918 matches
-
Metabolismul mitocondrial (5, 8, 28) Mitocondria este sediul metabolismului oxidativ la eucariote. Ea conține toate enzimele necesare desfășurării acestui proces: piruvat dehidrogenaza, enzimele ciclului Krebs, enzimele necesare oxidării acizilor grași și enzimele implicate în transportul de electroni și în fosforilarea oxidativă. Mitocondria reprezintă astfel „uzina energetică” a organismului. Deoarece, după cum am mai menționat, membrana internă mitocondrială este impermeabilă pentru majoritatea substanțelor hidrosolubile, desfășurarea metabolismului mitocondrial impune existența unor transportori specifici care să permită următoarele procese: - accesul NADH (provenit din glicoliză) din
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
sursă de electroni în lanțul respirator; - transferul unor metaboliți cu rol esențial în metabolismul glucozei și al acizilor grași (de exemplu oxaloacetatul, acetil-CoA și acil-CoA) între citoplasmă și matrixul mitocondrial; - transportul calciului; - pătrunderea ADP și Pi, ca substrate ale fosforilării oxidative, în mitocondrie și exportul ATP din matrixul mitocondrial în citoplasmă (locul de desfășurare a majorității reacțiilor care utilizează ATP ca sursă de energie); - eliberarea sub formă de căldură a unei părți din energia utilizată de mitocondrie pentru oxidarea diverselor substrate
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
rămâne constant, iar dacă ea scade, efectul este invers. Calciul din matrixul mitocondrial are roluri extrem de importante în reglarea activității ciclului Krebs și în apoptoză. 2.4. Producția de ATP este una din funcțiile esențiale ale mitocondriei. Lanțul respirator, fosforilarea oxidativă și ciclul Krebs sunt căi majore de sinteză a ATP. Lanțul respirator și fosforilarea oxidativă se desfășoară în membrana internă a mitocondriei, toate enzimele implicate fiind integrate în structura acesteia. Ciclul Krebs se desfășoară în matrixul mitocondrial. Lanțul respirator mitocondrial
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
extrem de importante în reglarea activității ciclului Krebs și în apoptoză. 2.4. Producția de ATP este una din funcțiile esențiale ale mitocondriei. Lanțul respirator, fosforilarea oxidativă și ciclul Krebs sunt căi majore de sinteză a ATP. Lanțul respirator și fosforilarea oxidativă se desfășoară în membrana internă a mitocondriei, toate enzimele implicate fiind integrate în structura acesteia. Ciclul Krebs se desfășoară în matrixul mitocondrial. Lanțul respirator mitocondrial reprezintă de fapt un ansamblu de componente cu rol enzimatic prin care se realizează transportul
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
componente care funcționează individual - citocromul c și coenzima Q) sunt dispuse secvențial în membrana internă mitocondrială, în ordinea descreșterii potențialului redox negativ și creșterii celui pozitiv. Tot în membrana internă mitocondrială, după complexul IV, este inclus complexul responsabil de fosforilarea oxidativă - ATP sintetaza sau ATP-aza. Complexul are o subunitate F0 transmembranară și o alta, F1, care este cuplată cu prima și se află în întregime în matrixul mitocondrial. La nivelul acestei subunități are loc condensarea ADP-ului cu Pi, de aceea
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
F0 transmembranară și o alta, F1, care este cuplată cu prima și se află în întregime în matrixul mitocondrial. La nivelul acestei subunități are loc condensarea ADP-ului cu Pi, de aceea fiind denumită și „factor de cuplare 1”. Fosforilarea oxidativă definește procesul de sinteză de ATP din ADP (reacție endergonică) pe baza energiei furnizate de oxidarea în lanțul respirator mitocondrial (reacție exergonică) a substratelor reducătoare provenite din ciclul Krebs. Deoarece energia eliberată în reacția exergonică se utilizează direct pentru fosforilarea
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
