Ipoteza lui Warburg

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Omul de știință Otto Warburg , ale cărui activități de cercetare au condus la formularea ipotezei Warburg pentru a explica cauza principală a cancerului.

Ipoteza Warburg , uneori cunoscută sub numele de teoria cancerului Warburg , postulează că ceea ce duce la tumorigeneză este insuficiența respiratorie celulară cauzată de atacul asupra mitocondriilor . [1] Termenul efect Warburg descrie observația că celulele canceroase și multe celule cultivate in vitro prezintă fermentația glucozei chiar și atunci când este prezent suficient oxigen pentru a respira adecvat. Cu alte cuvinte, în loc să respire complet în prezența unui oxigen adecvat, celulele canceroase fermentează. Ipoteza Warburg a fost că efectul Warburg a fost principala cauză a cancerului. Opinia populară actuală este că celulele canceroase fermentează glucoza menținând același nivel de respirație care era prezent înainte de procesul de carcinogeneză și, astfel, efectul Warburg ar fi definit ca observația că celulele canceroase prezintă glicoliză secretantă de lactat și respirație mitocondrială în prezența oxigenului. [2]

Ipoteză

Ipoteza lui Warburg a fost postulată de laureatul Nobel Otto Heinrich Warburg în 1924. [3] El a emis ipoteza că cancerul , creșterea malignă și creșterea tumorii sunt cauzate de faptul că celulele canceroase generează în primul rând energie (de exemplu, adenozin trifosfat / ATP) de către non-oxidativ. descompunerea glucozei (un proces numit glicoliză ). Acest lucru este în contrast cu celulele „sănătoase” care generează în principal energie din degradarea oxidativă a piruvatului . Piruvatul este un produs final al glicolizei și este oxidat în mitocondrii . Prin urmare, potrivit Warburg, conducătorul celulelor tumorale ar trebui interpretat ca rezultând dintr-o scădere a respirației mitocondriale . Warburg a raportat o diferență fundamentală între celulele normale și celulele canceroase, cum ar fi relația dintre glicoliză și respirație; această observație este cunoscută și sub numele de efect Warburg .

Cancerul este cauzat de mutații și modificarea expresiei genelor, într-un proces numit transformare malignă , care are ca rezultat creșterea necontrolată a celulelor. [4] [5] Diferența metabolică observată de Warburg adaptează celulele canceroase la condițiile hipoxice (cu deficit de oxigen) din tumorile solide și rezultă în mare parte din aceleași mutații din oncogene și gene supresoare tumorale care provoacă celelalte caracteristici anormale ale celulelor canceroase. [6] Astfel, schimbarea metabolică observată de Warburg nu este atât cauza cancerului, așa cum a susținut el, ci mai degrabă, este unul dintre efectele caracteristice ale mutațiilor cauzatoare de cancer.

Warburg și-a articulat ipoteza într-un articol intitulat „Cauza primară și prevenirea cancerului”, pe care l-a prezentat în cadrul unei conferințe la reuniunea laureaților Nobel din 30 iunie 1966 la Lindau , Lacul Constanța , Germania. În această discuție, Warburg a prezentat dovezi suplimentare pentru a-și susține teoria conform căreia anaerobioza ridicată observată în celulele canceroase a fost o consecință a respirației afectate sau insuficiente. Spunând în propriile sale cuvinte, „principala cauză a cancerului este înlocuirea respirației cu oxigen din celulele normale cu o fermentare a zahărului”. [7]

Organismul ucide adesea celulele deteriorate de apoptoză , un mecanism de autodistrugere care implică mitocondriile, dar acest mecanism eșuează în celulele canceroase în care mitocondriile sunt închise. Reactivarea mitocondriilor în celulele canceroase reia programul lor de apoptoză. [8]

Cercetări și interese continue

Un număr mare de cercetători și-au dedicat și își dedică eforturile studiului efectului Warburg, care este intim asociat cu ipoteza Warburg. In oncologie, efectul Warburg este observația că cele mai multe canceroase celulele produc predominant energie , cu un procent ridicat de glicoliză urmată de fermentația acidului lactic în citosol , [9] [10] , mai degrabă decât un procent glicolizei relativ scăzut urmat de piruvat oxidare în mitocondrii ca în majoritatea celulelor normale. [11] [12] [13]

În special, aproximativ 18.000 de publicații au fost publicate despre problema ATP și efectul Warburg în perioada 2000 - 2015. Majoritatea funcțiilor efectului Warburg au fost studiate. [14] Mii de publicații susțin că și-au determinat funcțiile sau cauzele.

