Дихальний контроль
Окислення субстратів та фосфорилювання АДФ у мітохондріях міцно пов'язані.
Швидкість використання АТФ регулює швидкість потоку електронів у ЦПЭ.
Виконання клітиною роботи з витратою АТФ призводить до зменшення концентрації АТФ. =Відбувається накопичення АДФ.
Це активує окислення субстратів і поглинанняO2мітохондріями клітини.
Таким чином, клітини реагують на інтенсивність метаболізму та підтримують співвідношення АТФ/АДФ на необхідному рівні.
Дихальний контроль– це залежність інтенсивності поглинання кисню мітохондріями від концентрації АДФ.
Інгібітори ЦПЕ.
Інгібітори ЦПЕ пригнічують активність ферментних комплексів (I,II,IIIіIV) =відбувається уповільнення або навіть повне припинення роботи ЦПЕ =відбувається уповільнення або повне припинення синтезу АТФ.
Інгібітори:ротенонібарбітурати(амітал, амінобарбітал, нембутал , Веронал та ін)
Зворотний конкурентний інгібітор:малонат.
Антибіотиколігоміцинне інгібує саму ЦПЕ, але пригнічує окисне фосфорилювання, інгібуючи АТФ-синтазу.
!При повному інгібуванніinvitroбудь-якого з ферментних комплексів, який розташовується на шляху перенесення електронів від дегідрованого субстрату наO2, робота ЦПЕ припиняється і АТФ не синтезується.
До суспензії мітохондрій, де як окислюваний субстрат використовували малат, додали аміталNa. Як при цьому зміниться синтез АТФ?
Т.к. аміталNaінгібуєNADH-дегідрогеназу, яка розташована на шляху перенесення електронів від малату наO2, то швидкість ЦПЕ сповільнюється =сповільнюється (або припиняється) синтез АТФ.
Суміш: малат + амітал + сукцинат.
Р/О2, т.к. у цьому випадку окислюватиметься сукцинат, для якого «не потрібна»NADH-дегідрогеназа.
Суміш: сукцинат + малонат (надлишок).
Синтез АТФ уповільнюється, т.к. малонат інгібує сукцинатдегідрогеназу, яка розташовується на шляху електронів від сукцинату наO2.
Суміш: сукцинат + малонат + ізоцитрат.
Р/О3, т.к. у цьому випадку окислюватиметься ізоцитрат, для якого «не потрібна» сукцинатдегідрогеназа.
Суміш: малат (або сукцинат) + антиміцинA.
Синтез АТФ уповільнюється, т.к. антиміцинAінгібуєQH2-дегідрогеназу, яка розташовується на шляху електронів від цих субстратів наO2.
Якщо до 5) суміші додати вітамінC, то Р/О1, так віт.Cокислює цитохромc(у переносі електронів не бере участіQH2-дегідрогеназу).
CN–незалежно від субстрату, що дегідрується, незворотно інгібують ЦПЕ у людини. Вони приєднуються доFe3+цитохромоксидази і повністю блокують ЦПЕ.
(CN–– незворотний специфічний інгібітор цитохромоксидази).
Роз'єднання тканинного дихання та окисного фосфорилювання.
Деякі хімічні речовини (протонофори) можуть переноситиH+з міжмембранного простору мітохондрії через внутрішню мембрану в матрикс, минаючи протонні каналиАТФ-синтази =знижується (або навіть повністю зникає)H+і сповільнюється (припиняється) синтез АТФ.
Це явище називаютьроз'єднанням тканинного дихання та окисного фосфорилювання.
В результаті роз'єднання кількість АТФ знижується, а АДФ збільшується.
При цьому, за рахунок дихального контролю, зростає швидкість поглинанняO2мітохондріями та швидкість роботи ЦПЕ, але через порушення роботи АТФ-синтази коефіцієнт Р/О різко знижується =енергія розсіюється у вигляді теплоти, що призводить до підвищенняtтіла людини (пірогенна дія).
Роз'єднувачі- це гідрофобні в-ва, які легко проходять через мембрану мітохондрій в обох напрямках.
Деякі ендогенні роз'єднувачі відіграють роль у підтримці постійноїtтіла людини.
При охолодженні стимулюється звільнення норадреналіну із закінчень симпатичних нервів.
В результаті відбуваються активація ліпази в жировій тканині та мобілізація жиру з жирових депо.
Утворюються вільні жирні кислоти служать не тільки «паливом», а й найважливішим регулятором роз'єднання дихання та фосфорилювання.