MENU

Acidobázická rovnováha a rakovina

19.3.2017 medicc
Nevyhnutnou podmienkou pre správny priebeh všetkých životných funkcií organizmu je udržiavanie acidobázickej rovnováhy (rovnováhy medzi kyselinami a zásadami), ktorú zaručuje optimálna hodnota bunkového potenciálu vodíka (pH) v rozmedzí hodnôt 7,35-7,45.

Za normálnych fyziologických podmienok je pH krvi a tkanív regulované okolo pH 7,4. Hodnota pH krvi indikuje, že sa jedná o mierne zásadité prostredie, ktoré je spôsobené zvýšeným množstvom prítomných hydrogénuhličitanov (HCO3-). Keďže všetky kľúčové procesy v organizme sú regulované rozmedzím pH, tak sú nesmierne citlivé na akúkoľvek zmenu tejto hodnoty. V dôsledku poklesu množstva hydrogénuhličitanov v krvi sa zvyšuje hladina vodíkových iónov (H+), ktoré zodpovedajú za zníženie pH a zmenu alkalického prostredia na kyslé.

 bottle-1503897 1920

 

Metabolické procesy

 

Výsledkom nepretržitých metabolických procesov prebiehajúcich v organizme je produkcia kyslých metabolitov, ktoré sú za normálnych okolností z organizmu odstraňované. V prípade, ak organizmus nie je schopný tieto kyslé metabolity odstraňovať, dochádza k ich nadmernému hromadeniu, čo vedie k zvýšeniu hladiny H+ a narušeniu acidobázickej rovnováhy vnútorného prostredia organizmu. V takomto prípade nastáva v organizme stav nazývaný acidóza a hodnota pH krvi a tkanív poklesne pod hodnotu 7,35.

 

Pre abnormálne tkanivá, ako je napríklad nádorové tkanivo, je charakteristické kyslé pH. V dôsledku nedostatočného prekrvenia, hypoxie, zápalu a glykolytického metabolizmu buniek sa hodnota pH nádorových tkanív pohybuje v rozmedzí 5,5-7,0. Unikátny glykolytický metabolizmus nádorových buniek vytvára nadmerné množstvo kyseliny mliečnej, ktorá prispieva k acidifikácii mikroprostredia. Export protónov a kyseliny mliečnej (laktátu) z nádorových buniek do extracelulárneho priestoru je regulovaný acidobazickými regulátormi, ako je napríklad sodíkovo-vodíkový (Na+/H+) výmenník. Avšak zmeny v koncentráciách vodíkových katiónov môžu byť kompenzované niekoľkými vyrovnávacími systémami, ktorými organizmus disponuje.

 

Intracelulárne pH je regulované prostredníctvom dlhodobých a krátkodobých kompenzačných mechanizmov, ktoré reagujú na kyselinovú záťaž v bunkách. Sú súčasťou takmer všetkých buniek. Intracelulárne pH nádorových buniek je slabo zásadité v porovnaní s extracelulárnym priestorom, čo uľahčuje bunkovú proliferáciou a rast nádoru. Preto bunky využívajú mechanizmy zabraňujúce acidifikácii intracelulárneho prostredia.

 dna-150007

 

Chronická acidóza

 

Krátkodobé mechanizmy sa snažia udržať intracelulárne prostredie neutrálne tým, že spotrebúvajú neprchavé kyseliny a prenášajú kyseliny z cytosolu do organel. Nie sú schopné hodnotu pH udržiavať dlhodoboKyslé pH ovplyvňuje proliferáciu, migráciu, invazívnosť, metastázovanie, terapeutické odpovede nádorových buniek, funkcie imunitných buniek, vaskulárne bunky a bunky strómy. Acidóza môže mať na malignitu a rozvoj nádoru mnoho účinkov a aj odpovede nádorových buniek na pôsobenie acidózy sú rôznorodé. Expozícia chronickej acidóze môže uľahčiť evolúciu nádorovým bunkám, vyvolať chromozomálnu nestabilitu a génové mutácie.

