окислення

Окислення є хімічні реакції зі споживанням кисню. В організмі вони особливо важливі у зв'язку з виробленням енергії під час гліколізу. Власні окислення організму виробляють окисні відходи, що пов'язано з процесами старіння та різними захворюваннями.

Що таке окислення?

Хімік Антуан Лоран де Лавуазьє ввів термін окислення. Він використовував назву для опису з'єднання елементів або хімічних сполук з киснем. Пізніше термін було розширено, щоб включити реакції дегідрування, в яких атом водню видаляється із сполук. Зневоднення - важливий процес у біохімії.

Наприклад, в біохімічних процесах атоми водню часто видаляються з органічних сполук коферментами, такими як НАД, НАДФ або ФАД. У біохімії реакція передачі електронів в кінцевому підсумку відома як окислення, при якій відновник вивільняє електрони до окислювача. Таким чином відновник «окислюється».

Окислення в організмі людини, як правило, пов'язані з реакціями відновлення. Цей принцип описаний у контексті окислювально-відновної реакції. Тому зменшення та окислення завжди слід розуміти лише як часткові реакції загальної окислювально-відновної реакції. Окислювально-відновна реакція, таким чином, відповідає комбінації окислення та відновлення, яка передає електрони від відновника до окислювача.

У вужчому розумінні кожна хімічна реакція, яка споживає кисень, вважається біохімічним окисленням. У більш широкому розумінні окислення - це будь-яка біохімічна реакція з переносом електронів.

Функція та завдання

Окислення відповідає вивільненню електронів. Зниження - це поглинання заданих електронів. Разом ці процеси відомі як окислювально-відновна реакція і складають основу кожного типу вироблення енергії. Окислення вивільняє енергію, яка поглинається під час відновлення.

Глюкоза - це постачальник енергії, який легко зберігається, і в той же час важливий будівельний елемент для клітин. Молекули глюкози складають амінокислоти та інші життєво важливі сполуки. У біохімії термін гліколіз описує окислення вуглеводів. Вуглеводи розщеплюються на їх окремі будівельні блоки в організмі, тобто на молекули глюкози та фруктози.

Усередині клітин фруктоза відносно швидко перетворюється на глюкозу. У клітинах глюкоза з молекулярною формулою C6H12O6 використовується для отримання енергії, споживаючи кисень з молекулярною формулою O2, завдяки чому утворюється вуглекислий газ з молекулярною формулою CO2 і вода з формулою H2O. Це окислення молекули глюкози призводить до кисню та розщеплення водню.

Метою кожного окислення такого типу є отримання енергоносіїв АТФ. Для цього описане окислення відбувається в цитоплазмі, в мітохондріальній плазмі та в мітохондріальній мембрані.

У багатьох контекстах окислення називають основою для життя, оскільки воно забезпечує виробництво власної енергії організму. У мітохондріях відбувається так званий ланцюг окислення, що має вирішальне значення для метаболізму людини, оскільки все життя - це енергія. Живі істоти функціонують метаболізмом для отримання енергії і, таким чином, для забезпечення виживання.

У разі окислення всередині мітохондрій, крім енергії продукту реакції, є також відходи окислення. Це сміття відповідає хімічно активним сполукам, які вважаються вільними радикалами і організм їх контролює ферментами.

Хвороби та недуги

Окислення в сенсі розпаду високоенергетичних сполук з низькою енергією відбувається постійно в організмі людини, одночасно генеруючи енергію. У цьому контексті окислення використовується для отримання енергії та відбувається в мітохондріях, які також відомі як клітини малих електростанцій. Власні багаті енергією сполуки зберігаються в організмі як АТФ після цього типу окислення.

Джерелом енергії для окислення є їжа, для перетворення якої необхідний кисень. Цей тип окислення створює агресивні радикали. Організм нормально перехоплює ці радикали за допомогою захисних механізмів і нейтралізує їх. Одним з найважливіших захисних механізмів у цьому контексті є активність неферментативних антиоксидантів. Без цих речовин радикали б атакували тканини людини і, перш за все, завдавали б постійної шкоди мітохондріям.

Висока фізична і психічна напруга збільшує обмін речовин і споживання кисню, що призводить до посилення утворення радикалів. Це ж стосується запалення в організмі або впливу зовнішніх факторів, таких як УФ-випромінювання, радіоактивні та космічні промені або токсини навколишнього середовища та сигаретний дим.

Захисні антиоксиданти, такі як вітамін А, вітамін С, вітамін Е та каротиноїди або селен, більше не здатні поглинати шкідливі наслідки радикального окислення при впливі підвищеного впливу радикалів. Цей сценарій пов'язаний як із природним старінням, так і з патологічними процесами, такими як розвиток раку.

Неправильне харчування, споживання отрути, опромінення радіацією, великий спорт, психічні навантаження та гострі та хронічні захворювання створюють більше вільних радикалів, ніж організм може впоратися. Вільних радикалів або має один електрон занадто багато, або занадто мало. Для компенсації вони намагаються взяти електрони з інших молекул, що може призвести до окислення власних компонентів організму, таких як ліпіди всередині мембрани.

Вільні радикали можуть викликати мутації в ДНК клітинного ядра та ДНК мітохондрій. Крім раку та процесу старіння, вони пов'язані з артеросклерозом, діабетом, ревматизмом, МС, Паркінсоном, Альцгеймером та імунодефіцитом, або катаракта та високий кров'яний тиск.

Вільні радикали пов'язують [білки]], цукрові білки та інші основні компоненти речовини один з одним і тим самим ускладнюють видалення кислих метаболічних відходів. Навколишнє середовище стає все більш сприятливим для патогенів, оскільки сполучна тканина зокрема "підкисляє".