Гипотеза Варбурга
Гипотеза Варбурга — считающаяся на данный момент ошибочной биохимическая гипотеза образования раковой опухоли. Её создал в 1924 году специалист по клеточной биохимии, будущий нобелевский лауреат Отто Варбург на основе наблюдаемого им эффекта, что раковые клетки, как и многие клетки, выращенные в пробирке, используют для энергообеспечения ферментацию глюкозы даже в присутствии достаточного количества кислорода. Варбург утверждал, что этот эффект является первопричиной заболевания. Последующие исследования показали, что раковые клетки могут иметь любой тип энергообеспечения, в том числе и свойственный нормальным клеткам, а эффект считается следствием, а не причиной злокачественной трансформации клеток.
Гипотеза[править | править код]
Гипотеза предположена Отто Варбургом в 1924 году[1]. Он предположил, что рак, злокачественная опухоль и опухолевый рост обусловлены тем, что опухолевые клетки в основном получают энергию (например, в виде аденозинтрифосфата) бескислородным гликолизом. В отличие от них, «здоровые» клетки генерируют энергию за счёт окисления пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота является конечным продуктом гликолиза и окисляется в митохондриях[2]. Следовательно, по мнению Варбурга, раковые клетки возникают вследствие снижения митохондриального дыхания. Варбург наблюдал у нормальных и раковых клеток принципиальное различие в соотношение использования бескислородного и кислородного гликолиза. Это наблюдение стало известно как эффект Варбурга.
По современным данным, рак вызывают мутации и изменение экспрессии генов в процессе злокачественной трансформации клеток, приводя к их неконтролируемому росту[3][4]. Метаболические различия, наблюдавшиеся Варбургом, являются адаптацией раковых клеток к недостатку кислорода внутри твёрдых опухолей и во многом являются результатом тех же мутаций в онкогенах и генах-супрессорах опухолей, которые вызывают другие аномальные характеристики раковых клеток. Таким образом, эффект Варбурга является не столько первопричиной, как он утверждал, сколько одним из характерных эффектов вызывающих рак мутаций[5][6][7].
Варбург сформулировал свою гипотезу в статье, озаглавленной The Prime Cause and Prevention of Cancer («Основная причина рака и его предотвращение»), которую прочёл на встрече лауреатов Нобелевской премии 30 июня 1966 года в Линдау, Боденское озеро, Германия. В этой речи Варбург представил дополнительные доказательства в поддержку своей гипотезы, что повышенное анаэробное дыхание раковых клеток является следствием повреждения или недостаточного дыхания. По его словам, «основная причина рака — это замена дыхания кислородом в нормальных клетках тела на ферментацию сахара»[8]. В 1950—1970-е годы эта гипотеза имела большую популярность, однако последующие исследования показали, что раковые клетки могут иметь любой тип энергообеспечения, в том числе и свойственный нормальным клеткам[2].
Организм часто уничтожает повреждённые клетки путём апоптоза — механизмом саморазрушения, который задействует митохондрии, но этот механизм не работает в раковых клетках, где митохондрии отключены. Восстановление активности митохондрий в раковых клетках позволяет перезапустить апоптоз[9].
Современные исследования[править | править код]
Большое число учёных посвятили и посвящают свои усилия изучению эффекта Варбурга, с которым тесно связана гипотеза. С 2000 по 2015 год почти 18 тысяч публикаций затрагивали эффект Варбурга. Большая часть функций эффекта Варбурга стало объектом исследований[10].
Примечания[править | править код]
- ↑ O. Warburg, K. Posener, E. Negelein: Ueber den Stoffwechsel der Tumoren; Biochemische Zeitschrift, Vol. 152, pp. 319—344, 1924. (нем.)(нем.). Reprinted in English in the book On metabolism of tumors by O. Warburg, Publisher: Constable, London, 1930.
- ↑ 1 2 Новое в жизни, науке, технике: Биология. VIII серия. — Изд-во «Знание», 1989. — С. 10—11. — 832 с. Архивировано 7 декабря 2017 года.
- ↑ Bertram JS; Bertram J. S. The molecular biology of cancer (англ.) // Mol. Aspects Med.. — 2000. — Vol. 21, no. 6. — P. 167—223. — doi:10.1016/S0098-2997(00)00007-8. — PMID 11173079.
- ↑ Grandér D; Grandér D. How do mutated oncogenes and tumor suppressor genes cause cancer? (англ.) // Med. Oncol. : journal. — 1998. — Vol. 15, no. 1. — P. 20—6. — doi:10.1007/BF02787340. — PMID 9643526.
- ↑ Grandér D. How do mutated oncogenes and tumor suppressor genes cause cancer? (англ.) // Med. Oncol. : journal. — 1998. — Vol. 15, no. 1. — P. 20—26. — doi:10.1007/BF02787340. — PMID 9643526.
- ↑ Cancer Cell Metabolism: Warburg and Beyond (англ.) // Cell. — Cell Press, 2008. — Vol. 134, no. 5. — P. 703—707. — doi:10.1016/j.cell.2008.08.021. — PMID 18775299.
- ↑ Bertram J. S. The molecular biology of cancer (англ.) // Mol. Aspects Med.. — 2000. — Vol. 21, no. 6. — P. 167—223. — doi:10.1016/S0098-2997(00)00007-8. — PMID 11173079.
- ↑ Brand, R. A. Biographical Sketch: Otto Heinrich Warburg, PhD, MD (англ.) // Clinical Orthopaedics and Related Research : journal. — 2010. — Vol. 468, no. 11. — P. 2831—2832. — doi:10.1007/s11999-010-1533-z. — PMID 20737302.
- ↑ Pedersen, Peter L. The cancer cell's "power plants" as promising therapeutic targets: an overview (англ.) // Journal of bioenergetics and biomembranes : journal. — 2007. — February (vol. 39, no. 1). — P. 1—12. — ISSN 0145-479X. — doi:10.1007/s10863-007-9070-5. — PMID 17404823.
- ↑ The Warburg Effect: How Does it Benefit Cancer Cells? Архивная копия от 6 мая 2016 на Wayback Machine Trends in Biochemical Sciences- M.V. Liberti, J.W. Locasale. January 2016