--- title: Metabolizmus a jeho zmeny počas karcinogenézy - Medicc.eu description: Metabolizmus je súhrn všetkých chemických reakcií, ktoré prebiehajú v rámci bunky alebo organizmu. Vzťahuje sa na celú sieť chemických procesov podieľajúcich sa na udržiavaní života. url: /sk/odborne-clanky/item/397-metabolizmus-a-jeho-zmeny-pocas-karcinogenezy --- # Metabolizmus a jeho zmeny počas karcinogenézy ^^ medicc - [![Metabolizmus a jeho zmeny počas karcinogenézy](https://www.medicc.eu/media/k2/items/cache/7884581148e30ccb73a24dfa45b62e09_L.jpg)](https://www.medicc.eu/media/k2/items/cache/7884581148e30ccb73a24dfa45b62e09_XL.jpg "Klikni pre náhľad obrázku") Metabolizmus je súhrn všetkých chemických reakcií, ktoré prebiehajú v rámci bunky alebo organizmu. Vzťahuje sa na celú sieť chemických procesov podieľajúcich sa na udržiavaní života. Metabolizmus **základných energetických substrátov**, akými sú **sacharidy**, **lipidy** a [proteíny](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/339-bielkoviny-tuky-a-rakovina), **vytvárajú** v zdravých bunkách niekoľko **metabolických medziproduktov.** Tieto sú využité pre**syntézu nukleových kyselín**, neesenciálnych aminokyselín, **glykogénu** a mnohých ďalších biomolekúl, potrebných pre **fungovanie zdravého organizmu.**   **Deregulácia** **metabolických** **procesov** je úzko prepojená s [progresiou](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/373-oxidacny-stres-a-rakovina) **rakoviny** a inými **patologickými javmi**. Čiastočne je to spôsobené tým, že **proliferácia je závislá na dostupnosti živín**. Viaceré molekulárne mechanizmy poskytujú podporu pre **tri základné potreby** deliacich sa buniek:   - **rýchlu tvorbu ATP** na udržanie energetického stavu - **zvýšenú biosyntézu makromolekúl** - **udržiavanie príslušného redoxného stavu bunky **   Pre splnenie týchto potrieb [nádorové bunky](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/234-co-ste-dnes-jedli-a-aky-to-ma-vplyv-na-vznik-rakoviny) **menia metabolizmus** všetkých **hlavných tried makromolekúl**: sacharidov, bielkovín, lipidov a nukleových kyselín. Mnohé **podobné zmeny sú tiež pozorované aj v rýchlo proliferujúcich zdravých bunkách**, akými sú napríklad krvné bunky a bunky výstelky tráviaceho traktu, v ktorých **predstavujú vhodné odpovede na fyziologické rastové signály**. ![turkish-cuisine-1330](https://www.medicc.eu/images/turkish-cuisine-1330.jpg) ##   ## Karcinogenéza a mateabolizmus   **Karcinogenéza** je **zložitý viacstupňový proces**, ktorý si vyžaduje odbúranie niekoľkých bunkových bariér, ako sú napr. **programová bunková smrť či procesy starnutia**. K tomu **dochádza** väčšinou **prostredníctvom** [mutácií](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/375-mechanizmus-ucinku-oxidacneho-stresu) **v onkogénoch** (napr. **src**, **myc**, **ras**) a **tumor-supresorových génoch (napr. BRCA, Rb-1, p53)**.   **Mikroprostredie nádoru zohráva kľúčovú úlohu** pri prechode **z prekanceróznych lézií do karcinogenézy** tým, že vyvíja adaptívny tlak, ktorý selektuje bunky pre ich klonálne rozširovanie. Bunkový energetický **metabolizmus je jedným z hlavných procesov**, ktorý je ovplyvnený počas **prechodu buniek z normálneho stavu do stavu neoplastickej transformácie**. Obzvlášť metabolizmus glukózy sa veľmi často mení v [nádorových](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/311-oxidacny-stres) bunkách.   ## Metabolizmus sacharidov v zdravých a nádorových bunkách   **Sacharidy** zohrávajú**niekoľko rozhodujúcich úloh v metabolických procesoch živých organizmov**. Slúžia ako **zdroj energie a ako stavebné prvky v živých bunkách**. Po prijatí do organizmu sú **zložité sacharidy enzymatický hydrolyzované na monosacharidy ako napríklad škrob** na [glukózu](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/267-ovocie-a-rakovina). ![blood-gluc](https://www.medicc.eu/images/blood-gluc.jpg)   **Glukóza (GLU)** je **významným zdrojom energie** takmer vo všetkých živých bunkách a hlavný dôraz sa kladie na jej **syntézu**, využitie a **následnú** **degradáciu**. U stavovcov je GLU**transportovaná krvou po celom tele**. Ak sú v bunke rezervy energie nízke, tak je GLU degradovaná prostredníctvom glykolýzy. **Molekuly GLU nevyhnutné na okamžitú výrobu energie sú uložené vo forme glykogénu vo svaloch** a **pečeni**. Energetické požiadavky niektorých tkanív ako napríklad **mozgu**, **červených krviniek** a výkon buniek kostrového svalstva, **sú závislé na nepretržitom toku GLU**. V závislosti od metabolických požiadaviek buniek **môže byť GLU tiež použitá na syntézu** napríklad ďalších monosacharidov, niektorých [aminokyselín](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/256-prevencia-vzniku-rakoviny-boj-antioxidantov-proti-volnym-radikalom) alebo mastných kyselín.   ## Glykóza a jej zmeny    **Glykolýza** nastáva aspoň čiastočne**v takmer každej živej bunke**. Mechanizmy krokov v glykolýze sú vysoko konzervované v prokaryotách a eukaryotách. **Glykolýza je aj dôležitý anaeróbny proces**, ktorý bol nevyhnutný v atmosfére chudobnej na kyslík pre-eukaryotickej Zeme.   V glykolýze **je každá molekula GLU rozštiepená a prevedená na dve trojuhlíkové jednotky** - **pyruvát**. Počas tohto procesu je **oxidovaných niekoľko uhlíkových atómov**. Malé množstvo energie,**získanej počas glykolytických reakcií (približne 5%)**, je dočasne uskladnené v dvoch molekulách**každej ATP a NADH**. Nasledujúci **metabolický osud pyruvátu závisí na organizme a jeho metabolických požiadavkách**. V anaeróbnych organizmoch sa môže**pyruvát premeniť na odpadové produkty**, ako sú **kyselina mliečna, kyselina octová, etanol** a ďalšie podobné molekuly. **Aeróbne organizmy** kompletne oxidujú pyruvát na oxid uhličitý a [vodu](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/256-prevencia-vzniku-rakoviny-boj-antioxidantov-proti-volnym-radikalom) v mechanizme známom ako aeróbne dýchanie   Za normálnych podmienok je pyruvát premenený na acetylkoenzým A, ktorý poskytuje východiskový materiál pre **Krebsov cyklus** a oxidatívnu fosforyláciu. **Celkový čistý zisk z jednej molekuly GLU je 34 molekúl ATP**   ## Výskum metabolizmu glukózy Pred viac ako 100 rokmi **Louis Pasteur prvý popísal vzťah medzi dvoma spôsobmi metabolizmu GLU** zistením, že **absencia kyslíka má za následok inhibíciu oxidatívnej fosforylácie a prepnutie na glykolýzu pre ATP tvorbu** („**Pasteurov efekt**“). V roku 1920 Otto Warburg zistil, že [nádorové bunky](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/297-su-volne-radikaly-iba-skodlive), **na rozdiel od normálnych buniek, využívajú v metabolizme GLU glykolýzu** namiesto mitochondriálnej oxidatívnej fosforylácie, a to aj v podmienkach bohatých na kyslík. Tieto zistenia boli pomenované ako „**Warburgov efekt**“ ![plankton-14273](https://www.medicc.eu/images/plankton-14273.jpg) Na rozdiel od väčšiny normálnych buniek, **mnoho transformovaných buniek čerpá podstatnú časť svojej energie z aeróbnej glykolýzy**, **premenou väčšej časti prichádzajúcej GLU na laktát**, skôr než sa metabolizujú v mitochondriách prostredníctvom oxidatívnej fosforylácie. Hoci **produkcia ATP prostredníctvom glykolýzy môže byť rýchlejšia než prostredníctvom oxidatívnej fosforylácie, je oveľa menej účinná**, pokiaľ ide o ATP vytvorenú na jednotku spotrebovanej GLU. [Nádorové bunky](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/296-nadorove-antigeny) sú **nútené nadmerne vychytávať GLU na splnenie potrieb ich biosyntézy**, zvýšenej energie a redoxnej potreby. **Zvýšené vychytávanie GLU bolo potvrdené vo väčšine primárnych i metastatických nádorov onkologických pacientov**.   ## Rakovinové bunky a ich metabolizmus  ##   Je známe, že [malígne](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/295-klasifikacia-nadorov-a-nadorove-mikroprostredie) **bunky** **majú zrýchlený metabolizmus**,**vysoké glukózové požiadavky a zvýšené vychytávanie GLU**. Energeticky nezávislý transport GLU cez plazmatickú membránu je sprostredkovaný glukózovými transportérmi (**GLUT – z angl. glucose transporters**), patriacimi do rodiny štruktúrne **príbuzných proteínov, ktoré sa líšia v tkanivovej distribúcii a v afinite pre GLU**. Rodina GLUT je exprimovaná v membránach takmer všetkých typov buniek. **Zvýšený transport GLU v malígnych bunkách je spojený so zvýšenou a deregulovanou expresiou GLUT.