Варбургом была выдвинута гипотеза возникновения рака, согласно которой недостаток кислорода, вызванный теми или другими причинами, является первым толчком к смещению обмена клетки в сторону злокачественности. В результате хронического недостатка кислорода одна часть клеток гибнет, другая же приспосабливается к новым условиям, развивая высокую гликолитическую активность и восполняя тем самым возникший дефицит энергии. В основе перерождения нормальных клеток в опухолевые, по мнению Варбурга, лежит нарушение их дыхания. Это нарушение в условиях организма может вызываться разными причинами, но главная из них — затруднение в снабжении кислородом.

Однако не всякое нарушение дыхания может вызвать рак. Для этого нужны следующие условия:
# Нарушение дыхания должно быть необратимым, т.е. оставаться после удаления агента, вызвавшего нарушение.
# Нарушение дыхания не должно быть столь сильным, чтобы привести к гибели клетки; согласно Варбургу, гораздо менее опасны резкий недостаток кислорода или большие концентрации ядов, чем слабое и длительно продолжающееся воздействие этих факторов.
# Нарушение дыхания должно сохраняться при последующих делениях клеток, т.е. должно передаваться по наследству.
# Нарушение дыхания не должно распространяться на гликолиз.
# Нарушение дыхания не должно сказываться на клеточном дыхании. Только при этих условиях нарушение дыхания может быть канцерогенным.

Формирование раковых клеток из нормальных проходит в два этапа. В первой фазе после необратимого нарушения дыхания наступает длительный период борьбы пораженных клеток за существование. Можно полагать, что таинственный латентный период возникновения рака есть не что иное, как время, в течение которого путем отбора клеток усиливается гликолиз в ткани после нарушения дыхания. Нарушение дыхания может быть связано с уменьшением количества митохондрий (МХ) в клетках.

Варбург считал, что дыхание в раковых клетках не просто слабо, а слабо по сравнению с очень интенсивным аэробным гликолизом. При этом дыхание раковых клеток может быть неполноценно и в качественном отношении (разобщение дыхания, окисления и фосфорилирования). Теория Варбурга неоднократно подвергалась критике, и до сих пор вопрос о том, нарушено ли дыхание и окислительное фосфорилирование в раковых клетках и является ли повреждение МХ существенным для превращения нормальной клетки в опухолевую, остается открытым. Целью данной работы является исследование состояния МХ в раковых клетках и поиск воздействий на раковые клетки, позволяющих лечить ее хозяина — носителя опухоли.