细胞的无氧酵解会不会逐渐代替其有氧呼吸?
发布日期:2023-07-31临床应用上,针对线粒体的结构和功能的慢性损伤,多数除损害线粒体呼吸外,还能够激活受损细胞的线粒体逆行反应(RTG)。而相关的RTG反应,则是一种表观遗传系统,它能够上调驱动酵解产能的基因表达。
一般来说,酵解是一个底物水平磷酸化过程(SLF),包括发生在细胞质内的糖酵解,以及发生在线粒体内的氨基酸酵解。其线粒体的受损,在未修复的情况下,通过涉及SLP的酵解,可获得持续的能量补偿,以维持在约-56kJ/mol的水平。
这种ATP水解标准能量,是细胞维持活力的基本条件,无论这种ATP是通过有氧呼吸还是无氧酵解合成的,ATP水解基本保持恒定。另外,为了维持细胞活力,酵解能够暂时代偿由于呼吸受损造成的能量缺口,但持续的酵解产能,会影响细胞的分化。
并且,肿瘤细胞需要酵解产能,正源于其线粒体呼吸有氧产能不足以维持能量稳态。所以说,假如其有氧呼吸产能充足,则无氧酵解不会持续。可引发混淆的是氨基酸酵解,由于其可模拟正常呼吸产能的特征,且癌细胞还具有有氧呼吸产能的表象,实际可进行葡萄糖酵解(有氧糖酵解),所以肿瘤细胞与正常细胞的差异,在于前者可通过酵解产生显著的能量。
而肿瘤进展与细胞不可逆的呼吸受损,也有关,同时其酵解也成为了永久的代偿性能量来源。也有数据显示,线粒体从卷曲到光滑的变化,表明其从有氧呼吸到无氧酵解的转变过程。持续并累积的线粒体受损,是癌症的发生发展的基础,为了进一步说明这个观点,有专家也解释了有氧的氧化磷酸化、及无氧的底物水平磷酸化的交叉点。这一概念,基于瓦伯格的发现,即经过较长一段时间后,无氧酵解会逐渐代替有氧呼吸。根据相关模型,仅当无氧酵解可代偿大部分的细胞产能时,肿瘤的进展才变得不可逆。