A glükóz és a glutamin éhező rákja

A jobb öregedésről szóló legújabb bejegyzésemben az éhező rákos sejtek témáját fogom megvitatni. (A többi cikket itt találja: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.) A biológusok közel egy évszázada tudták, hogy egyes rákos sejtek jelentősen több glükózt fogyasztanak, mint a normál sejtek. Az egészséges sejtek az energia előállítása érdekében megégetik a cukormolekula nagy részét mitokondriumukban, ezért a mitokondriumokat gyakran sejtes „erőműveknek” nevezik.

A rákos sejtek azonban egészen másképp működnek. Nagy mértékben támaszkodnak a cukor anyagcseréjének másik energiatermelő folyamatára, az úgynevezett glikolízisre. Ez gyorsabban termel energiát, de sokkal kevesebbet is kivon a cukormolekulából. A rák glikolízis-preferenciáját a német fiziológus és a Nobel-díjas Otto Wa rburg után „Warburg-effektusnak” nevezték, aki elsőként bizonyította kísérletileg.

Soha nem volt teljesen világos, miért létezik a különbség. A rákos sejteknek feltehetően jelentős mennyiségű energiára van szükségük ahhoz, hogy növekedjenek és szaporodjanak az egész testben. Hogyan csinálják?

Új cikk a folyóiratban Sejtanyagcsere megkísérli kezelni ezt a kérdést. Ennek során a szerzők, Craig Thompson és Natasha Pavlova újszerű magyarázatot indítanak maga a rák eredetére.

Egy cellából a sokba

A biológia egyik legnagyobb alapvető kihívása az, hogy hogyan fejlődtek a többsejtű szervezetek, és hogyan képesek ezek a sejtcsoportok harmonikusan működni. Dr. Thompson azzal érvelt, hogy a többsejtű organizmusokat alkotó sejtek alapvetően másképpen működnek, mint egysejtű társaik. A sejtek ez az egyesülése azért működik, mert a csoport egyes sejtjei bizonyos „szabályok” szerint működnek, amelyek biztosítják, hogy táplálkozási erőforrásaik közösek legyenek, és tápanyagokat csak a növekedési jelekre válaszul vegyenek fel. Ezzel szemben az egysejtű szervezetek képesek folyamatosan fogyasztani a tápanyagokat, tekintet nélkül a körülöttük lévő sejtekre, és viszonylag szabadon képesek szaporodni.

A mutációk hatásai miatt a rákos sejtek lényegében „antiszociálisakká” válnak - képesek eltérni a szabályoktól, tekintet nélkül arra, hogy ez hogyan hat az egész jólétére. Ahelyett, hogy együttműködő módon viselkedne, egy nagyobb szervezet részeként a rákos sejt gátlás nélkül táplálja és reprodukálja önmagát. A szerzők a rákos sejtek tápanyagfelvételét a cukortartóban virágzó élesztőhöz hasonlítják. A rákos sejtek inkább egysejtű szervezetként viselkednek, amelyet saját érdekei irányítanak, nem pedig egy nagyobb sejtes „közösség” részeként. Ez az anyagcsere-eltolódás aberrált szövetnövekedést eredményez, ami káros az egész szervezetre. A szerzők szerint a tápanyagok ezen megváltozott anyagcseréje a rák valódi oka .

Ennek az elméletnek az alátámasztására a szerzők a cikkben megjegyzik, hogy sok onkogén (a rákkal társult gén) közvetlen hatást gyakorol a sejtek anyagcseréjére, ami az egyes sejteknek rendkívüli hatalmat biztosít a tápanyagok felvételének és felhasználásának szabályozásában a környezetben. Például egyes onkogének növelik a glükózfogyasztást (AKT és RAS), míg mások növelik az aminosavak felvételét (MYC és Rb). Ez az anyagcsere-átprogramozás kritikus fontosságú a rákos sejtek növekedése és terjedése szempontjából.