baza energiei furnizate de oxidarea în lanțul respirator mitocondrial (reacție exergonică) a substratelor reducătoare provenite din ciclul Krebs. Deoarece energia eliberată în reacția exergonică se utilizează direct pentru fosforilarea unui substrat (în acest caz, ADP), deci pentru sinteza ATP - fosforilarea oxidativă este o fosforilare la nivel de substrat. Mecanismul cuplării oxidare-fosforilare în lanțul respirator mitocondrial este cel mai bine explicat de teoria chemiosmotică a lui Mitchell. Conform acestei teorii, transportul de electroni de-a lungul membranei interne mitocondriale generează un gradient
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
și una electrică (potențial de membrană, ΔΨ). Condiția obligatorie pentru valabilitatea teoriei este aceea ca în cadrul lanțului respirator mitocondrial componentele I, III și IV să fie transmembranare. În figura 5 este redată funcționarea cuplată a complexelor lanțului respirator și fosforilării oxidative. Transportul transmitocondrial ADP-ATP este mediat de un translocator a cărei activitate este dependentă de diferența de potențial electric de o parte și de alta a membranei interne mitocondriale, ΔΨ. Pi produs în mitocondrie este utilizat în citosol. Întoarcerea în mitocondrie
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
piruvatului la oxaloacetat. 2.5. O parte a gradientului electrochimic de H+ generat de activitatea lanțului respirator mitocondrial și a ATP-azei este disipat sub formă de căldură, indiferent de sinteza ATP. În felul acesta se produce o „decuplare” a fosforilării oxidative de activitatea lanțului respirator mitocondrial. Acest proces este mediat de o serie de proteine cu funcție mixtă de transportor și de canal ionic, numite proteine decuplante. Structura și funcțiile acestora sunt expuse pe larg într-un capitol separat. 3. Tulburări
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
unor modificări conformaționale ale unei translocaze mitocondriale (ANT, adenine nucleotide translocase) mediate de ciclofilina D (o izomerază specific mitocondrială). Persistența acestui por induce necroza, dar formarea sa tranzitorie provoacă doar apoptoza deoarece permite conservarea potențialului de membrană și a fosforilării oxidative mitocondriale. - Activarea unor lipaze intracelulare și formarea unor mesageri secunzi de tip fosfolipidic, cum sunt: ceramidele (CM), diacil-glicerolul (DAG) și mai ales inozitol-1,4,5-trifosfatul (InsP3) (26). DAG se formează prin hidroliza enzimatică a fosfatidilcolinei. El exercită un efect anti-apoptotic
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
ai expresiei genelor UCP2 atât în celula beta-pancreatică cât și la nivelul altor țesuturi (figura 6) (9, 16). Creșterea activității decuplante are două consecințe importante: - scăderea producției de specii reactive de oxigen, ceea ce ar avea un efect protector împotriva stresului oxidativ; acest lucru este dovedit și de constatarea că macrofagele izolate de la șoareci cu deficiență de UCP2 generează o cantitate mai mare de specii reactive de oxigen decât macrofagele izolate de la șoarecii sălbatici (9). - scăderea ratei de sinteză a ATP din
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92250_a_92745]
-
ale glandelor fundice. H+ din HCl provine din ionizarea apei în celulă () sau din dehidrogenarea glucozei. Ionul de H+ astfel format este secretat în lumenul canalicular prin mecanisme active care necesită consum de ATP (furnizat de glicoliza anaerobă și fosforilarea oxidativă). La nivelul polului apical al celulelor parietale se găsește o ATP-ază specifică care transportă activ H+ în lumenul canaliculelor intracitoplasmatice reținând K+ în celulă. Sursa ionilor de clor este NaCl din plasmă. Clorul trece pasiv în celula parietală datorită gradientului
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
din sângele circulant, fenomen cunoscut sub numele de funcția antitoxică a ficatului. Intr-o primă fază, majoritatea substanțelor amintite suferă un proces de oxidare, reducere sau hidroliză și, în a doua fază, sunt conjugați cu acidul glicuronic sau sulfatul. Enzimele oxidative care participă la proces pot fi activate prin administrarea de lungă durată a unor medicamente (barbiturice) sau a etanolului. Schimbarea structurii unor medicamente nu determină întotdeauna inactivarea lor; uneori are loc chiar potențarea activității acestora. De exemplu, prednisonul se transformă
