Evenwicht van de ademhalingsketen
Het doorslaggevende eindproduct van de ademhalingsketen is het ATP (adeninetrifosfaat), een universele energiebron van het lichaam. ATP wordt gesynthetiseerd met behulp van een protongradiënt die wordt gevormd tijdens de ademhalingsketen. NADH + H + en FADH2 hebben verschillende efficiëntie.
NADH + H + wordt teruggeoxideerd tot NAD + bij het eerste enzymcomplex op de ademhalingsketen, waarbij in totaal 10 protonen in de intermembraanruimte worden gepompt. De oxidatie van FADH2 heeft een lagere opbrengst omdat slechts 6 protonen de intermembrane ruimte in worden getransporteerd. Dit komt door het feit dat FADH2 wordt geïntroduceerd in de ademhalingsketen bij het tweede enzymcomplex, waardoor het eerste complex wordt omzeild.
Om ATP te synthetiseren, moeten 4 protonen door het vijfde complex stromen. Bijgevolg wordt 2.5 ATP (10/4 = 2.5) geproduceerd per NADH + H + en 1.5 ATP (6/4 = 1.5) per FADH2. Wanneer een suikermolecuul wordt afgebroken via glycolyse, citraatcyclus en ademhalingsketen, kan op deze manier maximaal 32 ATP worden gegenereerd, die beschikbaar zijn voor het organisme.
Welke rol spelen de mitochondriën?
mitochondriën zijn celorganellen die voorkomen in dierlijke en plantaardige organismen. Er vinden verschillende energieprocessen plaats in mitochondria, inclusief de ademhalingsketen. Omdat de ademhalingsketen het doorslaggevende proces is voor energieproductie, mitochondria worden ook wel de "krachtcentrales van de cel" genoemd.
Ze hebben een dubbel membraan waardoor er in totaal twee aparte reactiekamers ontstaan. Binnenin bevindt zich de matrixruimte en tussen de twee membranen de intermembraanruimte. Deze twee ruimtes zijn fundamenteel voor het verloop van de ademhalingsketen. Alleen op deze manier kan een protongradiënt worden vastgesteld, wat belangrijk is voor ATP-synthese.
Wat doet cyanide in de ademhalingsketen?
Cyaniden zijn gevaarlijke giftige stoffen, waaronder verbindingen van blauwzuur. Ze zijn in staat de ademhalingsketen tot stilstand te brengen. Concreet bindt cyanide zich aan het ijzer van het vierde complex van de ademhalingsketen.
Daardoor kunnen de elektronen niet meer worden overgedragen naar moleculaire zuurstof. De hele ademhalingsketen kan dus niet meer weglopen. Het gevolg is een gebrek aan de energiedrager ATP (adenosine trifosfaat) en er treedt een zogenaamde “interne verstikking” op. De symptomen zoals braken, bewusteloosheid en krampen treden zeer snel op na cyanidevergiftiging en leiden tot een snelle dood als ze niet worden behandeld.
Wat is een defect aan de ademhalingsketen?
Een defect aan de ademhalingsketen is een zeldzame stofwisselingsziekte die zich vaak manifesteert in jeugd. Het wordt veroorzaakt door veranderingen in de genetische informatie (DNA). De mitochondriën zijn beperkt in hun functie en de ademhalingsketen functioneert niet goed.
Dit is vooral merkbaar bij organen die veel energie verbruiken in de vorm van ATP (adenosinetrifosfaat). Een typisch symptoom is daarom spier pijn of spierzwakte. Een therapie voor deze ziekte is moeilijk te vinden, aangezien het een erfelijke ziekte is.
Er moet voor worden gezorgd dat er voldoende energie wordt aangevoerd (bijv. Door glucose). Anders is een puur symptomatische behandeling aangewezen.
