РАЗОБЩЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ

Разобщители - липофильные вещества, которые способны принимать протоны и переносить их через внутреннюю мембрану митохондрий, минуя его протонный канал.

Разобщители бывают:

- естественные – продукты перекисного окисления липидов, жирных кислот с длинной цепью; большие дозы тиреоидных гормонов;

- искусственные - динитрофенол, эфир, производные витамина К, анестетики, антибиотики (грамицидин, валиномицин)

Рассмотрим механизм разобщения на примере динитрофенола. Он легко диффундирует через митохондриальную мембрану как в ионизированной, так и в неионизированной форме и может переносить ионы водорода через мембрану. Поэтому 2, 4-динитрофенол уничтожает Δ рН митохондриальной мембраны. Потребление кислорода и окисление субстратов при этом продолжаются, но синтез АТФ невозможен. Поскольку энергия окисления при разобщении рассеивается в форме теплоты, то разобщители повышают температуру тела (пирогенное действие).

Существует особая ткань, специализирующаяся на теплопродукции посредством разобщенного дыхания. Это бурый жир. Своим названием он обязан большому количеству митохондрий (они коричневого цвета). Около 10% всех белков этих митохондрий приходится на так называемый разобщающий белок. Бурый жир участвует в поддержании температуры тела.

Биологическое окисление, не сопряженное с запасанием энергии, называется свободным (несопряженным) окислением. На его долю приходится 5-10 % кислорода, поступающего в организм. Оно протекает вне митохондрий, чаще всего в эндоплазматическом ретикулуме, поэтому иногда этот процесс называют микросомальным окислением (микросомы – фрагменты ЭПС).

Одна из функций свободного окисления - превращение природных или неприродных субстратов, называемых ксенобиотиками

Свободное окисление проходит при участии оксигеназ. Оксигеназы - ферменты класса оксидоредуктаз; катализируют окисление субстратов путем включения в их молекулы одного атома кислорода (монооксигеназы) или двух атомов кислорода (диоксигеназы).

Оксигеназы работают в составе мультиферментного комплекса, встроенного в мембрану. Мультиферментный комплекс состоит из 3-х компонентов: флавиновые дегидрогеназы; железосерный белок, цитохром Р 450.

Цитохром Р 450 – семейство ферментов, относящихся к гемопротеинам. Система цитохрома P450 участвует в окислении как эндогенных (стероиды, желчные кислоты, ненасыщенные жирные кислоты), так и экзогенных веществ - ксенобиотиков (ксено - несовместимый, биос - жизнь) - лекарств, ядов, наркотиков.

В реакциях свободного окисления участвуют также кислород и восстановленные дыхательные переносчики (чаще всего НАДФН). Акцептором электронов является цитохром Р-450.

Гироксилирование ксенобиотика делает его более растворимым, облегчает последующую деструкцию и выведение из организма.