Oksidācijas ir ķīmiskas reakcijas, kas saistītas ar skābeklis. Ķermenī tie ir īpaši svarīgi enerģijas ražošanas kontekstā glikolīzes laikā. Endogēnās oksidācijās rodas oksidatīvie atkritumi, kas ir saistīti ar novecošanās procesiem un dažādām slimībām.
Kas ir oksidēšanās?
Oksidācijas ir ķīmiskas reakcijas, kas saistītas ar skābeklis. Ķermenī tie ir īpaši svarīgi enerģijas ražošanas kontekstā glikolīzes laikā. Terminu oksidācija izdomāja ķīmiķis Antuāns Lorāns de Lavoizjē. Viņš izmantoja šo terminu, lai aprakstītu elementu vai ķīmisko savienojumu savienojumu ar skābeklis. Vēlāk termins tika attiecināts arī uz dehidrogenēšanas reakcijām, kurās savienojumiem atņem a ūdeņradis atoms. Īpaši dehidrogenēšana ir svarīgs process bioķīmijā. Piemēram, bioķīmiskajos procesos ūdeņradis atomi no organiskajiem savienojumiem bieži tiek noņemti ar tādiem koenzīmiem kā NAD, NADP vai FAD. Oksidēšana bioķīmijā galu galā ir pazīstama kā elektronu pārneses reakcija, kurā reducējošais līdzeklis ziedo elektronus oksidētājam. Reduktors tādējādi tiek “oksidēts”. Cilvēka ķermenī oksidācijas pamatā ir saistītas ar reducēšanās reakcijām. Šis princips ir aprakstīts redoksreakcijas kontekstā. Redukcijas un oksidācijas tādējādi vienmēr jāsaprot tikai kā parastās redoksreakcijas daļējas reakcijas. Redoksreakcija tādējādi atbilst oksidēšanas un reducēšanas kombinācijai, kas elektronus pārnes no reducētāja uz oksidētāju. Šaurā nozīmē jebkura ķīmiskā reakcija, kas saistīta ar skābekļa patēriņu, tiek uzskatīta par bioķīmisko oksidēšanu. Plašākā nozīmē oksidēšanās ir jebkura bioķīmiska reakcija, kas saistīta ar elektronu pārnesi.
Funkcija un uzdevums
Oksidācija atbilst elektronu ziedošanai. Redukcija ir ziedoto elektronu pieņemšana. Kopā šie procesi tiek saukti redoksreakcijas un veido katra enerģijas ražošanas veida pamatu. Oksidēšana tādējādi atbrīvo enerģiju, kas absorbējas reducēšanā. Glikoze ir viegli uzglabājams enerģijas avots un arī svarīgs šūnu elements. Glikoze molekulas veidlapa aminoskābes un citi svarīgi savienojumi. Terminu glikolīze bioķīmijā lieto, lai aprakstītu ogļhidrāti. ogļhidrāti ķermenī tiek sadalīti atsevišķos celtniecības blokos, ti glikoze un arī fruktoze molekulas. Šūnās fruktoze salīdzinoši ātri pārvēršas glikozē. Šūnās glikozi ar molekulformulu C6H12O6 izmanto, lai ražotu enerģiju ar skābekļa patēriņu ar molekulāro formulu O2, ražojot ogleklis molekulmasas dioksīds ūdens formulas H2O. Šī glikozes molekulas oksidēšanās tādējādi pievieno skābekli un noņem ūdeņradis. Katras šāda veida oksidēšanas mērķis ir iegūt enerģijas piegādātāju ATP. Šim nolūkam aprakstītā oksidēšanās notiek citoplazmā, mitohondriju plazmā un mitohondriju membrānā. Daudzos gadījumos oksidāciju sauc par dzīves pamatu, jo tā garantē endogēnās enerģijas ražošanu. Ietvaros mitohondriji, notiek tā sauktā oksidēšanās ķēde, kas ir ļoti svarīga cilvēka metabolismam, jo visa dzīve ir enerģija. Dzīvās būtnes iesaistās metabolismā, lai radītu enerģiju un tādējādi nodrošinātu izdzīvošanu. Tomēr Oksidācijas mitohondriji rada ne tikai reakcijas produkta enerģiju, bet arī oksidācijas atkritumus. Šie atkritumi atbilst ķīmiski aktīviem savienojumiem, kas pazīstami kā brīvie radikāļi, kurus caur organismu kontrolē fermenti.
Slimības un kaites
Oksidēšana, enerģētiski bagātu savienojumu sadalīšanās ziņā par enerģētiski nabadzīgiem savienojumiem, cilvēka ķermenī notiek nepārtraukta enerģijas ražošana. Šajā kontekstā oksidēšanās kalpo enerģijas ražošanai un notiek mitohondriji, kuras dēvē arī par mazajām šūnu elektrostacijām. Ar enerģiju bagāti savienojumi, ko ražo ķermenis, pēc šāda veida oksidēšanās organismā tiek uzglabāti kā ATP. Enerģijas nesējs oksidēšanai šajā procesā ir pārtika, kuras pārveidošanai nepieciešams skābeklis. Šis oksidācijas veids rada agresīvus radikāļus. Ķermenis parasti aiztur un neitralizē šos radikāļus, izmantojot aizsargmehānismus. Viens no vissvarīgākajiem aizsardzības mehānismiem šajā kontekstā ir fermentu nesaturošo antioksidantu darbība. Radikāli līdzekļi uzbruktu cilvēka audiem bez šīm vielām un nodarītu neatgriezenisku kaitējumu, īpaši mitohondrijām. Augsta fiziskā un garīgā uzsvars palielināt vielmaiņu un skābekļa patēriņu, kas izraisa palielinātu radikāļu veidošanos. Tas pats attiecas arī uz iekaisums organismā vai ārējo faktoru iedarbība, piemēram, UV starojums, radioaktīvie stari un augstuma starojums vai vides toksīni un cigarešu dūmi. Aizsargājošie antioksidanti, piemēram, A vitamīns, C vitamīna, E vitamīna un karotinoīdi or selēns vairs nespēj neitralizēt radikāļu oksidēšanās kaitīgo iedarbību, ja tiek pakļauti paaugstinātam radikāļu līmenim. Šis scenārijs ir saistīts gan ar dabisko novecošanos, gan ar patoloģiskiem procesiem, piemēram, ar vēzis. Tādējādi nepietiekams uzturs, toksiska lietošana, radiācijas iedarbība, intensīva fiziskā slodze, garīgais uzsvars, un akūtas, kā arī hroniskas slimības rada vairāk brīvo radikāļu, nekā organisms spēj izturēt. Brīvajiem radikāļiem ir vai nu par vienu elektronu par daudz, vai par maz. Lai to kompensētu, viņi mēģina paņemt elektronus no citiem molekulas, kas var vadīt līdz oksidēšanai endogēnos komponentos, piemēram, lipīdi membrānas iekšienē. Brīvie radikāļi var izraisīt kodola DNS un mitohondriju DNS mutācijas. Papildus vēzis novecošanās procesu, tie ir saistīti kā aterosklerozes cēloņsakarība, diabēts, reimatisms, JAUNKUNDZE, Parkinsona slimība, Alcheimera slimība un imūndeficīts vai katarakta un hipertonija. Brīvo radikāļu savstarpējā saite [olbaltumvielas], cukurs-proteīni un citas pamatvielas sastāvdaļas kopā, apgrūtinot skābju vielmaiņas atkritumu izvadīšanu. Vide kļūst arvien labvēlīgāka patogēni as saistaudi, jo īpaši, “paskābina”.
