Генерация восстановительных эквивалентов в клетке и влияние на неё барбитуратов

Системы транспорта малата, a-кетоглутарата и глутамата могут обеспечить перенос этих соединений в обоих направлениях, не требуя значительных затрат энергии; однако транспорт аспартата осуществляет энергозависимая система, переносящая восстановительные эквиваленты против градиента НАД×Н2, поскольку соотношение внутри митохондрии сдвинуто в сторону бóльшего содержания восстановленной формы [175].

Второй механизм переноса НАД×Н2 в митохондрии - a-глицеролфосфатный цикл - несколько проще малат-аспартатного. В глицеролфосфатном цикле дигидроксиацетонфосфат восстанавливается цитозольным НАД×Н2 до a-глицеролфосфата в реакции, катализируемой цитозольной a-глицеролфосфатдегидрогеназой. Окисление a-глицеролфосфата происходит в присутствии другого фермента - ФАД+-зависимой a-глицеролфосфатдегидрогеназы, находящейся во внутренней мембране митохондрий. Перенос электронов на кислород в этой системе, так же как и во всех других реакциях, идущих с участием ФАД+, осуществляется в обход первого участка дыхательной цепи, в котором может происходить генерация АТФ.

Таким образом, использование любого из челночных механизмов снижает выход АТФ (а значит, и уменьшает показатель “Р/О” - отношение поглощённого неорганического фосфата к поглощённому кислороду) при окислении цитозольного НАД×Н2 по сравнению с окислением митохондриального НАД×Н2 [36, 77].

Известно, что тиопентал ингибирует транспорт аминокислот-нейротрансмиттеров (ГАМК, глутамата, аспартата и др.) через синаптосомальные мембраны [145]. Если подобное угнетение происходит и на митохондриальных мембранах, возможно нарушение работы малат-аспартатного челночного механизма. Однако, против этого свидетельствует уменьшение отношения “Р/О” с 1,0 до 0,7 в ткани головного мозга крыс при интоксикации фенобарбиталом в дозе 100 мг/кг [57].

Кроме того, повышение концентрации НАД×Н2 в цитоплазме, которое должно последовать за нарушением работы рассматриваемых челночных механизмов, привело бы к росту отношения концентраций лактата и пирувата [22]. Однако показано уменьшение соотношения в крови крыс через 1 и 2 ч после введения им барбитала натрия в дозе 480 мг/кг в 2,2 и 2,6 раза, соответственно [21]. Поэтому нарушение работы механизмов переноса восстановительных эквивалентов цитоплазматического происхождения при коме, вызванной барбитуратами, представляется маловероятным.

Цикл трикарбоновых кислот Кребса и шунт g-аминомасляной кислоты Робертса

Цикл трикарбоновых кислот Кребса (ЦК) занимает центральное место в метаболизме клетки: в нём завершаются процессы полного окисления углеводов, белков и жиров.

Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата или b-окисления жирных кислот ацетил-КоА, конденсируясь в митохондриях с оксалоацетатом, вступает в ЦК. Данный цикл состоит из восьми последовательных реакций, протекающих в матриксе митохондрий. За один оборот цикла происходит полное окисление одой молекулы ацетил-КоА, регенерируется оксалоацетат, образуется молекула ГТФ (за счёт субстратного фосфорилирования), а в дегидрогеназных реакциях 3 молекулы НАД+ и одна ФАД восстанавливаются до НАД×Н2 и ФАД×Н2, соответственно [36, 77].