谁是
奥托·海因里希·沃堡 1883〜1970
德国生理学家。他毕业于柏林大学和海德堡大学。柏林大学教授,威廉大帝生理学研究中心研究主任(1931年至1970年)。
沃堡研究了肿瘤的代谢和细胞(尤其是癌细胞)的呼吸作用,并因发现呼吸酶的性质和作用方式而于1931年获得诺贝尔生理学奖。
“除其他疾病外,癌症具有数不清的次要原因。但是,即使对于癌症,也只有一个主要原因。概括地说,癌症的主要原因是糖的发酵代替了正常人体细胞中氧气的呼吸。”
:癌症应解释为线粒体功能障碍。 -奥托·华伯格
癌症是一种代谢性疾病。
“ Warburg效应”是描述与正常细胞不同的癌细胞代谢过程的重要内容。
人体使用一种称为ATP(三磷酸腺苷)的基本能源从事体育活动。这些ATP是通过摄入碳水化合物,脂肪等在代谢过程中分解的物质。
我们需要氧气的原因是生成ATP。正常细胞通过称为线粒体氧化磷酸化的代谢过程产生95%的ATP。其余的5%是通过磷酸肌酸系统(ATP-PCr系统)或糖酵解产生的,产生大量的乳酸。
另一方面,癌细胞通过糖酵解产生所需ATP的50%以上。尽管存在氧气,但通过糖酵解产生大量的ATP,这是Warburg博士于1924年发现的Warburg效应。
Warburg博士声称线粒体菌株是Warburg效应的起因,后者可导致癌症。
教授彼得·佩德森
在Warburg博士之后,由于从基因变异中寻找导致癌症的原因的理论已成为癌症研究的主流,因此将癌症代谢理论推向了边缘。
1960年,有些研究人员再次对Warburg的研究感兴趣。一位著名的学者是彼得·佩德森(Peter L. Pedersen),他是伟大的生物化学家阿尔伯特·莱宁格(Albert Lehninger)博士的弟子。从1968年至今,他一直在约翰霍普金斯大学医学院研究细胞能量代谢过程。
Pedersen的研究小组已经确定了癌症代谢过程中的几种作用机制。
特别是,他们确定己糖激酶2(HK2)在Warburg效应中起重要作用,而HK2与线粒体外膜中的VDAC蛋白(电压依赖性阴离子通道)具有非常密切的关系。
正常和癌细胞能量代谢之间的区别
下图显示了正常细胞和癌细胞的能量代谢。
正常细胞使用线粒体中的氧气产生95%的总ATP,如右下图所示,癌细胞通过糖酵解产生大约60%的ATP,糖酵解产生大量的乳酸。
有关癌细胞代谢的关键发现
下图是显示糖酵解代谢过程的流程图。
从第一阶段开始,己糖激酶作为一种酶参与其中葡萄糖通过丙酮酸变成乳酸盐。
HK2还与线粒体外膜中一种名为“ VDAC”的蛋白质有密切的联系。
(VDAC =取决于电压的阴离子通道)
参考:中岛,锰,哥伦比尼和彼德森生物化学,1986年
HK2通过干扰VDAC与Bax,Bad,BCL-XL等的反应来防止癌细胞凋亡。
与正常细胞不同,它使癌细胞永生。
下图显示了具有VATP与ATP合酶体相关联的超级复合物,后者在线粒体中产生ATP。
对于癌细胞,您可以看到HK2与VDAC紧密结合在一起。
正常线粒体
癌症线粒体
HK2阻断VDAC触发细胞凋亡的正常功能。
有关癌细胞代谢的关键发现
以下是HK2在癌细胞中的作用的概述
降低G-6-P对产物的抑制作用。
增加对底物ATP的访问。
生成大量G-6-P,这是所有细胞构建基团的前体。
抑制细胞凋亡,促进细胞永生。
抑制炎症。
这就是为什么我们关注针对HK2的癌症的治疗的原因。