产生能量的营养物耗尽会有哪些危害?
发布日期:2023-01-27通常,在没有二氧化碳的纯氮气中生长的细胞,多数会死于快速酸化。因此,作为癌细胞使用氧化磷酸化进行能量生产的证据,必须观察到以下现象:
首先在低氧条件下,生长于不含谷氨酰胺或其他可氧化代谢物(如酮体、脂肪酸)的血清,和无葡萄糖基本培养基中的细胞,在相对较短时间内发生死亡。如果所有能够产生能量的营养物都耗尽,且不能通过内源性合成胆固醇、或从环境中获取胆固醇,细胞不可能长时间存活。
随着所有能量底物都耗尽,膜将发生除极。许多癌细胞,可以使用葡萄糖和谷氨酰胺来保持活力。
然而,来自葡萄糖酵解的能量,主要通过糖酵解生成,而来自谷氨酰胺的能量,则可以通过氧化磷酸化或酵解生成。其谷氨酰胺酵解,可以在三梭酸循环中,通过琥珀酰-CoA合成酶步骤,从底物水平磷酸化提供能量。
或同样在线粒体中,通过延胡索酸还原酶反应提供能量,而至于癌细胞如何通过氨基酸酵解合成ATP,他们也曾有表述。
如果葡萄糖不存在了,则无法通过糖酵解或戊糖磷酸途径,维持细胞活力。如果葡萄糖(或糖原)通过糖酵解转化为丙酮酸,产生2个ATP分子,则此过程可被碘乙酸、葡萄糖-6-磷酸(G6P)抑制。
另外,丙酮酸转化为乙酰辅酶A,后者进入柠檬酸循环后而生成两个GTP分子(可转换为ATP)。之后,再将NADH和FADH2输送至电子传递链——复合体I、III和IV(5、C3和C4),以进一步跨线粒体膜释放出质子,为合成ATP供能。