oksidacija

Oksidacijos yra cheminės reakcijos su deguonies sunaudojimu. Organizme jie yra ypač svarbūs gaminant energiją glikolizės metu. Pačios organizmo oksidacijos sukelia oksidacines atliekas, kurios yra susijusios su senėjimo procesais ir įvairiomis ligomis.

Kas yra oksidacija?

Chemikas Antoine'as Laurentas de Lavoisier'as sugalvojo terminą oksidacija. Jis vartojo pavadinimą apibūdindamas elementų ar cheminių junginių sąjungą su deguonimi. Vėliau terminas buvo išplėstas, kad apimtų dehidrogenavimo reakcijas, kuriose vandenilio atomas pašalinamas iš junginių. Visų pirma dehidracija yra svarbus biochemijos procesas.

Pavyzdžiui, atliekant biocheminius procesus, vandenilio atomai iš organinių junginių dažnai pašalinami kofermentais, tokiais kaip NAD, NADP ar FAD. Biochemijoje elektronų perdavimo reakcija galiausiai vadinama oksidacija, kurioje redukuojantis agentas išskiria elektronus į oksidatorių. Reduktorius tokiu būdu „oksiduojasi“.

Žmogaus kūno oksidacijos paprastai yra susijusios su redukcinėmis reakcijomis. Šis principas apibūdinamas redokso reakcijos kontekste. Taigi redukcijos ir oksidacijos visada turi būti suprantamos kaip dalinės bendros redokso reakcijos reakcijos. Taigi redokso reakcija atitinka oksidacijos ir redukcijos derinį, kuris perneša elektronus iš reduktoriaus į oksidatorių.

Siaurąja prasme kiekviena cheminė reakcija, sunaudojanti deguonį, laikoma biochemine oksidacija. Plačiąja prasme oksidacija yra bet kokia biocheminė reakcija su elektronų perdavimu.

Funkcija ir užduotis

Oksidacija atitinka elektronų išsiskyrimą. Sumažėjimas yra nurodytų elektronų įsisavinimas. Visi šie procesai yra žinomi kaip redokso reakcija ir sudaro bet kokio tipo energijos generavimo pagrindą. Oksidacija išskiria energiją, kuri sugeriama redukcijos metu.

Gliukozė yra lengvai sandėliuojamas energijos tiekėjas ir kartu svarbus elementas ląstelėms. Gliukozės molekulės sudaro amino rūgštis ir kitus gyvybiškai svarbius junginius. Biochemijoje terminas glikolizė apibūdina angliavandenių oksidaciją. Angliavandeniai suskaidomi į atskirus organizmo blokus, ty į gliukozės ir fruktozės molekules.

Ląstelėse fruktozė gana greitai virsta gliukoze. Ląstelėse gliukozė, kurios molekulinė formulė C6H12O6, naudojama energijai generuoti, sunaudojant deguonį su molekuline formule O2, sukuriant anglies dioksidą, kurio molekulinė formulė yra CO2, ir vandenį, kurio formulė H2O. Ši gliukozės molekulės oksidacija sukelia deguonį ir skaido vandenilį.

Kiekvienos tokio tipo oksidacijos tikslas yra gauti energijos tiekėją ATP. Šiuo tikslu aprašyta oksidacija vyksta citoplazmoje, mitochondrijų plazmoje ir mitochondrijų membranoje.

Daugeliu atvejų oksidacija vadinama gyvenimo pagrindu, nes ji garantuoja paties organizmo energijos gamybą. Mitochondrijose vyksta vadinamoji oksidacijos grandinė, kuri yra nepaprastai svarbi žmogaus metabolizmui, nes visas gyvenimas yra energija. Gyvi daiktai metabolizuoja energiją ir tokiu būdu užtikrina išgyvenimą.

Oksidacijų metu mitochondrijose, be reakcijos produkto energijos, yra ir oksidacijos atliekos. Šis šlamštas atitinka chemiškai aktyvius junginius, kurie yra laikomi laisvaisiais radikalais ir kuriuos fermentai kontroliuoja organizme.

Ligos ir negalavimai

Oksidacija, turint omenyje didelės energijos junginius į mažai energijos gaunančius junginius, žmogaus kūne vyksta nuolat, tuo pačiu generuojant energiją. Šiame kontekste oksidacija naudojama energijai generuoti ir vyksta mitochondrijose, kurios dar vadinamos mažomis ląstelių elektrinėmis. Paties organizmo, turinčio daug energijos, junginiai kaupiasi organizme kaip ATP po tokio tipo oksidacijos.

Energijos šaltinis oksidacijai yra maistas, kurio pavertimui reikalingas deguonis. Šio tipo oksidacija sukelia agresyvius radikalus. Paprastai organizmas apsaugo šiuos radikalus naudodamas apsauginius mechanizmus ir juos neutralizuoja. Vienas iš svarbiausių apsauginių mechanizmų šiame kontekste yra ne fermentinių antioksidantų aktyvumas. Be šių medžiagų radikalai užpultų žmogaus audinius ir, svarbiausia, padarytų visišką žalą mitochondrijoms.

Didelis fizinis ir psichinis stresas padidina medžiagų apykaitą ir deguonies sunaudojimą, dėl kurio padidėja radikalų susidarymas. Tas pats pasakytina apie uždegimą kūne ar išorinių veiksnių, tokių kaip UV spinduliai, radioaktyvieji ir kosminiai spinduliai, aplinkos toksinus ir cigarečių dūmus, poveikį.

Apsauginiai antioksidantai, tokie kaip vitaminas A, vitaminas C, vitaminas E ir karotenoidai ar selenas, nesugeba absorbuoti žalingo radikalų oksidacijos poveikio, kai yra veikiami padidėjusio radikalų poveikio. Šis scenarijus yra susijęs tiek su natūraliu senėjimu, tiek su patologiniais procesais, tokiais kaip vėžio vystymasis.

Nepakankama mityba, nuodų vartojimas, radiacijos poveikis, intensyvus sportas, psichinis stresas ir ūmios bei lėtinės ligos sukuria daugiau laisvųjų radikalų, nei kūnas sugeba. Laisvieji radikalai arba turi vieną elektroną per daug arba per mažai. Norėdami kompensuoti, jie bando paimti elektronus iš kitų molekulių, o tai gali sukelti paties organizmo komponentų, tokių kaip lipidai, membranoje oksidaciją.

Laisvieji radikalai gali sukelti ląstelių branduolio DNR ir mitochondrijų DNR mutacijas. Be vėžio ir senėjimo proceso, jie yra siejami su arterioskleroze, diabetu, reumatu, SM, Parkinsono, Alzheimerio liga ir imunodeficitu arba katarakta ir padidėjusiu kraujospūdžiu.

Laisvieji radikalai susieja [baltymus], cukraus baltymus ir kitus pagrindinių medžiagų komponentus tarpusavyje ir todėl apsunkina rūgštinių medžiagų apykaitos atliekų pašalinimą. Aplinka tampa vis palankesnė patogenams, nes jungiamasis audinys ypač „rūgštėja“.