为什么2,4-二硝基苯酚可导致细胞内ATP水平的降低,寡霉素又是怎样起作用的?
(一)呼吸抑制剂:这类抑制剂抑制呼吸链的电子传递,也就是抑制氧化,氧化是磷酸化的基础,抑制了氧化也就抑制了磷酸化。呼吸链某一特定部位被抑制后,其底物一侧均为还原状态,其氧一侧均为氧化态,这很容易用分光光度法(双波长分光光度计)检定,重要的呼吸抑制剂有以下几种。鱼藤酮(rotenone)系从植物中分离到的呼吸抑制剂,专一抑制NADH→CoQ的电子传递。 抗霉素A(actinomycin A)由霉菌中分离得到,专一抑制CoQ→Cyt c的电子传递。 CN、CO、NaN3和H2S均抑制细胞色素氧化酶。 (二)磷酸化抑制剂:这类抑制剂抑制ATP的合成,抑制了磷酸化也一定会抑制氧化。 寡霉素(oligomycin)可与F0的OSCP结合,阻塞氢离子通道,从而抑制ATP合成。 二环己基碳二亚胺(dicyclohexyl carbodiimide,DCC)可与F0的DCC结合蛋白结合,阻断H+通道,抑制ATP合成。栎皮酮(quercetin)直接抑制参与ATP合成的ATP酶。 (三)解偶联剂(uncoupler):解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联,氧化仍可以进行,而磷酸化不能进行,解偶联剂作用的本质是增大线粒体内膜对H+的通透性,消除H+的跨膜梯度,因而无ATP生成,解偶联剂只影响氧化磷酸化而不干扰底物水平磷酸化,解偶联剂的作用使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。动物棕色脂肪组织线粒体中有独特的解偶联蛋白,使氧化磷酸化处于解偶联状态,这对于维持动物的体温十分重要。 常用的解偶联剂有2,4-二硝基酚(dinitrophenol,DNP),羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼(FCCP),双香豆素(dicoumarin)等,过量的阿斯匹林也使氧化磷酸化部分解偶联,从而使体温升高。 过量的甲状腺素也有解偶联作用,甲状腺素诱导细胞膜上Na+-K+-ATP酶的合成,此酶催化ATP分解,释放的能量将细胞内的Na+泵到细胞外,而K+进入细胞,Na+-K+-ATP酶的转换率为100个分子ATP/秒,酶分子数增多,单位时间内分解的ATP增多,生成的ADP又可促进磷酸化过程。甲亢病人表现为多食、无力、喜冷怕热,基础代谢率(BMR)增高,因此也有人将甲状腺素看作是调节氧化磷酸化的重要激素。
单纯性肥胖者应注意改变饮食习惯,严格限制饮食,尤其是糖类和脂肪的摄入。也可使用抑制食欲的药物,如苯丙胺,在早饭及中饭前半小时服用10mg,注意可能成瘾。甲状腺浸剂0 0 6g,每日2~3次服,可以增加分解代谢,使体重下降。
二硝基苯酚,每日每公斤体重2~3mg,每日总量不得超过300mg,可使食物迅速氧化成能量,以热散失,减少脂肪蓄积。治疗期间宜加大运动量,增加热能消耗。
1、氧化磷酸化,生物化学过程,在真核细胞的线粒体或细菌中,是物质在体内氧化时释放的能量通过呼吸链供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。
2、P/O比值
指氧化磷酸化过程中,每消耗1/2摩尔O2 所生成ATP的摩尔数(或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数)。
①1对电子经NADH氧化呼吸链,P/O比值约为2.5。
②1对电子经琥珀酸氧化呼吸链,P/O比值约为1.5。
3、氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内
复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ有质子泵作用,可以将 H+从内膜基质侧泵到胞浆侧。
4、化学渗透假说
电子经呼吸链传递时,可将质子( H+)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧,产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
扩展资料:
影响氧化磷酸化的因素
1、呼吸链抑制剂
阻断传递电子过程,例如:异戊巴比妥、CN-、CO。
2、解偶联剂
阻断ADP的磷酸化过程,例如:二硝基苯酚(DNP)。
3、ATP合酶抑制剂
