Разобщение окисления и фосфорилирования

Любая «дырка» в мембране (химическая или механическая) всегда приводит к нарушению синтеза АТФ, т.е. разобщает окисление и фосфорилирование

В то же время, окисление идет, такое состояние получило название разобщение окисления и фосфорилирования

При разобщении окисления и фосфорилирования коэффициент Р/О будет снижаться ниже 2,5 (вплоть до 0)

Поскольку в неповрежденных митохондриях скорость окисления лимитируется эффективностью сопряженного с ним синтеза АТФ, поэтому при разобщении скорость окисления  в митохондриях возрастает

Эффект разобщения можно вызвать:

                   -Нарушить целостность мембраны митохондрий

                   -Добавить к неповрежденным  митохондриям в-ва, которые способны связывать протоны на внешней стороне внутренней мембраны и переносить их в матрикс

После диссоциации в матриксе соединение в депротенированной форме вновь переходит через внутреннюю мембрану в межмембранного пространство, может вновь связывать протоны, но в этом случае он проносит протоны, миную систему синтеза АТФ, т.е. работает вроде челнока

В результате, несомненно, будет нарушение окислительного фосфорилирования, что будет проявляться в снижении скорости синтеза АТФФ и ускорение окислительных процессов митохондрий

Соединения – в-ва разобщители

1.   полихлорфенолы

2. Нитрофенолы      (1,2 - используются в С/Х для борьбы с вредителями)

3. Ацетилсалициловая к-та

4. Дикумарин

5. Билирубин (при высокой концентрации)

6. ВЖК (при высокой концентрации)

7. Белок термогенин, обнаруженный в митохондриях бурого жира новорожденных (белок пропускает протоны, минуя систему синтеза АТФ, à разобщает окисление и фосфорилирование, приводит к увеличению теплопродукции этой ткани)

 

Гипоэнергетическое состояние

Нарушение работы процессов, которые обеспечивают к-ку энергией, приводят к развитию гипоэнергетических состояний, которые сопровождаются нарушением различных ф-ий к-к, они являются главной причиной гибели к-к со всеми вытекающими последствиями

3 группы развития таких состояний

1. Недостаток питательных веществ в к-ке 

2. недостаток кислорода (окислителя) 

3. нарушение клеточных механизмов

в любом случае в к-ках снижается содержание АТФ и других макроэргов, поэтому в к-ках нарушаются разнообразные эндергонические процессы

в соответствие с причинами развития

1. Алиментарные – недостаток питательных веществ или витаминов (В1, В2, В3, В5 – участвуют в ОВР)

2. Гипоксические

a. экзогенные - недостаток кислорода во внешней среде

b. эндогенные - нарушение доступа кислорода к клеткам, н-р при тяжелой пневмонии возникают дыхательные гипоксические состояния, если нарушается транспорт О2, в результате расстройства кровообращения  развиваются циркуляторные гипоксические состояния, димический вариант – снижение содержания гемоглобина в крови, а значит нарушение способности транспортировать О2

3. Гистотоксические (митохондриальные) – поступление в к-ки ингибиторов или разобщителей

a.  Ингибиторы ЦДФ (ротенон, амитал, антимицин, карбоксин, цианид)

b.  Разобщители (полихлорфенолы, нитрофенолы)

4. Смешанные

Микросомальное окисление

В к-ках идут окислительные процессы, связанные с присоединением О2 к окисляемому субстрату – процессы оксигенирования

Данные процессы не сопровождаются аккумуляцией энергии – вся свободная выделяющаяся энергия превращается в тепловую

Вся совокупность окислительных процессов этого типа получило название свободное окисление

Процессы оксигенирования идут в различных мембранах (сопрягающие – внутренние мембраны митохондрий, несопрягающие – идут эти процессы – мембраны ЭПС, митохондорий и др)

Основное кол-во р-ий оксигенирования происходит в мембранах ЭПС, поэтому эти процессы называют м икросомальное окисление

Ферменты класса оксигеназ:

1. Монооксигеназы (гидроксилазы)

2. Диоксигеназы

3. Цитохромы (Цит b₅ и Цит Р₄₅₀)

Функции ферментов:

1. Расщепление метаболитов (триптофан, тирозин).

2. Синтез соединений (стероидов, ЖК, гидроксиоксипролин, гидроксилизин).

3. Детоксикация ядовитых веществ – биотрансформация (ксенобиотиков, поступающих из внешней среды, а иногда ядовитых в-в, которые образуются в ходе катаболизма в организме человека, а так же инактивация биологически активных соединений)

Диоксигеназные реакции

1. Расщепление триптофана – р-я катаболизма

 

2. Расщепление гомогентизиновой кислоты

3. Разрыв С-С связей в ациклических соединениях