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 .

Открытие нового метаболизма раковой клетки TKTL-1 (Transketolase-like-1)
Метки: