Der Warburg-Effekt

[Juliane]

"Bereits 1924 fand der spätere Nobelpreisträger Otto Warburg heraus, dass Krebszellen sich von gesunden Zellen durch die Art der Energiegewinnung unterscheiden. Normale Zellen verwenden zur Energiegewinnung überwiegend Fett oder Zucker, sie können auch Eiweiß nutzen. Im Falle des Zuckers wird dieser in Anwesenheit von Sauerstoff stufenweise zu Kohlendioxid und Wasser „verbrannt“. Kommen wir durch Anstrengung außer Puste, wird die Sauerstoffversorgung knapp und es kann keine „Zuckerverbrennung“ mehr stattfinden. Für diesen Fall schalten die Zellen auf die „Vergärung“ von Zucker zu Milchsäure um. Dabei wird zwar weniger Energie frei, es ist aber auch nicht so viel Sauerstoff nötig. Diesen Notfallplan schlägt der Körper z.B. ein, wenn ein Läufer sprintet. Die anfallende Milchsäure lässt sich im Blut nachweisen und wird für den Muskelkater nach übermäßiger Anstrengung verantwortlich gemacht. Sobald der Läufer wieder bei Atem ist, wird die Glucose von normalen Zellen wieder „verbrannt“. Das hat schon Louis Pasteur beschrieben, weshalb die Umschaltung auch Pasteur-Effekt heißt.

Anders bei Krebszellen. Sie nutzen fast ausschließlich die Vergärung von Glucose zu Milchsäure – egal, ob genug Sauerstoff vorhanden ist oder nicht. Warum das so ist, konnte Otto Warburg 1924 noch nicht wissen, als er die Vorgänge erstmals beschrieb. Er wusste aber bereits, dass Krebszellen ihre inneren „Kraftwerke“ (die Mitochondrien) zur Verbrennung von Glucose abschalten und aus dem Zucker unentwegt Milchsäure herstellen. Das Abschalten der Mitochondrien macht die Krebszellen zudem resistenter gegen Chemo- und Strahlentherapie. Und weil die Mitochondrien auch zur Verbrennung von Fett und Eiweiß nötig sind, können jene Krebszellen, die ihre Mitochondrien weitgehend abgeschaltet haben, kaum Fett oder Eiweiß zur Energieversorgung nutzen. Sie haben sich von der Glucosezufuhr abhängig gemacht."


http://www.ernaehrgesund.de /html/artikel_krebsdiaet.html



"... auf dem Stoffwechselkongress der Deutschen Gesellschaft für Ernährungsmedizin (DGEM e.V.) 2007 ....Manuela Freudenreich, Ernährungsberaterin an der Charité in Berlin, berichtete nicht nur, dass die Ernährung von Tumorpatienten eine Kombination verschiedener Ernährungstherapien und eine individuelle Einstellung auf die persönliche Situation des Patienten erfordere.

Sie empfahl ebenfalls, die Fett- und Eiweißzufuhr zu erhöhen. Daneben hob sie die Bedeutung der Fettqualität hervor, vor allem der Omega-3 Fettsäuren. Die stecken in Rapsöl, Walnussöl, Walnüssen, Leinöl, Leinsaat, Perillaöl, in Fisch, Meeresfrüchten und im Fleisch von Weidetieren. "Diese Fette sollen einen positiven Einfluss bei Tumorpatienten haben, die durch den Krebs an Gewicht verlieren", so Freudenreich bei der Tagung im Februar in Berlin. Außerdem wirkten sie appetitfördernd und entzündungshemmend."

http://www.ernaehrgesund.de /html/artikel_krebsdiaet.html


"Prof. Dr. med. Johannes Dietl, lud im Februar 2007 Ärzte, Journalisten und Patienten zu einer Fachtagung zum Thema „Zuckerstoffwechsel und Krebs“ ein. .... Dietls Team, allen voran ... Dr. Ulrike Kämmerer, hat Coys Ergebnisse und Überlegungen aufgegriffen und für stichhaltig genug befunden, um eine erste Studie mit Patienten durchzuführen..."

http://www.ernaehrgesund.de /html/artikel_krebsdiaet.html

[Juliane]

US-amerikanische Wissenschaftler vom Boston College fanden im Jahr 2008 heraus, dass die Cardiolipin-Struktur der Mitochondrien bei an einem Tumor erkrankten Mäusen, sich von gesunden Tieren unterscheidet. Dieser Befund kann ebenfalls als ein Hinweis auf die Gültigkeit der Warburg-Hypothese gesehen werden.


Cardiolipin and electron transport chain abnormalities in mouse brain tumor mitochondria: lipidomic evidence supporting the Warburg theory of cancer*
Michael A. Kiebish*,
Xianlin Han † ,
Hua Cheng † ,
Jeffrey H. Chuang* and
Thomas N. Seyfried 1 ,*



Otto Warburg first proposed that cancer originated from irreversible injury to mitochondrial respiration, but the structural basis for this injury has remained elusive. Cardiolipin (CL) is a complex phospholipid found almost exclusively in the inner mitochondrial membrane and is intimately involved in maintaining mitochondrial functionality and membrane integrity. Abnormalities in CL can impair mitochondrial function and bioenergetics. We used shotgun lipidomics to analyze CL content and composition in highly purified brain mitochondria from the C57BL/6J (B6) and VM/Dk (VM) inbred strains and from subcutaneously grown brain tumors derived from these strains to include an astrocytoma and ependymoblastoma (B6 tumors), a stem cell tumor, and two microgliomas (VM tumors). Major abnormalities in CL content or composition were found in all tumors. The compositional abnormalities involved an abundance of immature molecular species and deficiencies of mature molecular species, suggesting major defects in CL synthesis and remodeling. The tumor CL abnormalities were also associated with significant reductions in both individual and linked electron transport chain activities. A mathematical model was developed to facilitate data interpretation. The implications of our findings to the Warburg cancer theory are discussed.

http://www.jlr.org/content/49/12/2545.abstract

[mirijam]

Das könnte auch interessant sein:

"Otto Heinrich Warburg (Bild unten) hat 1931 den Nobelpreis für Medizin bekommen. Er hat die Cytochrom-C-Oxidase entdeckt (Kristallstruktur oben), und sie damals "Atmungsferment" genannt. Um zu verstehen, wie wichtig die Cytochrom-C-Oxidase ist, und was dessen Funktion ist, muss man sich verdeutlichen, was der von mir gestern Abend gegessene Teller Nudeln mit dem von mir ständig eingeatmeten Sauerstoff zu tun hat.

Warum wir atmen

Nudeln sind Kohlenhydratketten, die durch einige mechanische (kauen) und biochemische Schritte (kohlenhydratspaltende Enzyme in meinem Dünndarm) zu Glucosemolekülen werden. Also schlicht: Zucker. Dieser Zucker wird durch die Darmwand resorbiert und über das Blut zu den Zellen meines Körpers transportiert. Dort wird der Zucker von den Zellen aufgenommen und in vielen Teilschritten letztendlich in den Mitochondrien zu CO2 oxidiert. CO2 ist sozusagen das Abfallprodukt des Zuckerabbaus, und es wird effektiv durch ausatmen aus meinem Körper entsorgt.

Bei der Oxidation von Zucker zu CO2 wird Energie frei (daher werden die Mitochondrien, wo die Abbauschritte passieren, auch die Kraftwerke der Zelle genannt), und die möchten meine Zellen möglichst nicht ungenutzt lassen. Also muss die frei werdende Energie irgendwie konserviert werden. Das geschieht in Form von ATP, das der Energiewährung meines Körpers gleich kommt, und fast universell für verschiedenste zelluläre Prozesse verwendet wird.

Dieses ATP entsteht auf zwei Arten. Zum kleineren Teil direkt beim Abbau des Zuckers, und zum weitaus größeren Teil bei der sogenannten Zellatmung. Hier kommt jetzt die Cytochrom-C-Oxidase ins Spiel. Dieses Enzym, genauer dieser Enzymkomplex, pumpt zum einen Protonen, die bei der Oxidation von Zucker entstehen, über eine Membran, und reduziert zum anderen den Sauerstoff, den ich einatme, zu Wasser. Die gepumpten Protonen werden dann von einem anderen Proteinkomplex (ATP-Synthase) zur, wie der Name schon sagt, weiteren Synthese von ATP verwendet.

Somit wäre der Zusammenhang von Nudeln und Sauerstoff geklärt, und wir haben verstanden, warum wir überhaupt atmen: Um Sauerstoff der Cytochrom-C-Oxidase zu zu führen und um das beim Zuckerabbau entstehende CO2 los zu werden. Und somit wäre vor allem erklärt, für was Otto Heinrich Warburg 1931 den Nobelpreis bekam. Für die Entdeckung des zentralen Enzymkomplexes bei der Zellatmung, der Cytochrom-C-Oxidase."


http://www.scienceblogs.de/weitergen/2009/01/otto-heinrich-warburg.php

[mirijam]

Kanzerogene Stoffe:

"Tabak (Rauchen)Ep.: 17 Millionen Deutsche rauchen, 140.000 Tote in Dtl. pro Jahr durch Rauchen, 1/3 der Raucherinnen raucht in der Schwangerschaft. 30% der Karzinome sind durch Rauchen bedingt.

Wirksame Inhaltsstoffe[1]: Nikotin ist für die Suchterzeugung maßgeblich, aber nicht für die organische Schädigung.

K1 - Kanzerogen: Teer, Schwermetalle, Nitrosamine, Nickel (Ni), Hydrazin (H2N-NH2), Vinylchlorid (CH2=CHCl), Benzol, Benzypren, Polonium 210, Initiatoren (Dibenzacridin), Promotoren (s-Methylcholanthren, Furfural, Hydrochinon, Phenol, Kresol), weiterhin Benzopyren, Arsenverbindungen, Nickelkomplexe, Zinkoxid, Plutonium, Thorium, Dibenzanthrazen, Benzofluranthren, Dibenzpyren, Benzanthrazen, Chrysen, Dioxine, Indenopyren, Benzphenanthren, Methylbenzopyren, Methylchrysen, 7H-Dibenzcarbazol, Dimethylnitrosamin, N-Nitrosamine, N-Nitrosodimetylamin, 4-Aminobiphenyl, Betanaphtylamide.

K2 - Kanzerogen-verdächtig: Formaldehyd (HCHO), Anilin (C6H5NH2), Blei (Pb), Cadmiumchlorid (CdCl2), Akrolein, Cadmiumverbindungen, N-Nitrosonornikotin, N-Nitrosopyrrolidin. Weiterhin Dimethylnitrosamin, N-Dimethylamin, Methylnitrosamin, N-Ethyl-N-Methylnitrosamin, N-Diethylnitrosamin, N-Dimethylnitrosamin."


http://de.wikibooks.org/wiki/Pharmakologie_und_Toxikologie:_Toxikologie

[mirijam]

Soeben entdeckt, könnte auch interessant sein. Müsste man in Ruhe studieren.

Zitat

"The binding of NO to cytochrome c oxidase and the resultant inhibition of respiration would seem detrimental, because ATP depletion would ensue. Indeed, in cases of excessive NO generation, complete inhibition of cytochrome c oxidase has been shown to contribute to pathology.5"

http://circres.ahajournals.org/content/104/10/1136.full

[mirijam]

Google-Übersetzung:

"Die Bindung von NO an Cytochrom c Oxidase und die daraus resultierende Hemmung der Atmung scheint schädlich, weil ATP-Mangel wäre die Folge. In der Tat, bei übermäßigen NO Generation hat eine vollständige Hemmung der Cytochrom c Oxidase wurde gezeigt, dass die pathology.5 wirken"

[mirijam]

Es gibt auch Cardiolipin-Autoantikörper. Allerdings weiß ich nicht, ob diese hier eine Rolle spielen.

[mirijam]

Zitat

"Cardiolipin-Antikörper werden regelmäßig bei Autoimmunerkrankungen wie dem Systemischen Lupus Erythematodes (SLE) gefunden. Die Cardiolipin-Antikörper treten häufig gemeinsam mit anderen Antiphospholipid-Antikörpern (Lupusantikoagulanz) auf.

Sie werden auch im Zusammenhang mit akuten bakteriellen und vor allem viralen Infektionen,

einigen Krebsarten

sowie bei medikamentöser Behandlung (z. B. mit Dilantin, Penicillin und Procainamid) beobachtet."


http://www.labtestsonline.de/tests/CardiolipinAntibodies.html?mode=print

[Juliane]

Die Warburg Hypothese besagt, dass eine gestörte Zellatmung in den Mitochondrien als 'letzte Ursache' für die Krebsentstehung verantwortlich sein soll. Der Einfluss von Viren, Chemikalien, Genen kommt laut Warburg nur mittelbar zur Geltung, indem sie die Atmung stören. Warburg unterschied 'entfernte' und 'letzte' Ursachen.


Warburgs Vergleich:

"Zum Beispiel ist die letzte Ursache der Pest der Pestbazillus, aber entfernte Ursachen der Pest sind der Schmutz und die Ratten und Flöhe, die den Pestbazillus von den Ratten auf die Menschen übertragen. Ohne den Bazillus als 'letzte' Ursache würden also auch der schlimmtes Dreck und die größte Rattenplage keine Pest zur Folge haben.

Für Krebs sah er das ähnlich: All die 'entfernten Ursachen würden keinen Krebs auslösen, wenn die Atmung und der Stoffwechsel nicht gestört wären.

Zitiert nach

Kämmerer , Schlatterer Knoll, "Krebszellen lieben Zucker" 2012

Über die letzte Ursache und die entfernten Ursachen des Krebses :
Vortrag, gehalten am 30. Juni 1966 bei der Tagung der Nobelpreisträger
in Lindau/Bodensee
1. Verfasser: Warburg, Otto

http://books.google.de/books/about/%C3% ... edir_esc=y


http ://k2.bsz-bw.de/vufind/Record/BSZ055575757


Von Kämmerer, Schlatterer Knoll zitierte Originalliteratur zur Stoffwechselforschung in Sachen Krebs:


Cancer as a metabolic disease.
Seyfried TN, Shelton LM.
Nutr Metab (Lond). 2010
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20181022

IDH1 mutation is sufficient to establish the glioma hypermethylator phenotype.
Nature. 2012 Feb

Nature. Turcan S, Rohle D, Goenka A, Walsh LA, Fang F, Yilmaz E, Campos C, Fabius AW, Lu C, Ward PS, Thompson CB, Kaufman A, Guryanova O, Levine R, Heguy A, Viale A, Morris LG, Huse JT, Mellinghoff IK, Chan TA.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22343889

SDH5 mutations and familial paraganglioma: somewhere Warburg is smiling.
Cancer Cell. 2009 Kaelin WG Jr.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19732718


Transformation by the (R)-enantiomer of 2-hydroxyglutarate linked to EGLN activation.
Koivunen P, Lee S, Duncan CG, Lopez G, Lu G, Ramkissoon S, Losman JA, Joensuu P, Bergmann U, Gross S, Travins J, Weiss S, Looper R, Ligon KL, Verhaak RG, Yan H, Kaelin WG Jr.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22343896

[mirijam]

Juliane- Zitat:

"Der Einfluss von Viren, Chemikalien, Genen kommt laut Warburg nur mittelbar zur Geltung, indem sie die Atmung stören. Warburg unterschied 'entfernte' und 'letzte' Ursachen."

(siehe obigen Post)

Ich denke, die gestörte Zellatmung ist der Schaden infolge toxischer Einflüsse (Ursachen), also Folge und keine Ursache, eine Zwischenstufe zum Krebs. Der Krebs ist dann die Antwort (Reaktion) des Organismus' auf den Schaden (eine Art Reparatur- und Überlebensversuch).

[mirijam]

Es ist schwer, Krankheit zu definieren.

Was ist die tatsächliche Krankheit bei Krebs: ist es die gestörte Zellatmung oder die Krebsantwort darauf, also die anaerobe Glykolyse?

Oder sind beide Ergebnisse verschiedene Teile eines pathologischen Prozesses?

[mirijam]

Anaerobe Glykolyse bei Ehrlich-Aszites-Tumorzellen

Mitteilung: Beeinflussung durch Adenosin- (mono-, di-, tri-) phosphat sowie Nicotinsäureamid
Von W. LüHRS und K. CHROMETZKA

(Der Schriftleitung zugegangen am 16. Dezember 1963)

Eine Zugabe von FDP-ase zu Ehrlich-Aszites-Tumorzellen ließ eine deutliche Glykolysehemmung erkennen. Die
Hemmwirkung stand in einer gewissen Beziehung zur Aktivität dieser Fermentlösung.
Bei Zusatz von AMP, ADP und ATP ließen sich unterschiedliche Wirkungen auf die anaerobe Glykolyse von
Ehrlich-Aszites-Turmorzellen in Kombination mit FDP-ase feststellen. Der Einfluß steigender Konzentrationen
von AMP auf reine Aszites-Tumorzellen ergab eine Hemmung der Glykolyse. AMP und FDP-ase ergaben zusammen
eine stärkere Hemmung der Glykolyse als FDP-ase allein. Zugabe von ADP zu reinen Asziteszellen
sowohl allein als auch in Kombination mit FDP-ase beeinflußte die Glykolyse nicht. Steigende Konzentrationen
von ATP förderten die Glykolyse reiner Asziteszellen. Die hemmende Wirkung der FDP-ase wurde durch gleichzeitige
Zugabe von 12 µMol ATP/Ansatz zum Teil aufgehoben. Nicotinsäureamid hatte, auch in Kombination
mit FDP-ase, keinen Einfluß auf die Glykolyse von Asziteszellen.


http://edoc.hu-berlin.de/oa/degruyter/cclm.1965.3.1.21.pdf

[mirijam]

Diese Person könnte für uns interessant sein.

