О лактате снова заговорили как о движущей силе рака

Одна из отличительных особенностей всех раковых клеток заключается в том, что энергетический обмен в них осуществляется главным образом за счёт гликолиза. Этот эффект носит имя лауреата Нобелевской премии Отто Варбурга.

о лактате снова заговорили как о движущей силе рака

Суть гликолиза заключается в расщеплении глюкозы без участия кислорода с образованием, в качестве одного из продуктов, молочной кислоты или лактата. Реальной энергии в виде молекул АТФ при этом получается очень мало, а на производство лактата уходит около 70 процентов глюкозы. В клетках стремительно развивающейся раковой опухоли уровень гликолиза может быть в 200 раз выше, чем в нормальных тканях.

Варбург считал, что именно эти изменения в функционировании клеток являются фундаментальной причиной развития рака. Учёный высказал гипотезу ещё в 1923 году. С тех пор на передний план вышла генетика, стремительное развитие которой дало объяснение многим биологическим процессам, в том числе и патологическим. Изучение обмена веществ раковых клеток в этой связи отошло на второй план, уступив место первопричины наличию мутаций в определённых генах.

Но с этим не все согласны, включая доктора Иниго Сан-Милана (Inigo San-Millan) из Университета Колорадо и профессора Джорджа Брукса (George Brooks) из Калифорнийского университета в Беркли. Учёные уверены, что лактат – не просто продукт патологического процесса, а обязательный элемент каждой стадии его развития, о чём они сообщают в статье, опубликованной в журнале Carcinogenesis.

В работе описывается, что лактат играет важную роль в формировании сети кровеносных сосудов внутри опухоли. Кроме этого, он мешает правильной реакции иммунной системы на раковые клетки и создаёт кислую среду в межклеточном пространстве, которая способствует метастазированию — организации новых очагов заболевания по всему организму.

Исследователи также теоретизируют о причинах начала работы трёх определённых факторов транскрипции (HIF-1, CMYC и р53) – белков, контролирующих запуск развития злокачественной опухоли.

Они предполагают, что онкогены и другие агенты действуют целенаправленно на запуск гликолиза и производство лактата, который просто необходим для благополучного развития злокачественной опухоли.

Изначально исследователи поставили перед собой цель и провели два года в поисках ответа на фундаментальный вопрос о том, как нормальные клетки становятся раковыми и что происходит потом. Во-первых, вооружились результатами десятков работ, посвящённых изучению физиологии мышц и обмену веществ в них в процессе интенсивных физических упражнений и восстановления после них.

Известно, что накопление лактата в мышцах и последующая потеря ими работоспособности – это настоящий бич спортсменов всех времён и народов. Сан-Милан знает об этом не понаслышке, поскольку сам был профессиональным велосипедистом, а в данный момент, помимо всего прочего, является физиологом гонщиков, принимающих участие в Тур де Франс.

«Во время упражнений высокой интенсивности в работающих мышцах имеют место многие из метаболических процессов, свойственные и раковым клеткам, — рассказывает Сан-Милан в пресс-релизе. – Мышцы потребляют большое количество глюкозы, превращая её в энергию внутри митохондрий и производя больше лактата, чем организм может немедленно переработать».

Собственная работа Брукса показала, что тело здорового человека использует избыток лактата для получения «топлива», необходимого мозгу, мышцам и внутренним органам. В раковых же клетках, по мнению авторов, такая система рециркуляции отключена.

Ещё одна гипотеза, выдвигаемая в статье, гласит, что люди, ведущие активный образ жизни и регулярно занимающиеся физическими упражнениями, менее подвержены развитию рака, поскольку их организм уже заточен на активную переработку излишков лактата.

Сами авторы отмечают, что их работа – это, прежде всего, очертания довольно большой области, которая требует разностороннего исследования. Они надеются, что их призыв будет услышан и на лактат снова обратят должное внимание. Возможно, это поможет не только более глубокому пониманию рака, но и при разработках новых методов борьбы с ним.

Ссылка на источник