Μηχανισμοί διατήρησης της κυτταροπλασματικής οξειδοαναγωγικής ισορροπίας σε σπονδυλωτά και ασπόνδυλα Πατήστε Esc να κλείσει η προβολή

ΥΠΟΞΙΑ Ολοι οι οργανισμοί υφίστανται μικρές ή μεγάλες περιόδους υποξίας. Επειδή η ελάττωση του οξυγόνου μπορεί να επιφέρει σημαντική έλλειψη στα κύτταρα και ως εκ τούτου σοβαρές επιπλοκές, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι μηχανισμοί για την αντιμετώπιση τέτοιων ακραίων καταστάσεων Η ενέργεια που απαιτείται για τις διάφορες λειτουργίες του οργανισμού κατά τις περιόδους έλλειψης οξυγόνου προέρχεται από την τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) που παράγεται όμως κατά κύριο λόγο από τη γλυκόλυση Για να είναι όμως δυνατή η +. Ο μηχανισμός αυτός στα θηλαστικά, είναι η αντίδραση που καταλύεται από το ένζυμο γαλακτική αφυδρογονάση (LDH):κάτω από αυτές τις συνθήκες θα πρέπει : Να υπάρχει ένας αποθηκευτικός υδατάνθρακας ο οποίος όταν καταβολιστεί μέσα από τη γλυκόλυση να μπορεί να δώσει ΑΤΡ. Το ρόλο αυτό τον έχει το γλυκογόνο, που είναι η κύρια αποθηκευτική μορφή ενέργειας για τον αναερόβιο μεταβολισμό, σε όλα τα ζώα που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα. Το κάθε οξειδωτικό στάδιο θα πρέπει να εξισορροπείται από ένα αναγωγικό, για να διατηρείται η οξειδοαναγωγική ισορροπία. Στο κυτταρόπλασμα, στο οποίο όπως είναι γνωστό γίνεται η γλυκόλυση, η οξειδωμένη κατάσταση διατηρείται πάντα από ένα οξειδωμένο υπόστρωμα που λειτουργεί ως αποδέκτης Η +

Πυροσταφυλικό οξύ + ΝADH+ + H+ Γαλακτικό οξύ + ΝAD+ ΥΠΟΞΙΑ Ο μηχανισμός αυτός στα θηλαστικά, είναι η αντίδραση που καταλύεται από το ένζυμο γαλακτική αφυδρογονάση (LDH): LDH Πυροσταφυλικό οξύ + ΝADH+ + H+ Γαλακτικό οξύ + ΝAD+

ΥΠΟΞΙΑ Στα ασπόνδυλα έχουν περιγραφεί αρκετά ένζυμα που, μεταβολικά, έχουν ανάλογο ρόλο. Σε όποιες ομάδες ασπονδύλων υπάρχουν τέτοια ένζυμα, η γαλακτική αφυδρογονάση ή έχει χαμηλή δραστικότητα ή απουσιάζει. Τα ένζυμα αυτά συνήθως καταλύουν την αναγωγική συμπύκνωση του πυροσταφυλικού οξέος με κάποιο αμινοξύ (L-αργινίνη, λυσίνη, αλανίνη, γλυκίνη, ιστιδίνη κλπ) ενώ συγχρόνως, όπως και η LDH, οξειδώνουν το NADH που σχηματίζεται από τη γλυκόλυση και δίνουν τελικά προϊόντα όπως: οκταπίνη, αλανοπίνη, στρομπίνη, κλπ. Πυροσταφυλικό οξύ + L-αργινίνη + NADH+ + H+ D-Οκταπίνη +NAD+ + H+ Οι αφυδρογονάσες αυτές (Πίνακας) έχουν βρεθεί σε πολλά ασπόνδυλα: για παράδειγμα, η αφυδρογονάση της οκταπίνης έχει βρεθεί σε κοιλεντερόζωα, μαλάκια και άλλα ασπόνδυλα και αυτές της αλανοπίνης και της στρομπίνης έχουν βρεθεί στα δίθυρα (Crassostrea gigas) και τους σπόγγους (Halichondria panicea).

ΑΦΥΔΡΑΓΟΝΑΣΕΣ

ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Σκοπός της άσκησης αυτής είναι η μέτρηση της δραστικότητας των αφυδρογονασών του γαλακτικού οξέος, της οκταπίνης, της αλανοπίνης, της στρομπίνης, της λυσοπίνης και της ιστοπίνης, που είναι υπεύθυνες για τη διατήρηση του οξειδοαναγωγικού δυναμικού Για τον προσδιορισμό της δραστικότητας της γαλακτικής αφυδρογονάσης, προστίθεται σε τρεις κυψελίδες (1 τυφλό, 2 τυφλό, 3 δείγμα) το παρακάτω μίγμα και σημειώνεται η μεταβολή της οπτικής πυκνότητας ως συνάρτηση του χρόνου.

Για τον προσδιορισμό της δραστικότητας των άλλων αφυδρογονασών Κατασκευάστε το διάγραμμα της οπτικής πυκνότητας ως συνάρτηση του χρόνου για κάθε ένζυμο και κάθε ιστό. Από τη μεταβολή της οπτικής πυκνότητας ανά λεπτό, υπολογίστε τη δραστικότητα κάθε ενζύμου σε μmoles.λεπτό-1.γραμμάριο-1