抑制电子传递和ATP的生成,例如:寡霉素。
4、ADP
是调节氧化磷酸化最主要的因素:机体ATP利用↑→ADP↑,进入线粒体后加速氧化磷酸化。
5、甲状腺激素
可促进氧化磷酸化和产热。
参考资料:百度百科-氧化磷酸化
2.3 2,4-二硝基苯酚属于原浆毒,毒性很大,人经口最低致死量LDLo为36 mg/kg,大鼠经口半数致死量(LD50)为30 mg/kg,狗吸入最小致死量(MLC)为300 mg·m-3·30 min-1,豚鼠经皮LDLo为700 mg/kg,其中毒机制主要是直接作用于能量代谢,刺激氧化过程,抑制磷酸化过程。急性中毒时,多表现为皮肤潮红、口渴、大汗、全身无力、高热(可达40 ℃以上)、烦躁不安、心跳和呼吸加快、抽搐、肌强直以至昏迷,最后可因血压下降、肺及脑水肿而死亡。本次中毒事故中4例患者中毒的临床表现非常典型,实验室等检查表明有不同程度的多器官损害,病情比较危急。�
2.4 2,4-二硝基苯酚毒性大,一旦中毒后果相当严重。由于目前2,4-二硝基苯酚使用量相对少,故急性职业中毒比较罕见,国家尚未对2,4-二硝基苯酚制订专门的急性职业中毒标准,只是规定其诊治参照五氯酚(pentachlorophenol,PCPCAS:87-86-5)中毒诊断标准及处理原则(GB8792-88)(1)。但毕竟它们属于两种化学物,其毒理学完全不同,这给临床诊治带来很大困难。
他俩的体重中,肥脂肪占60%。体内这么多脂肪是吃出来的,俩人整天都有饥饿感。家长和医生想尽了各种办法都不能阻止他们的食欲,只好眼睁睁地看着他们一天天肥起来。
不过,剑桥的医生创造了奇迹。他们给孩子注射了控制食欲和代谢的遗传工程化激素。负责治疗的医生塞达夫·法鲁齐说:“几天内他俩的食欲便减退下来。”此后未作任何治疗,两星期后孩子的饭量减去了92%。体内脂肪也逐渐化解。还不到一年时间,两个孩子的体重均下降到与其年龄相称的正常范围。
每个减肥节食者都有这样的梦想:希望有一个妙方能有效地抑制食欲,以保持苗条的身材。实际上这两个孩子有遗传缺陷,总是感觉饿,永远吃不饱。
对孩子肥胖症的治疗成功,说明科学界对人的胖瘦原因的理解已经进入一个新阶段。有些人吃得再多不会胖,另一些人吃得再少还是胖。人们开始注意遗传、蛋白质、激素和病毒;路易斯安那州巴顿鲁格城彭宁顿生物医学研究中心的生物学家埃里克·雷弗辛说:“假定我们面临的实际问题不是为什么人会发胖,而是:为什么某些人总要设法保持苗条?”
凡能得到食物,摄入许多热量并且将其以脂肪形式储存于体内的人最能在饥荒中生存下来,并且将基因遗传给后代。数百万年的进化偏爱体胖的人。
当然并非所有的人都具有肥胖基因。雷弗辛说:“生活在狩猎——采集型原始社会的人过着周期性暴食然后挨饿的生活。所以进化更趋向于选择促使身体肥胖的基因。”当人们开始耕作把粮食储存起来留在冬季吃,取代了以前用体内脂肪的储存方式,人们便开始丢失肥胖基因。
确实有些人想吃什么就吃什么,但就是长不胖,这是进化的特例,非属寻常。通常情况下,当食物非常丰富时,绝大多数人体内的基因都会使人发胖。
传统观念认为患肥胖症的原因是意志薄弱。但是洛克菲勒大学生物学家杰夫里·弗雷德曼认为这种观念是错误的。他说:“就像基因决定我们的身高一样,基因也决定我们胖到什么程度。”
不知在进化楼梯上的哪一段阶梯上肥胖基因开始与大脑建立起联系。最先了解这种联系的就是弗雷德曼。他于1994年发现了与肥胖密切相关的激素:瘦身蛋白。弗雷德曼说:“瘦身蛋白是精确调节体内脂肪和饥饿的复杂系统的一部分。当脂肪增多时,脂肪细胞释放瘦身蛋白,它则向大脑发出抑制食欲的信号。”此外,瘦身蛋白还向大脑发出加快代谢的信号。当体内燃烧脂肪时,瘦身蛋白含量也减少,于是大脑中的饥饿中便发出指令:“进食。”人就产生饥饿感。
在剑桥治疗的小孩具有的基因缺陷使他们的身体内无法制造出瘦身蛋白。由于发现了瘦身蛋白以及对基因缺陷病人的神奇效果,兴高采烈的医生们认为已经为减肥者找到了有效的武器。
但是瘦身蛋白缺乏症患者极为稀有。相反的有85~90%的肥胖症患者具有高于正常人的瘦身蛋白。问题并非这些人瘦身蛋白不足,而是大脑对瘦身蛋白的作用不敏感。
2004年3月,圣路易斯大学威廉·A·邦克教授报告说,他发现血液中的脂肪粒子——甘油三酯会粘堵血脑屏障,使瘦身蛋白很难进入大脑。胖人的甘油三酯增高,瘦身蛋白更难通过;因而胖人开始饥饿——进食——更胖的恶性循环。
不论是甘油三酯还是其他物质阻止了瘦身蛋白,一旦人的体重超标,缺乏瘦身蛋白使其很难减少体重。体重超标者需要更多的瘦身蛋白来抑制胃口。