A glükóz nem az egyetlen hajtóereje a rákos sejtek növekedésének. Bizonyított, hogy a rák bizonyos formái nagymértékben támaszkodnak a glutaminra, mint üzemanyagforrásra. A rákos sejtek számos különféle módszert fejlesztettek ki az aminosav megszerzésére a gazdaszövetekből. Valójában úgy tűnik, hogy a rákos sejtek energiát nyerhetnek a szóban forgó jelek fogyasztásával. Zhao és munkatársai erre a felfedezésre jutottak, amikor megvizsgálták az exoszómák szerepét, amelyek apró fehérjetáskák és nukleinsavak, amelyek információt továbbítanak a sejtek között. A csapat meglepődve tapasztalta, hogy a rákos sejtek nemcsak ezeket a jeleket kapták más sejtektől, hanem energiaforrásként használták fel őket, és aminosavakat fogyasztottak közvetlenül az exoszómákból. Ez egy másik példa arra, hogy milyen figyelemre méltóan találékonyak lehetnek a rákos sejtek - a környezetből származó glükóz és aminosavak bevonása a daganatok építőelemeként.

Terápiás relevancia: éhező rák

Miért számít mindez nekünk? Az anyagcsere-változások alapvető fontosságának felismerése jelentős következményekkel járhat a rák kezelésében. Cikkükben Thompson és Pavlova a sejt-metabolit kölcsönhatás hat különálló területét azonosítja, amelyek mind a daganatos sejtek anyagcseréjében szabályozatlanná válnak. Ezek bármelyike potenciális terápiás célpontként jelentkezhet.

Például azok a gyógyszerek, amelyekről ismert, hogy befolyásolják a sejtszignalizációs útvonalakat, de amelyeket hagyományosan nem társítottak rákkezeléssel, mint például a metformin, hatásosnak bizonyulhatnak a rák elnyomásában. A metformint általában cukorbetegségre írják fel, mivel hatással van a metabolikus és intracelluláris szignál útvonalakra. Gátolja a máj glükóztermelését és csökkenti az inzulin szintjét a véráramban. Ez az inzulinstimuláció csökkenése az inzulinreceptorok kevesebb aktiválódását eredményezi. Ez viszont bizonyos jelátviteli utak visszaszorításához vezet, amelyek a sejtek növekedésével és szaporodásával járnak - és amelyeket a rákos sejtek általában használnak. Felidézve az öregedésről szóló korábbi bejegyzésem egy részét, ezt írtam: több mint 200 klinikai vizsgálat folyik, amelyek a metformin hatását vizsgálják a rák megelőzésében és akár kezelésében is. ”

Hasonlóképpen, az exoszómák tekintetében az is valószínű, hogy új gyógyszerként megjelenhetnek olyan gyógyszerek, amelyek zavarják a jeleik felvételét. Vizsgálatuk során Zhao és csapata számos olyan anyagnak tették ki a rákos sejtkultúrákat, amelyek megzavarják az exoszómák átvitelét, és megállapították, hogy a rákos sejtekben az anyagcsere-aktivitás rohamosan csökkent. Az általuk alkalmazott gyógyszerek közül többet - köztük a heparint és a klorokint - már más körülmények között használják. Természetesen klinikai vizsgálatokat kell végeznünk emberi résztvevőkkel, mielőtt meg tudnánk mondani, hogy ezek a gyógyszerek valóban hatékonyak-e kemoterápiás gyógyszerként, de jó, ha új ígéretes szerek vannak.

Továbbá, miközben továbbra is jobban megértjük, hogy a rákos sejtek hogyan jutnak hozzá a tápanyagokhoz és hasznosítják azokat, jobban megérthetjük azokat az étrendi terápiákat is, amelyeket a rák kezelésére vagy megelőzésére vizsgáltak. Például a ketogén étrend betartása segíthet a rákos sejtek „éheztetésében” azáltal, hogy energiától megfosztja a glükózt. Ezeket az információkat együttvéve az alacsony glutaminszintű ketogén étrend nagyon hasznosnak bizonyulhat bizonyos típusú rákos megbetegedésekben.

