Существует большое количество разновидностей опухолевых заболеваний, которые требуют индивидуального подхода и лечения, но всех их объединяет одно — все раковые клетки требуют питания.
А вот по принципу своего питания они разделяются на 2 вида:
- сахарозависимые
- сахаронезависимые.
Клеточный метаболизм (основные понятия)
- Цикл Кребса (сахаронезависимый метаболизм) — это митохондриальный способ получения энергии с использованием кислорода («сжигание»)
Поступающее топливо (белки, жиры, глюкоза), сгорая в митохондриях, выделяет энергию: аденозинтрифосфат (сокр. АТФ, англ. АТР), углекислый газ (CO2) и воду (H2O).
- Пентозофосфатный путь окисления углеводов (сахарозависимый метаболизм) — PPP — происходит в цитозоле (англ. cytosol — внутриклеточная жидкость). В результате РРР выделяется энергия: аденозинтрифосфат (сокр. АТФ, англ. АТР) + молочная кислота (лактат).
Пути метаболизма пирувата в присутствии и в отсутствии кислорода или аэробное и анаэробное окисление глюкозы
Пентозофосфатный путь .
Получение энергии путем «сжигания» глюкозы (в присутствии кислорода) многократно эффективнее ее «брожения», т.к. в первом случае получается 38 молекул АТФ+СО2+вода, а во втором только 2 молекулы АТФ+молочная кислота.
Еще в 1924 году немецкий нобелевский лауреат, доктор Отто Хайнрих Варбург обнаружил, что некоторые раковые клетки для получения энергии не «сжигают» глюкозу в митохондриях, а ферментируют её до лактата, даже при наличии достаточного количества кислорода — эффект Варбурга.
Почему раковые клетки не выполняют гликолиз, он, однако, объяснить не смог. В 1995 году в немецком онкологическом центре, расположенном в Хайдельберге,
доктор Йоханнес Кой, открыл фермент «Транскетолаза-1» (TKTL-1).
Благодаря ферменту TKTL-1 становится возможным альтернативный вариант обмена веществ в клетке (Кой и др., 1996, Кой и др., 2005).
Transketolase-like-1 (TKTL1) является ферментом транскетолаза и катализирует те же реакции. В то время как транскетолазы образуются во многих организмах, этот фермент типичен только млекопитающим. Существуют по меньшей мере три изоформы TKTL1-человека, которые находятся в различных типах тканей, а именно сердца, головного мозга, легких, почках, плаценте, поджелудочной железе и мышцах. Кроме того, фермент присутствует при различных нейродегенеративных заболеваниях, например сахарный диабет и раковых заболеваниях.
В особенно быстро растущих клетках злокачественных опухолей ТКТЛ-1 переключает аэробный обмен в анаэробный даже при достаточной подаче кислорода и таким образом вызывает ферментацию глюкозы в опухолевых клетках..
Эту особенность раковых клеток накапливать глюкозу можно увидеть на снимках 18 FDG-PET ПЭТ (Позитронно-эмиссионная томография). Метод ПЭТ заключается в следующем: больному пациенту вводят глюкозу с радиоактивными частичками, чтобы пронаблюдать, где она откладывается в наибольшей степени. Тёмные (красновато-жёлтые) места на рисунке, приведенном ниже, — это те места, где концентрация глюкозы наиболее высокая .
