肿瘤细胞能量代谢特点及应用

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1、癌细胞能量代谢的特点及代谢中的应用主讲人：陈伟1了解能量代谢123生物氧化肿瘤细胞能量代谢特点和应用能量代谢的定义？能量代谢:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程。也就是从能量方面来观察物质代谢。在能量代谢方面，在化学键能（呼吸、发酵）或光能（光合成）直接转化成热量前转换成ATP，但是转化的效率为30—60％，转化成热能的一部分用于维持体温，或补偿由于蒸发而散失的热量等。捕获和贮藏的化学能根据需要而转换成力学能、电能、光能等。生物体的能量代谢也服从于热力学第二定律。如果对生物界能量代谢的能

2、流追根问底的话，那么太阳能几乎是一切能的来源。Part1：了解能量代谢动物机体能量来源与去路图植物能量代谢图微生物能量代谢图Part2：生物氧化生物氧化糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biologicaloxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。在真核细胞内生物氧化多在线粒体内进行；在不含线粒体的原核生物（如细胞）体内生物氧化则在细胞膜上进行。1.生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水

3、溶液，中性pH和常温）。2.氧化进行过程中，必然伴随还原反应的发生。同时，水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。3.在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。生物氧化的特点高能磷酸化合物高能磷酸化合物在生物机体的能量转换过程中起着很重要的作用，在机体内有很多高能磷酸化合物，其磷酸键中贮存有大量的能量，这种能量称为磷酸键能。这类化合物的典型代表是三磷酸腺苷（ATP)其他高能化合物分类及举例释放能量（pH7

4、.0,25℃)UTP、CTP、GTP30.5kJ/mol1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸61.9kJ/mol磷酸肌酸43.9kJ/mol乙酰CoA、琥珀酰CoA、脂酰CoA31.4kJ/mol高能化合物之间的转换GDP核苷二磷酸激酶GTPATP+UDPADP+UTPCDPCTPADP累积时，也可产生ATP：ADP+ADPATP+AMP腺苷酸激酶呼吸链（respiratorychain)概念：线粒体内膜中的一系列递氢和递电子酶及其辅酶按照一定顺序排列成的连锁性氧化还原体系。氧化磷酸化呼吸链中电子的传递

5、过程偶联ADP磷酸化，生成ATP的方式，称为氧化磷酸化；是体内产生ATP的主要方式。A代谢脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水；B该酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上；C此过程与细胞呼吸有关。因此，称为呼吸链。NADHFMN(Fe-S)Qbc1caa3O2琥珀酸FAD(Fe-S)Qbc1caa3O2NADH氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）呼吸链中电子的传递过程偶联ADP磷酸化，生成

6、ATP的方式，称为氧化磷酸化；是体内产生ATP的主要方式。part3肿瘤细胞能量代谢特点及应用肿瘤细胞与人体正常细胞在代谢上有些不同,这主要体现在能量代谢和物质代谢上。肿瘤细胞能量代谢的特点表现在活跃地摄取葡萄糖和谷胺酰胺,进行有氧糖酵解(Warburg效应)。这种看上去很不经济的能量供给方式对肿瘤细胞却是必需的,它既为肿瘤细胞的不断生长提供能量,也为它们提供了生物合成的原料。正常细胞的能量代谢细胞代谢依赖ATP提供能量。细胞产生ATP的方式主要有两种,糖酵解和氧化磷酸化。糖酵解是指在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸

7、的过程,此过程仅产生2个ATP。正常细胞从糖酵解中获取大约20%~30%自身代谢所需的能量。在有氧条件下,丙酮酸被转运至线粒体内进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环（TCAcycle),经氧化磷酸化完全分解成水和二氧化碳并产生ATP和NADPH。这一过程提供了细胞代谢所需能量的70%。在缺氧条件下丙酮酸被乳酸脱氢酶A(lactatedehydrogenaseA,LDH-A)还原为乳酸,伴有NADH的氧化过程,形成的NAD+对维持糖酵解过程是必需的肿瘤细胞七大特性1肿瘤的自我增殖能力2凋亡抵抗3无限的复制潜能

8、4对抗生长信号的不敏感性5持续的血管生成能力6组织侵袭转移能力7有氧糖酵解能力非常强其中有氧糖酵解是肿瘤的最重要特征之一，他为肿瘤细胞提供了生存优势目前多数观点认为恶性肿瘤不仅是一种基因病。也是一种能量代谢性疾病。肿瘤细胞糖酵解代谢活跃的机制1：HIF的激活导致肿瘤细胞糖酵解增加肿瘤组织由于其快速生长的特点,加之肿瘤组织的血管结构异常导致供血减少,因此缺氧是肿瘤细胞普遍存