozwoju raka, jest uważana za przestarzałą.

literatura

• Maria V. Liberti, Jason W. Locasale: Efekt Warburga: jakie korzyści przynosi komórkom rakowym ? W: Trendy w naukach biochemicznych . taśma 41 , nie. 3 , marzec 2016, ISSN  0968-0004 , s. 211-218 , doi : 10.1016 / j.tibs.2015.12.001 , PMID 26778478 , PMC 4783224 (pełny tekst dowolny). 
• Yaojie Fu, Shanshan Liu, Shanghelin Yin, Weihong Niu, Wei Xiong: Odwrotny efekt Warburga może być piętą achillesową raka, którą można wykorzystać w terapii przeciwnowotworowej . W: Oncotarget . taśma 8 , nie. 34 , 25 maja 2017, ISSN  1949-2553 , s. 57813-57825 , doi : 10.18632 / oncotarget.18175 , PMID 28915713 , PMC 5593685 (pełny tekst dowolny). 
• Matthew G. Vander Heiden, Lewis C. Cantley, Craig B. Thompson: Zrozumienie efektu Warburga: metaboliczne wymagania proliferacji komórek . W: Science (Nowy Jork, NY) . taśma 324 , nie. 5930 , 22 maja 2009, ISSN  0036-8075 , s. 1029-1033 , doi : 10.1126 / science.1160809 , PMID 19460998 , PMC 2849637 (pełny tekst dowolny). 

Indywidualne dowody

1. ^ O Warburg, K. Posener, E Negelein: O metabolizmie komórki raka . W: Biochemical Journal . taśma 152 , 1924, s. 309-344 . 
2. ^ O Warburg: O pochodzeniu komórek rakowych . W: Science (Nowy Jork, NY) . taśma 123 , nie. 3191 , 24 lutego 1956, ISSN  0036-8075 , s. 309-314 , doi : 10.1126 / science.123.3191.309 , PMID 13298683 . 
3. ^ B Altenberg, KO Greulich: Geny glikolizy są wszechobecnie nadekspresjonowane w 24 klasach raka . W: Genomics . taśma 84 , nie. 6 , 2004, ISSN  0888-7543 , s. 1014-1020 , doi : 10.1016 / j.ygeno.2004.08.010 , PMID 15533718 . 
4. ^ Matthew G Vander Heiden, Lewis C Cantley, Craig B. Thompson: Zrozumienie efektu Warburga: metaboliczne wymagania proliferacji komórek . W: Science (Nowy Jork, NY) . taśma 324 , nie. 5930 , 22 maja 2009, ISSN  1095-9203 , doi : 10.1126 / science.1160809 , PMID 19460998 , PMC 2849637 (pełny tekst dowolny). 
5. ↑ Ulrike GA Sattler, Wolfgang Mueller-Klieser: Zdolność przeciwutleniająca glikolizy guza . W: International Journal of Radiation Biology . taśma 85 , nie. 11 listopada 2009, ISSN  1362-3095 , s. 963-971 , doi : 10.3109 / 09553000903258889 , PMID 19895273 . 
6. ↑ David M Brizel, Thies Schroeder, Richard L Scher, Stefan Walenta, Robert W Clough: Podwyższone stężenia mleczanu w guzie przewidują zwiększone ryzyko przerzutów w raku głowy i szyi . W: International Journal of Radiation Oncology * Biology * Physics . taśma 51 , nie. 2 , 2001, s. 349–353 , doi : 10.1016 / S0360-3016 (01) 01630-3 ( elsevier.com [dostęp 18 maja 2020]). 
7. ^ Robert Allan Weinberg : Biologia raka . Wydanie 2. Garland Science, Nowy Jork 2014. s. 53 i nast.