Wpływ tlenu na efekt Warburga: czy w komórkach nowotworowych mleczan powstaje tylko z glukozy?
Journal Title: Advances in Hygiene and Experimental Medicine - Year 2018, Vol 72, Issue
Abstract
Wspólną cechą wielu nowotworów jest zjawisko nazywane efektem Warburga – wytwarzanie dużych ilości mleczanu w warunkach dostępności tlenu. Powszechnie przyjmuje się, że mleczan jest syntetyzowany z glukozy, stąd inne określenie tego zjawiska – glikoliza tlenowa (aerobic glycolysis). Hipoksja często występująca w litych guzach nowotworowych powoduje wzrost aktywności czynnika transkrypcyjnego HIF-1, który pobudza syntezę mleczanu przez aktywację transkrypcji genów transporterów glukozy i enzymów glikolizy z jednoczesnym hamowaniem mitochondrialnego metabolizmu pirogronianu. Jednak w warunkach normoksji, gdy czynnik HIF-1 jest nieaktywny, mleczan jest końcowym produktem nie tylko glikolizy, lecz także glutaminolizy. Oba szlaki są aktywowane przez czynnik transkrypcyjny c-myc. Glutaminoliza, szlak mitochondrialny przebiegający z udziałem enzymów cyklu Krebsa, dostarcza komórce energii, a związki pośrednie (L-glutaminian, L-asparaginian, acetylo-CoA) są substratami do syntezy kwasów nukleinowych, białek i lipidów. Następnie cytoplazmatyczna oś szczawiooctan-jabłczan-pirogronian-mleczan dostarcza kofaktorów oksydoredukcyjnych - NADPH do syntezy lipidów i DNA oraz dla układów antyoksydacyjnych komórki, jak również NAD+ niezbędnego do wydajnego przebiegu glikolizy, co zwiększa ilość mleczanu z glukozy w normoksji. Tak więc, tlen, jako aktywator cyklu Krebsa, zwiększa syntezę mleczanu jako końcowego produktu glutaminolizy, a także sprzyja syntezie mleczanu w glikolizie. Podsumowując, efekt Warburga jest wynikiem pobudzanego przez tlen intensywnego wytwarzania mleczanu w szlakach glikolizy i glutaminolizy. Zwiększona synteza mleczanu w normoksji nie jest zatem wynikiem prostego przestawienia na metabolizm pozamitochondrialny, lecz przejawem regulowanej przez czynniki transkrypcyjne adaptacji umożliwiającej komórkom nowotworowym pozyskiwanie energii oraz składników odżywczych niezbędnych do wzrostu i proliferacji.<br/><br/>
Authors and Affiliations
Wojciech Graboń, Dagmara Otto-Ślusarczyk, Anna Barańczyk-Kuźma
Keywords
Related Articles
- EP ID EP346433
- DOI 10.5604/01.3001.0012.0684
- Views 145
- Downloads 0
Alcohol dehydrogenase – physiological and diagnostic Importance
Alcohol dehydrogenase (ADH) is a polymorphic enzyme, existing in multiple isoenzymes divided into several classes and localized in different organs. ADH plays a significant role in the metabolism of many biologically imp...
Effects of endogenous cardioprotective mechanisms on ischemia-reperfusion injury
Ischemic heart disease have been remarked as a leading cause of morbidity and mortality in adults. Early restoration of cardiac perfusion is necessary to restore perfusion of ischemic heart muscle. Effective revasculariz...
Immunoregulatory action of melatonin. The mechanism of action and the effect on inflammatory cells
Literature data indicate a significant immunoregulatory role of melatonin. Melatonin exerts an effect directly affecting leucocytes bearing specific melatonin receptors or indirectly by means of melatonin regulating othe...
Hypothalamus-pituitary-thyroid axis activity and function of cardiac muscle in energy deficit
Frequently repeated statement that energy restriction is a factor that improves cardiovascular system function seems to be not fully truth. Low energy intake modifies the hypothalamus-pituitary-thyroid axis activity and...
Quality of life in patients with cystic fibrosis depending on the severity of the disease and method of its treatment
Introduction: Quality of life is a measure not only of disease severity and its functional impact (physical, psychological, and social functioning) but also the efficacy of novel therapies. The aim of this study was to a...