До реанімаційного відділення в тяжкому стані, без свідомості надійшов пацієнт. Діагностовано передозування барбітуратів, які спричинили феномен тканинної гіпоксії. На якому рівні відбулося блокування електронного транспорту?

Чому це правильна відповідь

У даній ситуації описано тканинну гіпоксію, спричинену барбітуратами, що є класичним прикладом гістотоксичної гіпоксії, пов’язаної з інгібуванням дихального ланцюга мітохондрій. Барбітурати відомі тим, що блокують передачу електронів на початкових етапах окисного фосфорилювання, а саме на рівні комплексу I — НАДН-коензим Q-редуктази. Цей комплекс отримує електрони від НАДН, передає їх на убіхінон (КоQ), а також забезпечує закачування протонів у міжмембранний простір, створюючи протонний градієнт, необхідний для синтезу АТФ. Механізм блокади полягає у тому, що барбітурати порушують функціональну активність флавопротеїнової складової комплексу I, що містить ФМН і залізо-сірчані центри. Унаслідок цього електрони не можуть перейти з НАДН на коензим Q, що повністю зупиняє подальший рух електронів уздовж дихального ланцюга. Втрачається джерело протівного градієнта, адже комплекс I є одним із ключових протонних насосів, який транспортує протони через внутрішню мембрану мітохондрій. При блокуванні комплексу I знижується утворення НАД⁺, що поглиблює енергетичний дефіцит, оскільки без НАД⁺ гліколіз гальмується на стадії гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази. Це різко зменшує утворення АТФ як у мітохондріях, так і в цитозолі. Клітини переходять на анаеробний гліколіз, що призводить до накопичення лактату та розвитку метаболічного лактацидозу — одного з характерних проявів гістотоксичної гіпоксії. Порушення роботи комплексу I також зменшує використання кисню кінцевим акцептором електронів у комплексі IV, тому тканини виявляються нездатними ефективно споживати кисень, навіть якщо його надходження нормальне. Саме неможливість використання O₂ є головною ознакою тканинної (гістотоксичної) гіпоксії, що відповідає клініці після передозування барбітуратів. Таким чином, саме пригнічення НАДН-коензим Q-редуктази пояснює як блок електронного транспорту, так і катастрофічний енергетичний дефіцит, який і призводить до тяжкого стану пацієнта.