바르부르크 효과, 와버그 효과(Warburg effect)
바르부르크 효과 또는 와버그 효과(Warburg effect)는, 산소가 존재하는 조건에서 암세포들이 산소호흡보다 해당과정을 선호하는 현상을 말한다. 암세포는, 에너지 대사 효율이 높은 미토콘드리아에서의 산화적 인산화 과정보다 해당과정에 의존하여 포도당을 대사하는 특성이 있다.
이러한 호기적 해당에 의해 암세포는 해당과정에 의한 포도당 대사가 항진되어 있고 이에 따라 젖산과 수소이온(H+)의 생성량이 늘어난다. 이로 인한 세포 내 산성화는 세포의 기능과 생존을 위협하므로, 세포는 V형 ATP 분해효소, MCT, Na+-H+ 교환체 등을 사용하여 해당과정에서 생성된 젖산과 수소이온(H+)을 적극적으로 세포 밖으로 배출한다.
그 결과, 암세포의 주위 조직은 pH가 저하되어 산성화된다. 이렇게 암 조직이 산성화되면 면역세포의 기능이 억제되고, 암세포의 침윤과 전이가 촉진되는 등 암세포의 생존에 유리한 환경이 조성된다.
암조직의 산성화로 인한 결과
암 조직의 산성화된 미세환경은 암세포의 생존에 다양한 이점을 제공한다.
- 조직이 산성화되면 정상세포의 기능이 약해지고, 결합조직을 분해하는 효소의 활성이 증가하기 때문에 암세포가 주위에 확산하기 쉽다. 게다가 혈관신생이 유도되므로 암세포의 침윤이나 전이가 더욱 촉진된다.
- 그리고, 조직이 산성화되면 암세포를 공격하는 면역세포의 기능이 약해지므로 암에 대한 면역반응이 저하된다.
- 뿐만 아니라, 사이토카인은 암세포를 공격하는 세포독성 T세포의 증식이나 면역세포의 기능을 항진시키는 작용을 하는데, 젖산은 이러한 사이토카인의 생성을 억제하는 작용이 있으므로, 암에 대한 면역반응을 저하시킨다.
- 또한, 항암제의 대부분은 염기성이므로 산성 조직에서는 염기성인 항암제가 산성화되어 약리작용이 감소될 수 있다.
이와 같이, 암 조직의 산성화는 암세포의 생존에 유리한 환경을 조성하기 때문에, 암조직을 산성화하는 요인은 곧 암세포의 증식을 촉진하고 늘어난 암세포에 의해 암조직의 산성화가 더욱 강화되는 악순환이 지속되면서 암치료가 더욱 어려워지게 된다.
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