Dr. Ιάκωβος Θεοδοσίου MD. DipU

Ιατρός Διαιτολόγος

καρκίνος & διατροφή

διαιτολογική μεταβολική προσέγγιση
στην θεραπεία του καρκίνου

Menu

ενεργειακή ομοιόσταση στον καρκίνο

ενεργειακή ομοιόσταση στον καρκίνοΗ ενεργειακή ομοιόσταση στον καρκίνο είναι θεμελιώδους σημασίας για την εξασθένιση του καρκινικού κυττάρου και συμβάλει σε έναν σχεδιασμό ολοκληρωμένης αντικαρκινικής αγωγής.

Ο όρος ΝΗΣΤΕΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΙΚΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ (STARVING CANCER CELL) μεταφράζεται τόσο με την διάθεση ενεργειακού φορτίου στον οργανισμό όσο και με την μετάφραση ειδικών μορίων ενδοκυττάρια, που με την σειρά τους, ελέγχουν διάφορες διαδικασίες που σχετίζονται με την επιβίωση και τον αναδιπλασιασμό του καρκινικού κυττάρου.

η κυτταρική νηστεία δεν πρέπει συγχέεται με την διατροφική ή θρησκευτική νηστεία.
Ένα πολύπλοκο μεταβολικό δίκτυο εμπλέκεται στην τροφοδοσία και την επάρκεια της ενέργειας του κυττάρου. Το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου είναι η GLC και το ATP.

Ως μεταβολισμός ορίζεται το σύνολο των διεργασιών της δημιουργίας, της ανακύκλωσης, της ανακατασκευής και της καταστροφής δομών και ουσιών του κυττάρου και του οργανισμού συνολικά.
Αναβολισμός (ἁνά= προς τα πάνω) είναι το σύνολο των μεταβολικών οδών που κατασκευάζουν μόρια από μικρότερες μονάδες.
Αυτές οι αντιδράσεις απαιτούν ενέργεια, που είναι γνωστή επίσης και ως ενδοεργονική διαδικασία. Ένα είδος κατηγοριοποίησης στις μεταβολικές διεργασίες, είτε σε επίπεδο κυττάρου, οργάνου ή οργανισμού, είναι οι αναβολικές και οι καταβολικές.

Οι καταβολικές είναι το αντίθετο από τον αναβολισμό είναι δηλαδή η καταστροφή και διάσπαση μακρομορίων σε μικρότερα. Ο αναβολισμός τροφοδοτείται από καταβολισμό, όπου τα μεγάλα μόρια διασπόνται σε μικρότερα τμήματα και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στην κυτταρική αναπνοή. Πολλές αναβολικές διεργασίες τροφοδοτούνται από την υδρόλυση της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ).

Οι Αναβολικά διεργασίες τείνουν προς δημιουργία οργάνων και ιστών. Παράγουν την ανάπτυξη, την διαφοροποίηση των κυττάρων και την αύξηση σε μέγεθος του σώματος, μια διαδικασία που περιλαμβάνει τη σύνθεση πολύπλοκων μορίων. Παραδείγματα των αναβολικών διεργασιών περιλαμβάνουν την ανάπτυξη και την ανοργανοποίηση των οστών και αύξηση της μυϊκής μάζας.
Η ισορροπία μεταξύ αναβολισμού και καταβολισμού ρυθμίζεται επίσης από τους κιρκαδιακούς ρυθμούς, με διαδικασίες όπως ο μεταβολισμός της γλυκόζης κυμαινόμενες για να ταιριάζει με τις κανονικές περιόδους δραστηριότητα καθ ‘όλη την ημέρα.

Η ενεργειακή επάρκεια στο κύτταρο ελέγχεται μέσω μιας πρωτεΐνης (ένζυμο) την Eνεργοποιημένη-AMP-Πρωτεινική Κινάση ή AMPK ή 5′ adenosine monophosphate-activated protein kinase.

Η AMPK είναι ο καθρέπτης της ενεργειακής επάρκειας του κυττάρου και ελέγχει επίσης διαδικασίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη των όγκων, συμπεριλαμβανομένων εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, την πρωτεϊνική σύνθεση, την κυτταρική ανάπτυξη, και την επιβίωση.

ΑΜΡΚ ρυθμίζεται από την κυτταρική αναλογία ΑΜΡ/ΑΤΡ καθώς και από την φωσφορυλίωση από δραστηριοποιημένες κινάσες.
AMP ελέγχει την ενζυματική δραστικότητα της ΑΜΡΚ με αλοστερική ενεργοποίηση και καθιστά AMPK λιγότερο ευάλωτη σε αποφωσφορυλίωση από πρωτεινικές φωσφατάσες. Οι δύο πιο καλά τεκμηριωμένες κινάσες είναι LKB1 και η CaMKKβ. LKB1 είναι ένας καταστολέας όγκων, είναι πάντα δραστική και μεταφέρει σήματα που παράγονται από τις αλλαγές στην κατάσταση ενέργειας του κυττάρου.

