Особенности биоэнергетического метаболизма в физиологических и патологических условиях: фокус на онкогенез

В основе жизнедеятельности каждой клетки организма лежит энергетический обмен, необходимый для реализации физиологических потребностей в норме и при патологии. Важнейшими путями синтеза аденозинтрифосфата являются гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и окислительное фосфорилирование. В качестве субстрата для получения энергии могут быть использованы глюкоза, свободные жирные кислоты и аминокислоты. При развитии заболевания в клетках происходит перепрограммирование с возможностью переключения между путями получения энергии и выбором ее источников, формируя специфический метаболический фенотип, обеспечивающий выживание клеток и формирование клинических характеристик болезни. Наличие информации о патофизиологических изменениях на уровне метаболизма клеток представляет научно-практический интерес в отношении разработки методов для точной диагностики и выбора персонализированной тактики в каждом конкретном случае. В представленном обзоре охарактеризованы особенности энергетического метаболизма в норме и в опухолевых клетках. Собрана информация о современных методах оценки уровня энергообмена в организме.

1. Liu H, Wang S, Wang J, et al. Energy metabolism in health and diseases. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):69. doi: https://doi.org/10.1038/s41392-025-02141-x

2. Lakhani A, Kang DH, Kang YE, et al. Toward Systems-Level Metabolic Analysis in Endocrine Disorders and Cancer. Endocrinol Metab (Seoul). 2023;38(6):619-630. doi: https://doi.org/10.3803/EnM.2023.1814

3. Sautchuk R Jr, Eliseev RA. Cell energy metabolism and bone formation. Bone Rep. 2022; 27(16):101594. doi: https://doi.org/10.1016/j.bonr.2022.101594

4. Da W, Tao L, Zhu Y. The Role of Osteoclast Energy Metabolism in the Occurrence and Development of Osteoporosis. Front Endocrinol (Lausanne). 2021;12:675385. doi: https://doi.org/10.3389/fendo.2021.675385

5. Pouysségur J, Marchiq I, Parks SK, et al. ‘Warburg effect’ controls tumor growth, bacterial, viral infections and immunity - Genetic deconstruction and therapeutic perspectives. Semin Cancer Biol. 2022;86(2):334-346. doi: https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2022.07.004

6. Hu C, Chen L, Ding Y, et al. Metabolic changes in neuroendocrine neoplasms. Cell Mol Life Sci. 2025;82(1):205. doi: https://doi.org/10.1007/s00018-025-05656-2

7. Pavlova NN, Thompson CB. The Emerging Hallmarks of Cancer Metabolism. Cell Metab. 2016;23(1):27-47. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2015.12.006

8. Лукина М.М., Ширманова М.В., Сергеева Т.Ф. и др. Метаболический имиджинг в исследовании онкологических процессов (обзор). // Современные технологии в медицине. — 2016. — 8(4). — С.113-121. doi: https://doi.org/10.17691/stm2016.8.4.16

9. Pavlova NN, Zhu J, Thompson CB. The hallmarks of cancer metabolism: Still emerging. Cell Metab. 2022;34(3):355-377. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.01.007

10. Liu Y, Gu R, Gao M, et al. Emerging role of substance and energy metabolism associated with neuroendocrine regulation in tumor cells. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1126271. doi: https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1126271

11. Zhang H, Tang S. Metabolic reprogramming and cancer precision medicine: a narrative review. Precis Cancer Med. 2021;4:35. doi: https://doi.org/10.21037/pcm-21-27

12. Wang Z, Liu F, Fan N, et al. Targeting Glutaminolysis: New Perspectives to Understand Cancer Development and Novel Strategies for Potential Target Therapies. Front. Oncol. 2020;10:589508. doi: https://doi.org/10.3389/fonc.2020.589508

13. Feng T, Hou P, Mu S, et al. Identification of cholesterol metabolism-related subtypes in nonfunctioning pituitary neuroendocrine tumors and analysis of immune infiltration. Lipids Health Dis. 2023;22(1):127. doi: https://doi.org/10.1186/s12944-023-01883-3

14. Куликов В.А., Беляева Л.Е. Метаболизм раковой клетки как терапевтическая мишень. // Вестник ВГМУ. — 2016. — 15(6). — С. 7–20. doi: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2016.6.7

15. Hu C, Chen L, Ding Y, et al. Metabolic changes in neuroendocrine neoplasms. Cell. Mol. Life Sci. 2025;82:205. doi: https://https://doi.org/10.1007/s00018-025-05656-2

16. Меньшиков К.В., Султанбаев А.В., Мусин Ш.И. и др. Нейроэндокринные опухоли. Обзор литературы. Креативная хирургия и онкология. 2021;11(2):174-182. doi: https://doi.org/10.24060/2076-3093-2021-11-2-174-182

17. Артамонова Е.В., Бельцевич Д.Г., Бохян В.Ю. и др. Клинические рекомендации «Нейроэндокринные опухоли». 2020;1-52.