Notă

  1. ^ Warburg Otto, Despre originea celulelor canceroase , în Știință , vol. 123, n. 3191, pp. 309-314.
  2. ^ Alexei Vazquez, Jiangxia Liu și Yi Zhou, Eficiența catabolică a glicolizei aerobe: Efectul Warburg revizuit , în BMC Systems Biology , vol. 4, 6 mai 2010, p. 58, DOI : 10.1186 / 1752-0509-4-58 . Accesat la 5 decembrie 2017 .
  3. ^ O. Warburg, K. Posener, E. Negelein: Ueber den Stoffwechsel der Tumoren; Biochemische Zeitschrift , Vol. 152, pp. 319-344, 1924. ( DE ). Reeditat în limba engleză în cartea On metabolism of tumors de O. Warburg, Editura: Constable, Londra, 1930.
  4. ^ Bertram JS, Biologia moleculară a cancerului , în Mol. Aspects Med. , Vol. 21, n. 6, 2000, pp. 167-223, DOI : 10.1016 / S0098-2997 (00) 00007-8 , PMID 11173079 .
  5. ^ Grandér D, Cum provoacă cancer cancerul cu gene mutante oncogene și supresoare tumorale? , în Med. Oncol. , vol. 15, nr. 1, 1998, pp. 20-26, DOI : 10.1007 / BF02787340 , PMID 9643526 .
  6. ^ Hsu PP, Sabatini DM, Cancer Cell Metabolism: Warburg and Beyond , in Cell , vol. 134, nr. 5, 2008, pp. 703-707, DOI : 10.1016 / j.cell.2008.08.021 , PMID 18775299 .
  7. ^ Richard A. Brand, Schiță biografică: Otto Heinrich Warburg, dr., MD , în ortopedie clinică și cercetări conexe , vol. 468, nr. 11, 2010-11, pp. 2831-2832, DOI : 10.1007 / s11999-010-1533-z . Accesat la 5 decembrie 2017 .
  8. ^ Pedersen Peter L, „ Centrele electrice” ale celulei canceroase ca ținte terapeutice promițătoare: o privire de ansamblu , în Jurnalul de bioenergetică și biomembrană , vol. 39, nr. 1, pp. 1-12, DOI : 10.1007 / s10863-007-9070-5 , PMID 17404823 .
  9. ^ Khalid O. Alfarouk, Daniel Verduzco și Cyril Rauch, Glicoliza, metabolismul tumorii, creșterea și diseminarea cancerului. O nouă perspectivă etiopatogenă bazată pe pH și abordare terapeutică a unei vechi întrebări despre cancer , în Oncoscience , vol. 1, nr. 12, 18 decembrie 2014, pp. 777-802. Accesat la 5 decembrie 2017 .
  10. ^ Alfarouk KO, Tumor metabolism, cancer cell transporters, and microenvironmental resistance , în Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry , pp. 1-8, DOI : 10.3109 / 14756366.2016.1140753 , PMID 26864256 .
  11. ^ (EN) Khalid O. Alfarouk, Abdel Khalig Muddathir și Mohammed EA Shayoub, Aciditatea tumorii ca spite evolutiv , în Cancers, vol. 3, nr. 1, 20 ianuarie 2011, pp. 408-414, DOI : 10.3390 / cancere 3010408 . Accesat la 5 decembrie 2017 .
  12. ^ Gatenby RA, Gillies RJ, De ce cancerele au glicoliză aerobă ridicată? , în Nature Reviews. Rac , vol. 4, nr. 11, pp. 891-899, DOI : 10.1038 / nrc1478 , PMID 15516961 .
  13. ^ (EN) Jung-whan Kim și Chi V. Dang,Cancer Sweet Tooth Molecular and the Warburg Effect in Cancer Research, vol. 66, nr. 18, 15 septembrie 2006, pp. 8927-8930, DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-06-1501 . Accesat la 5 decembrie 2017 .
  14. ^ (RO) Maria V. Liberti și Jason W. Locasale, Efectul Warburg: Cum beneficiază celulele canceroase? , în Tendințe în științe biochimice , vol. 41, nr. 3, 1 martie 2016, pp. 211-218, DOI : 10.1016 / j.tibs.2015.12.001 . Accesat la 5 decembrie 2017 .

Bibliografie

Elemente conexe

Medicament Portal Medicină : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de medicină