oxidation

oxidationer er kemiske reaktioner med forbrug af ilt. I kroppen er de især vigtige i forbindelse med energiproduktionen under glykolyse. Kroppens egne oxidationer producerer oxidativt affald, der er forbundet med aldringsprocesser og forskellige sygdomme.

Hvad er oxidationen?

Kemikeren Antoine Laurent de Lavoisier opfandt udtrykket oxidation. Han brugte navnet til at beskrive sammenblanding af elementer eller kemiske forbindelser med ilt. Udtrykket blev senere udvidet til at omfatte dehydrogeneringsreaktioner, hvori et hydrogenatom fjernes fra forbindelser. Især dehydrering er en vigtig proces inden for biokemi.

I biokemiske processer fjernes fx hydrogenatomer ofte fra organiske forbindelser af coenzymer såsom NAD, NADP eller FAD. I biokemi er en elektronoverførselsreaktion i sidste ende kendt som oxidation, hvor et reduktionsmiddel afgiver elektroner til et oxidationsmiddel. Reduktionsmidlet "oxideres" på denne måde.

Oxideringer i den menneskelige krop er generelt forbundet med reduktionsreaktioner. Dette princip er beskrevet i forbindelse med redox-reaktionen. Reduktioner og oxidationer skal derfor altid kun forstås som delvise reaktioner af den almindelige redoxreaktion. Redox-reaktionen svarer således til en kombination af oxidation og reduktion, der overfører elektroner fra reduktionsmidlet til oxidationsmidlet.

I den snævrere forstand betragtes enhver kemisk reaktion, der forbruger ilt, som en biokemisk oxidation. I en bredere forstand er oxidation enhver biokemisk reaktion med elektronoverførsel.

Funktion & opgave

Oxidation svarer til frigivelsen af ​​elektroner. Reduktion er optagelsen af ​​de givne elektroner. Tilsammen er disse processer kendt som redox-reaktionen og danner grundlaget for enhver form for energiproduktion. Oxidationen frigiver den energi, der absorberes under reduktionen.

Glukose er en letlevererbar energileverandør og på samme tid en vigtig byggesten til celler. Glukosemolekyler udgør aminosyrer og andre vitale forbindelser. I biokemi beskriver udtrykket glycolyse oxidationen af ​​kulhydrater. Carbohydrater nedbrydes i deres individuelle komponenter i kroppen, dvs. til glukose- og fruktosemolekyler.

Inden for celler omdannes fruktose til glukose relativt hurtigt. I cellerne anvendes glukose med den molekylære formel C6H12O6 til at generere energi under forbrug af ilt med molekylformlen O2, hvorved kuldioxid med molekylformlen CO2 og vand med formlen H2O dannes. Denne oxidation af glukosemolekylet leverer således ilt og nedbryder brint.

Målet med enhver oxidation af denne art er at få energileverandøren ATP. Til dette formål finder den beskrevne oxidation sted i cytoplasma, i mitochondrial plasma og i mitochondrial membran.

I mange sammenhænge kaldes oxidation grundlaget for livet, da det garanterer produktionen af ​​kroppens egen energi. En såkaldt oxidationskæde finder sted inden for mitokondrierne, som er afgørende for menneskelig metabolisme, fordi alt liv er energi. Levende væsener bruger deres stofskifte til at generere energi og dermed for at sikre overlevelse.

I tilfælde af oxidationer inden for mitokondrierne er der udover reaktionsproduktenergien også oxidationsaffald. Dette skrammel svarer til kemisk aktive forbindelser, der betragtes som frie radikaler og holdes i kontrol af kroppen af ​​enzymer.

Sygdomme og lidelser

Oxidation i betydningen en nedbrydning af forbindelser med høj energi til lavenergi sker kontinuerligt i den menneskelige krop, mens der genereres energi. I denne sammenhæng bruges oxidation til at generere energi og finder sted i mitokondrierne, som også benævnes cellernes små kraftværker. Kroppens egne højenergiforbindelser opbevares i kroppen som ATP efter denne type oxidation.

Energikilden til oxidation er fødevarer, hvis omdannelse kræves ilt. Denne type oxidation producerer aggressive radikaler. Kroppen opfanger normalt disse radikaler ved hjælp af beskyttelsesmekanismer og neutraliserer dem. En af de vigtigste beskyttelsesmekanismer i denne sammenhæng er aktiviteten af ​​ikke-enzymatiske antioxidanter. Uden disse stoffer ville radikaler angribe menneskeligt væv og frem for alt forårsage permanent skade på mitokondrierne.

Høj fysisk og mental stress øger stofskiftet og iltforbruget, hvilket fører til øget radikal dannelse. Det samme gælder betændelse i kroppen eller eksponering for eksterne faktorer som UV-stråling, radioaktive stråler og kosmiske stråler eller miljøgifter og cigaretrøg.

Beskyttende antioxidanter som A-vitamin, C-vitamin, E-vitamin og carotenoider eller selen er ikke længere i stand til at absorbere de skadelige virkninger af radikal oxidation, når de udsættes for øget eksponering for radikaler. Dette scenarie er forbundet både med naturlig aldring og med patologiske processer, såsom udvikling af kræft.

Underernæring, giftforbrug, stråleeksponering, omfattende sport, mental stress og akutte og kroniske sygdomme skaber flere frie radikaler, end kroppen kan håndtere. Frie radikaler har enten en elektron for mange eller for lidt. For at kompensere forsøger de at tage elektroner fra andre molekyler, hvilket kan føre til oxidation af kroppens egne komponenter, såsom lipider i membranen.

Frie radikaler kan forårsage mutationer i kerne-DNA og mitokondrielt DNA. Ud over kræft og aldringsprocessen er de forbundet med arteriosklerose, diabetes, gigt, MS, Parkinsons, Alzheimers og immundefekt eller grå stær og højt blodtryk.

Frie radikaler forbinder [protein]] s, sukkerproteiner og andre basiske stofkomponenter med hinanden og gør det derfor vanskeligere at fjerne surt metabolisk affald. Miljøet bliver mere og mere gunstigt for patogener, da især bindevævet "forsures".