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Publicada porClaudia Revuelta Espejo Modificado hace 8 años
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Reacciones del Ciclo Q El ciclo Q adapta el cambio de un transportador de 2 e-, como CoQ, a un transportador de 1 e-, como los Cit y explica la estequiometria de 4 H+ translocados por cada par de e- que pasan al Cit c. QH2 + Cit c1( ox) Q- + 2H+ + Cit c1(red) QH2 + •Q-+ 2H+ (matriz)+Cit c1( ox) QH2 +2H+ + Q +Cit c1(red) QH2+ 2Cit c1 (Fe+++) + 2H+ (matriz) Q + 2Cit c1(Fe++) +4H+ (espacio intermembrana) El resultado de cada ciclo Q es la oxidación de una molécula de CoQH2 , la expulsión de 4 protones y la transferencia de 2 e- al Cit c en la superficie externa de la membrana de la mitocondria. 26
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SISTEMAS CONMUTADORES DE HIDROGENO
El NAD que participa de las reacciones de la cadena respiratoria debe encontrarse en la matriz mitocondrial a fin de ceder los H+ a la cadena respiratoria. Existen otras reacciones catalizadas por Oxidorreductasas dependientes de NAD que tienen lugar en el citosol.
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SISTEMAS CONMUTADORES DE HIDROGENO
El NADH formado no puede transferir sus equivalentes de reducción a la cadena respiratoria, pues la membrana interna de la mitocondria no es permeable a los nucleótidos de nicotinamida. Esta limitación exige la existencia de sistemas de transferencia indirecta , llamados SISTEMAS DE LANZADERA O CONMUTADORES, que hacen llegar los equivalentes de reducción a la CR.
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SISTEMAS CONMUTADORES DE HIDROGENO
El funcionamiento de estos sistemas requiere: 1) Presencia de una oxidorreductasa dependiente de NAD en citosol capaz de reoxidar al NADH, transfiriendo los H+ a un sustrato aceptor. 2) Este ultimo debe contar con un sistema de transporte para atravesar la membrana interna de la mitocondria.
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SISTEMAS CONMUTADORES DE HIDROGENO
3) El aceptor debe ceder los equivalentes de reducción a la cadena respiratoria y para eso hace falta que en la mitocondria exista la enzima capaz de oxidarlo. LANZADERA DE GLICEROFOSFATO LANZADERA DE ASPARTATO- MALATO
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Musculo esquelético y cerebro
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Mas activa en hígado y corazón
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Sistemas de lanzaderas
Surgen de la necesidad de recuperar el NAD+ citosólico, dado que la membrana mitocondrial es impermeable a este compuesto
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Sin participación de la CR
No requiere presencia de O2 ATP
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FORMACION DE PRODUCTOS DE REDUCCION PARCIAL DEL OXIGENO
La etapa final de la CR es la reduccion de una molécula de O2 por la cesión de 4 electrones. El problema de la convergencia simultanea de los 4 e- a este punto terminal es muy importante Si la reduccion del oxigeno no es completa, se forman productos tóxicos. Estos productos se llaman: ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO: EAO, ROS, AOS
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FORMACION DE PRODUCTOS DE REDUCCION PARCIAL DEL OXIGENO
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ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO
H2O2 OH.- Oxígeno Molecular Radical Superóxido Peróxido de Hidrógeno Radical Hidroxilo
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Eliminación de EROS ENZIMAS ANTIOXIDANTES
SUSTANCIAS QUIMICAS ANTIOXIDANTES GPx SOD Catalasa Ascorbato Vitamina E Beta-caroteno
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Enzimas antioxidantes
SUPEROXIDO DISMUTASA 2 O H H2O2 + O2 CATALASA 2 H2O2 2H2O + O2 GLUTATION PEROXIDASA 2 GSH + H2O2 GSSG + 2H2O
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OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Existen sistemas de transporte distintos de la CR. Que no participan en la síntesis de ATP Participan en reacciones de hidroxilaciones y deshidrogenaciones del sustrato. Estos sistemas se encuentran en la fracción microsomal del retículo endoplásmico. Un 90% del O2 consumido por las células se emplea en la fosforilación oxidativa.
