Oxidarea explicată! Funcția, sarcina, bolile; Tulburare

Oxidarea la om

Oxidarea în corpul uman

Oxidarea este procesul prin care o moleculă renunță la un electron. Poate fi observat în multe locuri din viața de zi cu zi. De exemplu, dacă un butoi de fier ruginește, fierul se oxidează cu oxigen sau dacă o bucată de lemn arde, celuloza se oxidează cu ajutorul căldurii.

Oxidarea este importantă și în corpul nostru. Multe procese metabolice din celulele noastre folosesc oxigenul pe care îl respirăm pentru a oxida substanțe și a genera energie. Din acest motiv, oxidarea este vitală pentru noi, oamenii.

Ce este oxidarea?

Termenul de oxidare, derivat din cuvântul francez oxyder, descrie, după cum sa menționat deja, procesul în care o moleculă, un atom sau un ion eliberează un electron. În timpul acestui proces chimic, separarea electronului, energia este eliberată, sunt create noi conexiuni și molecula câștigă o sarcină ușor pozitivă. Cum se întâmplă acest lucru mai precis poate fi văzut din exemplul cotidian de ardere a lemnului.

Pentru a arde lemne este nevoie în mod normal:

→ Lemn combustibil
→ oxigen
→ căldură

Lemnul este format din compuși de carbon, celuloza lemnului, care sunt combustibili. Carbonul din celuloză este eliberat de căldura aprinderii și eliberează electroni care sunt absorbiți de oxigen. Dioxidul de carbon se formează cu o moleculă de carbon și două molecule de oxigen, iar hidrogenul care este eliberat împreună cu oxigenul formează apă.

Căldura eliberată de oxidarea carbonului eliberează apoi carbon din alte molecule de celuloză. Atâta timp cât este prezent oxigen, are loc o reacție în lanț.

Reducere și oxidare

Antagonistul oxidării, absorbția unui electron liber de către o moleculă, se numește reducere. În exemplele noastre, arderea lemnului și formarea de clorură de sodiu, oxigen și clor sunt substanțele care sunt reduse.

Care moleculă este oxidată și care este redusă în astfel de reacții depinde de așa-numitul număr de oxidare al unui element din compus. În primul nostru exemplu, carbonul are un număr de oxidare de +4, dând un total de patru electroni, în timp ce oxigenul are un număr de oxidare de -2.

Deci sunt necesare două molecule de oxigen pentru a „prinde” toți electronii eliberați de carbon. În formarea clorurii de sodiu, sodiul are un număr de oxidare de +1, iar clorul are -1. Cu toate acestea, numărul de oxidare nu este constant pentru fiecare element, adică se modifică în funcție de elementul cu care este introdusă o reacție. Întregul proces de oxidare și reducere este rezumat în termenul de reacție redox.

Istorie și aplicație

În secolul al XVIII-lea, Antoine de Lavoiser, un om de știință francez, a inventat termenul de oxidare. În experimentele sale cu diferite metale, el a descoperit că metalele cântăresc mai mult după o reacție cu aerul decât înainte și, astfel, a observat un proces oxidativ.

El a numit în mod adecvat reacția unei substanțe cu oxidarea aerului. De Lavoiser va descoperi mai târziu, printre altele, că apa este combinația de hidrogen și oxigen.

După ce știința oxidării a avut o mai bună înțelegere, a fost folosită în secolul al XIX-lea de către omul de știință Gotthard Hofstädter pentru a produce acizi grași, care la rândul lor au fost o componentă importantă a săpunurilor. În acest fel, oxidarea a adus o contribuție semnificativă la o revoluție igienică pe care medicina modernă a făcut-o posibilă.

Oxidarea este folosită și în tehnologie. Multă vreme, procesul LOCOS a fost utilizat în producția de tranzistoare pentru a conecta părți ale semiconductoarelor sub influența energiei termice. Procesul a fost ceva obișnuit în secolul al XX-lea și a condus mult timp progresele în tehnologia computerelor.

Funcții și sarcini

Funcțiile și sarcinile de oxidare la om

Două lucruri care sunt foarte relevante pentru corpul nostru se întâmplă în timpul oxidării. Când un electron este separat de o moleculă, energia este eliberată. Mitocondriile noastre, în special, profită de acest lucru pentru a furniza celulelor noastre energie.

