раковите клетки

В последната от публикациите си за по-добро стареене ще обсъдя темата за гладуващите ракови клетки. (Останалите статии можете да намерите тук: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.) Биолозите знаят от близо век, че някои видове ракови клетки консумират значително повече глюкоза от нормалните клетки. Здравите клетки изгарят по-голямата част от захарната молекула в своите митохондрии, за да произвеждат енергия, поради което митохондриите често се наричат ​​клетъчни „електроцентрали“.

Раковите клетки обаче функционират съвсем различно. Те разчитат силно на друг процес на производство на енергия в метаболизма на захарта, наречен гликолиза. Това произвежда енергия по-бързо, но също така извлича много по-малко от нея от захарната молекула. Предпочитанието на Рака към гликолиза е наречено „ефектът на Варбург“, след немския физиолог и носител на Нобелова награда Ото Ва рбург, който първият демонстрира експериментално.

Никога не е било напълно ясно защо съществува разликата. Предполага се, че раковите клетки се нуждаят от значително количество енергия, за да растат и да се размножават в тялото. Как го правят?

Нова статия в списанието Клетъчен метаболизъм се опитва да отговори на този въпрос. По този начин авторите Крейг Томпсън и Наташа Павлова представят ново обяснение за произхода на самия рак.

От една клетка до много

Едно от големите основни предизвикателства на биологията е как са се развили многоклетъчните организми и как тези клъстери от клетки успяват да функционират хармонично заедно. Д-р Томпсън твърди, че клетките, изграждащи многоклетъчни организми, функционират по принципно различен начин от техните едноклетъчни аналози. Това обединение на клетките работи, тъй като отделните клетки в групата работят в съответствие с определени „правила“, които гарантират, че те споделят хранителни ресурси и само поемат хранителни вещества в отговор на сигналите за растеж. За разлика от това, едноклетъчните организми са в състояние да консумират хранителни вещества непрекъснато, без да се отчитат клетките около тях, и могат да се размножават относително свободно.

Поради ефектите от мутациите раковите клетки по същество стават „асоциални“ - те могат да се отклоняват от правилата, без да се отчита как това влияе върху благосъстоянието на цялото. Вместо да се държи съвместно, като част от по-голям организъм, раковата клетка се храни и възпроизвежда без инхибиране. Авторите уподобяват поглъщането на хранителни вещества от раковите клетки с дрожди, цъфтящи във вана със захар. Раковите клетки се държат по-скоро като едноклетъчен организъм, управляван от собствените си интереси, отколкото като част от по-голяма клетъчна „общност“. Тази метаболитна промяна води до анормален растеж на тъканите, вреден за целия организъм. Именно този променен метаболизъм на хранителните вещества, според авторите, е истинската причина за рака .

В подкрепа на тази теория авторите отбелязват в статията, че много онкогени (гени, които са свързани с рак) проявяват пряко въздействие върху клетъчния метаболизъм, като дават на отделните клетки необикновена сила да регулират усвояването и използването на хранителните вещества в околната среда. Например, някои онкогени увеличават консумацията на глюкоза (AKT и RAS), докато други увеличават усвояването на аминокиселини (MYC и Rb). Това метаболитно препрограмиране е от решаващо значение за растежа и разпространението на раковите клетки.

Глюкозата не е единственият двигател за растежа на раковите клетки. Доказано е също така, че някои форми на рак разчитат силно на глутамин като източник на гориво. Раковите клетки са еволюирали по редица различни начини за придобиване на аминокиселината от тъканите на гостоприемника. Всъщност изглежда, че раковите клетки могат да извличат енергия, буквално консумирайки клетъчни сигнали. Джао и колегите се натъкнаха на това откритие, когато изследваха ролята на екзозомите, които са малки торбички с протеини и нуклеинови киселини, които предават информация между клетките. Екипът с изненада установи, че раковите клетки не само получават тези сигнали от други клетки, но и ги използват като източник на енергия, консумирайки аминокиселини директно от екзозомите. Това е още един пример за това колко забележителни могат да бъдат раковите клетки - привличане на глюкоза и аминокиселини от околната среда като градивни елементи за тумори.

