“Inhibidores de la Fosforilación Oxidativa”

Una mujer de 25 años de edad es llevada al Servicio de Urgencia por su novio, porque después de tomar dos dosis de píldoras para bajar de peso, se quejó de dolor de cabeza, fiebre, dolor en el pecho, sudoración profusa y debilidad. El examen físico inicial dio los siguientes resultados: temperatura corporal 40,8 °C, pulso 151 latidos por minuto, frecuencia respiratoria 56 por minuto, presiónarterial 40/10.
A los 15 minutos la paciente fallece, aun cuando se practican todas las medidas de reanimación. A los 10 minutos de fallecida, el cadáver ya se encuentra en rigor mortis y la temperatura corporal alcanza los 46 °C. El novio fue consultado sobre la procedencia de las pastillas para adelgazar y el contó que ella las había comprado por internet. Llevaba uno de los frascos y elprofesional al leer la etiqueta encontró que uno de sus componentes era la molécula 2,4-dinitrofenol.

1. Explique ¿cómo la ingesta de pastillas que contenían 2,4 dinitrofenol pudieron causar una muerte tan precipitada a esta paciente?

R: El 2,4 Dinitrofenol inhibe el funciomaniento de las Mitocondrias(se anula la Respiración celular aerobia y las 2 vias metabólicas que se realizan dentro de lasmitocondrias, el Ciclo de Krebs y la Cadena Oxidativa) desacoplando la Fosforilación Oxidativa(formació de ATP).
Por ende, si se aplica este inhibidor a la célula se observará en un tiempo determinado que:
D- Na+ I-(Iones inorgánicos), ya que los mismos se incorporan por la membrana plasmática mediante Transporte Activo en donde hay participación de las proteínas Transportadoras pero con gasto de ATPcelular.
Al no producirse el ATP necesario en las Mitocondrias la función de Transporte Activo se ve inhibida, no asi de la Glucosa, Aminoácidos que ingresan por Difusión Facilitada(Transporte Pasivo sin requerimiento de ATP Mitocondrial), lo mismo que el H2O que ingresa por Ósmosis(Transporte Pasivo).

2. Dibuje la estructura química del 2,4 dinitrofenol y explique a qué nivel molecular estáactuando este veneno,¿ cual es la causa del alza de temperatura corporal del paciente?

El desacoplamiento se produce ya que el 2,4-dinitrofenol hace permeable a los protones la membrana interna mitocondrial deshaciendo la relación obligada entre la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. El efecto de este veneno por tanto es la inhibición de la producción de ATP al no generarse elgradiente de pH, pero si permite que la cadena de transporte de electrones continúe funcionando.
La molécula de DNP es muy lipofílica, un ácido débil y por tanto polar. Como ácido que es, en el espacio intermembrana se encontrará protonado, y como lipofílico que es, podrá atravesar la membrana interna mitocondrial sin problema. Cuando está dentro, dado que la carga de la matriz es "más negativa"se desprotona. Es decir, que ha pasado un protón del espacio intermembrana a la matriz sin producir ATP.
Al Aumenta radicalmente el consumo de oxígeno, los combustibles metabólicos y casi toda la energía metabólica en vez de guardarse en el enlace de alta energía del ATP esta se disipa en forma de calor aumentando la temperatura en varios grados más.


3. En relación a las siguientesmoléculas: Cianuro, Monóxido de Carbono, Rotenona, Amital, antimicina, Oligomicina, Atractilósido.
a) Tipo inhibidor:
b) Tipo de molécula:
c) Nivel en el cual inhiben el metabolismo oxidativo:
d) Modo de acción de la inhibición.
Cianuro.
a. Tipo de inhibidor: Inhibidor irreversible de una enzima. Inhibe la cadena respiratoria
b. Tipo de molécula: es un anión monovalente que consiste en un átomo decarbono y nitrógeno unidos por un triple enlace.
c. Nivel en el cual inhiben el metabolismo oxidativo: Inhibe enzimas que tienen cofactores metálicos, inhibe a nivel de la cadena transportadora de electrones; se acopla al citocromo produciendo una hipoxia histotóxica, conduciendo a la muerte por envenenamiento.
d. Modo de acción de la inhibición: bloquea el paso de electrones del citocromo a3...