Zellatmung in Gefahr
Die Zellatmung ist ein empfindliches System und kann durch verschiedene Stoffe gestört werden.
Entkoppler
Entkoppler werden auch Protonophore genannt.
Entkoppler bauen den Protonengradienten an der inneren Mitochondrienmembran ab und unterbrechen damit die Verknüpfung (= Kopplung) des Protonentransfers und der Phosphorylierung.
Der Elektronentransport und damit alle Vorgänge der Komplexe I bis IV laufen vollständig ab; der bei diesem Prozess aufgebaute Protonengradient wird aber durch den Entkoppler aufgehoben. Damit wird die Synthese von ATP unterbunden.
Beispiel
Beispiel: braunes Fettgewebe
Das Protein Thermogenin wird in der inneren Mitochondrienmembran des braunen Fettgewebes eingebaut. Dies bildet einen Kanal für den Rückfluss der Protonen, eine ATP-Bildung findet an diesem Protein nicht statt. Sinn dieser Entkopplung ist die Wärmegewinnung in Neugeborenen und kleinen Säugetieren.
Beispiel
Beispiel: 2,4-Dinitrophenol
- ermöglicht Protonen das direkte Zurückfließen in den Matrixraum
- kurzzeitig als Schlankheitsmittel eingesetzt (mit tödlichem Erfolg – warum?)
Hemmer der Atmungskette und ihre Angriffspunkte
Hemmstoffe unterbrechen den Elektronentransport in der inneren Mitochondrienmembran.
Beispiele:
- Oligomycin (F0-Untereinheit [= Protonenkanal] der ATP-Synthase)
- H2S (Cytochrom-Oxidase)
- CO (Cytochrom-Oxidase)
- Blausäure + Zyankali (Angriffspunkt Cytochrom-Oxidase)
- Antimycin A (Komplex III)
- Rotenon (Komplex I)
Merke
Entkoppler verhindern den Aufbau eines Protonengradienten, Inhibitoren der Atmungskette unterbrechen den Elektronenfluss.