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如何做到餓死癌細胞,而正常細胞卻能存活(2)

(2016-12-05 03:10:12) 下一個

癌症是一種因線粒體受損而導致的代謝疾病

細胞的線粒體分布在細胞核外圍的細胞質內。我們吃到肚子裏的漢堡包經過消化係統的預處理,營養成分(葡萄糖,氨基酸和脂肪)被輸送到線粒體中被進一步轉化為動力供細胞使用。不同類型的細胞的線粒體的數量,形狀和大小各不相同。通常代謝活動越旺盛的細胞,線粒體的數量越多尺寸也更大。

線粒體生成能量的方式是通過線粒體內發生的一係列生物化學反應將葡萄糖,氨基酸和脂肪進一步降解而獲得的。在有氧氣存在的情況下,線粒體可將1分子的葡萄糖經過糖酵解,三羧酸循環和氧化磷酸化三步驟,通過化學鍵的斷裂獲取能量,產生出30-32個ATP分子和終產物二氧化碳和水,此過程又稱為有氧呼吸。APT可視為細胞內的生物電池。在需要時細胞隨時可通過斷裂其磷酸鍵來獲取能量。在缺氧的情況下,1分子的葡萄糖僅能通過糖酵解過程獲得2分子的ATP,中間產物丙酮酸因缺氧無法進入三羧酸循環隻能呆在細胞質中被進一步降解為乳酸和氨。顯然線粒體的有氧呼吸比起無氧酵解在獲取能量上更為先進有效,食品營養的利用更完全,還不會遺留有害殘留物。

細胞的酵解功能是細胞在幾十億年前地球缺氧的情況下獲取能量的普遍方式。到15億年前線粒體形成時地球已呈富氧狀態,效率更高的有氧呼吸取而代之,但細胞同時又繼承保留了古老低效率的無氧酵解功能備用,以增強細胞生存能力。

Dr Seyfried 認為在有氧的情況下,癌細胞用無氧酵解的方法獲取能量是因為癌細胞的線粒體受損,無法進行正常的有氧呼吸,是不得已而為之。線粒體的內部結構極為精細,也很脆弱,是對各種損傷最為敏感的細胞器之一。各種毒素,病毒,放射線和慢性炎症等都會造成線粒體的損傷。人體吸入氧氣的90%被耗在細胞的有氧呼吸過程中。在獲取能量的同時, 有氧呼吸還產生了活性極高的氧自由基(ROS),並加速線粒體的衰老受損。在有氧的情況下,癌細胞通過酵解的方式生成乳酸可作為癌細胞的特征反應。如某細胞可有氧生成乳酸,該細胞即可認定為癌細胞。

癌細胞的線粒體與正常細胞的線粒體有以下不同:

1.線粒體的數量顯著減少。

2.線粒體的外形會發生變化,內部結構顯得異常平滑。

3.與有氧呼吸相關的生物酶蛋白量下降,而與無氧酵解酶的蛋白量明顯上升。

4.線粒體內的DNA數量減少。

5.線粒體特有的脂類 Cardiolipin 數量減少,它是組裝呼吸酶結構體中不可或缺的元素。

由於癌細胞的線粒體受損,其呼吸功能大大低於正常細胞的水平,通常要低70%多。因此光依靠有氧呼吸細胞已無法得到足夠能量,線粒體向細胞核內蛋白合成的 CEO 發出SOS求救信號,使無氧酵解生物酶的蛋白合成被激活,無氧酵解能力大大提高以補充能量的不足。似乎是一種巧合,癌細胞被激活的一組無氧酵解生物酶恰好都是已被研究多年一直被視為致癌關鍵的致癌基因。

在癌細胞將能量開關轉向無氧酵解方式後,癌細胞隨之還產生其他異常現象。

1.    癌細胞的無氧酵解生物酶的合成被激活後,有氧呼吸的生物酶合成就被抑製。有一組被稱為腫瘤抑製基因的蛋白合成與呼吸酶的合成聯係緊密,也被抑製。不幸的是這組腫瘤抑製基因在細胞中的主要功能是進行DNA修複。由於DNA修複能力下降,導致癌細胞的DNA穩定很差,易誘發大量基因突變。

2.    細胞都具備一種程序自殺功能。在細胞嚴重受損或衰老無法維持其正常生理功能時,自殺程序就會啟動。線粒體在啟動過程中扮演主角。如果線粒體受損,細胞自殺程序無法正常啟動,使得大量癌細胞長生不死。

前文提到將癌細胞的DNA移植到正常細胞中並不能在正常細胞中誘發癌變。如果將癌細胞的線粒體移植到正常細胞中又會有什麽樣的結果呢?結果顯示:

1.    將含有癌細胞線粒體的細胞質移植到正常細胞中,然後再將融合細胞注入實驗動物,誘發腫瘤的概率是97%。

2.    將正常細胞的細胞質移植到腫瘤細胞中,可減緩癌細胞的癌變特性,並減緩腫瘤生長和形成速度。

3.    如果將正常細胞的細胞質用放射性進行預處理,然後再移植到癌細胞中,其緩解癌細胞的效力將失去。

所有這些結果進一步證明癌症並不是一種基因疾病,而是一種線粒體疾病。

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閱讀 ()評論 (6)
評論
Sandiegan 回複 悄悄話
nanax 回複 悄悄話 非常好的科普文!希望繼續更新!
第二段中有一個ATP寫成了APT,能否改一下哈?^_^
春樹秋林 回複 悄悄話 喜歡這種最新的科普!謝謝!
益生菌 回複 悄悄話 各種毒素,病毒,放射線和慢性炎症等都會造成線粒體的損傷。
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除了癌症,日益流行的糖尿病,也是一種線粒體疾病。
zhaolaocai 回複 悄悄話 新穎,有道理,恭候下文!
鍋沿 回複 悄悄話 很感興趣,靜待下文
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