Mitocondriile, oxigenul, glucoza și metabolismul tumoral

 Fiziologul german Otto Warburg a publicat în anul 1931 lucrarea intitulată “Metabolismul tumorilor”. În cadrul acestei lucrări, Warburg demonstra faptul că celulele tumorale prezintă un metabolism bazat pe glicoliză -sau fermentația anaerobică- și că celulele normale pot să devină cancerigene atunci când sunt supuse unei stări de hipoxie (sau lipsă de oxigen).

 Otto Warburg a demonstrat că mitocondriile pot fi afectate de hipoxie, iar acest lucru determină o serie de reacții, compatibile cu fenomenul neoplazic, aceasta fiind una dintre cauzele posibile ale apariției cancerului.

 Datorită cercetărilor sale geniale, Otto Warburg a primit în anul 1931 premiul Nobel. Însă din păcate, deși au trecut aproape 90 ani de la descoperirea sa, aceasta a fost în mod sistematic ignorată de către medicina tradițională.

 În ciuda faptului că toți oncologii cunosc efectul Warburg și știu că este vorba despre o particularitate tumorală, niciunul dintre aceștia nu îl asociază cu una dintre cauzele cancerului, ci consideră că este o simplă consecință a acestei boli.

Mitocondriile - în centrul scenariului

 Mitocondriile au un ADN propriu (sau ADN-ul mitocondrial, moștenit doar de la mamă) care constituie “generatorul” principal prin intermediul căruia celula sănătoasă obține energie: glucoza din fluxul sanguin se oxidează în prezența oxigenului în interiorul mitocondriilor și se produce ATP, care este folosit ca sursă de energie pentru celule.

 Însă s-a descoperit faptul că mitocondriile controlează de asemenea și alte procese, printre care se numără și apoptoza sau moartea celulară programată. Mai exact, mitocondriile sunt cele care reglează procesul prin intermediul căruia celula moare ca modalitate de a asigura homeostaza (procesul de reglare prin care organismul își menține diferitele constante ale mediului interior între limitele valorilor normale). Prin acest proces (de apoptoză) se menține echilibrul cu alte celule recent create și cele care se autodistrug – cele care prezintă vreo problemă sau mutație care ar putea afecta organismul. Efectul Warburg situează mitocondriile în centrul atenției.

Ce este glicoliza?

 Există și o altă modalitate prin care celula poate să obțină energie. Aceasta se numește glicoliză și constă în fermentația anaerobică.

 Glicoliza se produce în situațiile în care există o deficiență de oxigen (hipoxie) în timpul unei ischemii sau după un efort prelungit. Această modalitate de a obține energie fără oxigen este puțin eficientă și necesită o mare cantitate de glucoză pentru a compensa hipoxia.

 Această fermentație apare în citosolul celulei și nu în mitocondrie, care poate funcționa doar în prezența oxigenului. Produsele de eliminare care rezultă în urma acestui proces fermentativ sunt piruvatul și acidul lactic.

 În plus, întotdeauna când există o hipoxie apare în scenă o moleculă numită HIF-1alfa, care determină expresia anumitor gene care determină o serie de consecințe, dintre care cea mai semnificativă este proliferarea sau înmulțirea celulară.

 Există unele situații în care această proliferare este benefică, cum este de exemplu după un proces ischmic: producându-se hipoxia, HIF-1alfa face ca imediat să se producă o proliferare cu intenția de a repara zona deteriorată.

Care este factorul cheie în cazul declanșării cancerului?

 În cazul unei celule cancerigene apare un factor care declanșează un fenomen special: celula continuă să-și obțină energie prin intermediul glicolizei, chiar dacă există suficient oxigen disponibil în ecosistemul său, în loc să se întoarcă la respirația oxidativă normală, care apare în mitocondrie. Acesta este factorul cheie al efectului Warburg și cauza apariției cancerului.

 Una dintre ipotezele care explică de ce se petrece acest lucru este aceea că celula se adaptează unei hipoxii anterioare, menținându-și metabolismul bazat pe glicoliză deoarece, în ciuda anumitor inconveniente, are mari avantaje, după cum vom vedea în continuare.

 Mitocondriile, la rândul lor, cu toate că pot părea intacte, nu își mai îndeplinesc funcțiile principale, printre care se numără, așa cum am văzut anterior, atât respirația celulară, cât și controlarea apoptozei sau moartea programată a celulei.

 Prin anularea funcției mitocondriei și a apoptozei, celula nu se mai poate autodistruge și devine și mai rezistentă. Tocmai din acest motiv efectul Warburg descrie cancerul ca fiind “o tulburare a mitocondriei”.

 Acționând “ca și cum” nu are oxigen deși are acces la el, adică, într-o stare similară cu hipoxia, HIF-1alfa continuă să fie secretat și menține expresia genelor care în situații normale ar fi inactive și determină fenomenul proliferării. Ca și consecință, celula respectivă nu doar că devine rezistentă și nu se poate autodistruge, ci se și reproduce constant, fără control și în mod exponențial.

 Prin menținerea glicolizei ca modalitate metabolică, zona care se reproduce are unele necesități crescute de glucoză pentru a se putea hrăni (care devin tot mai mari, după cum se reproduc celulele) cu mult mai mari decât celulele sănătoase.

 Produsele de eliminare menționate anterior, precum acidul lactic, care ajung în zona extracelulară, determină ca ph-ul acestei zone să devină acid, spre deosebire de ph-ul extracelular al celulelor sănătoase, care este ușor alcalin. În același timp, interiorul celulelor tumorale prezintă un ph invers față de cel al celulelor sănătoase: respectiv alcalin în interior.

 Când se înmulțesc, celulele cancerigene se îndepărtează de capilarele care trebuie să le hrănească, iar prin aceasta se stabilește un cerc vicios: apare o hipoxie reală în unele zone ale ecosistemului biochimic al tumorii care menține glicoliza, mitocondriile tot nu pot funcționa, se inhibă apoptoza, HIF-1alfa continuă să determine proliferarea, cresc necesitățile de glucoză, se produc mai multe substanțe de deșeu sub formă de acid lactic, și crește și mai mult aciditatea.

 Efectul Warburg a fost folosit pentru a se dezvolta anumite instrumente concrete pe care le utilizează medicina actuală. Este vorba despre PET sau tehnologia de emisie a pozitronilor care identifică acele celule care consumă cantități crescute de glucoză. Medicii oncologi știu că există o legătură directă între acest consum de glucoză și malignitatea celulei și relaționează acest consum cu pronosticul pacientului.

 Oricare oncolog poate confirma că PET este proba definitivă, cea mai precisă și care determină cu cea mai mare siguranță extensia și malignitatea unei tumori, nu contează unde este localizată sau ce tip este. De aceea, se bazează pe un principiu comun tuturor tipurilor de cancere și funcționează. Însă, în mod curios, efectul Warburg a fost folosit doar pentru a se dezvolta o metodă de diagnostic și nu pentru crearea unui tratament anticancer. Din păcate, în prezent, efectul Warburg, care este una dintre posibilele cauze ale cancerului, este folosit doar pentru a diagnostica, nu și pentru a vindeca această boală gravă.