В. Объясните механизм разобщение окисления и фосфорилирования в каждом из выбранных случаев.

А. А, В, Г, Д.

 

Тироксин            Катехоламины      Триглицероллипаза        ВЖК

                Термогенины

                           Цепь дыхания и фосфорилирования (разобщение)

 

Б. Разобщение дыхание – это явление, основанное на способности некоторых химических веществ переносить протоны или другие ионы из межмембранного пространства через мембрану в матрикс, минуя протонные каналы АТФ-синтазы. В результате этого изчезает электрохимический потенциал и прекращается синтез АТФ. В результате разобщения количество АТФ снижается, а АДФ увеличивается. В этом случае скорость окисления НАДН и ФАДН2 возрастает и количество поглощенного кислорода, но энергия выделяется в виде теплоты, и коэффициент Р/О резко снижается. Вещества, разобщающие окисление и фосфорилирование, можно разделить на протонофоры и ионофоры.

В. Примерами разобщителей могут быть также некоторые лекарства, например дикумарол - антикоагулянт или метаболиты, которые образуются в организме, билирубин - продукт катаболизма, тироксин - гормон щитовидной железы Все эти вещества проявляют разобщающее действие только при их высокой концентрации.

А)  Г) Протонофоры представляют собой слабые гидрофобные органические кислоты, которые в форме аниона (R-COO -) связывают протоны в межмембранном пространстве, диффундируют через мембрану и диссоциируют в матриксе с образованием протонов. К этой группе относятся, например, свободные жирные кислоты, гормоны щитовидной железы, салицилаты, дикумарол, 2,4-динитрофенол

Г) - Тироксин, также обладающий разобщающим действием, вызывает набухание митохондрий, увеличивает проницаемость митохондриальной мембраны. Часть субстратов цикла Кребса выходит в гиалоплазму. Окисление их ферментами гиалоплазмы при участии экстрамитохондриального НАД приводит к увеличению образования тепла в результате свободного окисления. Выработка АТФ в клетке уменьшается. Тироксин стимулирует секрецию катехоламинов (адреналин и норадреналин), которые активируют триглицероллипазу, которая катализирует распад триглицеридов (первый этап), в ходе чего образуются высшие жирные кислоты (ВЖК). Они являются протонофорами, снижающими протонный градиент. Термогенины - это белки, образующие протонные каналы, через которые протоны переходят из межмембранного пространства в матрикс митохондрий, что приводит к исчезновению протонного градиента и невозможности активации АТФазы.

54

В опыте in vitro изучали тканевое дыхание на препаратах изолированных митохондрий, наблюдая за тем, как изменится поглощение кислорода этими препаратами в зависимости от условий. Если к суспензии митохондрий, использующих в качестве единственного источника «топлива» пируват, добавить 0.01 М малоната натрия, то дыхание резко снижается и накапливается один из промежуточных продуктов метаболизма.