Окисно-відновні реакції в біологічних системах

У процесі життєдіяльності в клітинах і тканинах можуть виникати різниці електричних потенціалів. Електрохімічні перетворення в організмі можна розділити на 2 основні групи.

  • 1. Окислювально-відновні процеси внаслідок перенесення електронів від одних молекул до інших. Ці процеси мають електронну природу.
  • 2. Процеси, пов’язані з перенесенням іонів (без зміни їх зарядів) і з утворенням биопотенциалов. Біопотенціали, реєстровані в організмі, – це в основному мембранні потенціали. Вони мають іонну природу. У результаті цих процесів виникають потенціали між різними прошарками тканин, що знаходяться в різних фізіологічних станах. Вони пов’язані з різною інтенсивністю протікання фізіологічних окислювально-відновних процесів. Наприклад, потенціали, що утворюються в тканинах поверхні листа на освітленій і неосвітленій стороні в результаті різної інтенсивності протікання процесу фотосинтезу. Освітлену ділянку виявляється позитивно зарядженим по відношенню до неосвітленій.

В окисно-відновних процесах, що мають електронну природу, можна виділити три групи.

До першої групи можна віднести процеси, пов’язані з переносом електронів між речовинами без участі кисню і водню. Ці процеси здійснюються за участю комплексів перенесення електронів – гетеровалентного і гетероядерних комплексів. Перенесення електронів відбувається в комплексних з’єднаннях одного і того ж металу або атомів різних металів, але різною мірою окислення. Чинним початком переносу електронів є перехідні метали, які проявляють декілька стійких ступенів окислення, і для перенесення електронів і протонів не вимагаються великі енергетичні витрати, перенесення може здійснюватися на великі відстані. Оборотність процесів дозволяє багаторазово брати участь у циклічних процесах. Дані коливальні процеси виявлені в ферментативном каталізі (цитохроми), синтезі білків, обмінних процесах. Дана група перетворень бере участь у підтримці антиокислювального гомеостазу і в захисті організму від окисного стресу. Вони є активними регуляторами вільно-радикальних процесів, системою утилізації активних форм кисню, перекису водню, беруть участь в окисленні субстратів типу каталази, пероксидази, дегідрогенази. Ці системи здійснюють антиоксидантну, антиперекисного дію.

У біохімічних процесах мають місце суміщені хімічні рівноваги: ​​окислювально-відновні, протолітіче-ські і процеси комплексоутворення. Процеси, як правило, мають ферментативний характер. Види ферментативного окислення: дегідрогеназну, оксидазного (цитохроми, вільнорадикальне окислення-відновлення). Протікають в організмі окислювально-відновні процеси умовно можна розділити на такі типи: 1) реакції внутрішньомолекулярного дисмутації (диспропорції-нирования) за рахунок атомів вуглецю субстрату; 2) реакції міжмолекулярні. Наявність у атомів вуглецю широкого діапазону ступенів окислення від -4 до +4 свідчить про його подвійності. Тому в органічній хімії поширені реакції окислювально-відновної дисмутації за рахунок атомів вуглецю, які протікають внутрішньо- і міжмолекулярних.

Посилання на основну публікацію