Adenosintriphosphat (ATP), die Hauptquelle der Zellenergie, wird durch Enzyme in der Elektronentransport-Kette (etc.) befindet sich in der inneren mitochondrialen Membran in den Mitochondrien produziert. Pyruvat, eine wichtige Metaboliten genutzt für mitochondriale ATP-Produktion, wird in der mitochondrialen Matrix importiert es decarboxyliert ist, Acetyl Coenzym A (CoA) zu produzieren. Acetyl-CoA tritt anschließend der Zitronensäure-Zyklus, was bei der Erzeugung von Nicotinamid Adenin Dinucleotide (NADH), eine wichtige Elektron Trägermolekül. Da Elektronen von NADH zu Sauerstoff über die usw. übergeben werden, aufbauen Protonen in die mitochondriale Intermembran Raum, die Ergebnisse in der Generation eines elektrochemischen Gradienten durch die Membran. Diese Protonen fließt dann aus dem Intermembran Raum in diesem elektrochemischen Gradienten zurück in der mitochondrialen Matrix durch die Proton-Pore des ATP-Synthase, fahren die Rotation und die Synthese von ATP1 (Abbildung 1).
Mitochondriale Funktion beschränkt sich nicht nur zur Energiegewinnung sondern ist auch entscheidend für die Kalzium-Homöostase, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) aufräumen und Apoptose, kritisch Positionierung ihrer Funktion im organismal Gesundheit2. Mitochondriale Funktion kann mit einer Vielzahl von Tests, einschließlich aber nicht beschränkt auf Analysen, die mitochondriale Membranpotential messen, ATP und ROS Ebenen und mitochondriale Kalzium-Konzentrationen bewertet werden. Jedoch diese Assays zur Verfügung stellen einer Momentaufnahme der mitochondrialen Funktion und daher möglicherweise nicht bietet einen umfassenden Überblick der mitochondrialen Gesundheit. Da Sauerstoff-Verbrauch bei der ATP-Generierung auf eine Vielzahl von sequentiellen Reaktionen angewiesen ist, dient es als eine überlegene Indikator für die Funktion der Mitochondrien. Interessanterweise sind Variationen in Sauerstoff-Verbrauch durch mitochondriale Dysfunktion3,4,5beobachtet worden.
Sauerstoff-Verbrauch (OCR) von lebenden Proben gemessen werden, mit Techniken, die im großen und ganzen in zwei Gruppen eingeteilt werden können: amperometrischen Sauerstoffsensoren und Porphyrin-basierte Leuchtstoffe, die durch Sauerstoff6gestillt werden können. Amperometrischen Sauerstoffsensoren sind weitgehend nach Maß OCR in kultivierten Zellen, Geweben, und Modellsysteme, wie C. Elegansbenutzt worden. Porphyrin-basierte Phosphore mit Respirometers besitzen jedoch folgende Vorteile: (1) sie ermöglichen eine Gegenüberstellung zweier Proben in dreifacher Ausfertigung, (2) sie benötigen kleinere Stichprobengröße (z. B. 20 Würmer pro Bohrloch im Vergleich zu ~ 2, 000−5, 000 Würmern, in der Zeiten während der experimentellen ausführen, wodurch die Notwendigkeit für manuelle Anwendung gewünscht Kammer)7, und (3) der Respirometer kann programmiert werden, dazu vier verschiedene zusammengesetzte Injektionen an.
In diesem Protokoll sind Schritte im Umgang mit einem Porphyrin-basierte Sauerstoff-Sensor Respirometer Maßnahme OCR in live, intakte C. Elegans beschrieben. Zwar gibt es ein schriftliches Protokoll für die Verwendung von großformatigen, Hochdurchsatz Respirometer8, wurde dieses Protokoll für die Verwendung mit einem mehr Budget-freundlich, zugänglich und kleineren Maßstab-Instrument angepasst. Dieses Protokoll eignet sich besonders für die Beurteilung des Unterschied in OCR zwischen zwei Stämmen, wo Hochdurchsatz-Screening ist nicht erforderlich und seine Verwendung wäre übertrieben.