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
tubii în T corespund membranelor Z din structura miofibrilelor. Nucleul cardiomiocitului este ovalar, situat central, iar mitocondriele sunt numeroase (reprezintă 30-40 % din volumul celular). 12.2. Particularități metabolice ale miocardului In cardiomiocite producerea ATP are loc predominant pe cale aerobă (fosforilare oxidativă la nivel mitocondrial), de aici și numărul mare de mitocondrii (cu aspect dens electronomicroscopic), precum și consumul și necesarul mare de oxigen. Acizii grași liberi din plasma sanguină reprezintă principala sursă de energie, prin β-oxidare. Enzimele glicolitice au activitate redusă, iar
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
determină și scăderea capacității de folosire a echivalenților respiratori (NAD și FAD) în formă redusă și inhibarea retrogradă a proceselor furnizoare, adică ciclul Krebs și mai ales β-oxidarea. In acest caz acizii grași nu pot fi metabolizați pentru susținerea fosforilării oxidative și sunt folosiți la resinteza trigliceridelor. Fosfofructokinaza este reglată alosteric de ATP și ADP, astfel că scăderea ATP și creșterea ADP în hipoxie determină activarea acestei enzime și a întregii căi glicolitice (anaerobă), care însă nu poate compensa decât în
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
alosteric de ATP și ADP, astfel că scăderea ATP și creșterea ADP în hipoxie determină activarea acestei enzime și a întregii căi glicolitice (anaerobă), care însă nu poate compensa decât în foarte mică măsură scăderea producției de ATP prin fosforilare oxidativă. Energia metabolică fiind acumulată sub formă de creatin-fosfat, scăderea nivelului acestuia reprezintă unul din primele semne de hipoxie. Scăderea nivelului de ATP în urma inhibării fosforilării oxidative mai determină și acumularea de ADP și adenozină (cu efect coronaro-dilatator ce permite creșterea
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
nu poate compensa decât în foarte mică măsură scăderea producției de ATP prin fosforilare oxidativă. Energia metabolică fiind acumulată sub formă de creatin-fosfat, scăderea nivelului acestuia reprezintă unul din primele semne de hipoxie. Scăderea nivelului de ATP în urma inhibării fosforilării oxidative mai determină și acumularea de ADP și adenozină (cu efect coronaro-dilatator ce permite creșterea aportului de oxigen), precum și acidifiere intracelulară prin NADH+, acizi grași liberi și lactat, care duce și la scăderea pH-ului extracelular. Acidifierea intracelulară și acțiunea detergentă
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
amoniac. Toxicitatea amoniacului se datorează efectelor generale asupra pH-ului (NH3 neprotonat obținut din reacțiile biochimice atrage H+, ceea ce va produce alcalinizarea mediului intracelular) și inhibării de către NH4+ a formării de ATP, prin abolirea gradientului de protoni necesar pentru fosforilarea oxidativă. Detoxifierea amoniacului produce uree, principalul metabolit al azotului. Ureea este hidrosolubilă, și astfel apare nevoia unui sistem de eliminarea substanțelor azotate hidrosolubile, dintre care mai fac parte și creatinina și acidul uric. Pe lângă funcția primordială de eliminare a deșeurilor metabolismului
Fiziologie umană: funcțiile vegetative by Ionela Lăcrămioara Serban, Walther Bild, Dragomir Nicolae Serban () [Corola-publishinghouse/Science/1306_a_2282]
-
din structura lipidelor. Procesul se desfășoară în toate țesuturile, dar țesutul adipos reprezintă principalul sediu de stocare (și degradare) a lipidelor. Atomii de carbon necesari sunt furnizați de acetil-CoA format în mitocondrie din glucoză prin glicoliză la piruvat și decarboxilarea oxidativă a acestuia. Acizii grași rezultați au întotdeauna număr par de atomi de carbon. Biosinteza acizilor grași este un proces citosolic ce cuprinde mai multe procese care se desfășoară și anume: (1) sinteza „de novo” de acid palmitic, (2) elongarea acidului
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92237_a_92732]
-
