Reprogramación del metabolismo energético
En condiciones aeróbicas, las células procesan la glucosa combinando la glucólisis y la fosforilación oxidativa. En cambio, en condiciones anaeróbicas la procesan únicamente a partir de la glucólisis, porque lo segundo requiere oxígeno. Tal y como observó Otto Warburg, las células cancerosas pueden reprogramar el metabolismo normal de la glucosa para que, aun en presencia de oxígeno, la obtención de energía recaiga en la glucólisis; este estado es conocido como glucólisis aeróbica. En el cáncer es necesario que se produzca esta reprogramación para mantener el crecimiento y la división celular característicos de la enfermedad.
El cambio a glucólisis aeróbica parece contraintuitivo teniendo en cuenta que la glucólisis por sí sola tiene una eficiencia de producción de ATP 18 veces inferior a cuando está ligada a la fosforilación oxidativa. Para solventarlo, las células cancerosas incrementan el transporte de glucosa al citoplasma mediante la regulación al alza de transportadores como GLUT1, de modo que la toma y el uso de glucosa en los tumores aumenta de manera muy marcada. En muchos tumores hay condiciones hipóxicas que promueven esta regulación al alza de transportadores y enzimas glucolíticas.
Favorecer la glucólisis permite la generación de múltiples intermediarios capaces de ser empleados en rutas biosintéticas que generan nucleótidos, aminoácidos… favoreciendo así la biosíntesis de las macromoléculas y los orgánulos necesarios para el ensamblaje de nuevas células. Este fenómeno metabólico está presente también en células embrionarias, siendo por tanto un programa biosintético requerido en tejidos con alto grado de proliferación.
Se ha visto cómo algunos tumores presentan dos subpoblaciones que difieren en las vías de generación de energía. Unas células son dependientes de glucosa (efecto Warburg) y secretan lactato, mientras que las otras importan y usan dicho lactato para su soporte energético (emplean parte del ciclo de Krebs para eso). Estas dos poblaciones, por tanto, funcionan simbióticamente, tal y como ocurre en el mecanismo fisiológico normal en el músculo (ciclo de Cori).
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