el efecto Warburg como explicación del cáncer

WHEN BREATH BECOMES AIR, Paul Kalanithi, 2016

Seguimos!

Hola, el fisiólogo alemán Otto Warburg publicó en el año 1931 la obra “El metabolismo de los tumores”.

En ella, demostraba que las células tumorales, al contrario a lo esperable, prefieren un metabolismo basado en la glucólisis -o fermentación anaeróbica, que genera 2 ATP- como fuente de energía, en lugar de una vía mitocondrial más eficiente y lógica, como la fosforilación oxidativa (que generaría 36 ATP).

Recordemos que glucólisis significa “quemar glucosa” y anaeróbico significa “sin oxígeno”.

Recordemos también que la mitocondria es un orgánulo que posee un ADN propio (el ADN mitocondrial) y que constituye el “generador” principal mediante el cual la célula sana obtiene energía: la glucosa del torrente sanguíneo se oxida en presencia de oxígeno dentro de la mitocondria y se produce ATP, que es usado como fuente de energía por la célula.

Como decíamos, una de las principales características de las células tumorales malignas es que su metabolismo energético se encuentra alterado. Las células malignas tienen unas tasas de consumo de glucosa unas 200 veces mayores que las de las células normales que les dieron origen; y esto ocurre aún con un aporte pleno de oxígeno.

Con una misma molécula de glucosa, la célula puede obtener 18 veces más energía usando oxígeno en la mitocondria, en comparación con la glucólisis anaeróbica. Los tejidos normales solo usan esta vía menos eficiente en ausencia de oxígeno, por ejemplo, durante ejercicios intensos y de alta resistencia.

Así, incluso en presencia de oxígeno (por lo tanto, aeróbico), el cáncer utiliza un método menos eficiente de producción de energía (glucólisis, no fosforilación).

Al mantener la glucólisis como forma de metabolismo, la zona que se reproduce tiene unas necesidades aumentadas de glucosa para poder nutrirse (y cada vez mayores conforme se reproducen sus células), mucho mayores que las células sanas.

Los productos de desecho que aparece como consecuencia de la actividad anaeróbica, es decir, en presencia de poco oxígeno, como el ácido láctico, vertidos al continente extracelular, provocan que el ph de esa zona sea ácido, al contrario que el ph extracelular de las células sanas, que es ligeramente alcalino. Mientras, el interior de las células tumorales presenta un ph también inverso respecto a las sanas: alcalino en aquéllas, ácido en éstas.

Con la proliferación, las células cancerígenas se alejan de los capilares que deben nutrirlos, con lo cual se establece un círculo vicioso: aparece una hipoxia real en algunas zonas del ecosistema bioquímico del tumor que mantiene la glucólisis, las mitocondrias siguen sin poder funcionar, se inhibe la apoptosis (una vía de destrucción o muerte celular programada, con el fin de controlar su desarrollo y crecimiento, es decir un “suicidio” celular por el bien común), el HIF-1alfa sigue provocando la proliferación, siguen aumentando las necesidades de glucosa, se producen más productos de desecho en forma de ácido láctico, aumenta todavía más la acidez, y vuelta a empezar.

Esto ocurre en prácticamente todos los tumores, pero ¿por qué? Dado que hay abundante oxígeno, no tiene sentido aparente, porque podría obtener más ATP usando la fosforilación oxidativa. 

Warburg demostró también que las células sanas podían volverse cancerígenas cuando se sometían a un estado de hipoxia.

Warburg acababa de proponer una de las posible causas del cáncer, aunque entonces no se le dio el valor explicativo que tiene.  En años recientes se ha incrementado el interés sobre el efecto Warburg que presentan las células cancerosas debido a la gran utilidad de la tomografía por emisión de positrones (PET) utilizada en los análisis de tumores de pacientes con cáncer. 

De hecho, este paradigma metabólico está tomando fuerza frente a la mutación genómica, como origen del cáncer.

Gracias por estar ahí!

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