Терапевтично значение: гладен рак

Защо всичко това трябва да има значение за нас? Признаването на фундаменталното значение на метаболитните промени може да има големи последици за лечението на рака. В статията си Томпсън и Павлова идентифицират шест различни области на взаимодействие между клетките и метаболитите, които всички се регулират в метаболизма на раковите клетки. Всяко от тях може да се появи като потенциални терапевтични цели.

Например, лекарства, за които е известно, че влияят на клетъчно-сигналните пътища, но които традиционно не са свързани с лечение на рак, като метформин, могат да се окажат ефективни терапии за потискане на рака. Метформин обикновено се предписва за диабет поради неговите ефекти върху метаболитните и вътреклетъчните сигнални пътища. Той инхибира производството на глюкоза от черния дроб и намалява нивата на инсулин в кръвта. Това намаляване на инсулиновата стимулация води до по-малко активиране на инсулиновите рецептори. На свой ред това води до намаляване на регулирането на определени сигнални пътища, които са свързани с клетъчния растеж и пролиферация - и които често се използват от раковите клетки. За да си припомня ред от предишен пост за стареенето, написах: „ има повече от 200 текущи клинични проучвания, изучаващи ефекта на метформин за предотвратяване и дори лечение на ракови заболявания. ”

По същия начин, по отношение на екзозомите, също е вероятно лекарствата, които пречат на приемането на техните сигнали, да се появят като ново лечение. В действителност, в своето проучване, Zhao и неговият екип са изложили раковите клетъчни култури на няколко агента, които нарушават предаването на екзозомите и са установили, че метаболитната активност в раковите клетки пада рязко. Няколко от лекарствата, които са приложили - включително хепарин и хлорохин - вече се използват при други състояния. Разбира се, ще трябва да видим клинични изпитвания с хора, преди да можем да кажем дали някое от тези лекарства е наистина ефективно като химиотерапевтици, но със сигурност е хубаво да има нови обещаващи агенти.

Освен това, тъй като продължаваме да разбираме по-добре как раковите клетки получават достъп до и използват хранителни вещества, може също така да сме в състояние да разберем диетичните терапии, които са били изследвани за лечение или профилактика на рак. Например, спазването на кетогенна диета може да помогне за „гладуването“ на раковите клетки, като ги лиши от глюкоза за енергия. Вземайки тази информация заедно, нискоглутаминовата кетогенна диета може да се окаже доста полезна за някои видове рак.

Моделът на Варбург може също да хвърли светлина върху това защо много интервенции с хранителни добавки, които първоначално изглеждаха толкова обещаващи, в крайна сметка се оказаха разочароващи (или дори направо вредни). В следващата публикация в блога по този въпрос ще обсъдим един такъв пример.

Препратки

  1. Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB. Разбиране на ефекта на Варбург: метаболитните нужди на клетъчната пролиферация. 2009 г. Наука324 (5930): 1029–33.
  2. Павлова Н.Н., Томпсън CB. Възникващите отличителни белези на метаболизма на рака. 2016 г. Клетъчен метаболизъм23. (1): 27-47.
  3. Sedwick, C. Craig Thompson: Методът за лудост на рака. 2010 г. Списание за клетъчна биология191 (4): 696-697.
  4. Hajjar J, Habra MA, Naing A. Metformin: старо лекарство с нов потенциал. 2013. Експертно мнение в областта на изследваните наркотици22. (12): 1511–1517.
  5. Zhao H, Yang L, Baddour J, Achreja A, et al. Екзозомите, получени от туморна микросреда, плейотропно модулират метаболизма на раковите клетки. 2016 г. ELife pii: e10250.

