lunes, 21 de marzo de 2011

Mitocondrias como consumidores de ATP en patología celular Christos Chinopoulos, Vera Adam-Vizi


la función de las mitocondrias es proporcionar ATP para las funciones celulares,  participa en la homeostasis del Ca2+ , la generacion y eliminacion de especies reactivas de oxigeno.Además, las mitocondrias puede integrar y lanzar señales letales que conduce a la muerte celular. ATP
disposición y Ca2 + liberacion/absorción son funciones fisiológicas esenciales
la síntesis de ATP es llevado a cabo en por complejos enzimaticos. el Complejo I de la cadena respiratoria.  ATPasa comienza a funcionar como una bomba de protones y de hidrólisis del ATP en situ en las mitocondrias de las terminales nerviosas aisladas (sinaptosomas) la ATPasa, lo que demuestra claramente el papel de la F0F1-ATPasa en las enfermedades de neurodegeneracionLa glucólisis es la principal fuente de ATP para las funciones dependientes de ATP, sobre todo la de Na + / K +-ATPasa de la membrana plasmática, y la hidrólisis del ATP por la F0F1-ATPasa,el potencial electroquimico de membrana y la hidrolisis del ATP. Glucolítica generación de ATP se puede acelerar 10 veces en terminaciones nerviosas cuando lo fosforilacion es abolida, como resultado, el ATP / ADP disminuye relación de! 70% pero no se derrumba, el grado de inhibición fue suficiente para disminuir el nivel de ATP. El complejo I fue sólo parcialmente inhibida en los pacientes con Enfermedad de Parkinson (aprox. 30%), pero
el grado de inhibición fue sufi-ciente para disminuir el nivel de ATP en terminaciones nerviosas, lo que sugiere una alto control del flujo de la cadena respiratoria por el complejo I en las terminales nerviosas. También se ha demostrado que cuando el complejo I es inhibida en un 25%, la F0F1-ATPasa ya invierte y apoya el mantenimiento de el potencial electroquimico en
terminales nerviosas aisladas
. El estrés oxidativo es otro factor que podría contribuir a la inversión de la F0F1-ATPasa en condiciones patológicas relevantes para neurodegeneraciónun efecto de el estres oxidativo es la glutamato inducida por la despolarización mitocondrial enzima, la  fosfato deshidrogenasa por ROS, resultando en un número limitado de ATP la glucólisis proporciona ATP para la hidrólisis del ATP por la inversa F0F1- ATPasa. la  generación glucolítica de ATP se convierte en crítico cuando es complejo I es inhibido y el potencial electroquimico mantiene la funcion de lo F0F1-ATPasa reversa. el consumo de ATP mitocondrial se han examinado en una variedad de Na + homeostasis. El papel de la plasmalemmal Na + / K + ATPasa,como la reacción de los principales de ATP en las neuronas que utilizan y el de la retículo endoplasmático y plasmalemmal Ca2 +-ATPasa es evidente en la pérdida de la Na + y la homeostasis del Ca2 +, condiciones que implican el consumo de ATP por la mitocondria puede ser fatal,es un elemento clave en la iniciación / multiplicación neuronal de daños, que se caracteriza mejor por la excitotoxicidad del glutamatoutilizando el estado de tratamiento in situ enfoques bioenergéticos que  Na + carga resultado en el agotamiento del ATP, la pérdida de la capacidad de las mitocondrias se utiliza in situ. Factores que determinan el consumo de ATP por la mitocondria En el aislamiento, la foF1-ATPasa mitocondrial enérgicamente hidroliza ATP.la formación / proceso de hidrólisis, es decir, libre de la matriz [ADP], libre de la matriz [Pi], libre de la matriz [ATP], el pH de la matriz y el pH espacio intermembrana, como así como la H + / ATP (acoplamiento relación de "n" ). ATPasa operar e invertir no se comprende totalmente. procesos que consumen ATP citosólico y mitocondrial beneficios "t de la alta disposición de ATP por la operación de la síntesis de la foF1-ATPasa, 60! PH, donde! PH es el gradiente de pH en el interior de las mitocondrias translocasa nucleótidos de adenina (ANT) y foF1 ATPasa-deben operar a la inversa, cuando las mitocondrias consumen ATP citosólico. operaciones de la ANT y del foF1-ATPasa no se encuentran necesariamente en [ADP] y [ATP] como reactivo común.  