Я уже упоминал, что при диабете 2 типа вначале резко повышается риск рака поджелудочной железы, так как ее экзокринные клетки, находящиеся очень близко от клеток, секретирующих инсулин, буквально захлебываются глюкозой, что является спусковым крючком канцерогенеза. Важную роль при этом играет вышеупомянутый порочный круг: АGE-RAGE-воспаление-стресс. Здесь также можно упомянуть включение реакции образования лактата из-за необходимости регенерации НАД+, усиленно расходуемого при интенсивно перерабатываемой глюкозы.
Гликолиз важен и при нормальном функционировании клетки. Экспериментально установлено, что аэробный гликолиз наблюдается во многих физиологических процессах, которые связаны с высокой мембранной активностью, такими как пролиферация лимфоцитов и секреция антител, миграция макрофагов, эмбриональный цитокинез, деление и миграция клеток. Во всех этих процессах большая нагрузка приходится на многочисленные мембранные каналы, а также на рецепторные сигнальные комплексы внутри и около поверхностных мембран, например, аденилатциклазная система и ей подобные.
Установлено, что ингибирование или активация насосов на клеточной мембране приводят соответственно к снижению или увеличению гликолиза, в то время как окислительное фосфорилирование остается неизменным. Эти результаты согласуются с новой моделью нормального физиологического клеточного метаболизма, в которой эффективное митохондриальное окислительное фосфорилирование обеспечивает постоянную потребность в энергии, прежде всего для синтеза макромолекул, а гликолиз необходим для обеспечения быстрых потребностей в энергии, прежде всего для поддержки мембранных насосов.
Эта модель метаболизма глюкозы напоминает экономическую модель оптимизации энергосистемы, в которой максимальная эффективность достигается путем деления спроса на электроэнергию на компоненты базовой нагрузки и пиковой нагрузки. Базовая нагрузка - это постоянная потребность в энергии системы. Пиковые нагрузки - это флуктуирующая составляющая спроса на энергию, наложенная на спрос базовой нагрузки. Первое удовлетворяется угольными или атомными электростанциями, которые эффективны, но реагируют медленно, тогда как вторые обычно встречаются с менее эффективными, но быстро реагирующими газовыми турбинами.
Как и в энергосистемах, активность каждого метаболического пути определяется величиной потребности в энергии, которую он удовлетворяет. Митохондриальное дыхание требует около 12-13 секунд для своей реакции и для быстрого реагирования на изменяющуюся внешнюю ситуацию не годится, в отличие от гликолиза, включающегося за миллисекунды. А, например, отсутствие эффективного и быстрого ответа через клеточную мембрану на локальные изменения осмотического баланса может привести к нерегулируемому выпячиванию мембраны или нарушению ее целостности, и потенциально вызывает летальное повреждение клеток.
Повышенный аэробный гликолиз раковых клетках может возникать вначале как ответ на повышенные кол****ия потребности в энергии из-за злокачественных фенотипических свойств, включая пролиферацию, рост, миграцию и инвазию. Затем подключаются повреждение цитоскелета и концентрация вследствие этого митохондрий в околоядерной зоне, что пространственно разделяет гликолиз и окислительное фосфорилирование.
|