Τι συμβαίνει στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων εάν λείπει το οξυγόνο;
Μιτοχονδριακή δυσλειτουργία:Το ETC διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην οξειδωτική φωσφορυλίωση, η διαδικασία μέσω της οποίας τα μιτοχόνδρια παράγουν τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ), το πρωτογενές κυτταρικό ενεργειακό νόμισμα. Το οξυγόνο χρησιμεύει ως αποδέκτης ηλεκτρονίων στο σύμπλεγμα IV (οξειδάση του κυτοχρώματος C) στο κ.λπ., διευκολύνοντας τη σύνθεση του ΑΤΡ. Χωρίς οξυγόνο, το ETC δεν μπορεί να ολοκληρώσει τη λειτουργία του, οδηγώντας σε μειωμένη παραγωγή ΑΤΡ από τα μιτοχόνδρια.
Η συσσώρευση ηλεκτρονίων και η ανισορροπία οξειδοαναγωγής:Καθώς η ροή ηλεκτρονίων μέσω του κ.λπ. διαταράσσεται λόγω της απουσίας οξυγόνου, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να συσσωρεύονται σε διάφορα σύμπλοκα, ιδιαίτερα σύνθετα III (ουβικινόνη-κυτοχρώμιο C οξειδορεδουκτάση). Αυτή η συσσώρευση οδηγεί σε ανισορροπία οξειδοαναγωγής, όπου υπάρχουν περισσότερα ηλεκτρόνια στο σύστημα από ό, τι μπορεί να γίνει αποδεκτό από το διαθέσιμο οξυγόνο.
Αυξημένη παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS):Η μη φυσιολογική ροή ηλεκτρονίων και η συσσώρευση φορέων ηλεκτρονίων στο ETC μπορεί να οδηγήσει στην αυξημένη παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου, όπως το υπεροξείδιο (Ο2-) και το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2). Αυτά τα ROS συνήθως παράγονται ως υποπροϊόντα οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, αλλά ελλείψει οξυγόνου, η παραγωγή τους μπορεί να γίνει υπερβολική, οδηγώντας σε κυτταρικό οξειδωτικό στρες.
Μεταβολική οξέωση:Υπό αερόβια συνθήκες, η πλήρης οξείδωση της γλυκόζης μέσω του ETC συμβάλλει στην παραγωγή διττανθρακικού (HCO3-), η οποία βοηθά στη διατήρηση της ισορροπίας του PH στο σώμα. Ωστόσο, όταν λείπει το οξυγόνο, η διάσπαση της γλυκόζης οδηγεί στη συσσώρευση του γαλακτικού οξέος λόγω του αναερόβιου μεταβολισμού, με αποτέλεσμα τη μεταβολική οξέωση.
Κυτταρική βλάβη και θάνατος:Η συσσώρευση αντιδραστικών ειδών οξυγόνου και μεταβολικής οξέωσης μπορεί να προκαλέσει σοβαρή κυτταρική βλάβη και τελικά να οδηγήσει σε κυτταρικό θάνατο εάν παραταθεί η στέρηση οξυγόνου. Ο συνδυασμός της εξασθενημένης παραγωγής ενέργειας, της ανισορροπίας οξειδοαναγωγής και του οξειδωτικού στρες διαταράσσει την κυτταρική ομοιόσταση, τις καταστροφικές πρωτεΐνες, τα λιπίδια και το DNA. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρική δυσλειτουργία, οδηγώντας σε ανεπάρκεια οργάνων και ενδεχομένως συμβάλλοντας σε διάφορες παθολογικές καταστάσεις, ελλείψει επαρκούς παροχής οξυγόνου.
