Un Possibile Meccanismo dell’Effetto Warburg
Il Biologo o Medico che intenda avere chiarimenti sull’argomento, può scrivermi su –> CONTATTI
E’ noto che le cellule tumorali dipendono dal glucosio, dalla metionina e dalla glutammina.
La dipendenza dei tumori dal glucosio prende il nome di effetto Warburg.
Ie cellule tumorali smettono di utilizzare l’ossigeno per produrre energia attraverso i mitocondri, e si affidano alla glicolisi. La glicolisi nei tumori consiste nel consumare glucosio per produrre acido lattico. Una caratteristica dell’effetto Warburg è che i tumori utilizzano la glicolisi anche in presenza di ossigeno, suggerendo che le cellule tumorali non riescono ad usare l’ossigeno “anche se presente nell’emiente di crescita”. L’effetto Warburg è per questo anche noto con il nome di glicolisi aerobica, che avviene anche in presenza di ossigeno.
La dipendenza dei tumori dall’amminoacido metionina è noto con il termine di Effetto Hoffman. I tumori assorbono molta metionina dall’ambiente in cui risiedono, e sono molto vulnerabili alla restrizione dietetica della metionina. Mentre le cellule normali sono in grado di riciclare l’omocisteina e la METILTIOADENOSINA, in Metionina, quelle tumorali non sono in grado di farlo, probabilmente per carenza di METIONINA SINTASI e METILTIOADENOSINA FOSFORILASI. Inoltre i tumori consumano molta metionina probabilmente perché producono molto solfuro di idrogeno H2S. Il solfuro di Idrogeno H2S è probabilmente la sostanza che riprogramma il metabolismo delle cellule tumorali verso l’effetto Warburg e la glutaminolisi.
Quindi l’effetto Hoffman è caratterizzato da forte consumo di metionina, per sostenere la produzione di Solfuro di idrogeno H2S.
I tumori sono anche fortemente dipendenti dalla glutammina, una sostanza che consente di favorire il ciclo di Krebs inverso, e la biosintesi di acidi grassi (molto sostenuta nei tumori), lattato (attraverso l’enzima malico che degrada l’acido malico in piruvato), e del fumarato (necessario ai mitocondri delle cellule tumorali per la respirazione del fumarato.
I Mitocondri delle cellule tumorali non sono in grado di respirare l’ossigeno, ma riescono comunque a produrre energia attraverso la respirazione dell’acido fumarico. I tumori non respirano ossigeno, ma utilizzano il fumarato per respirare; La glicolisi e la glutaminolisi, hanno la funzione di aumentare i livelli di fumarato nei mitocondri, consentendo ad essi di utilizzarlo per respirare.
Quando una cellula respira ossigeno, produce come sottoprodotto, acqua; quando una cellula tumorale respira acido fumarico, produce come sottoprodotto acido succinico. L’acido succinico è un oncometabolita; L’acido succinico è il secondo oncometabolita dopo l’acido lattico, che viene prodotto dai tumori, quando consumano glucosio e glutammina.
Il Meccanismo dell’effetto Warburg dei tumori
Le cellule umorali si trovano in ipossia; in condizioni di carenza di ossigeno, gli enzimi della transulfatazione CBS e CGL, traslocano nella matrice mitocondriale ed incominciano a degradare l’omocisteina e la cisteina in eccesso, producendo H2S.
Quindi i tumori consumano molta metionina, perché la degradano in H2S.
H2S a basse concentrazioni, funge da substrato energetico mitocondriale (per approfondire, leggere https://liborioquinto.altervista.org/h2s-tra-longevita-e-cancro/ ; H2S è l’unico substrato inorganico capace di produrre energia all’interno dei mitocondri. Esiste infatti un enzima mitocondriale SQOR in grado di estrarre gli elettroni da H2S ed immetterli nella catena di trasporto degli elettroni ETC per la fosforilazione ossidativa. Quando però i livelli di H2S diventano alti, il complesso 4 di ETC viene inibita da quetso gas, e gli elettroni non potendo essere scaricati sull’ossigeno, si accumulano verso il complesso-2 “la succinato deidrogenasi”, che è costretta ad invertire la reazione, trasformandosi in FUMARATO REDUTTASI. La FUMARATO REDUTTASI è quindi una modifica della SUCCINATO DEIDORGENASI, ed utilizza l’acido fumarico per scaricare gli elettroni di ETC, producendo acido succinico. In poche parole H2S quando sale di livello, riprogramma il metabolismo mitocondriale, che passa dalla respirazione dell’ossigeno alla respirazione del fumarato.
Grazie alla respirazione del fumarato, i mitocondri dei tumori riescono a produrre energia attraverso OXPHOS.
La cellula tumorale quando avvia la respirazione del fumarato, deve modificare l’intero metabolismo del glucosio e della glutammina, per aumentare i livelli di acido fumarico nei mitocondri. Quindi glucosio e glutammina, con percorsi diversi, generano abbondanti quantità di acido fumarico che consente alla cellula tumorale di respirare consumando acido fumarico al posto dell’ossigeno.
Per riassumere
- L’effetto HOFFMAN consiste nel consumare tanta metionina per produrre H2S
- H2S in eccesso, provoca il blocco della respirazione aerobica del mitocondrio tumorale, dirottando gli elettroni dell’ ETC verso la SUCCINATO DEIDROGENASI (COMPLESSO-2), che invertendo la reazione si trasforma in FUMARATO REDUTTASI.
- La FUMARATO REDUTTASI consente ai mitocondri delle cellule tumorali di produrre ATP attraverso OXPHOS, respirando acido fumarico al posto dell’ossigeno, e questo fenomeno prende il nome di respirazione del fumarato.
- La cellula tumorale per fornire acido fumarico ai mitocondri tumorali, deve passare alla glicolisi (effetto Warburg) ed alla glutaminolisi.
Tutto questo, potrebbe spiegare i collegamenti dell’effetto HOFFMAN, effetto WARBURG e glutaminolisi delle cellule tumorali.
DESCLAIMER
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico
Autore – Tecnologo Alimentare dottor Liborio Quinto – Esperto in biochimica degli alimenti e della Nutrizione; profilo linkedin https://www.linkedin.com/in/lliborioquinto/
Nella pagina sono presenti link di affiliazione su cui si ottiene una piccola quota dei ricavi, senza variazioni dei prezzi.
Lezione interessante sui titoli si stato https://www.youtube.com/watch?v=9cE5HNz3UJ4