Mecanismo de acción de poligodial sobre la síntesis de ATP en mitocondrias de mamíferos

M. V. CASTELLI; A. F. LODEYRO; S. A. S. ZACCHINO; O. A. ROVERI

Tafí del Valle, ARGENTINA.

Congreso; XXX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica; 2001

Sociedad Argentina de Biofísica

MECANISMO DE ACCION DE POLIGODIAL SOBRE LA SINTESIS DE ATP EN MITOCONDRIAS DE MAMIFEROS.   Poligodial es un sesquiterpeno dialdehídico aislado de plantas de diversas familias (Polygonaceae, Canellaceae y Winteraceae), el que posee una potente actividad antifúngica contra hongos levaduriformes y filamentosos. Recientemente ha sido informado que la hidrólisis de  ATP catalizada por una fracción de membranas mitocondriales de Saccharomyces cerevisiae es inhibida por poligodial. En base a estos resultados  ha sido postulado que la ATPsintasa mitocondrial sería un importante blanco del poligodial, y que la inhibición de la sintesis de ATP sería responsable de su actividad antifúngica (Lunde, C.S. and Kubo, I. (2000) Antimicrob. Agents Chemother. 44, 1943 –1953). Sin embargo, esta hipótesis ha sido planteada exclusivamente en base al resultado más arriba mencionado, el cual ha sido obtenido utilizando una preparación de membranas mitocondriales, no habiendo sido realizados estudios utilizando mitocondrias intactas o preparaciones acopladas de membrana interna mitocondrial. Con el objeto de contribuir al conocimiento del mecanismo de acción de poligodial y de contribuir a evaluar sus posibles efectos tóxicos, iniciamos un estudio sistemático del efecto de poligodial sobre la síntesis de ATP en partículas submitocondriales fosforilantes y mitocondrias intactas de mamíferos.  Poligodial inhibió la NADH y la succinato oxidasa en partículas submitocondriales fosforilantes de corazón de bovino. La inhibición fue progresiva, alcanzándose la máxima inhibición 3 a 5 minutos después del agregado de poligodial. Un 50 % de inhibición fue obtenido con 150 mM para la oxidación de NADH y 98 mM para la de succinato. La actividad ATPásica de las mismas partículas fue inhibida por concentraciones similares de poligodial (IC50 = 102 mM). Por otra parte la síntesis de ATP fue inhibida por concentraciones de poligodial que prácticamente no afectaron el transporte de electrones ni la actividad ATPásica. El IC50 fue en este caso igual a 2 mM.  La ATPasa latente y el transporte de electrones en estado basal (estado “4”) de mitocondrias intactas de hígado de rata fueron estimulados por poligodial. Este resultado sugiere que poligodial estaría actuando como un desacoplante, probablemente aumentando la permeabilidad de la membrana interna a los protones La mitad del efecto máximo se obtuvo en ambos casos con aproximadamente 10 mM poligodial. En resumen, poligodial afecta a distintos niveles el metabolismo energético mitocondrial. A altas concentraciones inhibe el transporte de electrones y la actividad de la ATPasa mitocondrial. A bajas concentraciones inhibe la síntesis de ATP y estimula la ATPasa latente y el transporte basal de electrones. Por tanto poligodial produciría dos tipos de efectos: 1)                   un efecto desacoplante que sería el responsable de la inhibición de la síntesis de ATP. Dicho efecto podría deberse a un aumento de la permeabilidad de la membrana interna mitocondrial a los protones o a un desacople a nivel molecular entre el transporte de electrones y la translocación de protones  y; 2)                   un efecto sobre los complejos de transporte de electrones y de la ATPasa mitocondrial, el que podría ser producido por un efecto específico de poligodial sobre los  mismos o por un efecto inespecífico sobre la interacción lípido-proteína y/o la estabilidad de los complejos. En conclusión, de ser la inhibición de la síntesis de ATP responsable de la acción antinfúngica de poligodial, la misma se produciría por su efecto desacoplante y no por inhibición de la ATPsintasa. El mecanismo a nivel molecular de los efectos más arriba mencionados es objeto de estudios actualmente en marcha.