Embed Size (px)
Citation preview
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
Facultad de Ingeniería AgrariaCarrera Profesional de Ingeniería Ambiental
Tema: Inhibidores de la Cadena de Transporte de Electrones
Curso: Bioquímica
Profesor: Juan Trabuco Ricaldi
Alumnos:Moisés Villodas Bastidas
Sección: “343 “
2014
1
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
Inhibidores de la Cadena de Transporte de Electrones
Los inhibidores de la Cadena de Transporte de Electrones (CTE) son substancias que
se enlazan a alguno de los componentes de la cadena de transporte de electrones
bloqueando su capacidad para cambiar de una forma reversible desde la forma
oxidada a la forma reducida y viceversa.
Esta inhibicion resulta en una acumulacion de los componentes en susformas
reducidas antes del punto de inhibicion, y la presencia de las formas oxidadas de los
componentes de la CTE despues del punto de inhibicion.
2
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
Debido a que en presencia de estos inhibidores no se libera energia, la sintesis de
ATP tambien se detiene. Los mas importantes inhibidores conocidos de la cadena de
transporte de electrones son el Amital, la Rotenona, el Antimycin A, el Monoxido de
Carbono (CO), la Azida sódica y los Cianuros.
Inibidores de Completo I :
Amital, un barbiturato, y la Rotenona, un producto vegetal obtenido de las plantas que
se usa como insecticida y pesticida, bloquean la cadena de transporte electronico
entre la NADH deshidrogenasa (Complejo I) y la CoQ.
Como consecuencia, ellos impiden la utilizacion del NADH como donante de
equivalentes de reduccion a la cadena respiratoria. Sin embargo, el flujo de eléctrones
que resulta de la reduccion-oxidacion del Complex II no es afectada, ya que los
electrones entran en un punto posterior al bloqueo, a traves de la Coenzima Q.
El efecto del Amital ha sido observado in vitro, ya que la intoxicacion con amital y otros
barbituratos afecta principalmente al Sistema Nervioso Central al actuar sobre los
canales de iones sensibles al GABA, un efecto no relacionado con la accion del amital
sobre el Complejo I.
Las intoxicaciones por Rotenona son muy raras. De hecho, algunas tribus humanas
solian pescar echando en el agua extractos de raices conteniendo Rotenona, la cual
es facilmente absorbible por los peces a traves de las branquias. La rotenona afectaba
la cadena respiratoria de los peces y estos morian y flotaban en la superficie. Estos
peces eran consumidos posteriormente sin afectar a los seres humanos, ya que los
residuos de rotenona en los peces eran absorbidos con dificultad por el tracto
gastrointestinal. En aquellos casos en que la rotenona se ha ingerido en forma
concentrada, generalmente irrita severamente las mucosas provocando vomitos. Sin
embargo, sus efectos tóxicos no deben ser menospreciados.
Es interesante notar que la Rotenona y el MPTP (una neurotoxina), que tambien afecta
al Complejo Respiratório I, cuando se administran de forma intravenosa, causan
sintomas y signos muy parecidos a la enfermedad de Parkinson. Estas substancias
afectan primariamente a las neuronas de la substancia nigra. Aparentemente la
secuencia de eventos es: afectacion del Complejo I, afectacion del metabolismo
3
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
mitocondrial, acumulacion de radicales libres, muerte celular, liberacion de substancias
toxicas y destruccion de otrascelulas.
La rotenona, toxina de una planta, utilizada por indios amazónicos como veneno,
también ha sido usada como insecticida.
Inibidores de Completo II :
Los equivalentes de reducción contenidos en el NADH.H+ producido en el
citoplasma son transferidos al oxalacetato para formar malato, en una reacción
catalizada por la enzima malato deshidrogenasa citoplasmática:
Cytosol: Oxalacetato + NADH.H+ —-à Malato + NAD+
El Malato: Puedeatravesar las membranas mitocondriales y entrar en la matrix
mitocondrial. Una vez allí el malato es deshidrogenado por la enzima mitocondrial
malato deshidrogenasa:
Mitocondria: Malato + NAD+ ——à oxalacetato + NADH.H+
El oxalacetato es transaminado a aspartate, el cual sale de la mitocondria y una vez en
el citosol, es transaminado a oxalacetico comenzando un nuevo ciclo.