A Warburg-modell arra is rávilágíthat, hogy sok, eredetileg ígéretesnek tűnő táplálék-kiegészítő beavatkozás miért bizonyult csalódásnak (sőt egyenesen károsnak). A témáról szóló következő blogbejegyzésben egy ilyen példát tárgyalunk.

Hivatkozások

Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB. A Warburg-effektus megértése: a sejtszaporodás metabolikus követelményei. 2009. Tudomány324 (5930): 1029–33.
Pavlova NN, Thompson CB. A rák anyagcseréjének feltörekvő jellemzői. 2016. Sejtanyagcsere23 (1): 27-47.
Sedwick, C. Craig Thompson: A rák őrületének módszere. 2010. Sejtbiológiai Közlöny191 (4): 696-697.
Hajjar J, Habra MA, Naing A. Metformin: régi potenciál, új potenciállal. 2013. Szakértői vélemény a vizsgálati gyógyszerekről22. (12): 1511–1517.
Zhao H, Yang L, Baddour J, Achreja A és mtsai. A tumor mikrokörnyezetből származó exoszómák pleiotróp módon modulálják a rákos sejtek anyagcseréjét. 2016. ELife pii: e10250.

Kiadja: Dan Pardi

rajong az ételért, a mozgásért és az alvásért. Érdekli az olcsó, nagy értékű egészségügyi megoldások kifejlesztése. Érdekel még az antropológia, az evolúciós biológia, a testmozgás és az inaktivitás élettana, a megismerés, a neuroökonómia, a döntéshozatal, a cirkadián biológia, az ismeretelmélet, a gasztronómia, az étkezési kultúra és a politika, a mezőgazdaság, a fenntartható gyakorlatok és a kutyák. A tevékenységek közé tartozik a hegyikerékpározás, a CrossFit, a túrázás, a tánc és a hosszú séták a fejhallgatómmal. További bejegyzések megtekintése

11 válasz a „Glükóz és glutamin éhező rákja” témában

Úgy gondolom, hogy Warburg helyes. Mivel az alacsony oxigénszintű sejtek módosulnak. Egy rákos sejtbe. De abban az időben nem hiszem, hogy Warburg tudta volna, hogy ez annak ellenére történt, hogy megmérgezte egy önmagát. A régi gyümölcsök és zöldségek, valamint a régi gyümölcslevek fogyasztása metanolt tartalmaz. Mivel a metanol kötődik a pektinhez. Tehát, ha régi, és megeszed. Alacsony metanolszintje van, amely formaldehiddé alakul. Vannak, akik úgy gondolják, hogy hangyasavvá alakul. Ez helyes.
A cellában van egy rendőr (bent magnézium), ha kevés vagy nem elérhető, nincs oxigénfelvétel. A cellában. A sejt nem képes tápanyagokat tartani a sejtben.

El lehet képzelni a többit .

Warburg: A transzformált sejtek (neoplasztikus) mutált piruvát-kinázzal rendelkeznek, így alacsony affinitással rendelkeznek a foszfoenol-piruvát iránt, az útvonal ilyen összekapcsolódása felfelé áramló szubsztrátok felhalmozódásához vezet, amelyeket strukturális szubsztrátumok képeznek. A piruvát-dehidrogenáz (enzim a Krebsbe való belépéskor) szintén alacsony affinitással rendelkezik a szubsztrátumához. Így a glükóz fokozott felhasználása.

Goljan Pathology Board áttekintés: „néhány rák energiát nyer a zsírsavak (pl. Prosztata) béta-oxidációjából” (szemben az anaerob glikolízissel)

Szia @anastasiachouryguin: nyugtalan, igen, köszönöm, hogy ezt ismét hangsúlyoztad. Az első sorban leírtak szerint: „A biológusok közel egy évszázada tudták, hogy NÉHÁNY típusú rákos sejt lényegesen több glükózt fogyaszt, mint a normál sejtek.” De még akkor is, ha a rákos sejtek nem különösebben glikolitikusak, a Zhao-cikk egy másik mechanizmust javasol, amely megváltoztatja a rákos sejtek anyagcseréjét. Köszönjük közreműködését!

