curva de consumo de o2

Departamento de Bioquímica Humana
Facultad de Medicina – Universidad de Buenos Aires

Agosto 2004
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CONTROL RESPIRATORIO
CURVAS DE CONSUMO DE OXIGENO
Prof. Dra. Silvia González-Calvar
Prof. Dr. Héctor Coirini
En
condiciones
fisiológicas,
el
transporte de electrones en la cadena
respiratoria mitocondrial está acoplado a la
fosforilación de ATP. Recordemos que, desde
el punto devista termodinámico, dos procesos
están acoplados cuando la energía libre
liberada por uno de ellos (proceso exergónico)
es utilizada por el otro (proceso endergónico),
el cual, de otra manera, no podría ocurrir
espontáneamente. Esto se pone en evidencia
cuando observamos que en la cadena
respiratoria
(proceso
exergónico),
los
electrones pueden fluir sólo si el ADP es
simultáneamentefosforilado a ATP (proceso
endergónico). Así, el consumo de oxígeno
mitocondrial está regulado no sólo por el aporte
de NADH, sino también por los niveles de ADP
y Pi.
La regulación de la velocidad de
fosforilación oxidativa por los niveles de ADP
se denomina CONTROL RESPIRATORIO.
Este mecanismo regulatorio permite que,
cuando los niveles de ADP se incrementan
como consecuencia de un gastode ATP,
paralelamente aumenta la velocidad de
fosforilación oxidativa para reponer el ATP
consumido. Debido a que la fosforilación
oxidativa está acoplada a la cadena de
transporte de electrones, el incremento en la
velocidad de la fosforilación oxidativa se refleja
por un aumento en el flujo de electrones a
través de la cadena respiratoria y, por lo tanto,
del consumo de oxígeno (o bienpor una

disminución de la concentración del oxígeno
del entorno).
En condiciones experimentales, el
control respiratorio puede evaluarse en
suspensiones mitocondriales de un dado tejido
en presencia de oxígeno. Las mitocondrias
deben estar intactas y ser incubadas con un
medio con sustratos oxidables que permitan la
generación de coenzimas reducidas. Las
variaciones en el consumo deoxígeno son
evaluadas por un dispositivo que tiene un
electrodo sensible a las concentraciones de
oxígeno (polarógrafo). Observar que un
aumento en el consumo de oxígeno se traduce
en una disminución en la concentración de
oxígeno. Los cambios en la velocidad de
consumo de oxígeno (consumo de oxígeno en
la unidad de tiempo) de la suspensión
mitocondrial puede comprobarse agregando
ADP almedio: esto provoca un rápido aumento
en el consumo de oxígeno.
Cuando las mitocondrias son suspendidas en un medio en el cual existe una alta
concentración de sustratos, fosfatos y oxígeno,
se encuentran en un estado metabólico
llamado “Estado 4” y la respiración es lenta.
Cuando se añade ADP se estimula la síntesis
de ATP y se incrementa la velocidad del
transporte de electrones, y porlo tanto, del
consumo de oxígeno: este estado metabólico
se lo llama “Estado 3”, y permanece así hasta
que se consume el ADP añadido.

Profesores Adjuntos
Dra. Silvia González-Calvar y Dr. Héctor Coirini

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GRAFICO 1

Concentración de Oxígeno

Mitocondrias de hígado en suspensiónEstado4

ADP + Pi

Estado3

TIEMPO

Se denomina CONTROL RESPIRATORIO a
la relación entre la respiración en el Estado
3 y la correspondiente al Estado 4.
Otro índice útil para evaluar la
actividad mitocondrial es la relación P:O, es
decir, la relación entre el fosfato incorporado
al ATP y el oxígeno consumido al oxidar el

sustrato. Tanto el control respiratorio como
la relaciónP:O, son utilizados para expresar
el grado de acoplamiento entre los procesos
de oxidación y de fosforilación. Valores
bajos de control respiratorio o de índice P:O
indican mitocondrias dañadas o desacopladas.

Profesores Adjuntos
Dra. Silvia González-Calvar y Dr. Héctor Coirini

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