ออกซิเดชัน

oxidations เป็นปฏิกิริยาทางเคมีกับการใช้ออกซิเจน ในร่างกายมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อกับการสร้างพลังงานระหว่างไกลโคไลซิส ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของร่างกายจะผลิตของเสียออกซิเดชั่นซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการชราภาพและโรคต่างๆ

Oxidation คืออะไร?

นักเคมี Antoine Laurent de Lavoisier เป็นผู้บัญญัติศัพท์คำว่าออกซิเดชัน เขาใช้ชื่อนี้เพื่ออธิบายการรวมตัวกันของธาตุหรือสารประกอบทางเคมีกับออกซิเจน คำนี้ถูกขยายให้รวมถึงปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนจะถูกกำจัดออกจากสารประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการคายน้ำเป็นกระบวนการสำคัญในทางชีวเคมี

ตัวอย่างเช่นในกระบวนการทางชีวเคมีอะตอมของไฮโดรเจนมักถูกกำจัดออกจากสารประกอบอินทรีย์โดยโคเอนไซม์เช่น NAD, NADP หรือ FAD ในทางชีวเคมีปฏิกิริยาการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเรียกว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันซึ่งตัวรีดิวซ์จะปล่อยอิเล็กตรอนไปยังตัวออกซิไดซ์ ตัวรีดิวซ์ถูก "ออกซิไดซ์" ด้วยวิธีนี้

การออกซิเดชั่นในร่างกายมนุษย์โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดักชัน หลักการนี้อธิบายในบริบทของปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังนั้นการลดและออกซิเดชั่นจึงเป็นเพียงปฏิกิริยาบางส่วนของปฏิกิริยารีดอกซ์ทั่วไปเท่านั้น ปฏิกิริยารีดอกซ์จึงสอดคล้องกับการรวมกันของออกซิเดชั่นและการรีดักชันซึ่งจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากตัวรีดิวซ์ไปยังตัวออกซิไดซ์

ในแง่ที่แคบกว่าปฏิกิริยาทางเคมีทุกครั้งที่ใช้ออกซิเจนถือเป็นการออกซิเดชั่นทางชีวเคมี ในความหมายที่กว้างขึ้นออกซิเดชันคือปฏิกิริยาทางชีวเคมีกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

ฟังก์ชันและงาน

ออกซิเดชันสอดคล้องกับการปลดปล่อยอิเล็กตรอน การลดคือการดูดซับอิเล็กตรอนที่กำหนด กระบวนการเหล่านี้เรียกรวมกันว่าปฏิกิริยารีดอกซ์และเป็นพื้นฐานของการสร้างพลังงานทุกประเภท การออกซิเดชั่นจะปลดปล่อยพลังงานที่ถูกดูดซับระหว่างการรีดักชัน

กลูโคสเป็นผู้จัดหาพลังงานที่เก็บรักษาได้ง่ายและในขณะเดียวกันก็เป็นส่วนประกอบสำคัญของเซลล์ โมเลกุลของกลูโคสประกอบขึ้นเป็นกรดอะมิโนและสารประกอบสำคัญอื่น ๆ ในทางชีวเคมีคำว่าไกลโคไลซิสอธิบายถึงการเกิดออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยสลายออกเป็นส่วนประกอบในร่างกายของมันเช่นเป็นโมเลกุลของกลูโคสและฟรุกโตส

ภายในเซลล์ฟรุกโตสจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสค่อนข้างเร็ว ในเซลล์กลูโคสที่มีสูตรโมเลกุล C6H12O6 ถูกใช้เพื่อสร้างพลังงานในขณะที่ใช้ออกซิเจนด้วยสูตรโมเลกุล O2 โดยคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยสูตรโมเลกุล CO2 และน้ำที่มีสูตร H2O จะถูกสร้างขึ้น การออกซิเดชั่นของโมเลกุลกลูโคสนี้จึงให้ออกซิเจนและสลายไฮโดรเจน

เป้าหมายของการเกิดออกซิเดชันประเภทนี้ทุกครั้งคือการได้รับ ATP ผู้จัดหาพลังงาน เพื่อจุดประสงค์นี้การเกิดออกซิเดชันที่อธิบายไว้จะเกิดขึ้นในไซโทพลาสซึมในไมโทคอนเดรียพลาสมาและในเยื่อไมโทคอนเดรีย

ในหลาย ๆ บริบทการเกิดออกซิเดชันเรียกว่าพื้นฐานของชีวิตเนื่องจากเป็นการรับประกันการผลิตพลังงานของร่างกายเอง สายโซ่ออกซิเดชั่นที่เรียกว่าเกิดขึ้นภายในไมโทคอนเดรียซึ่งมีความสำคัญต่อการเผาผลาญของมนุษย์เพราะทุกชีวิตคือพลังงาน สิ่งมีชีวิตใช้การเผาผลาญเพื่อสร้างพลังงานและเพื่อให้แน่ใจว่าอยู่รอด

