oksidēšanās

Oksidācijas ir ķīmiskas reakcijas ar skābekļa patēriņu. Ķermenī tie ir īpaši svarīgi saistībā ar enerģijas veidošanos glikolīzes laikā. Pašas ķermeņa oksidācijas rada oksidatīvos atkritumus, kas ir saistīti ar novecošanās procesiem un dažādām slimībām.

Kas ir oksidēšana?

Ķīmiķis Antuāns Laurents de Lavoisjērs izgudroja terminu oksidācija. Viņš šo vārdu izmantoja, lai aprakstītu elementu vai ķīmisko savienojumu savienību ar skābekli. Šis termins vēlāk tika paplašināts, iekļaujot dehidrogenēšanas reakcijas, kurās no savienojumiem tiek noņemts ūdeņraža atoms. Dehidratācija ir svarīgs process bioķīmijā.

Bioķīmiskos procesos, piemēram, ūdeņraža atomus no organiskiem savienojumiem bieži noņem ar tādiem koenzīmiem kā NAD, NADP vai FAD. Bioķīmijā elektronu pārnešanas reakciju galu galā sauc par oksidāciju, kurā reducējošais līdzeklis izdala elektronus oksidētājam. Reduktors šādā veidā tiek "oksidēts".

Oksidācijas cilvēka ķermenī parasti ir saistītas ar reducēšanās reakcijām. Šis princips ir aprakstīts redoksreakcijas kontekstā. Tāpēc redukcijas un oksidācijas vienmēr jāsaprot tikai kā parastās redoksreakcijas daļējas reakcijas. Tādējādi redoksreakcija atbilst oksidācijas un reducēšanas kombinācijai, kas pārnes elektronus no reducētāja uz oksidētāju.

Šaurākā nozīmē katru ķīmisko reakciju, kas patērē skābekli, uzskata par bioķīmisku oksidāciju. Plašākā nozīmē oksidācija ir jebkura bioķīmiska reakcija ar elektronu pārnešanu.

Funkcija un uzdevums

Oksidācija atbilst elektronu atbrīvošanai. Samazinājums ir doto elektronu uzņemšana. Kopā šie procesi ir zināmi kā redoksreakcija un veido pamatu visiem enerģijas ražošanas veidiem. Oksidācija atbrīvo enerģiju, kas tiek absorbēta redukcijas laikā.

Glikoze ir viegli uzglabājams enerģijas piegādātājs un vienlaikus svarīgs šūnu elements. Glikozes molekulas veido aminoskābes un citus dzīvībai svarīgus savienojumus. Bioķīmijā termins glikolīze apzīmē ogļhidrātu oksidāciju. Ogļhidrāti organismā tiek sadalīti atsevišķos komponentos, t.i., glikozes un fruktozes molekulās.

Šūnās fruktoze salīdzinoši ātri tiek pārveidota par glikozi. Šūnās enerģijas iegūšanai tiek izmantota glikoze ar molekulāro formulu C6H12O6, patērējot skābekli ar molekulāro formulu O2, tādējādi veidojot oglekļa dioksīdu ar CO2 formulu un ūdeni ar formulu H2O. Šī glikozes molekulas oksidēšana noved pie skābekļa un sadala ūdeņradi.

Katras šāda veida oksidācijas mērķis ir iegūt enerģijas piegādātāju ATP. Šim nolūkam aprakstītā oksidācija notiek citoplazmā, mitohondriju plazmā un mitohondriju membrānā.

Daudzos gadījumos oksidāciju sauc par dzīves pamatu, jo tā garantē paša organisma enerģijas ražošanu. Mitohondrijos notiek tā saucamā oksidācijas ķēde, kas ir ļoti svarīga cilvēka metabolismam, jo ​​visa dzīve ir enerģija. Dzīvas būtnes savu metabolismu izmanto enerģijas iegūšanai un tādējādi izdzīvošanas nodrošināšanai.

Oksidāciju gadījumā mitohondrijos papildus reakcijas produkta enerģijai ir arī oksidācijas atkritumi. Šis junk atbilst ķīmiski aktīviem savienojumiem, kas tiek uzskatīti par brīvajiem radikāļiem un kurus fermenti kontrolē organismā.

Slimības un kaites

Oksidācija tādā nozīmē, ka lielās enerģijas savienojumi sadalās zemas enerģijas savienojumos, cilvēka ķermenī notiek nepārtraukti, vienlaikus ģenerējot enerģiju. Šajā kontekstā oksidācija tiek izmantota enerģijas iegūšanai un notiek mitohondrijos, kurus dēvē arī par šūnu mazajām spēkstacijām. Paša organismam bagāti savienojumi pēc šāda veida oksidācijas organismā tiek glabāti kā ATP.

Oksidācijas enerģijas avots ir pārtika, kuras pārvēršanai nepieciešams skābeklis. Šis oksidācijas veids rada agresīvus radikāļus. Ķermenis parasti pārtver šos radikāļus, izmantojot aizsargmehānismus, un tos neitralizē. Viens no vissvarīgākajiem aizsardzības mehānismiem šajā kontekstā ir neenzimātisko antioksidantu aktivitāte. Bez šīm vielām radikāļi uzbruks cilvēka audiem un, pats galvenais, radīs neatgriezenisku kaitējumu mitohondrijiem.

Augsts fiziskais un garīgais stress palielina metabolismu un skābekļa patēriņu, kas izraisa palielinātu radikāļu veidošanos. Tas pats attiecas uz iekaisumu organismā vai tādu ārēju faktoru iedarbību kā UV starojums, radioaktīvie stari un kosmiskie stari vai vides toksīni un cigarešu dūmi.

Aizsargājošie antioksidanti, piemēram, A vitamīns, C vitamīns, E vitamīns un karotinoīdi vai selēns, vairs nespēj absorbēt radikālo oksidāciju kaitīgo iedarbību, ja tiek pakļauti pastiprinātai radikāļu iedarbībai. Šis scenārijs ir saistīts gan ar dabisko novecošanos, gan ar patoloģiskiem procesiem, piemēram, vēža attīstību.

Nepietiekams uzturs, indes patēriņš, radiācijas iedarbība, plašs sporta veids, garīgais stress un akūtas un hroniskas slimības rada vairāk brīvo radikāļu, nekā ķermenis spēj izturēt. Brīvajiem radikāļiem ir vai nu viens elektrons, vai par daudz, vai par maz. Lai kompensētu, viņi mēģina ņemt elektronus no citām molekulām, kas var novest pie paša organisma sastāvdaļu, piemēram, lipīdu, oksidācijas membrānā.

Brīvie radikāļi var izraisīt kodola DNS un mitohondriju DNS mutācijas. Papildus vēzim un novecošanās procesam tie ir saistīti ar arteriosklerozi, diabētu, reimatismu, MS, Parkinsona, Alcheimera slimību un imūndeficītu vai kataraktu un paaugstinātu asinsspiedienu.

Brīvie radikāļi saista [olbaltumvielas]], cukura proteīnus un citus pamatvielu komponentus savā starpā un tādējādi apgrūtina skābo metabolisma atkritumu noņemšanu. Vide kļūst arvien labvēlīgāka patogēniem, jo ​​īpaši saistaudi "paskābina".