el pH del espacio intermembrana, así como la H + / ATP dictan el tipo de la reacción ANT. sintosoma ATP (ATPasa: transportador de Pi: ANT 01:01:01 relación) ANT. Además, la operación inversa de la foF1-ATPasa está sujeto sincronía de dirección en el funcionamiento de ANT y foF1 ATPasa. fosforilación dentro de la matriz podría suministrar ATP a la foF1- ATPasa. PEPCK mitocondrial, por su reacción inversa formación al citosol.la ligasa en las mitocondrias de cerebro enfermo podría determinar si la matriz en la fosforilación a nivel de sustrato podría proporcionar ATP para foF1-ATPasa de trabajo a la inversa.de la hidrólisis del ATP por la foF1-ATPasa. la apertura de poros en las mitocondrias, obviamente, ATPasa, con un acceso directo a citosólica de ATP. dos ramas "cationes: (i) ANT ya no controla la hidrólisis del ATP por la FoF1-ATPasa y (ii) de ADP y Pi, los productos de hidrólisis de la foF1- ATPasa, se diluyen en el continuo citosol de la matriz, por lo tanto, el estimular la glucólisis. significante "El papel de peralte en efecto" fosforilación oxidativa suficiente.Además, el "cableado" de la producción de ATP mitocondrial a la energía nuclear generación de ATP mitocondrial de ATP en las mitocondrias que consume. mitocondrias experiencia PTP: (i) el derrame de citrato de la mitocondria deshidrogenasa gliceraldehído-3-fosfato de reacción. mitocondrias exhiben PTP, la producción de ROS no se incrementa, como disminución de la producción de ATP por la glucólisis. 
un mecanismo para prevenir el consumo excesivo de ATP por la foF1- ATPasa, durante la despolarización mitocondrial amplia, fundamentada que inhibe la actividad de la hidrolasa de ATP foF1- ATPasa, debido a la inhibición de la operación inversa de foF1-ATPasa por el IF-1 bastante sorprendente es que la inhibición de la foF1-ATPasa de IF-1 es incompleta, con lo que las piscinas de ATP mitocondrial y citosólica se han generado un inhibidor sintético foF1-ATPasa, se llama BMS-199264, paradigmas de la reperfusión, sin afectar la síntesis de ATP. La multitud de citosólica, así como matriz de los procesos de ATP que consume, todo depende de la provisión de ATP por la fosforilación oxidativa, mitocondrias a consumir citosólico y / o ATP mitocondrial en la célula estrés.
en las mitocondrias de cerebro. deficiencias mitocondriales participa en deterioro celular asociado estados patológicos como isquemia y reperfusión, excitotoxicidad, neurodegenerativas enfermedades, o trauma las características de las mitocondrias estan intrínsecamente relacionada, alteración mitocondrial ,la función implica generalmente la energía de "cit, deterioro Ca2+ ", la homeostasis, así como el estrés oxidativo .no sólo para producir ATP, pero funcionan como consumidores ATP. el gradiente electroquimico de protones (pmf)proporciona energia a  unidades de la ATP para la hidrolización F0F1-ATPasa de funcionar como ATP sintasa y promueve la fosforilación del ADP a ATP. en la mitocondria que tiene una respiración alterada o con fugas internas en la  membrana, la F0F1-ATPasa se invierte y, a expensas de la hidrólisis ATP , contribuye al mantenimiento de potencial de membrana en una óptimom nivel de bombeo de protones en la matriz,la F0F1-ATPasa consume las reservas de ATP celular de conducción de la célula en una eventual crisis energética aumento de la demanda de ATP, el deterioro celular se acelera. La contribución de las mitocondrias a la muerte celular ha sido objeto de estudio, evidencia de muerte celular por apoptosis en característica de las mitocondrias disfuncionales para liberar la señalización de muerte.Para  las funciones mitocondriales intactas, la integridad de la membranas mitocondriales es fundamental; las mitocondrias que tienen membrana interna con fugas es necesario revertir la F0F1-ATPasa de hidrolizar ATP y apoyandose del potencial de membrana, la membrana externa desde la matriz mitocondrial es hiperosmolar y la mitocondria no puede convertirse en consumidores de ATP citosólico. El consumo de ATP por las mitocondrias en las condiciones asociadas a la neurodegeneración aun son desconocidas.

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