Mai mult, noi molecule se pot forma prin oxidare, ceea ce înseamnă că substanțele nocive altfel pot fi neutralizate. Oxidarea este necesară pentru a avea loc procese precum sinteza proteinelor sau prelucrarea zahărului.

Oxidarea joacă un rol în lanțul respirator în următorii pași:

decarboxilarea oxidativă
Aici, cu ajutorul oxidării, dioxidul de carbon este separat de acidul carboxilic și se produce NADH, care este ulterior necesar în metabolism.
Ciclul citratului
În ciclul citratului, oxidarea este utilizată în mai multe locuri, inclusiv pentru a face acizii amino și carboxilici utilizabili pentru alte enzime.
Oxidarea finală
O mare parte a energiei care este obținută din respirația celulară este generată în urma oxidării finale. Acest proces, care are loc în membranele mitocondriilor, folosește patru complecși enzimatici, care fac oxidarea sau reducerea diferitelor molecule pentru a produce energie.

Oxidarea nu este utilizată numai în respirația celulară. Oxidarea este utilizată și în conversia acizilor grași pentru metabolismul nostru sau în descompunerea alcoolului din sânge. De fapt, aproape toți compușii de carbon pe care îi ingerăm, indiferent de forma lor, sunt oxidați de corpul nostru la un moment dat. Cu toate acestea, subprodusele, cum ar fi radicalii liberi, se formează și în timpul oxidării.

Radicalii liberi

Radicalii liberi sunt molecule care au încă un electron liber după procesul de oxidare din organism, ceea ce înseamnă că reacționează foarte repede cu alte molecule. Radicalii liberi pot fi nesănătoși pentru oameni, deoarece ADN-ul din celule poate fi deteriorat de radicalii liberi.

Dacă această celulă încearcă să se împartă, poate rezulta o copie defectă. Radicalii liberi sunt întotdeauna creați acolo unde are loc oxidarea. Aceasta înseamnă că o mai mare oxidare prin metabolismul celular nu este neapărat bună pentru celulele noastre.

Pentru a se proteja de acești radicali, celulele produc antioxidanți, care vin în principal în două forme:

Mântuitori radicali
Acești antioxidanți inhibă potențialul de reacție al radicalilor pentru a împiedica pătrunderea lor într-un lanț de reacție
Agent de reducere
Deoarece radicalii au adesea puțini electroni liberi, aceștia pot fi legați de un agent reducător. Se creează o nouă moleculă mai puțin periculoasă.

Cu toate acestea, cu un metabolism ridicat sau ingestia anumitor substanțe, poate apărea un exces de radicali. Dacă se formează prea mulți radicali sau corpul nu are suficienți antioxidanți disponibili, stresul oxidativ crește și, dacă este crescut pe o perioadă lungă de timp, poate duce la deteriorarea sănătății.

Boli și afecțiuni

Boli, tulburări și plângeri: Defecte de oxidare beta

Acest termen colectiv include unele boli genetice și mutații care fac procesarea și acizii grași dificili sau imposibili. Deși organismul are căi metabolice alternative pentru acizii grași, cum ar fi oxidarea alfa sau omega, un defect beta-oxidare are consecințe grave pentru persoana în cauză.

Cu unele tipuri de defecte de beta-oxidare, acizii grași sunt procesați doar parțial sau incorect și rezultă o concentrație crescută de metaboliți ai grăsimilor, care pot fi toxici pentru organism. Ca boală genetică, defectele beta-oxidării nu pot fi vindecate, dar simptomele lor pot fi tratate. O dietă care conține în mare parte carbohidrați și proteine este obligatorie pentru a reduce simptomele și efectele.

Diopatii mitociale

Mitocondriile sunt centralele electrice ale celulei și utilizează oxidarea în mai multe procese. Bolile mitocondriale sunt boli moștenite care perturbă unul sau mai multe dintre procesele mitocondriale. Aceasta include, de exemplu, tulburări în oxidarea piruvatului, în care se produce o substanță care este utilizată pentru arderea glucozei și tulburări ale lanțului respirator, în care apa și energia sunt produse cu ajutorul oxigenului.