Helló! 🙂 köszönöm az elvégzett munkát és annak pontosságát 🙂 🙂

Köszönöm, @anastasiachouryguin: nyugtalan! A megjegyzések remek helyet biztosítanak a blog témáinak további részletezéséhez, ahogyan te is írtad. Mindig kiegyensúlyozó cselekedet annak meghatározása, hogy mennyit kell beletenni az eredeti cikkbe. Fő célom a fő koncepció egyértelmű áttekintése, de Ön és mások mindig szívesen adnak további részleteket az alábbi megjegyzésekben!

félelmetes 🙂 nagyon ésszerű is

Úgy tűnik, hogy a Warburg-hatást helytelenül lehet értelmezni. A „Reverse Warburg” effektus leírja, hogy a daganatos sejtek rabszolgává teszik a környező sejteket, amelyek nem a rákos sejtek hatását mutatják:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reverse_Warburg_effect

„Az uralkodó nézet szerint a rákos sejtek hibás mitokondriumokkal rendelkeznek, és aerob glikolízisen esnek át a Warburg-effektuson keresztül). Az új elmélet azon a megfigyelésen alapul, hogy a sztrómás fibroblasztok a mitofágia (a mitokondrium autofág pusztulása) következtében Warburg-hatáson mennek keresztül. Így a Warburg-hatás a fibroblasztokban jelentkezik, és nem a rákos sejtekben -

Tudomásom szerint nincs ismert metabolikus út, amely révén a fibroblasztok glükózból ketont termelhetnek, és nincs bizonyíték arra, hogy ezt a jelenséget természetes sejtes környezetben is alátámasztják. Néhány Lisanti és munkatársai (PubMed 20818174) azt állítják, hogy a keton elősegítheti a rák növekedését, de a vizsgálatok adatai ezt nem.

Érdekes cikk, köszönöm a gondolatmenetet Dan.

Hozzászólások lezárva.

Kategóriák

Öregedés
Test felépítés
Agy és megismerés
Cirkadián ritmusok
Diéta
Egészségügyi teljesítmény
Immunitás
Életmód
Gyógyszer
A fizikai aktivitás
Podcast
Alvás
Feszültség
Kiegészítők
Technológia

Szerezd meg a cikkeket!

Kiemelt cikkek

Miért segíthet a dió a karcsúságban?

A dió étrendi paradoxon - vagy legalábbis így jelenik meg. Mint valószínűleg tudjátok, a dió főként zsírtartalma miatt nagyon kalóriatartalmú. Csak egy uncia dió - ez körülbelül 12-14 fél - 185 kalóriát tartalmaz. Ha valaha is nyomon követte az ételbevitelt, akkor tudja, hogy az ilyesmi nagyon gyorsan összeadódhat, különösen, ha csak marokokat ragad és nem mér.

De ha megnézzük az irodalmat, egyértelműen látjuk, hogy a diót fogyasztók valójában kevésbé híznak, és a dió hosszú távú fogyasztása az elhízás kockázatának csökkenésével jár.

Tehát miért dió ilyen kirívó?

Néhányan rámutattak a nem hatékony energiaelnyelésre. De a diófélék más tanulmányai azt sugallják, hogy egy másik mechanizmus játszható. A kutatás azt sugallja, hogy amikor az emberek diót esznek, akkor a legtöbb kalóriát kompenzálják azzal, hogy kevesebb más ételt fogyasztanak - anélkül, hogy megpróbálnák.

