Bu bölümde, kanser hücrelerinde enerji metabolizmasının nasıl bozulduğu ve bu durumun insan vücudunda çeşitli patolojik durumlara neden olduğu incelenmektedir. Kanser hücreleri sürekli olarak büyümek ve çoğalmak için büyük miktarda glikoz tüketir. Bu reaksiyon sonucunda iki ATP molekülü ve laktik asit üretirler. Oluşturulan yüksek asidik ortam sağlıklı hücrelerin ölümüne neden olabilir. Bu enerji metabolizması, kanser hücrelerinin erken dönemden itibaren, in vitro ve in vivo olarak, tüm kanser hücrelerinde karakteristik bir özelliktir. Bu fenomen, Warburg etkisi olarak bilinir ve oksijen ve sağlam mitokondriyalarda bile gözlemlenir. Mitokondri, enerji metabolizması ve hücre ölümü üzerinde fizyolojik ve patolojik ortamlarda etkilidir. Ayrıca, mitokondri, yağ asidi oksidasyonu, gluconeogenesis, proliferasyon, Ca2+ homeostazı, metabolik adaptasyon ve ketogenez gibi temel reaksiyonların gerçekleştiği organeldir. Mitokondri normal ve kanserli hücrelerde, iç zar (IMM), dış zar (OMM) ve ara zar olmak üzere üç bölümden oluşur. IMM, mitokondriyal DNA (mtDNA), granüller, ribozomlar ve ATP sentaz parçacıkları içeren jelatinöz bir materyaldir. Elektron taşıma zinciri (ETC) burada yer alır ve mitokondri matrisini sınırlar. TCA döngüsü mitokondriyal matris içinde gerçekleşir. OMM, mitokondri ve hücrenin geri kalanı arasında iletişimi sağlar. OMM, mtROS üretimi ve salınımı, hücresel stres tepkisi ve hipoksiye duyarlı faktörler (HIF'ler) gibi faktörlerin aktivasyonu için önemlidir. Mitokondriyal Ca2+ salınımı apoptozu değiştirirken, mitokondriyal Ca2+ alımı mitokondriyal metabolizmayı kontrol eder. Yüksek Ca2+ seviyeleri mitokondriyal geçirgenlik geçiş gözeneklerinin açılmasına, sitokrom c salınımına ve apoptozun başlatılmasına neden olur. Bu nedenle, Ca2+ ayrıca programlanmış hücre ölümü için bir sinyal olarak adlandırılır. Mitokondri tarafından üretilen ATP seviyesinin azalması sonucunda, AMP şeklinde sitosole iletilen bir sinyal olarak etki eder ve 5'-Adenozin monofosfat-aktivasyon protein kinaz (AMPK) aktivasyonunu sağlar. Böylece, anabolik hücre fonksiyonları katabolik fonksiyonlarla değiştirilir. Kanser hücrelerinin enerji üretimi, hücrelerin büyüme ihtiyaçlarını karşılayabilecek angiogenez yetersizliği nedeniyle glikolitik metabolizmaya geçmiş olabilir. Oksidatif fosforilasyondan anaerobik glikolize metabolizmaya geçiş, hipoksiye yanıt olarak glikolitik enzimleri kodlayan genlerin indüksiyonuyla gerçekleşir. AMPK, mTORC1, p53 ve yağ asidi sentezi gibi çeşitli metabolik süreçleri düzenleyerek hücre içi enerji seviyelerini kontrol eder. Normal hücreler, enerji dengesizliğine neden olan çeşitli streslere başa çıkabilen AMPK gibi koruyucu mekanizmalara sahiptir.(AI)