Jak smakują elektrony?
Czyli co należy wiedzieć o antyoksydantach?
Część 1:

   W najbliższych 4 numerach chciałbym poruszyć temat bardzo
niedocenianego, jeśli chodzi o znaczenie problemu, jaką jest równowaga
oksydoreduksyjna zwana w skrócie równowagą redoks. Chciałbym
przybliżyć przede wszystkim kwestie związane z rolą tzw.
antyoksydantów w naszej diecie.

   Przypomnijmy krótko, jaka jest istota równowagi redoks?
   Różne substancje mogą być w różnym stopniu wysycone elektronami,
bądź też mieć różny ich deficyt. Elektrony mają ładunek ujemny, jeśli
więc związek chemiczny jest wysycony ponad miarę, mówimy, że ma ujemny
potencjał redoks, jeśli ma ich niedobór - dodatni potencjał redoks.
Potencjał ten mierzymy formalnie w woltach, choć poszczególne
potencjały mierzymy w sposób względny porównując z potencjałem zerowym
przyjętym w sposób umowny.
   Jeśli jakaś substancja ma dodatni potencjał, czyli ma deficyt
aktywnych elektronów, mówimy, że jest utleniona. Jeśli natomiast ma
ujemny potencjał, mówimy, że jest mocno wysycona elektronami, czyli
jest zredukowana.

   Substancje, które są mocno pozbawione elektronów (utlenione), mogą
przyjmować je od innych cząsteczek. Same ulegają one wtedy redukcji.
Owe inne cząsteczki ulegają natomiast utlenieniu. I odwrotnie.
Substancje, które są wysycone elektronami (zredukowane) mogą je
oddawać, czyli ulegać utlenieniu. Cząsteczka, która te elektrony
przyjmuje ulega natomiast redukcji.

   Widzimy więc, że reakcje tego typu są zawsze sprzężone, jak coś
się utlenia, to coś innego się redukuje. Utleniacz - utlenia inną
substancję samemu się redukując, reduktor - redukuje inną substancję
samemu się utleniając.


   Metale

   Przyjrzyjmy się najprostszym substancjom, jakimi są metale. Jak
wiemy niektóre z nich mogą występować na różnych stopniach utlenienia,
np. żelazo może występować na stopniu utlenienia Fe2+ i Fe3+, miedź
może występować jako Cu1+ i Cu2+, mangan jako Mn2+, Mn4+, Mn6+ i Mn7+,
chrom jako Cr3+ i Cr6+. Liczba przy znaku plus oznacza tu
wartościowość, czyli wielkość deficytu elektronów w sztukach przy
każdym atomie. Im wyższa wartość, tym bardziej utleniony jest dany
atom. Metale na różnych stopniach utlenienia mają zupełnie różne
właściwości biologiczne. Przykładowo żelazo przyswajalne jest jedynie
jako Fe2+. Jednak spontanicznie ulega ono utlenieniu do Fe3+. Stąd
duża rola witaminy C jako antyutleniacza. Potrafi ona zredukować
żelazo Fe3+ z powrotem do Fe2+ (samemu się oczywiście utleniając) i
poprawić jego przyswajalność.

   W przypadku chromu - właściwa postać przyswajalna i odżywcza to
postać Cr3+. Postać Cr6+ jest natomiast również przyswajalna, jednak
jest wysoce toksyczna. Występują również formy chromu Cr2+ i Cr4+,
jednak są one bardzo nietrwałe, w zależności od towarzystwa szybko
przechodzą one do +3 lub +6.
   Jeśli chodzi o mangan - formą używaną przez organizm jest Mn2+.
Przykładem formy Mn7+ jest nadmanganian potasu używany powszechnie w
bardzo małych rozcieńczeniach do dezynfekcji. Wynika to z tego, że
łatwo ulega on redukcji, do form niższych, czyli łatwo utlenia inne
substancje, np. bakterie, czy grzyby. Również miedź występuje w
organizmie głównie jako forma Cu1+ a nie Cu2+. Widzimy więc, że
wykluwa się tu pewna reguła:

 *** Metale występują w organizmie przede wszystkim w mniej trwałej
formie zredukowanej ***

   Myślę, że nie jest to przypadkowe. Wynika to z faktu, że będąc w
centrum aktywnym enzymu w stanie wyższego wysycenia elektronami
łatwiej katalizują one różnorodne reakcje chemiczne, a w szczególności
reakcje redoks.

   W drugiej kolejności przyjrzyjmy się tlenowi, gdyż wokół niego
kręci się większość reakcji redoks. Tlen występuje w przyrodzie na
dwóch stopniach utlenienia: jako gaz na stopniu utlenienia zero O2(0)
oraz jako woda na stopniu utlenienia '-2': O(2-). Postać gazowa jest
postacią o bardzo silnych właściwościach utleniających. Czyli bardzo
łatwo odbiera on elektrony innym substancjom (samemu się przy tym
redukując). Szczególnie łatwo utlenia postać tlenu singletowego O,
czyli nie połączonego w cząsteczkę O­2. Głównym sposobem pozyskiwania
energii w organizmie człowieka jest proces spalania substancji
paliwowych (cukru, tłuszczu). W dużym skrócie można wyróżnić w nim
dwie fazy: 1) ekstrahowanie wodoru H z paliwa oraz 2) spalanie wodoru
z tlenem (utlenianie H(0) -> H(1+) sprzężone z magazynowaniem znacznej
części energii tego procesu w cząsteczkach wysokoenergetycznych ATP.

cdn...

dr n. med. Krzysztof Piotr Michalak
----