**   **Warburg** sa vo svoje hypotéza domnieval, že **prameňom rakoviny môžu byť defekty v energetickom metabolizme a to výhradne v mitochondriách (Warburgova hypotéza).** Táto Warburgova hypotéza bola**neskôr vyvrátená**. Iná pôsobivá myšlienka vysvetliť Warburgov efekt je, **že zmenený metabolizmus nádorových buniek poskytuje selektívnu výhodu pre prežitie a proliferáciu v jedinečnom nádorovom mikroprostredí**. ![test-tubes-14409](https://www.medicc.eu/images/test-tubes-14409.jpg) **Jednou z hlavných vlastností nádorových buniek je rýchla proliferácia**. V dôsledku tejto zrýchlenej proliferácie **nastáva v okolí a v nádore hypoxia**, pretože lokálny cievny systém nie je schopný **nádorové** [bunky](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/306-premena-zdravej-bunky-v-rakovinovu-bunku) dostatočne okysličiť. Vzhľadom na neschopnosť mitochondrií poskytnúť dostatok ATP pre prežitie buniek v hypoxických podmienkach,**musia mať nádorové bunky vysoko regulované glykolytické cesty.** K tomu **dochádza prostredníctvom indukcie hypoxiou-indukovaného faktora-1 (HIF-1)**. Syntéza podjednotky HIF-1α je regulovaná prostredníctvom **mechanizmov nezávislých od kyslíka, zatiaľ čo degradácia je na kyslíku závislá**.   V roku 1927 bol**v nádoroch pozorovaný fyziologický dôsledok zvýšenej tvorby laktátu**, t.j. **pokles intersticiálnej pH**. Niektoré štúdie potvrdzujú, že **kyslé prostredie sprostredkováva** [nádorovú](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/382-patofyziologia-nadoroveho-bujnenia) **invazivitu**. **Laktát stimuluje tvorbu kyseliny hyaluronovej, glykózaminoglykánu a expresiu CD44**, ktorý je hlavným transmembránovým receptorom. **Keď kyselina hyaluronová viaže CD44 na povrch bunky, tým zvýši malígnu progresiu znížením bunkovej adherencie**. Naviazaním molekuly kyseliny hyalurónovej na glykoproteínový receptor CD44, ktorý sa**vyskytuje na bunkovom povrchu, nastáva zníženie bunkovej adherencie**, vďaka čomu **sú bunky schopné samostatného pohybu a tým sa zvyšuje malígna progresia**. V súčasnosti existuje veľké množstvo [dôkazov](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/387-ako-vznikaju-nadory) o **význame expresie CD44** v progresii **mnohých typov nádorov**, ako aj pre jeho expresiu v tumor iniciujúcich bunkách, tiež **známych ako nádorové kmeňové bunky**. **Tumor iniciujúce bunky sú vysoko odolné voči apoptóze** a sú považované za nevyhnutné **pre tvorbu metastáz po dlhšom období pokoja.**    Reklama Metabolizmus a jeho zmeny počas karcinogenézy - 5.0 out of 5 based on 2 reviews Páči sa? - - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - [![Nezabudnite, aj tento rok vaše 2% dokážu veľa](https://www.medicc.eu/media/k2/items/cache/5ab529a5ebdeee2caf2312423d91adb3_M.jpg)](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/474-nezabudnite-aj-tento-rok-vase-2-dokazu-vela) [Nezabudnite, aj tento rok vaše 2% dokážu veľa](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/474-nezabudnite-aj-tento-rok-vase-2-dokazu-vela) - [![Rakovina kože a jej výskyt](https://www.medicc.eu/media/k2/items/cache/4739b6c64144f72975550c5e8df1b948_M.jpg)](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/472-rakovina-koze-a-jej-vyskyt) [Rakovina kože a jej výskyt](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/472-rakovina-koze-a-jej-vyskyt) - [![Reaktívne formy kyslíka a oxidačný stres](https://www.medicc.eu/media/k2/items/cache/0e8bfd1d071657cbc63f9ace1550f1f3_M.jpg)](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/471-reaktivne-formy-kyslika-a-ooxidacny-stres) [Reaktívne formy kyslíka a oxidačný stres](https://www.medicc.eu/sk/odborne-clanky/item/471-reaktivne-formy-kyslika-a-ooxidacny-stres)