Bioenergética e fosforilação oxidativa

1. Os elétrons são transferidos pelos complexos da cadeia respiratória, na membrana mitocondrial interna, e chegam ao oxigênio, que forma água.
2. A transferência de elétrons é acompanhada de fluxo de prótons: os complexos I, III e IV bombeiam prótons para o espaço intermembranas.
3. O bombeamento estabelece um potencial eletroquímico — o gradiente de prótons — através da membrana interna.
4. Os prótons voltam à matriz pelo complexo V, a ATP sintase.
5. A ATP sintase usa o potencial eletroquímico para gerar ATP: é a fosforilação oxidativa.

O gradiente de prótons da membrana mitocondrial interna — dissipado, por exemplo, pela UCP-1 (proteína) ou pelo 2,4-dinitrofenol (agente químico).

Membrana mitocondrial interna.

Os complexos da cadeia respiratória e os dois carreadores de elétrons (coenzima Q10 e citocromo c) ficam na membrana mitocondrial interna, onde, com o complexo V, sintetizam ATP por fosforilação oxidativa.

Quando a mitocôndria está comprometida, o piruvato não é totalmente oxidado para gerar ATP e é reduzido a lactato pelo NADH, em reação catalisada pela lactato desidrogenase. O NADH citosólico tipicamente elevado reflete-se na razão lactato/piruvato (L:P).

Lactato elevado no sangue ou no líquor (a revisão cita > 2,1 mM como indicativo) e L:P elevada (a revisão cita > 25, junto de lactato aumentado) sugerem disfunção da cadeia respiratória — como indício, não como diagnóstico: o diagnóstico exige abordagem multidisciplinar clínica, genética, histológica e bioquímica.

Um lactato dentro da faixa de referência não exclui uma doença da cadeia respiratória mitocondrial.