4
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
Debido a que esta lanzadera regenera NADH.H+ dentro de la mitocondria, el
rendimiento energético del NADH.H+ generado en el citoplasma es el mismo que si
fuera generado directamente en la mitocondria ( 3 ATP o 2.5 ATP, dependiendo de la
equivalencia que se siga)
Inibidores de CompletoIII : AntimycinA :Es unantibioticoproducido por Streptomyces griseous que ha sido
usado como veneno para controlar alguna especies de peces. Antymicin A
interfiere con el flujo de electrones desde el citocromo bH en el Complex III (Q-
cytochrome c oxidoreductasa).
En presencia de esta substancia, el citocromo bH puede ser reducido pero no
oxidado, y consecuentemente, el citocromo c permanece oxidado, al igual que
los citocromos a y a3 del Complejo IV.
Inibidores de Completo IV :
El monóxido de carbono (CO): Es responsable a nível mundial por mas del
50 % de las muertes por envenenamento. Es incoloro e inodoro; puede
formarse en grandes cantidades como resultado de la combustion incompleta
de combustibles: los tubos de escape de maquinarias , hornos, estufas, son
fuentes importantes. El cigarro aumenta los niveles de carboxihemoglobina del
fumador.
La intoxicacion por monoxido de carbono causa trastornos en la entrega de
oxigeno a los tejidos y en su utilizacion celular. La afinidad de la Hemoglobina
por el monoxido de carbono es casi 300 superior a la que tiene por el oxigeno.
Un ambiente en el cual hay apenas 100 ppm de CO es suficiente para que la
formacion de Hemoglobina llegue a 16 %. La situacion empeora ademas ya
que la union de CO a uno de los grupos Hem de la Hemoglobina aumenta la
afinidad por el oxigeno de los otros tres grupos Hem de la molécula, por lo cual
la entrega o liberacion del oxigeno a los tejidos esta muy afectada. Debido a su
alto consumo de oxigeno, el cerebro y el corazon son los oréganos mas
afectados. La mioglobina tiene mas afinidad aun por el CO que la
Hemoglobina, por lo que el musculo cardíaco esta severamente afectado y
5
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
elpaciente presenta una marcada hipotension. Como ya fue descrito
anteriormente, la intoxicacion por CO es una importante causa de muerte en
todo el mundo.
Se ha observado que elestatus clinico de los pacientes no se correlaciona
biencon los niveles de carboxihemoglobina, por lo que se considera que
aunque la afinidad de los componentes de la cadenarespiratoria por el CO es
menor que por el oxigeno, la inhibicion de la citocromooxidasa por el CO
juegatambienun papel en la intoxicacion por monoxido de carbono. El CO se
une a la forma reducidadel hierro (Fe ++) de los grupos Hem de la Citocromo
Oxidasa.
Cianuro :De una forma opuesta, enel envenamiento por Cianuro la inhibicion
de la cadenarespiratória si desempenha un rol primario. La intoxicacion por
cianuroes frecuente en pacientes que inhalan humo de fuegos industriales o
residenciales. Tambien se ve este tipo de intoxicacion en personas
relacionadas profesionalmente conel cianuro o sus derivados enciertas
industrias. El envenenamiento intencional concianuro puede verse en personas
con acceso a estos compuestos. El cianuroafecta a practicamente todas las
metaloenzimas, pero susprincipalesefectostóxicos derivan de su union al Fe++
+ en los grupos Hem de la citocromo oxidasa, inhibiendoelfuncionamiento de la
Cadena de Transporte de Electrones.
Las Azidas: afectan a la cadena respiratória de una forma muy similar al
cianuro, inhibiendo a los grupos Hem de los citocromos en la Citocromo
Oxidasa (Complejo IV). Las azidas son usadas en los “airbags”, en
laproducción de detonantes (explosivos) y como preservativo del suero y de
algunos reativosquímicos y biológicos. Se han reportado casos de intoxicacion
por azida en humanos.
Como resultado de la accion de cualquiera de estos inhibidores, se detienen
las reacciones redox de la cadena respiratoria, no se libera energia, las
bombas de prótones no funcionan, por lo que no hay prótones que regresen a
traves del complejo V, y la producción de ATP cesa.
Usted puede encontrar mas informacion acerca de estos inhibidores de la
Cadena de Transporte de Eléctrones en estos enlaces:
6
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
BIBLOGRAFIA
es.wikipedia.org/wiki/Cadena_de_transporte_de_electrones
http://es.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/Cadena_de_Transporte_de_Electrones
http://es.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/
Cadena_de_Transporte_de_Electrones
7
Facultad de Ingeniería AgrariaPrograma de Ingeniería Ambiental
8
