العديد من السموم تثبط السلسلة التنفسية

لقد تم الحصول على الكثير من المعلومات عن السلسلة التنفسية باستخدام المثبطات، التي خلافاً لما هو متوقع ساعدت في معرفة آلية تأثير الكثير من السموم. ويعرض (الشكل 14-7) المواقع المقترحة لتأثير هذه المثبطات، التي يمكن تقسيمها لتسهيل وصفها إلى مثبطات تامة للسلسلة التنفسية ومثبطات الفسفتة التأكسدية ومثبطات اقتران الفسفتة مع الأكسدة (مفككات الاقتران: Uncouplers).

تؤثر المثبطات، التي توقف التنفس بمحاصرتها للسلسلة التنفسية، في ثلاثة مواقع. فالموقع الأول يتثبط بالباربيتورات (Barbiturates) مثل أموباربيتال، وبالمضاد الحيوي البيريسيدين Piericidin A) A) وبالمبيد الحشري وسم الأسماك المعروف باسم الروتنون (Rotenone) حيث تمنع هذه المثبطات أكسدة الركائز المتصلة بالسلسلة التنفسية مباشرة عن طريق نازعة هيدروجين مرتبطة ب. NAD بأن تحاصر نقل الإلكترونات من Fe S (في نازعة هيدروجين NADH) إلى التميم الإنزيمي Q . وتكون هذه المثبطات مميتة عند تعرض الكائن اكي لها بجرعات تكفي لذلك.

يثبط كل من الديمركابرول (Dimercaprol) والأنتيميسين Antimycin A) A) السلسلة التنفسية في الموقع بين السيتوكروم b والسيتوكروم C. أما السموم التقليدية مثل H₂S (سلفيد الهيدروجين)، و CO (أول أكسيد الكربون)، والسيانيد فهي تثبط أكسيداز السيتوكروم (aa3) وهي بذلك يمكنها توقيف التنفس بشكل تام. ويثبط كل من الكربوكسين (Carboxin) ومركب TTFA (عامل مخلبي للحديد) نوعيا انتقال المكافئات المرجعة من نازعة هيدروجين السكسينات إلى Q، في حين أن المالونات (Malonate) هي مثبط تنافسي لنازعة هيدروجين السكسينات.

الشكل 14-8 : دور الـ ADP في المراقبة التنفسية.

يحاصر المضاد الحيوي الأوليجومايسين (Oligomycin) وبشكل كامل عمليتي الأكسدة والفسفتة في المتقدرات السليمة وبوجود هذا المثبط مع ثنائي نتروفيتول (Dinitrophenol) (مفكك الاقتران) فإن الاكسدة تتواصل دون حدوث فسفتة، وهذا يشير الى أن الأوليجومايسين لا يؤثر مباشرة في السلسلة التنفسية بل يثبط فيما بعد إحدى مراحل الفسفتة (الشكل 14-9).

يثبط الأتراكتيلوزيد (Atractylozid) الفسفتية، التأكسدية المعتمدة على نقل نوكليوتيدات الأدينين عبر الغشاء المتقدري الداخلي، لذلك يعد أنه يثبط نقل ,ADPالـ إلى المتقدرة وخروج ,ATPالـ منها (الشكل 14-12).

الشكل 14-9 : لمراقبة التنفسية في المتقدرات. أظهرت التجربة A احالة الأساسية للتنفس في احالة 4 التي تتسارع عند إضافة ال ADP. وعندما تتم فسفتة ال ADP خارجي المنشأ إلى ATP، فإن التنفس يعود إلى احالة 4. وبإضافة مفكك للاقتران، مثل ثنائي نترو الفينول، فإن هذا يحرر التنفس من الفسفتة. أما في التجربة B، فإضافة الأولجوومايسين يحاصر فسفتة ال ADP المضاف وبالتالي التنفس أيضا. وعند إضافة مفكك اقتران من جديد يتحرر التنفس من الفسفتة.

يتلخص تأثير مفككات الاقتران في فصل الاكسدة بالسلسلة التنفسية عن عملية الفسفتة، ويمكن لهذا التأثير أن يفسر التأثير السمي لهذه المركبات في الأحياء. حيث يؤدي ذلك إلى عدم انتظام التنفس، لعدم دوام التأثير المحدد لمعدل التنفس الذي يقوم به تركيز ADP أو Pi في ظروف التثبيط هذه. لقد استخدم مفكك الاقتران 2، 4 - ثنائي نتروفينول أكنثر من غيره في الدراسات، لكن هناك مركبات أخرى تعمل بأسلوب مشابه، منها ثنائي نتروكريزول وخماسي الكلوروفينول و m) CCCP- كلوروكربونيل سيانيد فينيل هيدرازون) الذي يتمتع بفعالية تفوق بـ 100 مرة فعالية مركب ثنائي نتروفينول.