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OXIDASAS Y OXIGENASAS Localización: Microsomas y peroxisomas
No asociados a la producción de ATP Usan O2 como sustrato No incorporan O2 Oxid. OXIDASAS OXIGENASAS Incorporan un átomo de O2 MONOXIGENASAS DIOXIGENASAS Incorporan los 2 átomos del O2
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OXIDASAS Oxidación peroxisómica de ácidos grasos Citocromo oxidasa
Flavoproteína: FADH FAD y O H2O2 Hemoproteína: Fe Fe+++ y O H2O
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MONOOXIGENASAS u OXIGENASAS DE FUNCION MIXTA ó HIDROXILASAS
AH + BH2 + O=O A-OH + B + H2O Sustrato principal NADH, NADPH, FMNH2, FADH2, BH4 Co-Sustrato Un O2 se incorpora al sustrato y el otro O2 forma agua. CITOCROMO P-450 Hidroxilación de esteroides Hidroxilación de fármacos Hidroxilación de xenobióticos CITOCROMO b5 Desaturación de ácidos grasos
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Esquema de reacción donde interviene un Citocromo P450
H2O Sustrato Sustrato hidroxilado CytP450 (red) CytP450 (oxid) La hidroxilación de sustancias extrañas, aumenta su polaridad y solubilidad en agua facilita su eliminación anula su toxicidad aumenta su metabolismo son excretadas. RH NADPH Reducido Oxidado Citocromo P-450 Reductasa (Fe-S) Citocromo P-450 reducido O2 NADP+ H2O Reducido ROH Oxidado
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Los sistemas de Cit p450 participan en reacciones de oxigenación, desulfuración, desaminación activas en hígado. Son enzimas inducibles, entre los inductores fármacos, alimentos asados al carbón. Pueden ser inhibidas: consumo simultáneo de jugos cítricos con medicamentos. Alcohol: Por cortos períodos inhibe el metabolismo de medicamentos mas toxicidad. Por períodos largos: aumenta la metabolización reduce el efecto terapéutico.
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METABOLISMO DE XENOBIÓTICOS
EXPOSICIÓN A SUSTANCIAS QUÍMICAS EXTRAÑAS MEDICAMENTOS ADITIVOS EN ALIMENTOS CONTAMINANTES AMBIENTALES IMPORTANCIA BIOMÉDICA COMPRENSIÓN RACIONAL DE LA FARMACOLOGÍA. TOXICOLOGÍA INVESTIGACIÓN DEL CÁNCER EL HÍGADO ES EL PRINCIPAL ÓRGANO DONDE SE LLEVA A CABO LA METABOLIZACIÓN (DESTOXIFICACIÓN) DE LOS XENOBIÓTICOS
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METABOLISMO DE XENOBIOTICOS
Reacciones de Hidroxilación Citocromo P-450 FASE I Reacciones de Conjugación Metilaciones FASE II AUMENTO DE SOLUBILIDAD > EXCRECION Hígado: Membrana del retículo endoplásmico (Microsomas)
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La síntesis de Citocromo P-450 es INDUCIBLE
FASE I Los xenobióticos muy hidrófobos persistirían en tejido adiposo si no hubiera conversión a formas más polares XENOBIOTICO (inactivo) XENOBIOTICO (activo) Profármaco (inactivo) Fármaco (activo) XENOBIOTICO (activo) XENOBIOTICO (inactivo) Xenobiótico (menos activo) La síntesis de Citocromo P-450 es INDUCIBLE Requiere de NADPH
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FASE II Glucuronidación CONJUGACIÓN Sulfatación Acetilación
LOS XENOBIÓTICOS SE HACEN MÁS SOLUBLES Y ASÍ SE EXCRETAN POR ORINA O BILIS Glucuronidación CONJUGACIÓN Sulfatación Acetilación METILACIÓN S-Adenosil metionina
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REACCIONES DE CONJUGACION
GLUCURONIDACION (más frecuente) R-OH + Ac. Glucurónico- UDP R-AG (Radical Glucurónico) + UDP R: Anilina, ácido benzoico, fenoles, meprobromato, esteroides Glucuronil transferasa SULFATACION R-OH + PAPS (sulfato activo) R-SO4 + PAP 3’-fosfato-5’fosfosulfato de adenosina Sulfato transferasa R: Alcoholes y fenoles
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CONJUGACIÓN CON GLUTATIÓN Tripéptido: glutámico, cisteína y glicina
R + GSH R- S- G Glutatión- S- transferasa ACETILACION R-OH + Acetil-CoA R-Acetil + CoA-SH X + S-Adenosilmetionina XCH3 + S-Adenosil homocisteína Metil transferasa
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