Перекис водню; Фізіологічний вплив на організм
Склад та ефект
Перекис водню не є вільним радикалом, але завдяки своїм сильним окислювальним (акцепторним) властивостям та його повсюдному зустрічанню в клітинах тварин і рослин, він також є однією з АФК (реактивні види кисню)
Хімічні та фізичні властивості
Перекис водню (раніше: супероксид водню) складається з 2 атомів кисню та 2 водню. Формула: (H2O2). У звичайних умовах це трохи блакитна рідина і трохи більш в'язка (більш в'язка), ніж вода (її також називають оксидом водню).
Вперше перекис водню був вироблений у 1818 році французьким хіміком Луїсом Жаком Тенаром з використанням пероксиду барію та азотної кислоти. Це слабка кислота, дуже сильний окисник і вибухонебезпечний у концентрованому вигляді. Він використовується жуком-бомбардиром як попередній етап для виробництва дуже гарячого та їдкого секрету, а також як ракетний привід.
Розпад
Перекис водню спонтанно розпадається на воду та кисень. Формула: 2 год
2 O
2 → 2 год
2 O + O
2
Цей процес екзотермічний (віддає тепло) і прискорюється як ферментативно (каталази, пероксидази), так і хімічні каталізатори (метали). Розкладання сприяє лужне середовище, а також підвищена температура. Тому кислота часто використовується як стабілізатор, а перекис водню зберігається в холодильнику при низьких температурах, подалі від світла.
У присутності певних каталізаторів, таких як Fe 2+
або Ti 3+
, розкладання може мати інший шлях, коли вільні радикали, такі як HO •
(Гідроксильний радикал) та HOO •
(Гідропероксильний радикал) утворюються.
Поєднання Н
2 O
2 і Fe 2+
відома як реакція Фентона.
Програми
Перекис водню є їдким, особливо у більш високих концентраціях. Розбавляється як відбілюючий засіб (відбілювання: від 2% до максимум 8%), дезінфекція (3% розчин) та стерилізація (30% розчин, що відповідає концентрації, яка зазвичай доступна в спеціалізованих магазинах).
Розчини, що містять більше 5% перекису водню, повинні бути позначені як "шкідливі" та "їдкі".
У концентраціях близько 0,1% він використовується для відбілювання зубів (відбілювання) як для товарів, доступних для споживачів, так і, у дещо більших концентраціях, для стоматологів.
Застосування, засновані на прийомі всередину або навіть внутрішньовенно розведеної перекису водню для лікування різних захворювань, включаючи рак, надзвичайно небезпечні (вже кілька смертей), незаконні та прямо заборонені Кодексом федеральних правил.
біохімія
Перекис водню створюється Дисмутація супероксиду, d. H. через реакцію двох однакових молекул із середнім ступенем окиснення, при якій одна окислюється, а інша відновлюється (2 O2 - + 2 H + → H2O2 + O2). Дисмутація є або спонтанною, або спричиненою Супероксиддисмутаза (СОД, локалізований у цитоплазмі та мітохондріях) каталізується ферментативно. Перекис водню становить близько порядків величини менш реактивний і, отже, більш стабільний, ніж супероксид, і, оскільки він не має заряду на відміну від цього, він дуже проникний для біологічних мембран.
Клітинна біологія
Перекис водню в низьких концентраціях зустрічається майже у всіх еукаріотичних клітинах (а отже, також у фруктах, овочах, м'ясі, зерні).
На додаток до різних інших джерел, перекис водню в основному утворюється в пероксисомах, в яких метаболіти розщеплюються з утворенням пероксиду водню. Завжди беруть участь флавінвмісні (або мідні) оксидази, які не відновлюють молекулярний кисень (O2) до води (як у дихальному ланцюзі мітохондрій), а до перекису водню.
Потім сильна клітинна отрута перекис водню відновлюється каталазою у 2 етапи (кожен етап з однією молекулою пероксиду водню). Формула суми: 2 H2O2 → 2 H2O + O2
Поява каталази: у людини переважно в пероксисомах печінки та нирок та еритроцитах (які, до речі, не мають ядра).
У меді він постійно виробляється в невеликих кількостях ферментом глюкозооксидазою (флавоферментом), який бджоли додають до корму через слину. Цей фермент перетворює глюкозу в глюконо-дельта-лактон (ГДЛ, який також міститься у фруктових соках та вині) із виділенням перекису водню.