Αλλοστερική έναντι “αγωνιστικής” ενεργοποίησης

ΑΜΡΚ είναι μοναδική κινάση που λειτουργεί ως αισθητήρας κυτταρικών επιπέδων ενέργειας.
Η AMPK των θηλαστικών 3 CBS θέσεις δέσμευσης φωσφορική αδενοσίνη, ΑΤΡ, ADP και AMP που ανταγωνίζονται για την CBS1,την CBS3, ενώ ή CBS4 καταλαμβάνεται από κατασκυής από AMP ανεξάρτητη των συγκεντρώσεων αδενυλο νουκλεοτιδίων.
Με την AMP/ADP δεσμευσή τους, προωθούν την φωσφορυλίωση του Τ-βρόχου και την αλλοστερική ενεργοποίηση των α υπομονάδων, ενώ η δέσμευση ΑΤΡ αναστέλλει το σύμπλοκο κινάσης. Έτσι, η ενεργοποίηση ΑΜΡΚ ρυθμίζεται από φορτίο της αδενυλικής ενέργεια και όχι μόνο από τα σχετικά επίπεδα του ΑΜΡ και ΑΤΡ όπως πιστευόταν παλαιότερα. Άλλες μεταβολικές ενδιάμεσες ουσίες, συμπεριλαμβανομένων, γλυκογόνου και NADH μπορεί να δεσμευτούν στο ΑΜΡΚ συμπλοκο, αλλά πότε θα αλλάξει δραστηριότητα της ΑΜΡΚ παραμένει απροσδιόριστο. Θεωρητικά, οποιοδήποτε ερέθισμα, αλλάζει τα κυτταρικά επίπεδα ενέργειας, μεταβάλλει την ενεργοποίηση της ΑΜΡΚ, συμπεριλαμβανομένου ενός αυξανόμενου αριθμού φαρμάκων και ξενοβιοτικών.

ΑΜΡΚ και Καρκίνος – Συνδέσεις στο επίπεδο του οργανισμού
Συνδέσεις μεταξύ ΑΜΡΚ και του καρκίνου μπορεί να γίνει τόσο στο επίπεδο του οργανισμού και στο μοριακό επίπεδο. Μειωμένη ενεργοποίηση ΑΜΡΚ εμπλέκεται στο ανθρώπινο οργανισμό με μεταβολικές διαταραχές που σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου.

Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι η παχυσαρκία, ο διαβήτης και το μεταβολικό σύνδρομο. Αν και η συμβολή του ΑΜΡΚ στην αιτιολογία των διαταραχών αυτών είναι ασαφής, φαρμακολογική ενεργοποιητές ΑΜΡΚ είναι αποτελεσματικοί στην θεραπεία τους. Επίσης η ενεργοποίηση της ΑΜΡΚ από μεταβολικές στρεσογόνους παράγοντες έχει συνδεθεί με μειωμένη ανάπτυξη του καρκινικού όγκου, όπως η άσκηση και ο περιορισμός των θερμίδων.

ΑΜΡΚ και Καρκίνος – ΑΜΡΚ και “διαχείριση του stress” σε καρκινικά κύτταρα
Η λειτουργία της ΑΜΡΚ φυσιολογικά επιτρέπει στα κύτταρα να αντιμετωπίσουν το stress, συμπεριλαμβανομένων των μεταβολικών stress και του ογκογόνου stress. H ΑΜΡΚ ενεργοποιεί τον καταβολισμό και αναστέλλει τον αναβολισμό, ένα σενάριο που δεν είναι συμβατό με τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και λειτουργεί με ένα ρόλο καταστολέα όγκων.

Έτσι, παρ’ ότι η ισχυρή ενεργοποίηση ΑΜΡΚ, μπορεί να αναστέλλει ισχυρά τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την ανάπτυξη του όγκου, η απώλεια της ΑΜΡΚ δεν αρκεί για να βοηθήσει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων εν απουσία επαρκών θρεπτικών ουσιών και αυξητικών παραγόντων.
Η απώλεια της βιοενεργητικής ομοιόστασης οδηγεί σε προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο σε κύτταρα που στερούνται είτε LKB1 ή ΑΜΡΚ αλλά όχι στα κανονικά κύτταρα. Kύτταρα που στερούνται ΑΜΡΚ είναι ανθεκτικά στην ογκογόνο μετασχηματισμό.

Έχουμε υποθέσει ότι ΑΜΡΚ μπορεί να δράσει ως ένα υπό όρους καταστολής όγκου ή ογκογονιδίου, αυτό σχετίζεται με το βαθμό ενεργοποίησης ΑΜΡΚ. Είναι πιθανό ότι η μέτρια ενεργοποίηση της ΑΜΡΚ να εμπλέκεται σαν προστατευτικός μηχανισμών των κυττάρων που προκύπτουν ακόμα και καρκινικών, ενώ η ένταση και η έκταση ή η διάρκεια του στρες μπορεί να επάγει διακοπή αύξησης ή κυτταρικό θάνατο που εμφανίζεται ως μια λειτουργία καταστολής όγκου.