echipamentul enzimatic necesar sintezei de colesterol, dar ficatul și intestinul dețin primele locuri. Ficatul este furnizorul principal de colesterol pentru țesuturile extrahepatice. Materia primă pentru sinteza colesterolului este acetil-CoA. Sursele de acetil-CoA sunt: glucoza (din glicoliză la piruvat și decarboxilare oxidativă), acizii grași (prin beta-oxidare) și unii aminoacizi (după transaminare și modificări ale catenei laterale). Biosinteza colesterolului se desfășoară în mai multe etape, cele mai importante fiind primele două: sinteza hidroxi-metil-glutaril-CoA (HMG-CoA) din condensarea a trei molecule de acetil-CoA și transformarea
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92237_a_92732]
-
substrat energetic (eritrocitul). Oxidarea completă a unui acid gras se realizează în trei etape, dintre care doar prima (beta-oxidarea, ciclul sau spirala lui Lynen) este specifică fazei catabolice a acizilor grași, celelalte două (ciclul respirator și lanțul respirator) fiind căi oxidative terminale comune pentru toate tipurile de substrate energogene (glucide, lipide și proteine). Pentru a putea fi folosiți în procesele metabolice (în acest caz de catabolism) acizii grași trebuie „activați” la esteri ai coenzimei A. Activarea are loc în citosol (pe
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92237_a_92732]
-
celulară. În acest ciclu rolul esențial revine unei enzime numite gama-glutamil-transpeptidaza (γGT), localizată în membrană. 2.3.2. Catabolismul intrahepatocitar al aminoacizilor. Ficatul are o importanță esențială în procesele catabolice ale aminoacizilor deoarece este singurul organ în care prin dezaminare oxidativă (adică o reacție de transaminare combinată cu o reacție de dehidrogenare) aminoacizii sunt transformați în cetoacizi iar amoniacul rezultat este incorporat în uree, în cadrul ciclului ureogenetic. După cum am arătat, singura utilizare a amoniacului este pentru sinteza de aminoacizi neesențiali. Surplusul
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92237_a_92732]
-
allosteric. Procesul este intens energofag (o moleculă de uree necesită scindarea a patru legături macroergice) dar totuși foarte util deoarece pentru uree nu există prag renal de eliminare. În final, trebuie menționat că ficatul participă în mică măsură la catabolismul oxidativ al aminoacizilor alifatici cu catenă laterală (leucină, izoleucină, valină). Activitatea enzimelor implicate în degradarea acestora, ca și captarea lor la nivel hepatic este mult redusă (spre deosebire de mușchi, rinichi, țesut adipos sau creier). 3. Efectul hiperglicemiei cronice asupra producției hepatice de
Tratat de diabet Paulescu by Octavian Savu, Constantin Ionescu-Tîrgovişte () [Corola-publishinghouse/Science/92237_a_92732]
-
obținerea pilelor de combustie cu membrană de polimer cu transfer de protoni (MPC). Membranele utilizate la obținerea MPC trebuie să prezinte următoarele caracteristici [54, 55]: - conductivitate ionică înaltă, reținerea apei să aibă loc și la temperaturi de peste 100°C; - stabilitate oxidativă și hidrolitică; - să realizeze efectiv o separare a reactanților; - proprietăți mecanice care se păstrează în timp la temperaturi ridicate (80-100°C); - preț de cost scăzut. Conductivitatea ionică a polielectroliților crește odată cu creșterea umidității relative ajungând la valori de 10-1-10-2 S
POLIETERI HETEROCICLICI TERMOSTABILI by Corneliu HAMCIUC, Elena HAMCIUC () [Corola-publishinghouse/Science/91504_a_92977]
-
cardiacă, tromboză cerebrală, arteriopatie periferică) și, într-o mare măsură, neuropatie diabetică sau alte complicații cronice ale bolii. În cele ce urmează ne vom referi la funcția endotelială în general, menționând că multe din verigile patogenetice ale complicațiilor cronice (stresul oxidativ și tulburările lipidice, de exemplu, care vor fi detaliate în alte capitole) își exercită efectele negative prin intermediul endoteliului vascular. Evident, patogenia nefropatiei diabetice și a retinopatiei diabetice sunt strâns legate de alterările vasculare din rinichi sau circulația retiniană. Particularitățile lor
Tratat de diabet Paulescu by Constantin Ionescu-Tîrgovişte, Cristian Guja () [Corola-publishinghouse/Science/92216_a_92711]