ในกรณีของการเกิดออกซิเดชั่นภายในไมโทคอนเดรียนอกจากพลังงานของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาแล้วยังมีของเสียออกซิเดชั่นอีกด้วย ขยะนี้สอดคล้องกับสารประกอบที่ใช้งานทางเคมีซึ่งถือว่าเป็นอนุมูลอิสระและถูกเอนไซม์ในร่างกายตรวจสอบ

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ออกซิเดชันในความหมายของการสลายสารประกอบพลังงานสูงไปเป็นพลังงานต่ำเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในร่างกายมนุษย์ในขณะที่สร้างพลังงาน ในบริบทนี้การออกซิเดชั่นถูกใช้เพื่อสร้างพลังงานและเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียซึ่งเรียกอีกอย่างว่าโรงไฟฟ้าขนาดเล็กของเซลล์ สารประกอบที่มีพลังงานสูงของร่างกายจะถูกเก็บไว้ในร่างกายเป็น ATP หลังจากการเกิดออกซิเดชันประเภทนี้

แหล่งพลังงานสำหรับการออกซิเดชั่นคืออาหารซึ่งจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนในการแปลง การออกซิเดชั่นประเภทนี้จะสร้างอนุมูลที่ก้าวร้าว โดยปกติร่างกายจะสกัดกั้นอนุมูลเหล่านี้โดยใช้กลไกการป้องกันและทำให้เป็นกลาง กลไกการป้องกันที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในบริบทนี้คือการทำงานของสารต้านอนุมูลอิสระที่ไม่ใช่เอนไซม์ หากไม่มีสารเหล่านี้อนุมูลจะโจมตีเนื้อเยื่อของมนุษย์และเหนือสิ่งอื่นใดทำให้เกิดความเสียหายอย่างถาวรต่อไมโตคอนเดรีย

ความเครียดทางร่างกายและจิตใจที่สูงจะเพิ่มการเผาผลาญและการใช้ออกซิเจนซึ่งนำไปสู่การก่อตัวที่รุนแรงขึ้น เช่นเดียวกับการอักเสบในร่างกายหรือการสัมผัสกับปัจจัยภายนอกเช่นรังสี UV รังสีกัมมันตภาพรังสีและรังสีคอสมิกหรือสารพิษจากสิ่งแวดล้อมและควันบุหรี่

สารต้านอนุมูลอิสระในการป้องกันเช่นวิตามินเอวิตามินซีวิตามินอีและแคโรทีนอยด์หรือซีลีเนียมจะไม่สามารถดูดซับอันตรายของอนุมูลอิสระได้อีกต่อไปเมื่อสัมผัสกับการสัมผัสกับอนุมูลที่เพิ่มขึ้น สถานการณ์นี้เกี่ยวข้องกับความชราตามธรรมชาติและกระบวนการทางพยาธิวิทยาเช่นการพัฒนาของมะเร็ง

การขาดสารอาหารการบริโภคสารพิษการได้รับรังสีการเล่นกีฬาความเครียดทางจิตใจและความเจ็บป่วยเฉียบพลันและเรื้อรังก่อให้เกิดอนุมูลอิสระมากกว่าที่ร่างกายจะรับมือได้ อนุมูลอิสระมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวมากเกินไปหรือน้อยเกินไป เพื่อชดเชยพวกเขาพยายามรับอิเล็กตรอนจากโมเลกุลอื่นซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดออกซิเดชันของส่วนประกอบของร่างกายเช่นไขมันภายในเยื่อหุ้มเซลล์

อนุมูลอิสระสามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในดีเอ็นเอของนิวเคลียสของเซลล์และดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย นอกจากมะเร็งและกระบวนการชราแล้วยังเกี่ยวข้องกับภาวะหลอดเลือดเบาหวานโรคไขข้ออักเสบ MS พาร์คินสันอัลไซเมอร์และโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องหรือต้อกระจกและความดันโลหิตสูง

เครือข่ายอนุมูลอิสระ [โปรตีน]], น้ำตาล - โปรตีนและส่วนประกอบของสารพื้นฐานอื่น ๆ ซึ่งกันและกันจึงทำให้ยากต่อการกำจัดของเสียจากการเผาผลาญที่เป็นกรด สภาพแวดล้อมเป็นที่เอื้ออำนวยต่อเชื้อโรคมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันโดยเฉพาะ "ทำให้เป็นกรด"