Metabolizm lipidów w

komórkach

nowotworowych

Lipidy – podstawowe funkcje

• Pełnią funkcje strukturalne ( fosfolipidy,

glikolipidy i steroidy - cholesterol)

• Uczestniczą w przekazywaniu informacji,

jako wtórne przekaźniki i hormony

• Są źródłem energii, szczególnie te

dostarczane z pokarmem

Rozwój nowotworów

Czynniki:
 wady genetyczne
 toksyczne związki chemiczne
 onkowirusy
 infekcje bakteryjne
 stres oksydacyjny
 niezrównoważona dieta

Fenotyp komórki

nowotworowej

1. Uszkodzenia błony plazmatycznej komórek:
a)Zaburzenia jej właściwości elektrycznych
b)Zmiany potencjału błonowego
2. Zaburzenia transportu jonów i metabolitów przez

błony

3. Zmiany wewnątrzkomórkowego pH ( alkalizacja

cytoplazmy)

4. Zmiana kształtu komórek w wyniku uszkodzenia

struktury cytoszkieletu

5. Utrata zdolności do komunikowania się z innymi

komórkami

Metabolizm komórki

nowotworowej

C.R. Santos , A. Schulze , Lipid metabolism in cancer, FEBS Journal, 2012 ;
279 : 2610-2623

Wzrost ilości fosfolipidów w

komórce nowotworowej

•

Wzrost ilości fosfolipidów i zmniejszenie ogólnej
ilości wolnych nienasyconych kwasów tłuszczowych
:



Wzmożona synteza błony komórkowej wraz z
przyspieszoną proliferacją komórek nowotworowych



potwierdzeniem wzrostu ilości fosfolipidów jest
pojawienie się nowych grup funkcyjnych zarówno
kwasowych, jak i zasadowych fosfolipidów, co
przyczynia się do wzrostu wartości ładunku
elektrycznego błony

Skutki zwiększonej ilości

fosfolipidów

• zaburzenia barierowych funkcji błon - utrata

wewnątrzkomórkowej homeostazy jonów i
rozregulowanie metabolizmu komórki

• utrata równowagi między procesami

syntezy i naprawy uszkodzeń DNA (ich
akumulacja w genomie komórki),

• nieprawidłowa transkrypcja,
• zaburzenia cyklu komórkowego i

metabolizmu lipidów

Patologiczny metabolizm

lipidów

•

zaburzenia wytwarzania lipidowych przekaźników
informacji

•

zmiany składu chemicznego błon biologicznych

•

zmiana lokalizacji enzymów uczestniczących w
syntezie i degradacji lipidów

•

zmiana ekspresji genów kodujących te enzymy

•

zmiana ekspresji genów białek transportujących
lipidy, białek wiążących(aneksyn, białek C2), czy
białek biorących udział w przekazywaniu
sygnałów, np. MARCKS i SREBP

Białka MARCKS

Regulacja

wytwarzania

wtórnych

przekaźników :

A.

Komórka
niepobudzona

B.

Komórka

pobudzona np.
czynnikiem
wzrostu

Stres oksydacyjny, a komórka

D. Ścibior-Bentkowska, H. Czeczot, Komórki nowotworowe a stres
oksydacyjny, Postępy Hig Med. Dosw. , 2009, 63

RFT a peroksydacja lipidów

• Kaskadowy proces utleniania obecnych w

lipidach nienasyconych kwasów
tłuszczowych, w którym powstają nadtlenki
tych związków – wolne rodniki, inicjujące
kolejne reakcje peroksydacji.

• Peroksydacji ulegają przede wszystkim

reszty wielonienasyconych kwasów
tłuszczowych, wchodzące w skład
fosfolipidów, które są podstawowym
składnikiem budulcowym błon biologicznych

Produkty peroksydacji lipidów

Końcowe produkty peroksydacji lipidów:
• dialdehyd malonowy (MDA),
• trans-4-hydroksy-2- nonenal (4HNE),
• 4-hydroksyheksenal (4HHE),
• wykazują mutagenne i kancerogenne

działanie, a także mogą wpływać

regulacyjnie na tempo proliferacji komórki.

Spośród wymienionych produktów

peroksydacji lipidów dużą toksycznością

charakteryzuje się 4HNE, natomiast

najbardziej mutagenny jest

MDA

.

Przebudowa błon komórek

nowotoworowych

Uszkodzenia i zmiany metabolizmu lipidów powodują:
 Zmiany tempa wzrostu komórek i składu chemicznego błon
 Wytworzenie połączeń anormalnych między błonami

mitochondrium a błonami ER ( fosfatydylocholina)

W wyniku badań przeprowadzonych na komórkach wątrobiaka

Morrissa, stwierdzono, że komórki te charakteryzują się :

• zwiększoną ilością wolnych kwasów tłuszczowych,

plazmalogenów (tj. fosfolipidy, w których skład wchodzą
długołańcuchowe aldehydy zamiast kwasów tłuszczowych) i
estrów steroli

• zmianą organizacji błon wewnątrzkomórkowych i zaburzeniami

segregacji białek enzymatycznych między odpowiednimi
przedziałami komórek wątrobiaka (enzymy, które w normalnej
komórce są zlokalizowane np. w błonie ER, w komórkach
nowotworowych mogą się znajdować w błonie mitochondrium)

WNKT a ryzyko występowania

nowotworów

PUFA :

•regulacja struktury i fizycznych właściwości
mikrodomen lipidowych w błonach

•Produkcja prostaglandyn i leukotrienów

•Uczestniczy w procesach przekazywania sygnałów
oraz w aktywacji jądrowych czynników
transkrypcyjnych

S. Pikuła, Lipidy komórki nowotworowej – wybrane zagadnienia, Postępy
Biologii Komórki, 2000; tom 27, 15 : 57-77

Podsumowanie

• Zmiana metabolizmu lipidów w komórce

nowotworowej powoduje zmiany morfologii i
składu błon biologicznych

• Stres oksydacyjny i chemiczny oraz

nieprawidłowa dieta mogą stanowić czynniki
wzmożonego ryzyka powstawania
nowotworów

• Zaburzenia procesów przekazywania sygnałów

w komórce nowotoworowej , w których
uczestniczą lipidowe przekaźniki informacji

Literatura

1. M. Jelińska, Kwasy tłuszczowe – czynniki modyfikujące

procesy nowotworowe, BIULETYN Wydziału Farmaceutycznego
Akademii Medycznej w Warszawie, 2005 ; 1 : 1-9

2. A. Krześlak, Kinaza AKT: kluczowy regulator metabolizmu i

progresji nowotworów, Postępy Higieny i Medycyny
Doświadczalnej, 2010; 64: 490-503

3. S. Pikuła, Lipidy komórki nowotworowej – wybrane

zagadnienia, Postępy Biologii Komórki, 2000; tom 27, 15 : 57-
77

4. C.R. Santos , A. Schulze , Lipid metabolism in cancer, FEBS

Journal, 2012 ; 279 : 2610-2623

5. D. Ścibior- Bentkowska, H. Czeczot , Komórki nowotworowe a

stres oksydacyjny , Postępy Higieny i Medycyny
Doświadczalnej , 2009; 63: 58-72