FO_ 1. Mecanismo quimiosmótico; 2. Inibidores e desacopladores; 3. Termogenina e produção de calor Flashcards
O que acontece aos eletrões, proveniente do NADH, na cadeia respiratória?
Os NADH cedem os seus eletrões, entram no complexo I, e são transportadores para a
coenzima Q, complexo 3, 4 e aqui são usados estes eletrões para reduzir oxigenio a água.
O que acontece aos eletrões, proveniente do FADH2, na cadeia respiratória?
Na conversao de succinato em fumarato forma-se FADH2 como vimos à pouco pela succinato desidrogenase, o FAHD2 é oxidado no complexo II, passam para a coenzima Q, complexo 3, etc.
Explicita o que acontece na respiração mitocondrial à medida que os eletrões são transportados. pela cadeia resporatória?
A medida que os eletrões são transportados ao longo da cadeia respiratória os complexos I, III e IV bombeiam protões da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar. É por isto que é gerado um gradiente eletroquímico em termos de cargas positivas no espaço inter. e mais negativo no lado da matriz mitocondrial, e este gradiente é depois utilizado pela ATP sintetase, complexo V, que bombeia protões novamente para a matriz mitocondrial e aproveita esta energia do gradiente para sintetizar ATP a partir de ADP.
Os rendimentos do NADH e dos FADH2 são diferentes? Porquê? Explicita.
Ao ocorrer transporte de eletroes temos bombeamento de 4 protões no complexo 1, 4
no complexo 3 e 2 no complexo 4. Logo, se oxidar NADH são bombeados 10 protões, e se oxidar FADH2 são bombeados 6 protões, logo o gradiente eletroquímico é maior com o NADH. Assim, por cada molecula de NADH formam-se 3 ATP e por cada molecula de FADH2 formam-se 2 ATP. A ATP sintetase transporta os protões e sintetiza ATP por fosforilaçao oxidativa.
O que é um Oxígrafo?
Aparelho que possui um elétrodo de oxigénio, que permite medir os níveis de Oxigénio.
Num sistema quando temos uma suspensão de mitocôndrias e lhe juntarmos succinato e ADP, o que vai acontecer? E porquê?
Introduzimos mitocondrias isoladas, um substrato da cadeia respiratória (succinato). Ao adicionar ADP o declive aumenta muito, a cadeia respiratória aumenta, pois está a haver
bombeamento de protões pela atp sintetase para a matriz, desfazendo gradiente. Voltamos a adicionar ADP e acontece a mesma coisa. O cianeto e o monóxido de carbono inibem
citocromo c oxidase.
Só quando se adiciona succinato é que o consumo de oxigénio acelera,pois precisamos de substrato para funcionar (podia ser malato também). Ao adicionar cianeto, a produçao de ATP vai parar, e a cadeia respiratória também.
Porque se diz que para haver respiração mitoncdrial (consumo de O2) é necessário que a fosforilação oxidativa e a produção de ATP sejam um processo acoplado?
A fosforilaçao oxidativa e o transporte de protões na cadeia de eletroes são processo
acoplados, ou seja, ocorrem ao mesmo tempo e se um for afetado o outro também o vai ser.
Assim, se alguma molecula inibir algum complexo e impedir o transporte de eltroes, entao não há fosforilaçao oxidativa pois não há gradiente. Por outro lado, se tivermos um inibidor para a ATP sintetase também não vai ocorrer a respiraçao mitocondrial, visto que deixa de bombear protões do espaço intermembranar para a matriz, havendo uma saturaçao, e a cadeia acaba por parar pois os protões ficam todos do mesmo lado. As moleculas desacopladoras fazem com que a sintese de ATP deixe de funcionar, e a cadeia respiratória continua.
Porque é que o consumo de O2 diminui mas NÃO PARA quando existe succinato, o O2, mas NÃO HÁ ADP? (respiração mitocondrial)
Acúmulo de Protões: Quando a ATP sintetase não está a funcionar ou é inibida, os protões (H+) continuam a ser bombeados através da membrana interna mitocondrial pela CTE, mas não podem fluir eficazmente de volta para a matriz mitocondrial através da ATP sintetase. Isso leva ao acúmulo de prótons no espaço intermembranar.
