Die neue Anti-Krebs-Ernaehrung
Milchsäurekonzentration in der Umgebung von Krebszellen fest. Daraus folgerten sie schon früh, dass Krebszellen einen anderen Stoffwechsel durchführen als gesunde Zellen. Doch obwohl der deutsche Nobelpreisträger Otto Heinrich Warburg (1883–1970) bereits 1924 die Vergärung in Krebszellen beobachtete und als eigentliche Ursache für Krebs benannte, maß man dem bisher kaum Bedeutung zu.
Die These von Otto Heinrich Warburg
Otto Heinrich Warburg, Gründer und Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Zellphysiologie in Berlin (ab 1953 Max-Planck-Institut für Zellphysiologie) wurde 1931 für »die Entdeckung der Natur und der Funktion des Atmungsferments« mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet. Die nach ihm benannte Warburg-Hypothese wurde in jüngster Zeit immer wieder bestätigt: Warburg hatte entdeckt, dass Krebszellen Glukose nicht zu Wasser und Kohlendioxid verbrennen, sondern zu Milchsäure vergären, obwohl genug Sauerstoff für die normale Verbrennung vorhanden war. Daraus leitete er bereits 1924 die Hypothese ab, dass eine Störung in der Mitochondrien-Funktion und die Energiefreisetzung über Vergärung der eigentliche Grund dafür sei, dass im Körper Krebszellen entstehen.
Warburg zeigte auch, dass bestimmte gesunde Gewebe, wie die Zellen der Netzhaut und der Hoden, ebenfalls eine Vergärung von Glukose zu Milchsäure durchführen – selbst wenn genügend Sauerstoff zur Verfügung steht. Ein Beweis dafür, dass es auch im gesunden Gewebe zwei verschiedene Vergärungsstoffwechsel gibt.
Vergärung ist nicht gleich Vergärung
Zurück zur Krebszelle. Die Vergärung in diesen entarteten Zellen unterscheidet sich grundlegend von der in Muskel- und Embryogewebe. Im Gegensatz zu diesen bevorzugt die Krebszelle – wie Netzhaut, Hoden und Nerven – nämlich auch bei ausreichend vorhandenem Sauerstoff die Vergärung zur Energiegewinnung; dadurch schützt sie sich vor gefährlichen Sauerstoffradikalen (ROS; reactive oxygen species). Die Vergärung verläuft zudem über einen anderen Stoffwechselweg als in Muskelgeweben; identisch ist nur das Endprodukt: Milchsäure.
Vor der Entdeckung des TKTL1-Gens kannte man diesen »anderen« Weg des Vergärungsstoffwechsels nicht. Deshalb folgerte man, dass die Milchsäure von Krebszellen nur über den sogenannten Embden-Meyerhof-Weg gebildet würde. Bei diesem wird Zucker in zwei Teile gespalten, nach einer Reihe von chemischen Reaktionen spaltet sich Wasserstoff ab, der wiederum in den Mitochondrien verbrannt wird. Dadurch wird Energie freigesetzt. Steht nicht genug Sauerstoff zur Verfügung, schalten die Zellen auf Vergärung, als Abfallprodukt entsteht Milchsäure. Ist wieder Sauerstoff vorhanden, wird wieder wie gewohnt verbrannt.
Dass es sich bei dieser These um einen fatalen Irrtum handelte, zeigte sich erst mit der Entdeckung des TKTL1-Enzyms. Nun konnte ein weiterer Weg identifiziert werden, bei dem im Körper ebenfalls unabhängig von Sauerstoff Milchsäure gebildet wird: der Pentosephosphat-Weg. Auf diesem Weg wird Zucker um-, aber auch abgebaut. Weil die Vergärung auf diesem Wege sowohl in An- als auch in Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt wird (also nicht durch Sauerstoff unterdrückt wird), stellt sie keine Notfallreaktion dar; sie ist ein gezielt ausgewählter Weg der Energiefreisetzung – in gesunden Zellen (zum Beispiel Netzhaut, Hoden und Nervenzellen) und in Krebszellen. Im Gegensatz zur Energiefreisetzung in Mitochondrien bietet die Vergärung mithilfe von TKTL1 und dem Pentosephosphat-Weg den großen Vorteil, dass keine schädlichen Sauerstoffradikale (ROS) gebildet werden.
Aus der Forschung
Milchsäure in Krebszellen
Aktuelle Versuche bestätigen eindrucksvoll, dass in Krebszellen die Milchsäure unter Beteiligung der TKTL1-Transketolase und des Pentosephosphat-Wegs produziert wird. Die Milchsäureproduktion im Muskelgewebe bei Abwesenheit von Sauerstoff verläuft dagegen über den Embden-Meyerhof-Weg; sie wird nur als Notfallreaktion bei Sauerstoffmangel durchgeführt. Die Zugabe von Sauerstoff unterdrückt im Muskelgewebe die Vergärung sofort, um mehr Energie über die Verbrennung freisetzen zu können. In Krebszellen dagegen wird sie durch Sauerstoff nicht unterdrückt, weil Krebszellen durch diese Form der Vergärung Vorteile haben (etwa Hemmung des Immunsystems).
Vergärende Krebszellen können ohne Sauerstoff wachsen
Sauerstoff ist oftmals der beschränkende Faktor des Wachstums. Es besteht bereits dann eine
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