 

Okrem iného, chronická acidóza môže pôsobiť ako stresor pre nádorové bunky a môže prispievať k metastatickej progresii
degradáciou extracelulárnej matrix. Acidóza zodpovedá za zvýšenú sekrécu rôznych proteáz, ako je katepsín B v melanómových bunkách a metaloproteináza-9 v bunkách ľudského osteosarkómu. Tie môžu uľahčiť degradáciu proteínov extracelulárnej matrix a následne urýchliť inváziu buniek nádoru. Trvalo vysoké hladiny laktátu pri rakovine krčka maternice korelujú so zníženou schopnosťou prežitia pacienta. Na druhej strane, akútna acidóza môže mať cytotoxický účinok, pretože môže tlmiť proliferáciu nádorových buniek, indukovať stresovú reakciu a apoptózu nádorových buniek. 

 lemon-squeezer-609

 

Prechodná acidóza znižuje riziko výskytu rakoviny

 

Za zníženú expresiu glykolytických génov a zvýšenú expresiu cyklu trikarboxylovej kyseliny (TCA) v prsných epitelových bunkách zodpovedá taktiež akútna acidóza. V prostatických nádorových bunkách akútna acidóza znižuje aktiváciu onkogénu  Akt (proteínkináza B), ktorého proteínový produkt má dôležitú úlohu napríklad v procesoch vychytávania glukózy, prežívania a proliferácie buniek. Prechodná acidóza znižuje riziko výskytu rakoviny.

 

Základnou podmienkou pre rast a prežívanie nádorových buniek je glukóza. 

 

Nádorové bunky využívajú na získanie adenozíntrifosfátu (ATP) menej výhodnú metabolickú cestu - glykolýzu, než efektívnejšiu oxidatívnu fosforyláciu. Posun energetického metabolizmu z oxidatívnej fosforylácie na glykolýzu je jedným z charakteristických znakov nádorových buniek, nazývaný ako Warburgov efekt.

 

Smrť nádorových buniek je spôsobená vyčerpaním zásob glukózy. Výsledkom nádorového metabolizmu je acidóza, pretože nádorové bunky sa vyznačujú abnormálne intenzívnou glykolýzou, čoho výsledkom je množstvo laktátu vytvoreného z glukózy. Práve vysoká hladina laktátu je nevyhnutná pre metastázovanie a rast nádorov. Štúdie in vitro preukázali, že laktát sa môže podieľať na regulácii expresie angiogénnych génov, stabilizovaním hypoxiou indukovaného faktora 1 (HIF-1)..

  • Zdroj informácií: Appel SJ et Downs ChA: Understanding acid-base balance. Fall. 2008, 38: 9- 11 Chiche J, Brahimi-Horn M, Pouysségur Ch: Tumour hypoxia induces a metabolic shift causing acidosis: a common feature in cancer. J Cell Mol Med. 2010, 14, 4: 771–794 Javorka K, et al.: Lekárska fyziológia. Učebnica pre lekárske fakulty. Vydavateľstvo Osveta. Martin. 2001 Justus CR, Dong L, Yang LV: Acidic tumor microenvironment and pH-sensing G protein-coupled receptors. Front Physiol. 2013, 4, 354, 1-9. Seifter JL: Acid-base disorders. Goldman: Cecil Textbook of Medicine. 2004, 22: 113 Song ChW, Graffin R, Park HJ: Influence of tumor pH on therapeutic response. Canc Drug Disc Dev. 2006: 21-42 Topitzerova J.:Alkalická voda ako prevencia voči rakovine: fakt alebo fikcia? Košice. 2016. 59 s. Waugh A et Grant A: "2". Anatomy and physiology in health and illness. Churchill Livingstone Elsevier. 2007, 10: 22. ISBN 978-0-443-10102-1 Wu H, Ding Z, Hu D, et al.: Central role of lactic acidosis in cancer cell resistance to glucose deprivation-induced cell death. J Pathol. 2012, 227, 2: 189–199
Acidobázická rovnováha a rakovina - 5.0 out of 5 based on 1 review
Páči sa?
Pridať komentár

Potrebujeme aj Vašu pomoc!

Ako aj Vy môžete pomocť ľuďom okolo seba?

Prispejte svojim článkom

Náš potrál je otvorený pre všetkých, ktorí sa chcú podeliť o svoje skúsenosti a životné príbehy.

Možno práve Vaša skúsenosť zlepší životy iných ľudí. Pridajte sa k nám.

Hľadáme odborné kapacity

Ak ste odborníkom na tému rakovina, vieme Vám poskytnúť priestor na našom portály.

Sme otvorený rôznym druhom spolupráce. Prosíme, kontaktujte nás.

Partneri

medicc logo

Upozornenie: V texte sa môžu vyskytovať chyby. Akékoľvek rozhodnutia týkajúce sa Vášho zdravia o ktorých ste sa dočítali na tejto stránke, konzultujte najprv so svojím lekárom.