CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

INTRODUCCIÓN

• La mitocondria es la fuente de energía de la célula, en su interior tiene lugar la captura de la energía derivada de la oxidación respiratoria.

• El sistema mitocondrial que acopla la respiración con la generación del intermediario de alta energía el ATP, se denomina fosforilación oxidativa.

IMPORTANCIA BIOMÉDICA

• La fosforilación oxidativa capacita a los organismos aerobios para capturar una proporción bastante mayor de la energía libre disponible a partir de los sustratos respiratorios.

• Teoría quimiosmótica:• Amobarbital.• Cianuro.• Monóxido de Carbono.

ENZIMAS QUE ACTUAN EN LA CADENA RESPIRATORIA

• Monoaminooxidasa (MI).• Acil-CoA sintetasa.• Glicerofosfato aciltransferasa.• Monoacilglicerofosfato aciltransferasa.

• Fosfolipasa A2.

• Adenililcinasa.• Creatincinasa.

EQUIVALENTES REDUCTORES

• Toda la energía útil liberada durante las oxidaciones de los ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos, queda disponible en el interior de las mitocondrias en forma de equivalentes reducidos: H+ o electrones.

Ciclo de Krebs

Provee los equivalentes reductores (átomos de hidrogeno)

• Esa energía será liberada, poco a poco, a lo largo de la cadena respiratoria que tiene lugar en las crestas y en la membrana mitocondrial interna. En dicha membrana existen tres complejos enzimáticos transportadores de electrones:

Los transportadores de electrones NADH y FADH2, originados fundamentalmente en el ciclo de Krebs, pero también en otros procesos catabólicos, albergan el poder reductor que les confieren los electrones "energéticos" que transportan.

- El complejo NADH deshidrogenasa- El complejo citocromo b-c1- El complejo citocromo oxidasa.

COMPONENTES DE LA CADENA RESPIRATORIA

El complejo citocromo oxidasa.El complejo citocromo oxidasa.

Tanto el NADH como el FADH2 ceden los electrones "energéticos" a la cadena formada por esos tres transportadores y, a medida que pasan de un

transportador a otro, los electrones van liberando energía.

Esa energía (según la teoría quimiosmótica de Mitchell) permite el bombeo de protones desde la matriz mitocondrial al espacio ínter membranoso de la

mitocondria.

BOMBEO DE HIDROGENOSCOMPLEJOS

•Tanto los electrones como los protones, que han sido impulsados a lo largo de la cadena respiratoria, deben unirse a un aceptor final. En la respiración aerobia el aceptor ultimo de electrones (y protones) es el O2, que al unirse al H2, forma H2O como producto final.

Gradiente electroquímico en la mitocondria

En el bombeo de protones En el bombeo de protones

se genera un gradiente electroquímico de protones, con una concentración de protones mayor en el espacio ínter membrana que en la matriz.

Cuando los protones (H+) regresan a la matriz, lo hacen por los canales un complejo protéico llamado ATPasa.

El paso de H+ permite que la proteína “gire” y se lleve a cabo la reacción ADP+Pi formando ATP

La fosforilación oxidativa es la transferencia de electrones de los equivalentes reducidos NADH y FADH, obtenidos en la glucolisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxigeno molecular, acoplado con la síntesis de ATP

Cadena respiratoria

VENENOS DE LA CADENA RESPIRATORIA

• Inhibidores de la propia cadena respiratoria:

• Barbitúricos• Piercidina A• Rotenona • Monóxido de carbono• Cianuro.

VENENOS DE LA CADENA RESPIRATORIA

• Inhibidores de la fosforilación oxidativa

• Oligomicina• Dinitrofenol• Atractilósido).

VENENOS DE LA CADENA RESPIRATORIA

• Desacoplares de la fosforilización oxidativa

• 2,4-dinitrofenol• Dinitrocresol• Pentacrofenol• m-clorocarbonilcianuro fenilhidrazona

TRANSPORTADORES DE INTERCAMBIO BIOENERGÉTICO

• Aniones de OH-

• Cationes de H+

• Carnitina• H2PO4

-

• ATP y ADP• Na+

ASPECTOS CLINICO

• Miopatía mitocondrial mortal infantil con disfunción renal.

• Encefalopatía mitocondrial.• Acidosis láctica.• Infarto cerebral.• Deficiencia de NASH, ubicuinona

oxidorreductasa, citocromo oxidasa.