18. Кузьминов А.Е., Горбунова В.А. Нейроэндокринные опухоли: общая характеристика и особенности тактики ведения .// Фарматека. — 2018. — 12. — С. 66-71. doi: https://doi.org/10.18565/pharmateca.2018.12.66-71

19. Deroose CM, Hindié E, Kebebew E, et al. Molecular Imaging of Gastroenteropancreatic Neuroendocrine Tumors: Current Status and Future Directions. J Nucl Med. 2016 ;57(12):1949-1956. doi: https://doi.org/10.2967/jnumed.116.179234

20. Гронская С.А., Белая Ж.Е., Мельниченко Г.А. ФРФ23-индуцированная остеомаляция опухолевого генеза. // Проблемы Эндокринологии. — 2022. — Т.68. — №5. — С.56-66. doi: https://doi.org/10.14341/probl13130

21. Голоунина О.О., Белая Ж.Е., Рожинская Л.Я. и др. Клинико-лабораторная характеристика и результаты лечения пациентов с АКТГ-продуцирующими нейроэндокринными опухолями различной локализации. // Терапевтический архив. — 2021. — Т. 93. — №10. — С. 1171–1178. doi: https://doi.org/10.26442/00403660.2021.10.201102

22. Minn H, Kauhanen S, Seppänen M, et al. 18F-FDOPA: a multiple-target molecule. J Nucl Med. 2009;50(12):1915-8. doi: https://doi.org/10.2967/jnumed.109.065664

23. Montravers F, Kerrou K, Nataf V et al. Impact of fluorodihydroxyphenylalanine-18F positron emission tomography on management of adult patients with documented or occult digestive endocrine tumors. J Clin Endocrinol Metab. 2009;94(4):1295-301. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2008-1349

24. Koopmans KP, de Vries EG, Kema IP et al. Staging of carcinoid tumours with 18F-DOPA PET: a prospective, diagnostic accuracy study. Lancet Oncol. 2006;7(9):728-34. doi: https://doi.org/10.1016/S1470-2045(06)70801-4

25. Panagiotidis E, Alshammari A, Michopoulou S, et al. Comparison of the Impact of 68Ga-DOTATATE and 18F-FDG PET/CT on Clinical Management in Patients with Neuroendocrine Tumors. J Nucl Med. 2017;58(1):91-96. doi: https://doi.org/10.2967/jnumed.116.178095

26. Abgral R, Leboulleux S, Déandreis D, et al. Performance of (18)fluorodeoxyglucose-positron emission tomography and somatostatin receptor scintigraphy for high Ki67 (≥10%) well-differentiated endocrine carcinoma staging. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(3):665-71. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2010-2022

27. Long NM, Smith CS. Causes and imaging features of false positives and false negatives on 18F-PET/CT in oncologic imaging. Insights Imaging. 2011;2:679–698. doi: https://doi.org/10.1007/s13244-010-0062-3

28. Imperiale A, Poncet G, Addeo P, et al. Metabolomics of Small Intestine Neuroendocrine Tumors and Related Hepatic Metastases. Metabolites. 2019;11;9(12):300. doi: https://doi.org/10.3390/metabo9120300

29. Beger RD, Dunn W, Schmidt MA, et al. A White Paper, Community Perspective. Metabolomics. 2016;12(10):149. doi: https://doi.org/10.1007/s11306-016-1094-6

30. Kinross JM, Drymousis P, Jiménez B, et al. Metabonomic profiling: a novel approach in neuroendocrine neoplasias. Surgery. 2013;154(6):1185-92. doi: https://doi.org/10.1016/j.surg.2013.06.018

31. La Salvia A, Lens-Pardo A, López-López A, et al. Metabolomic profile of neuroendocrine tumors identifies methionine, porphyrin, and tryptophan metabolisms as key dysregulated pathways associated with patient survival. Eur J Endocrinol. 2024;190(1):62-74. doi: https://doi.org/10.1093/ejendo/lvad160

32. Fiehn O. Metabolomics by Gas Chromatography-Mass Spectrometry: Combined Targeted and Untargeted Profiling. Curr Protoc Mol Biol. 2016;114:30.4.1-30.4.32. doi: https://doi.org/10.1002/0471142727.mb3004s114

33. Li X, Zhang Y, Xu L et al. Ultrasensitive sensors reveal the spatiotemporal landscape of lactate metabolism in physiology and disease. Cell Metab. 2023;35(1):200-211. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.10.002

34. Bayode MT, Alabi MA, Ibisanmi TA, et al. Isothermal calorimetry calscreener in the metabolism gauge of human malignant neoplastic cells: a burgeoning nexus in cancer biochemical metrology and diagnostics. Bull Natl Res Cent. 2023;47(120). doi: https://doi.org/10.1186/s42269-023-01097-8