Окислення - функції, завдання та хвороби
Окислення є хімічними реакціями із споживанням кисню. В організмі вони особливо важливі у зв'язку з виробленням енергії під час гліколізу. Власні окислення організму утворюють окислювальні відходи, які пов’язані з процесами старіння та різними захворюваннями.
Зміст
Що таке окислення?
Хімік Антуан Лоран де Лавуазьє ввів термін окислення. Він використовував цю назву для опису об’єднання елементів або хімічних сполук з киснем. Пізніше цей термін був розширений, включаючи реакції дегідрування, в яких атом водню видаляється із сполук. Дегідратація, зокрема, є важливим процесом у біохімії.
Наприклад, у біохімічних процесах атоми водню часто видаляються з органічних сполук коферментами, такими як NAD, NADP або FAD. В біохімії реакція переносу електронів в кінцевому рахунку відома як окислення, при якому відновник вивільняє електрони в окислювач. Таким чином, відновник "окислюється".
Окислення в організмі людини, як правило, пов'язані з реакціями відновлення. Цей принцип описаний в контексті окисно-відновної реакції. Тому відновлення та окислення завжди слід розуміти лише як часткові реакції загальної окисно-відновної реакції. Таким чином, окислювально-відновна реакція відповідає поєднанню окислення та відновлення, яке переносить 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
Глюкоза - це легко зберігається постачальник енергії та водночас важливий будівельний матеріал для клітин. Молекули глюкози складають амінокислоти та інші життєво важливі сполуки. У біохімії термін гліколіз відноситься до окислення вуглеводів. Вуглеводи розщеплюються на окремі будівельні блоки в організмі, тобто на молекули глюкози та фруктози.
У клітинах фруктоза відносно швидко перетворюється в глюкозу. У клітинах глюкоза з молекулярною формулою C6H12O6 використовується для генерування енергії, споживаючи кисень з молекулярною формулою O2, завдяки чому створюється діоксид вуглецю з молекулярною формулою CO2 і вода з формулою H2O. Це окислення молекули глюкози призводить до кисню і розщеплює водень.
Метою кожного такого окислення є отримання енергопостачальника АТФ. З цією метою описане окислення відбувається в цитоплазмі, в мітохондріальній плазмі та в мітохондріальній мембрані.
У багатьох контекстах окислення називають основою життя, оскільки воно гарантує вироблення власної енергії організму. У мітохондріях відбувається так званий ланцюг окислення, який має вирішальне значення для метаболізму людини, оскільки все життя - це енергія. Живі істоти керують метаболізмом, виробляючи енергію і, таким чином, забезпечуючи виживання.
У разі окислення в мітохондріях, крім енергії продукту реакції, є також відходи окислення. Це сміття відповідає хімічно активним сполукам, які вважаються вільними радикалами і контролюються організмом ферментами.
Ви можете знайти свої ліки тут
Хвороби та нездужання
Джерелом енергії для окислення є їжа, для перетворення якої необхідний кисень. Цей тип окислення виробляє агресивні радикали. Організм зазвичай перехоплює ці радикали, використовуючи захисні механізми, і нейтралізує їх. Одним з найважливіших захисних механізмів у цьому контексті є активність неферментативних антиоксидантів. Без цих речовин радикали атакували б тканини людини і, насамперед, завдавали б постійних пошкоджень мітохондріям.
Високі фізичні та психічні навантаження посилюють обмін речовин та споживання кисню, що призводить до збільшення утворення радикалів. Те саме стосується запалення в організмі або впливу зовнішніх факторів, таких як УФ-випромінювання, радіоактивні промені та космічне випромінювання або токсини навколишнього середовища та сигаретний дим.
Такі захисні антиоксиданти, як вітамін А, вітамін С, вітамін Е та каротиноїди або селен, більше не здатні поглинати шкідливі ефекти радикального окислення під впливом підвищеного впливу радикалів. Цей сценарій пов'язаний як з природним старінням, так і з патологічними процесами, такими як розвиток раку.
Недоїдання, споживання отрути, опромінення, великий спорт, психічний стрес та гострі та хронічні захворювання створюють більше вільних радикалів, ніж організм може впоратись. У вільних радикалів або одного електрона 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 в мембрані.
Вільні радикали можуть викликати мутації в ДНК ядра та ДНК мітохондрій. Окрім раку та процесу старіння, вони пов’язані з атеросклерозом, діабетом, ревматизмом, РС, Паркінсоном, Альцгеймером та імунною недостатністю або катарактою та високим кров’яним тиском.
Вільні радикали пов'язують [білок]], цукор-білки та інші основні компоненти речовини між собою, що ускладнює виведення кислих метаболічних відходів. Навколишнє середовище стає все більш сприятливим для збудників хвороб, оскільки сполучна тканина, зокрема, «підкислює».
набрякати
- Alberts, B. et al.: Молекулярна біологія клітини. 4-е видання. Wiley-VCH., Weinheim 2003
- Кларк, Д. П.: Молекулярна біологія: оригінал із засобами перекладу. Spektrum Akademischer Verlag., Гейдельберг, 2006
- Шартл, М., Біохімія людини та молекулярна біологія. 1-е видання, Urban & Fischer Verlag, Мюнхен, 2009
Вас також може зацікавити
На MedLexi.de ми не лише публікуємо інформацію про здоров’я, медицину та оздоровлення, ми також в захваті від сучасних медичних досліджень та медичних технологій. Ми із задоволенням досліджуємо всі теми, пов’язані з добробутом та здоров’ям людини, і пояснюємо складні медичні проблеми з високими журналістськими стандартами для широкої громадськості.
Знання медичних експертів з наших предметних областей допомагають нам підготувати зрозумілі знання для вашого здоров’я. Ми з цікавістю досліджуємо факти, перевіряємо їх на основі поточної дослідницької ситуації, а також вивчаємо щоденну медичну практику. Ми бачимо себе посередниками знань між лікарем та пацієнтом.