oxidationer är kemiska reaktioner med syreförbrukning. I kroppen är de särskilt viktiga i samband med energiproduktionen under glykolys. Kroppens egna oxidationer producerar oxidativt avfall, vilket är förknippat med åldringsprocesser och olika sjukdomar.
Vad är oxidationen?
Kemisten Antoine Laurent de Lavoisier myntade termen oxidation. Han använde namnet för att beskriva sammanslagningen av element eller kemiska föreningar med syre. Termen utvidgades senare till att inkludera dehydrogeneringsreaktioner i vilka en väteatom avlägsnas från föreningar. Speciellt dehydrering är en viktig process inom biokemi.
I biokemiska processer avlägsnas exempelvis väteatomer från organiska föreningar av koenzym såsom NAD, NADP eller FAD. I biokemi är en elektronöverföringsreaktion i slutändan känd som oxidation, i vilken ett reduktionsmedel avger elektroner till ett oxidationsmedel. Reduktionsmedlet "oxideras" på detta sätt.
Oxideringar i människokroppen är i allmänhet förknippade med reduktionsreaktioner. Denna princip beskrivs i samband med redoxreaktionen. Minskningar och oxidationer är därför alltid endast att förstå som partiella reaktioner av den vanliga redoxreaktionen. Redoxreaktionen motsvarar således en kombination av oxidation och reduktion, som överför elektroner från reduktionsmedlet till oxidationsmedlet.
I smalare mening betraktas varje kemisk reaktion som förbrukar syre som en biokemisk oxidation. I bredare mening är oxidation varje biokemisk reaktion med elektronöverföring.
Funktion & uppgift
Oxidation motsvarar frisättningen av elektroner. Reduktion är upptaget av de givna elektronerna. Tillsammans är dessa processer kända som redoxreaktionen och utgör grunden för alla typer av energiproduktion. Oxidationen frigör energin som absorberas under reduktionen.
Glukos är en lättförvarbar energileverantör och samtidigt en viktig byggsten för celler. Glukosmolekyler utgör aminosyror och andra vitala föreningar. I biokemi beskriver termen glykolys oxidation av kolhydrater. Kolhydrater bryts ned i deras individuella komponenter i kroppen, dvs i glukos- och fruktosmolekyler.
Inom celler omvandlas fruktos till glukos relativt snabbt. I cellerna används glukos med molekylformeln C6H12O6 för att generera energi genom att konsumera syre med molekylformeln O2, varigenom koldioxid med molekylformeln CO2 och vatten med formeln H2O skapas. Denna oxidation av glukosmolekylen tillför sålunda syre och bryter ned väte.
Målet med varje oxidation av detta slag är att få energileverantören ATP. För detta ändamål sker den beskrivna oxidationen i cytoplasma, i mitokondriell plasma och i mitokondriell membran.
I många sammanhang hänvisas oxidation till basen för liv, eftersom det garanterar produktionen av kroppens egen energi. En så kallad oxidationskedja äger rum inom mitokondrierna, vilket är avgörande för människans metabolism, eftersom allt liv är energi. Levande varelser använder sin ämnesomsättning för att generera energi och därmed säkerställa överlevnad.
När det gäller oxidationer i mitokondrierna finns det förutom reaktionsproduktens energi också oxidationsavfall. Detta skräp motsvarar kemiskt aktiva föreningar som betraktas som fria radikaler och hålls i kontroll av kroppen av enzymer.
Sjukdomar och sjukdomar
Oxidation i betydelsen av en nedbrytning av högenergi till lågenergiföreningar sker kontinuerligt i människokroppen medan den genererar energi. I detta sammanhang används oxidation för att generera energi och sker i mitokondrierna, som också kallas cellens små kraftverk. Kroppens egna högenergiföreningar lagras i kroppen som ATP efter denna typ av oxidation.
Energikällan för oxidation är mat, vars omvandling syre krävs. Denna typ av oxidation ger aggressiva radikaler. Kroppen fångar normalt upp dessa radikaler med hjälp av skyddsmekanismer och neutraliserar dem. En av de viktigaste skyddsmekanismerna i detta sammanhang är aktiviteten hos icke-enzymatiska antioxidanter. Utan dessa ämnen skulle radikaler attackera människans vävnad och framför allt orsaka permanent skada på mitokondrierna.
Hög fysisk och mental stress ökar ämnesomsättningen och syreförbrukningen, vilket leder till ökad radikal bildning. Detsamma gäller för inflammation i kroppen eller exponering för yttre faktorer som UV-strålning, radioaktiva strålar och kosmiska strålar eller miljögifter och cigarettrök.
Skyddande antioxidanter som vitamin A, vitamin C, vitamin E och karotenoider eller selen kan inte längre ta upp de skadliga effekterna av radikal oxidation när de utsätts för ökad exponering för radikaler. Detta scenario förknippas både med naturligt åldrande och med patologiska processer, såsom utveckling av cancer.
Undernäring, giftförbrukning, strålningsexponering, omfattande sport, psykisk stress och akuta och kroniska sjukdomar skapar fler fria radikaler än kroppen klarar av. Fria radikaler har antingen en elektron för många eller för lite. För att kompensera försöker de ta elektroner från andra molekyler, vilket kan leda till oxidation av kroppens egna komponenter, såsom lipider i membranet.
Fria radikaler kan orsaka mutationer i kärn-DNA och mitokondrialt DNA. Förutom cancer och åldringsprocessen är de förknippade med arterioskleros, diabetes, reumatism, MS, Parkinsons, Alzheimers och immunbrist, eller grå starr och högt blodtryck.
Fria radikaler kopplar [protein]] s, sockerproteiner och andra basiska substanskomponenter med varandra och gör det därför svårare att ta bort surt metaboliskt avfall. Miljön blir mer och mer gynnsam för patogener, eftersom bindvävnaden i synnerhet "surgör".
