Substancias que interfieren a la Cadena Respiratoria


Recordemos:

 

Cadena Respiratoria:

 

Conjunto de reacciones que transfieren al Oxigeno el Hidrogeno y los electrones de cofactores reducidos, produciendo agua en el proceso y liberando energia que es usada para la sintesis de ATP.

 

 

Algunas veces se utilizan indistintamente los terminos Cadena de Transporte Electronico y Fosforilacion Oxidativa para referirse a la Cadena Respiratoria. Prefiero el uso clasico de Cadena Respiratoria para todo el proceso, y distinguir dentro de este  dos componentes fundamentales:

 

         Cadena de Transporte Electronico: Conjunto de reacciones a traves del cual los equivalentes de reduccion (Hidrogenos, electrones) son transferidos desde cofactores reducidos al Oxigeno, obteniendose agua y liberandose energia en el proceso. Esto permite que la energia que se deriva de las reacciones redox  sea liberada poco a poco con una mejor aprovechamiento de ella, y sin causar danho a la celula. La Cadena de Transporte Electronico esta basada en la transferencia de equivalentes de reduccion desde el complejo I (o II) hasta el Oxigeno. (Puede encontrarse aqui una excelente animacion)

http://www.wiley.com/college/fob/quiz/quiz17/17-8.html

   

         Fosforilacion Oxidativa: Es la biosintesis de ATP a partir de ADP + (P) usando la energia liberada en la cadena de transporte electronico. Esta sintesis ocurre en el Complejo V (ATP sintasa).  El acoplamiento de la sintesis de ATP con la energia liberada en la cadena de transporte electronico es indirecto (observe la animacion)

 

Las substancias que interfieren con la Cadena Respiratoria pueden clasificarse como:

 

Inhibidores de la Cadena de Transporte Electronico:

Substancias que se unen a alguno de los componentes de la Cadena de Transporte Electronico bloqueando su habilidad de cambiar de forma reversible entre la forma oxidada y la forma reducida.  Ello resulta en una acumulacion de las formas reducidas antes del punto de inhibicion, y de formas oxidadas despues del punto de inhibicion. En este grafico se muestran los sitios de accion de algunos inhibidores asi como algunos aceptores electronicos artificiales

Debido a que las reacciones redox no pueden ocurrir, no se libera energia y la sintesis de ATP se detiene tambien.

Ejemplo de compuestos de este tipo son: Amital, Rotenona, Antimicin A, monoxido de carbono, Azida sodica, y cianuro.

 

Inhibidores de la Fosforilacion Oxidativa:

Estos compuestos se enlazan al Complejo V (ATP sintetasa), impidiendo la sintesis de ATP mediante la inhibicion del retorno de los protones a la matrix. Debido a que este proceso esta acoplado a la CTE estos inhibidores tambien detienen el funcionamiento de la cadena de transporte. La  Oligomicina es un ejemplo de este tipo de compuesto

 

Desacopladores de la cadena respiratoria:

Son substancias que disipan el gradiente electroquimico al facilitar la entrada de protones a la matrix  a traves de “atajos” proporcionados por esas substancias y por esa razon ocurre el transporte de electrones pero no la fosforilacion oxidativa.

Ejemplos. 2,4 dinitrofenol, Termogenina – UCP-1, DNP

 

Inhibidores del intercambio ATP/ADP:

El ATP es producido en la mitocondria pero es utilizado en toda la celula, por lo que deben existir mecanismos para facilitar la salida de ATP desde su sitio de produccion (fundamentalmente la mitocondria) a las localizaciones donde sera usado. Al mismo tiempo, el ADP que resulta de la hidrolisis de ATP en toda la celula, debe entrar a la matrix mitocondrial para ser de nuevo fosforilado a ATP.  Los inhibidores del intercambio de ATP/ADP inhiben a la translocasa que permite la entrada de ADP a la matrix y la salida desde la mitocondria de ATP recientemente sintetizado.  El Atractilosido es un inhibidor de esta translocasa.

 

En futuros posts brindaremos mas informacion sobre cada una de estas clases de substancias que interfieren con la Cadena Respiratoria.