La respirazione è l’elemento principale del metabolismo
Gli organismi ottengono l’energia necessaria a svolgere diversi processi biologici scomponendo gli zuccheri e convertendoli nella corrente energetica ATP. Ciò avviene attraverso il processo metabolico della respirazione, che include essenzialmente tre vie: glicolisi, ciclo dell’acido citrico e fosforilazione ossidativa. Sebbene le reazioni che portano alla sintesi dell’ATP siano ben comprese, i meccanismi che regolano questi processi restano poco chiari. Gli scienziati ritengono che l’impatto della respirazione sul metabolismo cellulare generale possa avvenire tramite due diversi percorsi. In primo luogo, poiché la respirazione determina il rapporto ATP/ADP in una cellula, può agire indirettamente sull’attività degli enzimi che utilizzano ATP. Secondariamente il sistema di fosforilazione ossidativa produce specie reattive dell’ossigeno, e il loro accumulo può potenzialmente agire sullo stato redox di una cellula. Per delineare in che modo la catena respiratoria contribuisce al controllo del metabolismo delle piante, gli scienziati del progetto RESPARA (“Impact of mitochondrial respiration efficiency on plant cell metabolism”), finanziato dall’UE, hanno utilizzato la pianta modello Arabidopsis thaliana. Hanno generato una serie di mutanti nel complesso I della fosforilazione ossidativa, e hanno cercato di identificare i segnali mitocondriali che attivavano una risposta cellulare. I risultati indicavano che il complesso I era essenziale per lo sviluppo e la sopravvivenza delle piante. Una volta cancellato il complesso I, la respirazione veniva fortemente compromessa, indicando chiaramente che il complesso agisce da regolatore negativo della respirazione. Oltre a fornire conoscenze fondamentali sulle vie più conservate e vitali della biologia, le scoperte del lavoro di RESPARA potrebbero contribuire a comprendere la patofisiologia di molti disturbi metabolici. Le informazioni generate potrebbero inoltre formare la base per il progetto di future strategie di trattamento per curare deficienze del complesso I della catena respiratoria.
Parole chiave
Metabolismo cellulare, disturbi metabolici, ATP, respirazione, sistema di fosforilazione ossidativa, metabolismo delle piante, respirazione mitocondriale, efficienza della respirazione, metabolismo cellulare delle piante, deficienze del complesso I
