A hipótese foi postulada pelo ganhador do Nobel Otto Heinrich Warburg em 1924. Ele levantou a hipótese de que o câncer, o crescimento maligno e o crescimento do tumor são causados pelo fato de que as células tumorais geram principalmente energia (como, por exemplo, adenosina trifosfato / ATP) por quebra não oxidante de glicose (um processo chamado glicólise). Isso contrasta com as células saudáveis que geram principalmente energia a partir da quebra oxidativa do piruvato. O piruvato é um produto final da glicólise e é oxidado dentro das mitocôndrias. Portanto, de acordo com Warburg, a carcinogênese deriva da redução da respiração mitocondrial. Warburg considerou a diferença fundamental entre células normais e cancerígenas como a proporção de glicólise e respiração; Esta observação também é conhecida como efeito Warburg.
Na teoria da mutação somática do câncer, a proliferação maligna é causada por mutações e expressão gênica alterada, em um processo chamado transformação maligna, resultando em um crescimento não controlado das células. A diferença metabólica observada por Warburg adapta as células cancerígenas às condições hipóxicas (deficientes em oxigênio) dentro de tumores sólidos e resulta amplamente das mesmas mutações em oncogenes e genes supressores de tumores que causam as outras características anormais das células cancerígenas. Portanto, a mudança metabólica observada por Warburg não é tanto a causa do câncer, como ele afirmou, mas é um dos efeitos característicos das mutações causadoras de câncer.
Warburg articulou sua hipótese em um artigo intitulado A principal causa e prevenção do câncer que ele apresentou em palestra na reunião dos Nobel-Laureates em 30 de junho de 1966 em Lindau, Lake Constance, Alemanha. Nesse discurso, Warburg apresentou evidências adicionais que apoiavam sua teoria de que a anaerobiose elevada observada nas células cancerígenas era uma conseqüência da respiração danificada ou insuficiente. Em suas próprias palavras, "a principal causa do câncer é a substituição da respiração do oxigênio nas células corporais normais por uma fermentação de açúcar".
O corpo geralmente mata células danificadas por apoptose, um mecanismo de autodestruição que envolve mitocôndrias, mas esse mecanismo falha nas células cancerígenas onde as mitocôndrias são fechadas. A reativação das mitocôndrias em células cancerígenas reinicia seu programa de apoptose.
Um grande número de pesquisadores se dedicou e está dedicando seus esforços ao estudo do efeito Warburg, que está intimamente associado à hipótese de Warburg. Em oncologia, o efeito Warburg é a observação de que a maioria das células cancerígenas produz predominantemente energia por uma alta taxa de glicólise seguida pela fermentação do ácido lático no citosol, em vez de uma taxa comparativamente baixa de glicólise seguida pela oxidação do piruvato nas mitocôndrias como a maioria células normais. Curiosamente, os pesquisadores descobriram que, sob obesidade, as células tumorais invertem o fluxo metabólico produzindo glicose pela gliconeogênese usando ácido lático e outras fontes metabólicas como substratos. Esse processo em Inversão de Efeito Warburg.
Em particular, quase 18.000 publicações foram publicadas sobre a questão do ATP e o efeito Warburg no período de 2000 a 2015. A maioria das funções do efeito Warburg tem sido objeto de estudo. Milhares de publicações afirmam ter determinado suas funções ou causas.