Simptomele acestui tip de boală variază foarte mult, deoarece diferite părți ale metabolismului pot fi nefuncționale, dar cele mai frecvente simptome observate la pacienți sunt:

Tulburări cardiace
Tulburări renale
Slabiciune musculara
Slabă coordonare

La fel ca defectele de beta-oxidare, bolile mitocondriale sunt, de asemenea, defecte genetice și, prin urmare, nu pot fi remediate. Pentru a atenua simptomele, este necesar să se adapteze dieta în funcție de tulburarea metabolică și să se încerce toate mijloacele posibile pentru a menține cerința metabolică cât mai scăzută posibil.

Stresul oxidativ

Boli de stres oxidativ

Dacă stresul oxidativ din organism este crescut mult timp de radicalii liberi, acest lucru poate provoca boli grave. Deși știința încă cercetează, există deja legături clare între stresul oxidativ și cancer, Parkinson și Alzheimer, printre altele.

Reprezentarea unei celule canceroase

Deoarece pot deteriora ADN-ul mitocondrial, radicalii liberi sunt, de asemenea, responsabili de procesul de îmbătrânire, ceea ce înseamnă că stresul oxidativ crescut poate duce mai rapid la o concentrație slabă, slăbiciune musculară și alte simptome degenerative.

Sistemul imunitar poate fi, de asemenea, slăbit prin creșterea stresului oxidativ și riscul de inflamație sau infecție crește. Din păcate, nu există simptome care indică în mod clar stres oxidativ ridicat, dar poate duce la dureri de cap, oboseală, concentrație slabă, pierderi de memorie și multe alte plângeri.

Nu este încă complet clar cât de grav ne afectează stresul oxidativ sănătatea, dar efectele sunt răspândite și trebuie luate foarte în serios.

Întrebări și răspunsuri frecvente

Aici veți găsi răspunsuri la întrebările frecvente despre oxidarea în corpul uman.

Când riscați este un stres oxidativ ridicat?

Există multe cauze ale stresului oxidativ ridicat în viața de zi cu zi modernă. Dacă sunteți fumător, fiecare țigară care arde prin oxidare consumă un număr foarte mare de radicali liberi sau, dacă beți alcool, reduceți și stresul oxidativ.

Dar chiar dacă trăiești o viață activă și sănătoasă, poți avea stres oxidativ nesănătos, deoarece radiațiile UV și exercițiile fizice conduc, de asemenea, la formarea crescută a radicalilor liberi. Prin urmare, reducerea stresului oxidativ este un subiect relevant și important pentru care toată lumea să se gândească.

Cum pot măsura stresul oxidativ?

Dacă credeți că este posibil ca stresul oxidativ din organism să crească, puteți verifica acest lucru printr-o măsurare a sângelui. Concentrația sanguină a malondialdehidei și a antioxidanților produsului metabolic este măsurată pentru a vedea dacă există suficiente agenți reducători și captatori rakidal în organism pentru a îndeplini cerința. Astfel de analize de sânge se fac în spitale sau în cabinetele medicilor sportivi.

Cum se poate regla stresul meu oxidativ?

Stresul oxidativ ridicat apare mai ales atunci când celulele efectuează o mulțime de metabolism. Acest lucru înseamnă că creșterea caloriilor și creșterea arderii grăsimilor prin efort pot crește stresul oxidativ.

Vitamina C este un antioxidant

Cercetările au descoperit o legătură între o dietă cu calorii reduse și longevitate, astfel încât este recomandabil să pierdeți în greutate dacă sunteți supraponderal. Dieta poate ajuta, de asemenea, la reducerea stresului oxidativ.

Antioxidanți precum:

sunt excelenți agenți de reducere a radicalilor liberi sau agenți reducători și pot fi găsiți în principal în fructe și legume. Acestea ar trebui să fie prezente cu generozitate într-o dietă sănătoasă. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că eficiența anumitor produse antioxidante nu a fost încă dovedită și că un exces extrem de antioxidanți poate fi chiar dăunător.

Concluzia noastră privind oxidarea

Dar oxidarea necesită o dietă sănătoasă și un stil de viață de la noi, oamenii, deoarece, la fel ca în cazul multor procese corporale, trebuie găsit un echilibru, astfel încât procesul să nu provoace daune. Sperăm că aceste informații au fost utile și vă dorim multă sănătate!