¿Que es el efecto Warburg?

por Homo medicus · 4 de julio de 2024

La fosforilación oxidativa es un proceso esencial en la producción de energía en las células, que ocurre en la mitocondria. A través de esta vía, los sustratos ricos en energía, como los carbohidratos y los ácidos grasos, son oxidados para generar ATP (adenosín trifosfato), la moneda energética universal de la célula. Sin embargo, en ciertas situaciones, como en las células de crecimiento rápido, se prefiere una ruta metabólica diferente debido a las necesidades específicas de construcción de biomoléculas.

En la fosforilación oxidativa, los sustratos se oxidan gradualmente en una serie de reacciones en cadena que involucran diferentes complejos proteicos en la membrana mitocondrial interna. Estos complejos transportan electrones a lo largo de una cadena de transporte electrónico que genera un gradiente electroquímico a través de la membrana. Este gradiente se utiliza para impulsar la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.

Sin embargo, en situaciones de crecimiento rápido, las células necesitan ladrillos básicos, como intermediarios metabólicos, para sintetizar rápidamente biomoléculas como lípidos, aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos, que son esenciales para el crecimiento celular. La fosforilación oxidativa puede comprometer esta disponibilidad de ladrillos básicos porque consume componentes de carbono y oxígeno en su proceso de generación de ATP, dejando menos disponibles para la síntesis de biomoléculas.

Es por eso que en las células de crecimiento rápido, como las células tumorales, se observa el fenómeno conocido como “efecto Warburg”. En lugar de confiar en la fosforilación oxidativa como principal fuente de energía, estas células aumentan la captación de glucosa y glutamina y realizan la glucólisis aeróbica. A diferencia de la glucólisis anaeróbica (que produce ácido láctico), la glucólisis aeróbica ocurre en presencia de oxígeno y produce piruvato. El piruvato resultante no se convierte completamente en CO2 y H2O a través de la fosforilación oxidativa, sino que se redirige hacia otras vías metabólicas, permitiendo la generación de intermediarios metabólicos necesarios para la síntesis de biomoléculas.

Esto tiene varias ventajas para las células de crecimiento rápido:

Generación de ladrillos básicos: La glucólisis aeróbica genera intermediarios metabólicos, como el piruvato y el lactato, que pueden ser utilizados como precursores en la síntesis de lípidos, aminoácidos y otros componentes celulares.
Rapidez: La glucólisis aeróbica es más rápida en la generación de ATP en comparación con la fosforilación oxidativa. Aunque la cantidad neta de ATP producido es menor, la velocidad es crucial para las células en crecimiento rápido.
Flexibilidad metabólica: Al redirigir el piruvato y otros metabolitos hacia vías biosintéticas, las células pueden adaptar su metabolismo según las necesidades de construcción celular, lo que es crucial para el crecimiento rápido y la división celular.
Supervivencia en microambientes cambiantes: Las células tumorales a menudo se encuentran en entornos fluctuantes en términos de suministro de oxígeno y nutrientes. La glucólisis aeróbica les permite sobrevivir y crecer en estas condiciones cambiantes.