\"Aktueller Preisträger

Otto-Warburg-Medaille für Alexander Varshavsky

Der aus Moskau stammende und seit 1977 in den USA lebende Biochemiker und Genetiker Alexander Varshavskyist mit der Otto-Warburg-Medaille der deutschen Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie (GBM) ausgezeichnet worden.

Mittels genetischer Untersuchungen an Hefen und Zellkulturen höherer Organismen trug Alexander Varshavsky entscheidend dazu bei, die Bedeutung des Ubiquitin-abhängigen intrazellulären Proteinabbaus aufzuklären, der eine zentrale Rolle bei einer Vielzahl regulatorischer Prozesse spielt, wie beispielsweise im Zellzyklus, in der malignen Transformation, der Entzündungsregulation und der Immunantwort.

Alexander Varshavsky wurde in Moskau geboren, studierte dort Chemie und promovierte in Biochemie. Er emigrierte 1977 in die USA, war dort am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und ist seit 1992 am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena tätig.

In den achtziger Jahren wurde das Forschungsgebiet des Ubiquitin-abhängigen intrazellulären Proteinabbaus begründet, woran er maßgeblich beteiligt war. Die Ubiquitinierung bewirkt, dass Proteine durch das 26S-Proteasom erkannt und abgebaut werden. Fehlfunktionen in diesem System spielen bei einer Reihe von Krankheiten wie beispielsweise Krebs oder neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle.

„Alexander Varshavskys Arbeiten zum Ubiquitin-abhängigen intrazellulären Proteinabbau haben das gesamte Forschungsgebiet revolutioniert“, sagte Prof. Irmgard Sinning, Präsidentin der GBM. „Ihm verdanken wir eine Reihe bahnbrechender Entdeckungen, die für die Zellbiologie eine immense Rolle spielen und anhand derer wir zahlreiche Erkrankungen besser verstehen und erforschen können.“\"


http://www.gbm-online.de /warburg/index.php/preistraeger.html

- Editiert von mirijam am 18.05.2012, 13:18 -

[Juliane]

Seyfried TN, Shelton LM. Krebs als Stoffwechselkrankheit Nutr Metab (Lond) 2010; 7:. 7. doi:. 10.1186/1743-7075-7-7
Review
Cancer as a metabolic disease
Thomas N Seyfried* and Laura M Shelton

Abstract
Emerging evidence indicates that impaired cellular energy metabolism is the defining characteristic of nearly all cancers regardless of cellular or tissue origin. In contrast to normal cells, which derive most of their usable energy from oxidative phosphorylation, most cancer cells become heavily dependent on substrate level phosphorylation to meet energy demands. Evidence is reviewed supporting a general hypothesis that genomic instability and essentially all hallmarks of cancer, including aerobic glycolysis (Warburg effect), can be linked to impaired mitochondrial function and energy metabolism. A view of cancer as primarily a metabolic disease will impact approaches to cancer management and prevention.


http://www.nutritionandmetabolism.com/content/7/1/7


http://translate.google.de/translate?hl ... md%3Dimvns

[Juliane]

Metabolic management of glioblastoma multiforme using standard therapy together with a restricted ketogenic diet: Case Report
Giulio Zuccoli1,5*, Norina Marcello2, Anna Pisanello2, Franco Servadei3, Salvatore Vaccaro4, Purna Mukherjee6 and Thomas N Seyfried6*
http://www.nutritionandmetabolism.com/content/7/1/33




"Nach zwei Monaten Behandlung war das Körpergewicht der Patientin um etwa 20% reduziert und kein erkennbares Gehirn Tumorgewebe mehr nachgewiesen, weder mit FDG-, PET- oder MRI-Bildgebung.

Veränderungen der Biomarker zeigten sich in verringerten Blutzuckerwerten und erhöhten Konzentrationen der Ketone um Urin.

Im MRT-Nachweis wurde das Wiederauftreten eines Tumors 10 Wochen nach der Aussetzung der strikten Diät-Therapie gefunden."


http://www.biomedizin-blog.de/%28cms%29 ... ine/751079

http://www.nutritionandmetabolism.com/content/7/1/33

http://www.biomedizin-blog.de/de/wenn-e ... wp247.html