49 Певні хімічні сполуки здатні специфічним чином порушувати електронний

транспорт (інгібітори електронного транспорту) та окисне фосфорилювання

(інгібітори та роз’єднувачі окисного фосфорилювання) в мітохондріях. Дані

сполуки взаємодіють з певними компонентами дихального ланцюга або систе-

мами окисного фосфорилювання, порушуючи їх біохімічні функції.

Інгібітори електронного транспорту

Сполуки цього класу порушують функціонування дихального ланцюга міто-

хондрій за рахунок зв’язування з окремими ферментними білками або кофермен-

тами, що беруть безпосередню участь у переносі електронів від субстратів біо-

логічного окислення на О2. При надходженні в організм людини або тварин ці

речовини діють як клітинні отрути, спричиняючи феномен тканинної гіпоксії.

Ротенон — інгібітор транспорту електронів через НАДН-коензим Q-редук-

тазний комплекс. Ротенон застосовується як інсектицид.

Амобарбітал (амітал) та близький до нього за структурою секобарбітал

(секонал). Ці похідні барбітурової кислоти (барбітурати) застосовуються у фарма-

кології як снодійні засоби. Разом з тим, барбітурати, подібно до ротенону, є

активними інгібіторами клітинного дихання, блокуючи електронний транспорт на

рівні НАДН-коензим Q-редуктази.

Пієрицидин А — антибіотик, що також блокує НАДН-коензим Q-редуктазний

комплекс за рахунок конкурентної взаємодії з убіхіноном.

Антиміцин А — антибіотик, що блокує дихальний ланцюг мітохондрій на рівні

переносу електронів через комплекс III (цитохром b — цитохром c1).

Ціаніди (іони CN –) — потужні клітинні отрути, що є інгібіторами транспорту

електронів на термінальній ділянці дихального ланцюга мітохондрій (у цито-

хромоксидазному комплексі). Іони CN – утворюють комплекси з ферри (Fe3+) —

формою молекул гему цитохромоксидази, блокуючи їх відновлення до ферро

(Fe2+) — форм.

Монооксид вуглецю (CO) — інгібірує цитохромоксидазу шляхом зв’язування

з ділянкою гему, що взаємодіє з молекулою кисню

Інгібітори окисного фосфорилювання

Інгібітори окисного фосфорилювання блокують як окислення субстратів, так і

фосфорилювання АДФ у мітохондріях.

Олігоміцин — антибіотик, що протидіє як фосфорилюванню АДФ до АТФ,

так і стимуляції поглинання О2, що спостерігається після додавання до мітохондрій

АДФ (феномен “дихального контролю”). Механізм дії олігоміцину полягає в інгібі-

руванні функції АТФ-синтетази.

Роз’єднувачі окисного фосфорилювання

Сполуки цього класу спричиняють “неконтрольоване” дихання мітохондрій,

яке не залежить від функціонування системи фосфорилювання АДФ. В присут-

ності роз’єднувачів спостерігається активне поглинання мітохондріями О2, незва-

жаючи на зниження швидкості (або відсутність) генерації АТФ з АДФ та Фн.

Згідно з хеміоосмотичною теорією, роз’єднувачі спричиняють втрату мембраною

протонного потенціалу — рушійної сили генерації макроергічних зв’язків АТФ.

До роз’єднувачів окисного фосфорилювання належать:

– 2,4-динітрофенол та сполуки, близькі до нього за хімічною структурою

(динітрокрезол, пентахлорфенол);

– СССР (карбонілціанід-м-хлорфенілгідразон) — сполука, що в 100 разів пере-

вищує за специфічною активністю 2,4-динітрофенол.

Здатність роз’єднувати дихання та окисне фосфорилювання в мітохондріях

мають також гормони щитовидної залози (тироксин, трийодтиронін).