Kim jest
Otto Heinrich Warburg 1883 ~ 1970

Niemiecki fizjolog, który ukończył Uniwersytety w Berlinie i Heidelbergu. Profesor w Uniwersytecie w Berlinie i dyrektor ds. Badań w Centrum Badań Fizjologii Cesarza Wilhelma (1931–1970).
Warburg badał metabolizm nowotworów i oddychanie komórek, zwłaszcza komórek nowotworowych. W 1931 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii za odkrycie właściwości i mechanizmu działania enzymu oddechowego.
„Rak, bardziej niż inne choroby, ma niezliczone wtórne przyczyny, ale nawet w przypadku raka istnieje tylko jedna główna przyczyna. Podsumowując w kilku słowach, główną przyczyną raka jest zastąpienie oddychania tlenowego fermentacją cukru w normalnych komórkach organizmu”.
: Rak należy interpretować jako dysfunkcję mitochondriów. - Otto H. Warburg

Rak jest chorobą metaboliczną.

„Efekt Warburga” to ważne zjawisko opisujące procesy metaboliczne komórek rakowych, które różnią się od normalnych komórek.

Organizm ludzki wykorzystuje do aktywności fizycznej podstawowe źródło energii zwane ATP (trifosforan adenozyny). ATP to substancja, która jest rozkładana w procesach metabolicznych poprzez spożywanie węglowodanów, tłuszczów itp.

Powodem dla którego potrzebujemy tlenu jest generowanie ATP. Prawidłowe komórki wytwarzają 95% ATP poprzez procesy metaboliczne zwane mitochondrialną fosforylacją oksydacyjną. Pozostałe 5% jest wytwarzane przez systemy fosforanowo-kreatynowe (system ATP-PCr) lub glikolizę, która wytwarza dużo kwasu mlekowego.

Z drugiej strony komórki rakowe wytwarzają ponad 50% ATP potrzebnego do glikolizy. Pomimo obecności tlenu, wykorzystywanie glikolizy do produkcji dużej ilości ATP jest właśnie nazwane efektem Warburga odkrytym przez dr Warburga w 1924 roku.

Dr Warburg stwierdził, że "szczep mitochondrialny" jest przyczyną efektu Warburga, który powoduje raka.

Prof. Peter L. Pedersen

  1. Według dr Warburga teorie poszukujące przyczyn raka na podstawie zmienności genów znalazły się w głównym nurcie badań nad rakiem, a teoria metaboliczna powstania raka została zepchnięta na margines.
  2. W 1960 roku znaleźli się naukowcy, którzy byli ponownie zainteresowani badaniem efektu Warburga. Jednym z takich czołowych uczonych był i jest Peter L. Pedersen, uczeń wielkiego biochemika Alberta Lehningera ph.D. Badał on proces metabolizmu powstawania energii komórkowej w Johns Hopkins University Medical School od 1968 roku do chwili obecnej.
  3. Zespół badawczy profesora Pedersena zidentyfikował kilka mechanizmów działania obecnych w procesach metabolicznych raka.
  4. W szczególności odkryli oni, że heksokinaza 2 (HK2) odgrywa ważną rolę w efekcie Warburga, a HK2 ma bardzo ścisły związek z białkiem VDAC (kanał anionowy zależny od napięcia) w zewnętrznej błonie mitochondrialnej.

Różnica między prawidłowym i nowotworowym metabolizmem energetycznym komórek

Poniższy rysunek przedstawia metabolizm energetyczny normalnych komórek i komórek rakowych.
Podczas gdy normalne komórki wytwarzają 95% całkowitego ATP przy użyciu tlenu w mitochondriach, tak jak pokazano na ilustracji w prawym dolnym rogu. Natomiast komórki rakowe wytwarzają około 60% ATP dzięki glikolizie, która wytwarza dużą ilość kwasu mlekowego.

Kluczowe odkrycia dotyczące metabolizmu komórek nowotworowych

Poniższy rysunek jest schematem blokowym przedstawiającym procesy metaboliczne glikolizy.
Od pierwszego etapu heksokinaza jest zaangażowana jako enzym w procesie, w którym glukoza jest przekształcona w mleczan poprzez pirogronian.
HK2 ma również bliskie powiązanie z białkiem zwanym „VDAC” w zewnętrznej błonie mitochondrialnej.
(VDAC = zależny od napięcia kanał anionowy)

Odn .: Nakashima, Mangan, Colombini i Pedersen Biochemistry, 1986.
HK2 zapobiega apoptozie komórek nowotworowych, zakłócając reakcję VDAC z Bax, Bad, BCL-XL itp.
W efekcie ​​komórki rakowe są nieśmiertelne, w przeciwieństwie do normalnych komórek.

Poniższy rysunek przedstawia super kompleks z VDAC związanym z syntasomem ATP, który wytwarza ATP w mitochondriach.
W przypadku komórek nowotworowych mozna zaobserwować, że HK2 jest połączona w bliskim kontakcie z VDAC.

Mitochondria komórki prawidłowej

Mitochondria komórki nowotworowej

HK2 blokuje normalną funkcję VDAC w wyzwalaniu apoptozy.

Kluczowe odkrycia dotyczące metabolizmu komórek nowotworowych

Poniżej podsumowano rolę HK2 w komórkach nowotworowych

  1. Zmniejsza hamowanie produktu przez G-6-P.
  2. Zwiększa dostęp do substratu, ATP.
  3. Generuje duże ilości G-6-P, prekursora wszystkich bloków budulcowych komórek.
  4. Tłumi apoptozę ułatwiając nieśmiertelność komórek nowotworowych.
  5. Tłumi stan zapalny.

    Dlatego obawiamy się leczenia raka ukierunkowanego na HK2.

Leczenie raka

Terapia standardowa

Terapia wspomagająca