Disrupção do Gradiente de Protões: À medida que os prótons se acumulam no espaço intermembranar, o gradiente de prótons torna-se mais acentuado e pronunciado. Isso pode levar a uma significativa desorganização do gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna.
Contrapressão na CTE: O acúmulo de prótons no espaço intermembranar cria uma contrapressão na CTE. Essa contrapressão pode abrandar o movimento de eletrões através da CTE, uma vez que o gradiente de prótons efetivamente opõe-se ao fluxo de eletrões. A CTE torna-se menos eficiente na transferência de eletrões, o que leva a uma desaceleração na redução do oxigénio.
Redução de Oxigénio: Como os eletrões na CTE movem-se mais lentamente, podem acumular-se em certos complexos dentro da cadeia. Essa acumulação de eletrões pode reduzir a velocidade com que o oxigénio é reduzido a água no final da CTE. A redução do oxigénio está diretamente relacionada com o fluxo de eletrões na CTE, e se o fluxo estiver mais lento, a redução do oxigénio também é afetada.
O que acontece se adicionarmos um inibidor a um de sistema uma suspensão de mitocôndrias, succinato e ADP?
Os desacopladores não inibem a cadeia respiratória. Estas moleculas desfazem o gradiente gerado pela cadeia respiratória. São moléculas hidrofóbicas, intercalam-se nas membranas, captam os protóes e libertam os protões na matriz mitocondrial por difusao, desfazendo o gradiente. Sem gradiente, a atp sintetase não pode transportar protões para produzir energia. Por outro lado, a cadeia respiratória acelera para repor o grandiente. Ou seja, ao adicionar DNP aumenta o consumo de oxigénio.
O que são desacopeladores da fosforilação oxidativa? O que fazem?
Moléculas que interferem com a cadeia. Vão provocar um desacoplamento entre a cadeia transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa. Os dois processos ficam desacoplados. Estas moléculas captam os protões quando a concentração de H+ é elevada, ou seja, no espaço intermembranar, onde são protonadas. Como são moléculas muito hidrofóbicas vão difundir-se facilmente pela membrana interna da mitocôndria, e quando chegam à matriz mitocondrial, onde a concentração de protões é muito inferior, a molécula vai desprotonar libertando o protão. A molécula hidrofóbica volta para o espaço intermembranar.
Consequências de desacopoladores da fosforilção oxidativa no gradiente
Esta situação vai comprometer o gradiente eletroquímico e, portanto, os complexos da cadeia respiratória vão bombear protões para gerar o gradiente, na presença destas moléculas, os protões voltam à matriz mitocondrial, o gradiente é desfeito e a síntese de ATP é diminuída.
Contudo o transporte de eletrões continua e até acelera e como tal o consumo de O2 também vai aumentar, porque se o gradiente é desfeito mais rapidamente, os complexos da cadeia respiratória aceleram para compensar e tentar repor o gradiente, que está sempre a ser desfeito por este desacoplador e portanto, o transporte de eletrões acelera e o consumo de O2 também aumenta, mas não há síntese de ATP não. Podemos comprovar isto no gráfico.
Quando adicionamos o DNP, o que se verifica é um aumento do consumo de oxigénio, mas a produção de ATP não ocorre – temos o desacoplamento.
Como acontece o desacoplamento na respiração mitocondrial em condições fisiológicas? Explicita como, aonde e com o quê.
Como manter a temperatura do corpo: O descoplamento é feito por uma proteína, UCP-1,
termogenina. Regulado pela hormona noripirefina que através dos recetores β-adrenérgicos irá ocorrer uma cascata de sinalização semelhante a epinefrina, com mensageiro secundário cAMP, que ativa proteína cinase A e estimula a hidrólise dos triglicerídeos, que estão no tecido adiposo
libertando AGs que vão sofrer oxidação. Isto promove a transcriçao do gene para a termogenina, biogénese mitocondrial e proliferaçao do tecido adiposo castanho. Os ácidos gordos são oxidados. A UCP está presente na membrana interna da mitocondria e forma um canal, sendo que os protões bombeados passam rapidamente pela UCP para a matriz mitocondrial, desfazendo o grandiente. Assim, a energia é libertada sob a forma de calor, mantendo a tª corporal. No fundo a termogenina vai competir com ATP sintetase, desviando os protões, desfazendo o potencial e fazendo com que a energia seja desperdiçada sob a forma de calor.
