Le glucose est un nutriment essentiel pour toutes les cellules, mais son destin métabolique dépend du phénotype cellulaire. Normalement, le produit de la glycolyse cytosolique, le pyruvate, est transporté dans les mitochondries et irréversiblement converti en acétyl coenzyme A par le complexe pyruvate déshydrogénase (PDC).
Dans certaines cellules pathologiques, cependant, le transport du pyruvate dans les mitochondries est bloqué en raison de l’inhibition de la PDC par la pyruvate déshydrogénase kinase. Cette altération du métabolisme est appelée glycolyse aérobie (effet Warburg) et est fréquente dans les tumeurs solides et dans d’autres cellules pathologiques. Le passage de la phosphorylation oxydative mitochondriale à la glycolyse aérobie offre des avantages aux cellules malades en raison de la production rapide d’ATP et de l’activation de la voie des pentoses phosphates (PPP) qui fournit les nucléotides nécessaires à un métabolisme cellulaire élevé. Des molécules, appelées glycolytiques, inhibent la glycolyse aérobie et convertissent les cellules en un phénotype plus sain. Les glycolytiques agissent souvent en inhibant le facteur 1α inductible par l’hypoxie, ce qui entraîne la désinhibition de la PDC et permet la conversion intramitochondriale du pyruvate en acétyl-coenzyme A.
La mélatonine est un glycolytique qui convertit les cellules malades en un phénotype plus sain. Nous proposons ici que la fonction glycolytique de la mélatonine explique ses actions dans l’inhibition d’une variété de maladies. Ainsi, le dénominateur commun est l’action de la mélatonine dans la commutation du phénotype métabolique des cellules.