細胞的無氧酵解會不會逐漸代替其有氧呼吸?
發布日期:2023-07-31臨床應用上,針對線粒體的結構和功能的慢性損傷,多數除損害線粒體呼吸外,還能夠激活受損細胞的線粒體逆行反應(RTG)。而相關的RTG反應,則是一種表觀遺傳系統,它能夠上調驅動酵解產能的基因表達。
一般來說,酵解是一個底物水平磷酸化過程(SLF),包括發生在細胞質內的糖酵解,以及發生在線粒體內的氨基酸酵解。其線粒體的受損,在未修復的情況下,通過涉及SLP的酵解,可獲得持續的能量補償,以維持在約-56kJ/mol的水平。
這種ATP水解標準能量,是細胞維持活力的基本條件,無論這種ATP是通過有氧呼吸還是無氧酵解合成的,ATP水解基本保持恒定。另外,為了維持細胞活力,酵解能夠暫時代償由于呼吸受損造成的能量缺口,但持續的酵解產能,會影響細胞的分化。
并且,腫瘤細胞需要酵解產能,正源于其線粒體呼吸有氧產能不足以維持能量穩態。所以說,假如其有氧呼吸產能充足,則無氧酵解不會持續。可引發混淆的是氨基酸酵解,由于其可模擬正常呼吸產能的特征,且癌細胞還具有有氧呼吸產能的表象,實際可進行葡萄糖酵解(有氧糖酵解),所以腫瘤細胞與正常細胞的差異,在于前者可通過酵解產生顯著的能量。
而腫瘤進展與細胞不可逆的呼吸受損,也有關,同時其酵解也成為了永久的代償性能量來源。也有數據顯示,線粒體從卷曲到光滑的變化,表明其從有氧呼吸到無氧酵解的轉變過程。持續并累積的線粒體受損,是癌癥的發生發展的基礎,為了進一步說明這個觀點,有專家也解釋了有氧的氧化磷酸化、及無氧的底物水平磷酸化的交叉點。這一概念,基于瓦伯格的發現,即經過較長一段時間后,無氧酵解會逐漸代替有氧呼吸。根據相關模型,僅當無氧酵解可代償大部分的細胞產能時,腫瘤的進展才變得不可逆。