犬のミトコンドリアの基質蓄積とデルタpHに対する酸塩基効果の解離

pH勾配（デルタpH）と基質の蓄積との関係は、犬の腎皮質からのミトコンドリアで調べられました。ミトコンドリアは、重炭酸塩または非ビカルボネート緩衝液を含む培地でインキュベートされました。ミトコンドリアのデルタpHは2分間のインキュベーション後に平衡状態にありましたが、マトリックス空間でのクエン酸塩の蓄積はまだ増加していました。ロテノン阻害ミトコンドリア中の非ビカルボネート緩衝液を使用すると、マトリックスのクエン酸塩およびα-ケトグルタル酸濃度はpH 7.5と7.1の間で変化しませんでした。デルタpHは、中程度のpHが下落すると0.62から0.52に減少しました。重炭酸塩濃度（40〜10 mM）の減少と一定のCO2張力、クエン酸塩、アルファケトグルタル酸、マロン、グルタミン酸、グルタミン、および形成の濃度が増加しました。ピルビン酸蓄積は、重炭酸塩25 mmよりも10で低かった。デルタpHは一定のままでした。呼吸の変化が生成されると、クエン酸塩、α-ケトグルタル酸、マロン、およびグルタミン酸の濃度が増加し、CO2張力が増加すると増加しました。ピルビン酸、グルタミン、および形成の蓄積は影響を受けませんでした。Delta PHは、CO2の張力が3〜12％に上昇したため、0.48から0.39に低下しました。抑制されていないミトコンドリアでは、標識されたクエン酸塩からの14CO2形成は、重炭酸塩40 mmよりも10で大きくなりました。この違いとマトリックス内のクエン酸塩の蓄積は、1,2,3-ベンゼン酸塩酸塩によるトリカルボン酸キャリアの阻害によってブロックされました。これらの結果は、デルタpHの変化からのミトコンドリア基質の蓄積に対する酸塩基変化の効果を解離します。彼らは、複数のミトコンドリア基質キャリアに対するpHの直接的な重炭酸塩依存の影響を示唆しています。この現象は、腎皮質の代謝調節において重要な役割を果たす可能性があります。

The relationship between the pH gradient (delta pH) and substrate accumulation was examined in mitochondria from dog renal cortex. Mitochondria were incubated in media containing bicarbonate or nonbicarbonate buffers. Mitochondrial delta pH was at equilibrium after 2 min incubation but citrate accumulation in the matrix space was still increasing. With nonbicarbonate buffer in rotenone-inhibited mitochondria, citrate and alpha-ketoglutarate concentrations in the matrix did not vary between pH 7.5 and 7.1; delta pH decreased from 0.62 to 0.52 as medium pH fell. With decreasing bicarbonate concentration (from 40 to 10 mM) and constant CO2 tension, concentrations of citrate, alpha-ketoglutarate, malate, glutamate, glutamine, and formate increased; pyruvate accumulation was lower at 10 than at 25 mM bicarbonate; delta pH remained constant. When respiratory changes were produced, concentrations of citrate, alpha-ketoglutarate, malate, and glutamate increased as medium pH fell and CO2 tension increased; accumulation of pyruvate, glutamine, and formate was unaffected. delta pH fell from 0.48 to 0.39 as CO2 tension rose from 3 to 12%. In uninhibited mitochondria, 14CO2 formation from labeled citrate was greater with 10 than with 40 mM bicarbonate; this difference as well as the accumulation of citrate in the matrix was blocked by inhibition of the tricarboxylate carrier with 1,2,3-benzenetricarboxylate. These results dissociate effects of acid-base change on mitochondrial substrate accumulation from changes in delta pH. They suggest a direct, bicarbonate-dependent influence of pH on multiple mitochondrial substrate carriers. This phenomenon may play an important role in metabolic regulation in renal cortex.