Публикувано от Дан Парди

е запален по храната, движението и съня. Интересува се от разработването на евтини здравни решения с висока стойност. Също така се интересува от антропология, еволюционна биология, физиология на упражненията и бездействието, познание, невроикономика, вземане на решения, циркадна биология, епистемология, гастрономия, хранителна култура и политика, земеделие, устойчиви практики и кучета. Дейностите включват планинско колоездене, CrossFit, туризъм, танци и дълги разходки със слушалките ми. Вижте още публикации

11 отговора на „Гладуващ рак на глюкозата и глутамина“

Вярвам, че Варбург е прав. Тъй като клетката с ниско съдържание на кислород ще бъде модифицирана. Към ракова клетка. Но по това време не мисля, че Варбург е знаел, че това се е случило, макар да е отровил себе си. Яденето на стари плодове и зеленчуци и техните стари сокове ще съдържа метанол. Тъй като метанолът се свързва с пектина. Така че, ако е старо и го изядете. Ще има ниски нива на метанол, които се превръщат във формалдехид. Някои хора вярват, че се превръща в мравчена киселина. Това е правилно.
Също така клетката има полицай вътре (магнезий), ако е ниско или не е на разположение, тогава няма усвояване на кислород. В клетката. Клетката не може да задържи хранителни вещества в клетката.

Можете да си представите останалото .

Warburg: Трансформираните клетки (неопластични) имат мутирала пируват киназа, така че тя има нисък афинитет към фосфоенол-пируват, това запушване на пътя води до натрупване на субстрати нагоре по течението, които се шунтират в образуващи структурни субстрати. Пируват дехидрогеназата (ензим при влизане в Krebs) също има нисък афинитет към неговия субстрат. По този начин повишеното използване на глюкозата.

Преглед на борда на Goljan Pathology: „някои видове рак получават енергия от бета окисляване на мастни киселини (напр. Простатна)“ (за разлика от анаеробната гликолиза)

Здравей @anastasiachouryguin: disqus, да, благодаря, че отново наблегна на това. Както е написано в първия ред, „Биолозите знаят от близо век, че НЯКОИ видове ракови клетки консумират значително повече глюкоза от нормалните клетки.“ Но дори ако раковите клетки не са особено гликолитични, статията от Zhao предлага друг механизъм, чрез който метаболизмът на раковите клетки се променя. Благодарим ви за вашето мнение!

Здравейте! Благодаря за цялата работа, която вършите, и за нейната точност 🙂 🙂

Благодаря ти, @anastasiachouryguin: disqus! Коментарите са чудесно място за допълнителни подробности по темите в блога, точно както сте писали. Винаги е балансиращ акт, за да определите колко да включите в оригиналната статия. Основната ми цел е да разбера ясно основната концепция, но вие и другите винаги сте добре дошли да добавите повече подробности в коментарите по-долу!

страхотно 🙂 много разумно също

Изглежда ефектът на Варбург може да бъде тълкуван неправилно. Ефектът „Обратен Варбург“ описва, че туморните клетки поробват околните клетки, които показват ефекта, а не самите ракови клетки:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Reverse_Warburg_effect

„Преобладаващото мнение е, че раковите клетки имат дефектни митохондрии и се подлагат на аеробна гликолиза, ефектът на Варбург). Новата теория се основава на наблюдения, че стромалните фибробласти са подложени на ефекта на Варбург поради митофагия (автофагичното унищожаване на митохондриите). По този начин ефектът на Варбург се проявява във фибробластите, а не в раковите клетки - “

Доколкото ми е известно, няма известен метаболитен път, по който фибробластите могат да произвеждат кетони от глюкоза и няма доказателства в подкрепа на това явление в естествена клетъчна среда. Също така някои статии на Lisanti et al (PubMed 20818174) твърдят, че кетонът може да стимулира растежа на рака, но данните от проучванията не подкрепят това.

Интересна статия, благодаря за храната за размисъл Дан.

Коментарите са затворени.

Категории

  • Стареене
  • Състав на тялото
  • Мозък и познание
  • Циркадните ритми
  • Диета
  • Здравни резултати
  • Имунитет
  • начин на живот
  • Лекарство
  • Физическа дейност
  • Подкаст
  • Спете
  • Стрес
  • Добавки
  • Технология

ВЗЕМЕТЕ НАШИТЕ СТАТИИ!