但是当脂肪细胞减少时,瘦身蛋白也减少,这加强了饥饿感,并减缓代谢。这一切让大脑认为是饥荒又来了,于是决定储存能量并命令你多吃。结果是减了点脂肪,反倒又增加了体重。这就是为什么许多人在减了体重,接着又反弹回去的原因;不过,这也提供了希望。科学家把火力瞄准于控制饥饿和过饱的生物通道,得到了治服肥胖症的新方法。
洛克菲勒大学的研究人员目前正在试验能否通过给已经瘦身成功的人增添瘦身蛋白来巩固成果。其他生物化学家也加紧研制,以让减脂药丸早日问世。
一些科学家在寻找导致肥胖的病毒。早在20年前研究人员惊奇地发现,某些病毒会造成鸟类或者哺乳动物发胖。韦恩州大学的营养生化学家杜温德霍称自己找到致人肥胖的病毒。他发现的是人的腺体病毒,称AD-36。在对1000人调查后发现,凡有AD-36抗体者(已经被感染)容易肥胖。杜温德霍解释,脂肪分子遇到AD-36时就会倍增。但是他并不认为病毒是致肥的唯一原因,遗传、代谢、习惯等都起作用。如果杜氏的假设正确,下一步将会开发疫苗。
有些人坐时双腿抖个不停,手也轻敲桌椅,还会来回走动,这些人具有烦躁基因。明星苏达梅约内分泌研究所列文医生在试验中让16人每天多摄入1千卡热量。2个月后,具有烦躁基因者体重不变,而其他人长了5公斤。
列文解释说:“具有烦躁基因的人对热卡十分灵敏。在过多进食后,他们会无意识地增加活动量。研究人员还鉴别出造成烦躁的蛋白质,将其注入老鼠后,使其烦躁不安。停止注射后,老鼠又懒散起来。科学家们已经在人体试验过若干促使代谢物质,包括二硝基苯酚、甲状腺激素等。遗憾的是它们都有潜在危害的副作用,不可用作药物。
专家们提示,减肥不可性急,也不能蛮干。人们可以通过节食减少4.5~6千克体重,这都是正常的。但是严重的肥胖症是基因决定的,不是通过节食就可以解决的
1.急性毒性
LD50:30mg/kg(大鼠经口);72mg/kg(小鼠经口);700mg/kg(豚鼠经皮)
2.刺激性
家兔经皮:300mg(4周,间歇),轻度刺激。
3.致突变性
微生物致突变:大肠杆菌200ppm(3h)。DNA抑制:仓鼠肺脏7mmol/L。DNA损伤:大鼠肝100μmol/L。
4.其他
小鼠腹腔最低中毒剂量(TDLo):40800μg/kg(孕10~12d),有胚胎毒性。
在生产、使用和搬运过程中以皮肤、呼吸道和消化道为引起中毒的主要途径。其中毒机制主要是直接作用于能量代谢,刺激氧化过程,抑制磷酸化过程。急性中毒时,多表现为皮肤潮红、口渴、大汗、全身无力、高热(可达40 ℃以上)、烦躁不安、心跳和呼吸加快、抽搐、肌强直以至昏迷,最后可因血压下降、肺及脑水肿而死亡。
2,4-二硝基苯酚毒性大,一旦中毒后果相当严重。由于目前2,4-二硝基苯酚使用量相对少,故急性职业中毒比较罕见,国家尚未对2,4-二硝基苯酚制订专门的急性职业中毒标准,只是规定其诊治参照五氯酚(pentachlorophenol,PCPCAS:87-86-5)中毒诊断标准及处理原则(GB8792-88)(1)。但毕竟它们属于两种化学物,其毒理学完全不同,这给临床诊治带来很大困难。
这个应该指的是2,4-二硝基苯酚(DNP,2,4-Dinitrophenol)
二硝基酚现在主要是用于化工原料和科研。对于活体细胞,它是一种解偶联剂。
细胞正常的呼吸过程中,是需要利用氧化有机物的能量来合成ATP的,而ATP才是生命活动可以直接使用的能量。而解偶联剂就阻断了能量向ATP转化的过程。也就是说,它会让能量在体内的转化率降低,“浪费”掉更多人体摄入的能量。
这种作用听起来似乎是不错,它也因此在上世纪三十年代曾作为减肥药使用。不过由于“浪费”能量的过程会导致大量的额外产热,因此这种物质可能会导致体温过高,带来很多危险的副作用(高体温可能引起抽搐、昏迷,还有迅速发展的白内障症状)。在1938年末,DNP被迫从美国市场上下架。不过在此之后仍不乏运动员和健美人士使用这种物质来减少脂肪,过量中毒的案例也有一些报告。
总之这种物质虽然确实有一些与减少脂肪相关的作用,但它作为减肥和健美药物实在太过危险。
二硝基酚指示剂的作用:测总磷都需要用,指示滴定终点。
2,4-二硝基苯酚毒性大,一旦中毒后果相当严重。由于目前2,4-二硝基苯酚使用量相对少,故急性职业中毒比较罕见,国家尚未对2,4-二硝基苯酚制订专门的急性职业中毒标准,在生产、使用和搬运过程中以皮肤、呼吸道和消化道为引起中毒的主要途径。
泄漏应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:用水润湿,然后收集回收或运至废物处理场所处置。
以上内容参考:百度百科-二硝基酚