oksidasyon

Yükseltgenmeler oksijen tüketimi ile kimyasal reaksiyonlardır. Vücutta, glikoliz sırasında enerji üretimi ile bağlantılı olarak özellikle önemlidirler. Vücudun kendi oksidasyonları, yaşlanma süreçleri ve çeşitli hastalıklarla ilişkili oksidatif atık üretir.

Oksidasyon nedir?

Kimyager Antoine Laurent de Lavoisier oksidasyon terimini icat etti. Adı, elementlerin veya kimyasal bileşiklerin oksijenle birleşimini tanımlamak için kullandı. Terim daha sonra, bileşiklerden bir hidrojen atomunun çıkarıldığı dehidrojenasyon reaksiyonlarını içerecek şekilde genişletildi. Özellikle dehidrasyon, biyokimyada önemli bir süreçtir.

Biyokimyasal işlemlerde, örneğin, hidrojen atomları genellikle organik bileşiklerden NAD, NADP veya FAD gibi koenzimlerle çıkarılır. Biyokimyada, bir elektron transfer reaksiyonu nihayetinde bir indirgeyici maddenin elektronları bir oksitleyici maddeye bıraktığı oksidasyon olarak bilinir. İndirgeme ajanı bu şekilde "oksitlenir".

İnsan vücudundaki oksidasyonlar genellikle indirgeme reaksiyonları ile ilişkilidir. Bu ilke redoks reaksiyonu bağlamında açıklanmaktadır. Bu nedenle indirgeme ve oksidasyonlar her zaman yalnızca genel redoks reaksiyonunun kısmi reaksiyonları olarak anlaşılmalıdır. Bu nedenle redoks reaksiyonu, elektronları indirgeyici maddeden oksitleyici maddeye aktaran bir oksidasyon ve indirgeme kombinasyonuna karşılık gelir.

Daha dar anlamda, oksijen tüketen her kimyasal reaksiyon biyokimyasal bir oksidasyon olarak kabul edilir. Daha geniş anlamda, oksidasyon, elektron transferiyle herhangi bir biyokimyasal reaksiyondur.

İşlev ve görev

Oksidasyon, elektronların salınmasına karşılık gelir. İndirgeme, verilen elektronların alınmasıdır. Bu süreçler birlikte redoks reaksiyonu olarak bilinir ve her türlü enerji üretiminin temelini oluşturur. Oksidasyon, indirgeme sırasında emilen enerjiyi serbest bırakır.

Glikoz, kolayca depolanabilen bir enerji tedarikçisidir ve aynı zamanda hücreler için önemli bir yapı taşıdır. Glikoz molekülleri, amino asitleri ve diğer hayati bileşikleri oluşturur. Biyokimyada glikoliz terimi, karbonhidratların oksidasyonunu tanımlar. Karbonhidratlar vücuttaki tek tek bileşenlerine, yani glikoz ve fruktoz moleküllerine ayrılır.

Hücreler içinde fruktoz nispeten hızlı bir şekilde glikoza dönüşür. Hücrelerde, moleküler formülü C6H12O6 olan glikoz, O2 moleküler formülü ile oksijen tüketirken enerji üretmek için kullanılır, bu sayede CO2 moleküler formülüne sahip karbondioksit ve H2O formülüne sahip su oluşur. Glikoz molekülünün bu oksidasyonu böylece oksijen sağlar ve hidrojeni parçalar.

Bu tür her oksidasyonun amacı, enerji tedarikçisi ATP'yi elde etmektir. Bu amaçla, açıklanan oksidasyon sitoplazmada, mitokondriyal plazmada ve mitokondriyal membranda gerçekleşir.

Pek çok bağlamda oksidasyon, vücudun kendi enerjisinin üretimini garanti ettiği için yaşamın temeli olarak anılır. İnsan metabolizması için çok önemli olan mitokondri içinde sözde bir oksidasyon zinciri yer alır, çünkü tüm yaşam enerjidir. Canlılar, metabolizmalarını enerji üretmek ve böylece hayatta kalmak için kullanırlar.

Mitokondri içinde oksidasyon olması durumunda, reaksiyon ürünü enerjisine ek olarak, oksidasyon atığı da vardır. Bu çöp, serbest radikaller olarak kabul edilen ve vücut tarafından enzimler tarafından kontrol altında tutulan kimyasal olarak aktif bileşiklere karşılık gelir.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Yüksek enerjinin düşük enerjili bileşiklere parçalanması anlamında oksidasyon, enerji üretirken insan vücudunda sürekli olarak meydana gelir. Bu bağlamda oksidasyon, enerji üretmek için kullanılır ve hücrelerin küçük enerji santralleri olarak da bilinen mitokondrilerde gerçekleşir. Bu tür oksidasyondan sonra vücudun kendi yüksek enerjili bileşikleri vücutta ATP olarak depolanır.

Oksidasyon için enerji kaynağı, oksijenin dönüşümü için gerekli olan besindir. Bu tip oksidasyon agresif radikaller oluşturur. Vücut normalde bu radikalleri koruyucu mekanizmalar kullanarak yakalar ve etkisiz hale getirir. Bu bağlamda en önemli koruyucu mekanizmalardan biri enzimatik olmayan antioksidanların aktivitesidir. Bu maddeler olmadan, radikaller insan dokusuna saldırır ve her şeyden önce mitokondriya kalıcı hasar verir.

Yüksek fiziksel ve zihinsel stres metabolizmayı ve oksijen tüketimini artırır, bu da artan radikal oluşumuna neden olur. Aynı durum vücuttaki iltihaplanma veya UV radyasyonu, radyoaktif ışınlar ve kozmik ışınlar veya çevresel toksinler ve sigara dumanı gibi dış faktörlere maruz kalma için de geçerlidir.

A vitamini, C vitamini, E vitamini ve karotenoidler veya selenyum gibi koruyucu antioksidanlar, radikallere artan maruziyete maruz kaldıklarında radikal oksidasyonun zararlı etkilerini artık absorbe edemezler. Bu senaryo hem doğal yaşlanma hem de kanser gelişimi gibi patolojik süreçlerle ilişkilidir.

Kötü beslenme, zehir tüketimi, radyasyona maruz kalma, yoğun spor, zihinsel stres ve akut ve kronik hastalıklar vücudun başa çıkabileceğinden daha fazla serbest radikal oluşturur. Serbest radikallerin bir elektronu çok fazladır veya çok azdır. Telafi etmek için, diğer moleküllerden elektron almaya çalışırlar, bu da zar içindeki lipitler gibi vücudun kendi bileşenlerinin oksidasyonuna yol açabilir.

Serbest radikaller, hücre çekirdeği DNA'sında ve mitokondriyal DNA'da mutasyonlara neden olabilir. Kanser ve yaşlanma sürecine ek olarak damar sertliği, diyabet, romatizma, MS, Parkinson, Alzheimer ve immün yetmezlik veya katarakt ve yüksek tansiyon ile ilişkilidirler.

Serbest radikaller [protein]] leri, şeker-proteinleri ve diğer temel madde bileşenlerini birbirleriyle ağlar ve böylece asidik metabolik atıkları uzaklaştırmayı zorlaştırır. Özellikle bağ dokusu "asitlendiğinden" çevre patojenler için giderek daha elverişli hale gelmektedir.