Избрани статии

Защо орехите могат да ви помогнат да останете стройни

Орехите са диетичен парадокс - или поне изглеждат така. Както вероятно знаете, орехите са много калорично плътни, главно поради съдържанието на мазнини. Само една унция орехи - това е около 12-14 половинки - съдържа 185 калории. Ако някога сте проследявали приема на храна, знаете, че подобни неща могат да се добавят много бързо, особено ако просто грабвате шепи и не измервате.

Но ако погледнем литературата, ясно виждаме, че хората, които ядат ядки, всъщност са по-малко склонни да наддават на тегло и дългосрочната консумация на ядки е свързана с намален риск от затлъстяване.

И така, защо ядките са толкова необичайни?

Някои посочват неефективно усвояване на енергия. Но други изследвания на ядките предполагат, че може да се играе друг механизъм. Изследванията показват, че когато хората ядат ядки, те в крайна сметка компенсират по-голямата част от калориите, като ядат по-малко от други храни - без дори да се опитват.

Изследователи, свързани с медицинския център за диаконеса на Бет Израел, решиха да погледнат вътре в мозъка, за да разберат какво точно се случва тук. Те сравняват хората, които са яли смути на базата на орех, с колегите, консумиращи плацебо от плацебо и резултатите са показателни. Разгледайте блога, за да разберете какво са открили!

Упражнение и когнитивна функция: Станете по-интелигентни още сега?

Традиционно се смяташе, че общият мозъчен кръвоток не се променя по време на физическа активност. Изследванията през последните 10 години обаче промениха тази перспектива. Сега разбираме, че повишената невронална и метаболитна активност на мозъка по време на упражнение увеличава притока на кръв към него. Също така научихме, че твърде интензивните упражнения ще намалят притока на кръв и доставката на кислород, причинявайки умора. И така, какъв е идеалният интензитет за стимулиране на притока на кръв към мозъка и може би, увеличаване на вашите умствени способности в момента?

Може ли тъмният шоколад да ви помогне да се подготвите?

Когато мислим за храни, които подобряват спортните постижения, шоколадът може би не е един от първите варианти, който идва на ум.

От известно време знаем, че някои молекули, открити в шоколада, известни като флавоноли, са свързани със здравословни ползи за сърцето и мозъка. По-специално епикатехинът проявява широко разпространени ефекти в цялото тяло.

Но някои нововъзникващи доказателства сочат, че шоколадът може да помогне и за упражненията - колкото и странно да звучи.

Ето какво казва изследването досега и как изглежда работи.

Кое е най-доброто време за хранене? Диета и циркадни ритми

По това време на годината голяма част от света напредва часовниците си с един час, за да използва ефективно сезонната дневна светлина. Миналата седмица американците преминаха към лятно часово време, а тази седмица европейците ще се върнат към лятното часово време.

Когато това се случи, всички „губим“ един час сън, защото трябва да станем и да свършим нещата един час по-рано, отколкото сме били. Това е във връзка не само със светлинните и тъмните цикли на деня, но и с телесните ни часовници.

Един час звучи като малка промяна, но може да направи голяма разлика в начина, по който функционираме, поне в краткосрочен план. Например, данните от последните две десетилетия показват, че има статистически значим скок в броя на останките от автомобили в понеделник непосредствено след преминаването към лятно часово време в САЩ.

Тъй като всички се приспособяваме към промяната на времето, струва си да помислим как други аспекти от живота ни могат да повлияят на нашите циркадни ритми. Циркадните часовници управляват ритъма на съня и активността на почти всички животни и реагират на различни стимули като светлина и стрес. Изследванията започват да предполагат, че нашите хранителни режими - особено когато ядем - също могат да имат повсеместно въздействие.

Сънят е критичен за ученето. Подкаст с професор Маркос Франк

Ние не влизаме в света с безкрайно знание за себе си и заобикалящата ни среда. Нямаме знания или умения, за да оцелеем, да танцуваме или да се занимаваме с бойни изкуства с грация и ефективност. Не знаем достатъчно за себе си или знаем как да си взаимодействаме най-добре с различни типове хора, които срещаме. Не знаем как да ускорим способността си да се подобряваме в нещо. Ние обаче сме родени със способността да учим и да помним и по силата на това умение имаме невероятен потенциал да правим велики неща.