A Beth Israel Deaconess Medical Center-hez kapcsolódó kutatók úgy döntöttek, hogy az agy belsejébe néznek, hogy kiderítsék, mi is történik pontosan itt. Összehasonlították azokat az embereket, akik dió alapú turmixot ettek, a placebo turmixot fogyasztó társaikkal, és az eredmények feltáróak. Nézze meg a blogot, hogy megtudja, mit fedeztek fel!

Gyakorlat és kognitív funkció: Legyen okosabb most?

Hagyományosan azt gondolták, hogy a teljes agyi véráramlás nem változott a fizikai aktivitás során. Az elmúlt 10 év kutatásai azonban megváltoztatták ezt a perspektívát. Most már megértettük, hogy az agy megnövekedett neuronális és metabolikus aktivitása a testmozgás során fokozza a véráramlást. Megtanultuk azt is, hogy a túl intenzív testmozgás csökkenti a véráramlást és az oxigén szállítását, ami fáradtságot okoz. Tehát mi az ideális intenzitás az agy véráramlásának serkentésére, és talán abban a pillanatban, hogy növelje szellemi képességeit?

Az étcsokoládé segíthet a fittségben?

Ha olyan ételekre gondolunk, amelyek javítják a sportteljesítményt, akkor a csokoládé talán nem az első lehetőségek közül merül fel.

Egy ideje tudjuk, hogy a csokoládéban található egyes molekulák, amelyek flavonolokként ismertek, a szív és az agy egészségre gyakorolt előnyeivel járnak. Különösen az epikatechin széles körű hatást mutat a testben.

De néhány új bizonyíték azt sugallja, hogy a csokoládé is hozzájárulhat az edzés teljesítményéhez - bármennyire is furcsán hangzik.

Íme, amit a kutatás eddig elmondott, és hogyan működik.

Mi a legjobb alkalom enni? Diéta és cirkadián ritmusok

Az év ezen időszakában a világ nagy része egy órával előrelépteti óráit a szezonális nappali fény hatékony felhasználása érdekében. Az amerikaiak a múlt héten átálltak a nyári időszámításra, és ezen a héten az európaiak visszatérnek a nyári időszámításra.

Amikor ez megtörténik, mindannyian "elveszítjük" az alvás egy óráját, mert egy órával korábban kell felkelnünk és elvégeznünk a dolgokat, mint eddig voltunk. Ez nemcsak a nap világos és sötét ciklusaival, hanem a testóráinkkal is összefüggésben van.

Egy óra kis változásnak tűnik, de legalább rövid távon nagy változást hozhat a működésünkben. Például az elmúlt két évtized adatai azt mutatják, hogy az Egyesült Államokban a nyári időszámításra való átállást közvetlenül követő hétfőn az autóroncsok száma statisztikailag jelentősen megugrott.

Amint mindannyian alkalmazkodunk az időváltozáshoz, érdemes megfontolni, hogy életünk más aspektusai hogyan lendíthetik meg a cirkadián ritmusunkat. A cirkadián órák gyakorlatilag minden állatnál szabályozzák az alvás és az aktivitás ritmusát, és reagálnak a különféle ingerekre, például a fényre és a stresszre. A kutatások kezdik azt sugallni, hogy étkezési szokásaink - különösen akkor, amikor eszünk - szintén átható hatással lehetnek.

Az alvás kritikus a tanulás szempontjából. Podcast Marcos Frank professzorral

Nem a magunk és a környezetünk végtelen ismeretével lépünk be a világba. Nincs tudásunk vagy készségünk a túléléshez, a táncoláshoz vagy a harcművészetek kegyességéhez és hatékonyságához. Nem ismerünk eleget önmagunkról, vagy nem tudjuk, hogyan lehet a legjobban kommunikálni a különféle típusú emberekkel, akikkel találkozunk. Nem tudjuk, hogyan gyorsítsuk fel a képességünket arra, hogy valamiben jobbak legyünk. Mi azonban képesek vagyunk a tanulásra és az emlékezésre, és ennek a képességnek köszönhetően hihetetlen potenciállal bírunk nagy dolgok elvégzésére.