肿瘤代谢

肿瘤代谢

生命的活动和维持需要消耗能量，生物本身不能创造新的能量，它只能依赖于外部能量的输入。

新陈代谢：发生在生物体内全部的化学物质和能量的转化过程。同化作用与异化作用组成了新陈代谢的两个方面。

同化作用或合成代谢：生物体将简单小分子合成复杂大分子并消耗能量的过程。光合作用是最典型的同化作用过程。

异化作用或分解代谢：生物体将复杂化合物分解为简单小分子并放出能量的反应。细胞呼吸是最重要的异化作用过程。

新陈代谢也可以分为物质代谢与能量代谢两个方面。

细胞呼吸是生物体获得能量的主要代谢途径。

细胞呼吸是一种氧化反应，细胞呼吸与汽油燃烧本质上都是氧化有机质产生能量：

有机化合物+ O2 →CO2 + 能量

细胞呼吸消耗的“燃料”可包括糖类、脂肪、蛋白质等多种“食物分子”。

细胞呼吸是在复杂的细胞体系中（主要在线粒体中）进行的，在温和条件和酶的参与和调控下，能量逐步按需释放，没有剧烈的发光发热现象，细胞呼吸能量的转化和利用效率很高。

细胞呼吸的化学过程分为糖酵解、Krebs循环和电子传递及ATP合成3个阶段。

细胞的能量通货—ATP：三磷酸腺苷

ATP水解时，一个高能磷酸键断裂，同时释放出能量并形成较ATP更为稳定的腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）。在标准状态下，每摩尔ATP水解形成ADP，可产生30.5 kJ 的能量（自由能）。

肿瘤具有六大显著特征

1.自我增殖能力

2.凋亡抵抗

3.无限的复制潜能

4.对抑制生长的信号不敏感

5.持续的血管生成能力

6.组织侵袭转移能力

瓦伯格（Warburg）效应：即使在氧充足的条件下，肿瘤细胞仍偏好于采用糖酵解方式进行葡萄糖代谢，而不是产生ATP效率更高的线粒体氧化磷酸化方式。

糖酵解优势：尽管糖酵解的效率低，但是肿瘤细胞糖酵解活跃，短期内可产生较多能量及各种代谢产物，所以肿瘤细胞可以从糖酵解中受益：

①由于肿瘤细胞生长迅速，对能量需求量大，而糖酵解多产生的ATP也有利于肿瘤生长。

②糖酵解的中间产物6-磷酸葡萄糖与丙酮酸可以合成脂肪酸、核酸，调节细胞代谢和生物合成，有助于肿瘤细胞的迅速生长。

③糖酵解酶己糖激酶（hexokinase，HK）拮抗细胞凋亡。

④糖酵解产物使肿瘤周围微环境酸化，这种酸化的微环境不利于正常细胞生长，但有利于肿瘤细胞的浸润和转移。

有氧和无氧条件下葡萄糖的转化

在有氧条件下，丙酮酸通过转运蛋白，进入线粒体内氧化脱羧生成乙酰辅酶A,后者进入三羧酸循环（TCA）彻底氧化成H2O 和CO2

在缺氧条件下，丙酮酸转化成乳酸，并通过分布于胞膜的单羧基转运体分泌至胞外，进

入血液循环，到达肝脏后通过糖异生作用，转变成肝糖原或血糖，形成乳酸循环。

肿瘤细胞中糖酵解占据优势，而且肿瘤细胞中氧化磷酸化产生的ATP与正常细胞大致相同，但是肿瘤细胞葡萄糖摄取量却是正常细胞的10倍！

肿瘤恶病质：是肿瘤通过各种途径使机体代谢发生改变，机体较少从外界吸收营养物质，肿瘤从人体固有的脂肪、蛋白质夺取营养构建自身，故机体失去了大量营养物质，特别是必需氨基酸和维生素（由脂肪蛋白质分解而形成）。体内氧化过程减弱，氧化不全产物堆积，营养物质不能被充分利用，造成以浪费型代谢为主的状态，热量不足，进而引起食欲不振，只能进少量饮食或根本不能进食，极度消瘦，皮包骨头，只剩下骨头架子，形如骷髅，贫血，无力，完全卧床，生活不能自理，极度痛苦，全身衰竭等综合征。

恶性肿瘤患者无法维持机体营养需求的问题非常普遍，除摄入减少的原因外，荷瘤体组织消耗的增加亦是不能忽视的一个方面。针对摄入问题为适应生存需要，机体往往是通过降低基础代谢率以保存机体组分，但荷瘤体组织却可以促进宿主静息能量消耗增加，因此荷瘤状态下的能量消耗完全不同于慢性饥饿。在荷瘤状态下，由于多种因素的参与，短期内可促使营养物质向肝脏转移，促进合成，以维持急性相应答反应，导致糖类（碳水化合物）、脂类和蛋白质的代谢异常。

肿瘤生长：早期能量消耗无明显改变

中期能量消耗升高

晚期能量消耗降低

能量代谢异常:大多数肿瘤患者会出现能量消耗增加。多数学者认为肿瘤患者的能量消耗增加和能量利用率下降是营养不良的重要原因。最有说服力的证据是在肿瘤切除后，原先增高的能量消耗逐渐下降。肿瘤患者能量消耗增加有两个原因：①肿瘤本身在细胞迅速分裂、肿瘤生长过程中需要大量的能量；②肿瘤生长过程中产生的一些物质（如细胞因子等）影响宿主的能量代谢，使患者能量消耗增加。

蛋白质代谢异常:肿瘤患者蛋白质变化表现为肌蛋白合成减少，肝脏蛋白质合成增加；由于肿瘤对氮的不断消耗，可使血浆氨基酸谱异常，成负氮平衡。

脂肪代谢异常:成人能量储备的90％来自脂肪组织。脂肪丢失是癌性恶病质的典型特征之一，原因不甚明确。可能机制包括：①摄入减少和营养不良；②脂蛋白脂酶活性下降，机体对外源脂肪利用率降低；③肿瘤本身产生并释放脂肪分解因子。

核酸代谢异常:肿瘤组织合成DNA和RNA的聚合酶活性均较正常组织高，与此相应，核酸分解过程明显降低，故DNA和RNA的含量在恶性肿瘤细胞均明显增高。DNA与细胞的分裂和繁殖有关，RNA与细胞的蛋白质合成及生长有关。因此，核酸增多是肿瘤迅速生长的物质基础。

微量元素代谢异常:恶性肿瘤患者血清锌降低、铜升高，铜/锌比值升高可见于任何部位的恶性肿瘤，是恶性肿瘤的共同特征。一般认为，肿瘤浸润范围越广、病期越晚，血清铜越高、锌越低。血清铜越高，患者的生存期越短，预后越差。