5192605599

[5] REGULACJA ODDYCHANIA MITOCHONDRIALNEGO 21

W literaturze pojawiają się co prawda doniesienia podważające tę zasadę. W roku 1975 E. J. Davis i L. Lumeng opublikowali pracę (29) stwierdzającą, że A G_Pw nie zmienia się przy zmianie szybkości mitochondrialnego oddychania przez zużywanie A G_Pz. Było to sprzeczne z oczekiwaniem. W myśl bowiem teorii chemiosmotycznej (schemat 1) należało oczekiwać zmian w A G_Pw, jako elementu następującej sekwencji wydarzeń. Obniżenie A G_Pz pociągnie za sobą obniżenie A G_Pw. Dopiero to, aktywując zużywającą „chemiosmotyczne” protony syntetazę ATP, pociągnie za sobą stymulację wyrzucającego protony procesu oddychania.

Można przyjąć, że omawiana praca D a v i s a (29) była jednym z czynników promocyjnych późniejszych prac, postulujących bezpośrednie oddziaływanie translokazy nukleotydów adeninowych i syntetazy ATP, a tym samym potencjałów A p i A G_Pz (40). Dalsze badania nie potwierdziły tego typu koncepcji. Gdy użyto nowej, precyzyjniejszej metody oznaczania wewnątrzmitochondrialnych nukleotydów adeninowych na tle egzogennych nukleotydów (12), okazało się, że przy wyczerpywaniu A G_Pz i równoległej stymulacji oddychania obserwuje się istotne zmiany w A G_Pw (12, 41).

Również ciągle niepewne wydają się dane o braku znaczących zmian w A p przy stymulacji oddychania na drodze zużywania A G_Pz (22, 24, 25, 27). Ponownie możemy przypomnieć, że w myśl teorii chemiosmotycznej (schemat 1) łańcuch oddechowy „odczuwa” jedynie zmiany albo na poziomie swoich substratów (A G_ox), albo na poziomie swojego produktu, czyli A p. Tak więc, w myśl tradycyjnego modelu chemiosmotycz-nego zużywanie A G_Pz powinno prowadzić do stymulacji oddychania na następującej drodze. Zużywanie G_Pz prowadzi do obniżenia G_Pw, a to pociąga za sobą stymulację enzymu budującego ten potencjał, tj. syntetazy ATP. Aktywność syntetazy ATP związana jest ze zużywaniem uprzednio wyrzuconych na zewnątrz mitochondriów protonów, lub inaczej mówiąc, ze zużywaniem A p. To właśnie jest bezpośrednią przyczyną stymulacji działalności łańcucha oddechowego, a więc układu, który buduje A p. Dlatego też przy stymulacji oddychania przez zużywanie A G_Pz, oczekiwany jest spadek wartości A p.

Obserwowane w. doświadczeniach zmiany w A p są zwykle niewielkie. Przy przejściu mitochondriów ze stanu spoczynkowego w stan aktywny (przejście stanu 4 w stan 3 (28)) A p zmienia się o około 10— 15 mV (42—43), na tle ogólnej jego wartości rzędu 200 mV. Różnice wynoszą więc, w tym skrajnym przypadku przechodzenia od minimalnej do maksymalnej szybkości oddychania, tylko około 5°/o wielkości mierzonej. Na dodatek, pomiary A p są technicznie trudne (16, 44—47). Stąd też nasza niepewność w stosunku do prac, w których ogłaszane są obserwacje, że A p nie zmienia się przy stymulacji oddychania na drodze zużywania A G_Pz (22, 24, 25, 27).