У лікарню надійшла робітниця хімічного підприємства з ознаками отруєння. У волоссі цієї жінки знайдено підвищену концентрацію арсенату, який блокує ліпоєву кислоту. Вкажіть, порушення якого процесу є найімовірнішою причиною отруєння:

Чому це правильна відповідь

Окислювальне декарбоксилювання піровиноградної кислоти є ключовим етапом перетворення гліколітичного кінцевого продукту — ПВК — у ацетил-КоА, який далі вступає в цикл Кребса. Цей процес лежить у центрі вуглеводного та енергетичного обміну, адже саме таким шляхом клітина переводить енергію глюкози у форму, доступну для окиснення в мітохондріях. Реакція каталізується багатоферментним піруватдегідрогеназним комплексом, що локалізується в матриксі мітохондрій та складається з трьох ферментів й п’яти коферментів. Ліпоєва кислота входить до складу E2-компонента комплексу (дихідроліпоїл-трансацетилази) і виконує роль рухомого переносника ацильних залишків. Її тіолова група циклічно відновлюється та окиснюється, забезпечуючи перенесення ацильного фрагмента з E1 на коензим А. Арсенат та арсеніти здатні необоротно зв’язуватися з –SH-групами ліпоєвої кислоти, формуючи стабільні комплекси, які блокують її участь у реакції. Унаслідок цього піруват не може пройти окислювальну декарбоксилювання, накопичується та перетворюється на лактат, викликаючи лактацидоз. Регуляція піруватдегідрогенази відбувається шляхом ковалентної модифікації (фосфорилювання/дефосфорилювання) і залежить від енергетичного стану клітини: високий рівень АТФ, ацетил-КоА та НАДН інгібує комплекс, тоді як підвищення АДФ та ПВК активує його. Однак при токсичному ураженні ліпоєвої кислоти жодна регуляція вже не здатна компенсувати блокаду ферментативного циклу. Порушення цього процесу призводить до різкого дефіциту ацетил-КоА, зниження активності циклу Кребса, падіння продукції АТФ і розвитку енергетичного голоду клітин, особливо нервової тканини. Типовими біохімічними наслідками є гіперлактатемія, метаболічний ацидоз, порушення функції центральної нервової системи, м’язова слабкість, судоми. Саме цей механізм — прямий наслідок блокади ліпоєвої кислоти арсенатом — найбільш точно пояснює клініку отруєння. Отже, правильна відповідь — окислювальне декарбоксилювання ПВК, оскільки ліпоєва кислота є незамінним коферментом саме цього метаболічного шляху, а її блокада арсенатом безпосередньо зупиняє реакцію.