
影響氧化磷酸化的因素是臨床助理醫(yī)師考試需要了解的內(nèi)容,醫(yī)學教育網(wǎng)搜集整理了相關知識點,以便廣大考生參考學習。
1.抑制劑
正常情況下,電子傳遞和磷酸化是緊密結合的。有些化合物可影響電子傳遞或干擾磷酸化反應,其結果均可使氧化磷酸化不能正常進行。如果只有代謝物的氧化過程,而不伴隨有ADP的磷酸化,則稱為氧化磷酸化的解偶聯(lián)。根據(jù)不同的化學因素對氧化磷酸化作用的影響方式不同,可劃分為三大類。
(1)呼吸鏈抑制劑:能夠阻斷呼吸鏈中某部位電子傳遞而使氧化受阻的物質(zhì)(藥物或毒物)稱為呼吸鏈抑制劑。如魚藤酮、粉蝶霉素A及異戊巴比妥、安密妥等,它們與NADH-Q還原酶中的鐵硫蛋白結合,阻斷電子由NADH向CoQ的傳遞??姑顾谹、二巰基丙醇抑制Cytb與Cyt c1間的電子傳遞。氰化物,疊氮化物,H2S及C0抑制細胞色素氧化酶,使電子不能傳遞給氧。
(2)氧化磷酸化抑制劑:與呼吸鏈抑制劑不同,這類試劑的作用特點是既抑制氧的利用又抑制ATP的形成,但不直接抑制電子傳遞鏈上載體的作用。氧化磷酸化抑制劑的作用是直接干擾ATP的生成過程,由于它干擾了由電子傳遞的高能狀態(tài)形成ATP的過程,結果也使電子傳遞不能進行。寡霉索和二環(huán)己基羰二亞胺就屬于這類抑制劑,它們與ATP合酶的F0單位結合阻止了H+從質(zhì)子通道回流,使磷酸化過程無法完成,因此阻斷完整線粒體的氧化磷酸化。
(3)解偶聯(lián)劑:這類化合物的作用是使電子傳遞和ATP形成兩個偶聯(lián)過程分離,故稱解偶聯(lián)劑。這類化合物只抑制ATP的生成過程,不抑制電子傳遞過程,使電子傳遞所產(chǎn)生的自由能都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。因為這類試劑使電子傳遞失去正常的控制,造成過分地利用氧和燃料作用物,而能量得不到儲存。典型的解偶聯(lián)劑是2,4——二硝基酚(DNP),因DNP為脂溶性物質(zhì),在線粒體內(nèi)膜中可自由移動,當其進入基質(zhì)后可釋出H+.返回胞液側(cè)后可再結合H+,從而使H+的跨膜梯度消除,使氧化過程釋放的能量不能用于ATP的合成反應,因此也稱為質(zhì)子載體。其他一些酸性芳香族化合物(如雙香豆素、三氟甲氧基苯腙羰基氰化物、水楊酰苯胺等)也有同樣作用。解偶聯(lián)劑對作用物水平的磷酸化沒有影響。
2.ADP的調(diào)節(jié)作用
正常機體氧化磷酸化的速率主要受ADP的調(diào)節(jié)。當機體利用ATP增多,ADP濃度增高,轉(zhuǎn)運入線粒體后使氧化磷酸化速度加快;反之ADP不足,使氧化磷酸化速度減慢。這種調(diào)節(jié)作用可使ATP的生成速度適應生理需要。
3.甲狀腺素
甲狀腺激素可激活許多組織細胞膜上的Na+-K+ATP酶,使ATP加速分解為ADP和Pi,ADP進入線粒體數(shù)量增多,因而使ATP/ADP比值下降,促進氧化磷酸化速度加快。由于ATP的合成和分解速度均增加,導致機體耗氧量和產(chǎn)熱量增加,基礎代謝率提高,基礎代謝率偏高是甲狀腺功能亢進患者最主要的臨床指征之一。
4.線粒體DNA突變
線粒體DNA呈裸露的環(huán)狀雙螺旋結構,缺乏蛋白質(zhì)保護和損傷修復系統(tǒng),容易受到本身氧化磷酸化過程中產(chǎn)生氧自由基的損傷而發(fā)生突變。線粒體DNA含編碼呼吸鏈氧化磷酸化復合體中13條多肽鏈的基因以及線粒體蛋白質(zhì)合成所需的22個tRNA的基因和2個rRNA的基因。因此線粒體DNA突變可影響氧化磷酸化的功能,使ATP生成減少而致病。