До лікарні доставлено хворого з отруєнням інсектицидом - ротеноном. Яка ділянка мітохондріального ланцюга переносу електронів блокується цією речовиною?

Чому це правильна відповідь

Ротенон є класичним інгібітором комплексу I дихального ланцюга — НАДН-коензим Q-редуктази, що локалізується на внутрішній мембрані мітохондрій. Цей комплекс приймає електрони від НАДН, відновлюючи флавінмононуклеотид і через серію залізо-сірчаних центрів передає їх на убіхінон (коензим Q). Процес супроводжується транспортуванням протонів із матриксу у міжмембранний простір, створюючи протонний градієнт, необхідний для синтезу АТФ. Механізм дії ротенону полягає у специфічному блокуванні перенесення електронів від Fe-S центрів комплексу I на убіхінон. Це призводить до повної зупинки окиснення НАДН у цьому комплексі, накопичення НАДН у мітохондріальному матриксі та різкого зниження співвідношення НАД⁺/НАДН. Оскільки цикл Кребса потребує окиснення НАДН, його активність значно зменшується, і утворення відновних еквівалентів падає. Регуляція окисного фосфорилювання в такому стані порушена: відсутність нормального електронного потоку знижує протонний градієнт, АТФ-синтетаза не може ефективно працювати, а тканини переходять на анаеробний гліколіз. Виснаження запасів АТФ та накопичення лактату є типовими наслідками інгібування комплексу I. Клінічно блокада комплексу I проявляється тяжкою тканинною гіпоксією при нормальній концентрації кисню в крові, оскільки клітини не здатні використати О₂ через відсутність електронного потоку. Нейрони, міоцити та гепатоцити особливо чутливі до такого порушення, що призводить до метаболічної ацидемії, енергетичного колапсу та загрозливих для життя станів. Саме інгібування комплексу I ротеноном є принциповим у контексті задачі, оскільки жодна інша ділянка дихального ланцюга не є його мішенню. Ротенон не взаємодіє ані з комплексом II, ані з комплексом III, ні з комплексом IV, ні з АТФ-синтетазою, тому лише НАДН-коензим Q-редуктаза відповідає механізму отруєння.