oxidação

Oxidações são reações químicas com o consumo de oxigênio. No corpo, eles são particularmente importantes em relação à geração de energia durante a glicólise. As oxidações do próprio corpo produzem resíduos oxidativos, que estão associados a processos de envelhecimento e a várias doenças.

Qual é a oxidação?

O químico Antoine Laurent de Lavoisier cunhou o termo oxidação. Ele usou o nome para descrever a união de elementos ou compostos químicos com oxigênio. O termo foi posteriormente expandido para incluir reações de desidrogenação nas quais um átomo de hidrogênio é removido dos compostos. A desidratação, em particular, é um processo importante na bioquímica.

Em processos bioquímicos, por exemplo, átomos de hidrogênio são frequentemente removidos de compostos orgânicos por coenzimas como NAD, NADP ou FAD. Em bioquímica, uma reação de transferência de elétrons é conhecida como oxidação, na qual um agente redutor libera elétrons para um agente oxidante. O agente redutor é "oxidado" desta forma.

As oxidações no corpo humano estão geralmente associadas a reações de redução. Este princípio é descrito no contexto da reação redox. Reduções e oxidações devem, portanto, ser entendidas apenas como reações parciais da reação redox comum. A reação redox corresponde, portanto, a uma combinação de oxidação e redução, que transfere elétrons do agente redutor para o agente oxidante.

No sentido mais restrito, toda reação química que consome oxigênio é considerada uma oxidação bioquímica. Em um sentido mais amplo, a oxidação é qualquer reação bioquímica com transferência de elétrons.

Função e tarefa

A oxidação corresponde à liberação de elétrons. A redução é a absorção de determinados elétrons. Juntos, esses processos são conhecidos como reação redox e formam a base de qualquer tipo de geração de energia. A oxidação libera a energia que é absorvida durante a redução.

A glicose é um fornecedor de energia facilmente armazenável e, ao mesmo tempo, um importante bloco de construção para as células. As moléculas de glicose constituem aminoácidos e outros compostos vitais. Em bioquímica, o termo glicólise descreve a oxidação de carboidratos. Os carboidratos são decompostos em seus blocos de construção individuais no corpo, ou seja, em moléculas de glicose e frutose.

Dentro das células, a frutose é convertida em glicose de forma relativamente rápida. Nas células, a glicose com a fórmula molecular C6H12O6 é usada para gerar energia por meio do consumo de oxigênio com a fórmula molecular O2, em que dióxido de carbono com a fórmula molecular CO2 e água com a fórmula H2O são criados. Essa oxidação da molécula de glicose fornece oxigênio e decompõe o hidrogênio.

O objetivo de toda oxidação desse tipo é obter o ATP do fornecedor de energia. Para tanto, a oxidação descrita ocorre no citoplasma, no plasma mitocondrial e na membrana mitocondrial.

Em muitos contextos, a oxidação é referida como a base da vida, pois garante a produção da própria energia do corpo. Uma chamada cadeia de oxidação ocorre dentro da mitocôndria, o que é crucial para o metabolismo humano, porque toda vida é energia. Os seres vivos usam seu metabolismo para gerar energia e, assim, garantir a sobrevivência.

No caso de oxidações dentro da mitocôndria, além da energia do produto da reação, também há resíduos de oxidação. Esse lixo corresponde a compostos quimicamente ativos que são considerados radicais livres e são controlados pelo corpo por enzimas.

Doenças e enfermidades

A oxidação, no sentido de uma quebra de compostos de alta energia em baixa energia, ocorre continuamente no corpo humano enquanto gera energia. Nesse contexto, a oxidação é utilizada para gerar energia e ocorre nas mitocôndrias, também chamadas de pequenas centrais elétricas das células. Os compostos de alta energia do próprio corpo são armazenados no corpo como ATP após esse tipo de oxidação.

A fonte de energia para a oxidação é o alimento, para cuja conversão é necessário oxigênio. Este tipo de oxidação produz radicais agressivos. O corpo normalmente intercepta esses radicais usando mecanismos de proteção e os neutraliza. Um dos mecanismos de proteção mais importantes neste contexto é a atividade de antioxidantes não enzimáticos. Sem essas substâncias, os radicais atacariam o tecido humano e, acima de tudo, causariam danos permanentes às mitocôndrias.

O alto estresse físico e mental aumenta o metabolismo e o consumo de oxigênio, o que leva ao aumento da formação de radicais. O mesmo se aplica à inflamação no corpo ou à exposição a fatores externos como radiação UV, raios radioativos e raios cósmicos ou toxinas ambientais e fumaça de cigarro.

Antioxidantes protetores, como vitamina A, vitamina C, vitamina E e carotenóides ou selênio, não são mais capazes de absorver os efeitos nocivos da oxidação radical quando expostos ao aumento da exposição aos radicais. Esse cenário está associado ao envelhecimento natural e a processos patológicos, como o desenvolvimento do câncer.

A desnutrição, o consumo de venenos, a exposição à radiação, esportes extensos, estresse mental e doenças agudas e crônicas criam mais radicais livres do que o corpo pode suportar. Os radicais livres têm um elétron a mais ou a menos. Para compensar, eles tentam tirar elétrons de outras moléculas, o que pode levar à oxidação dos componentes do próprio corpo, como os lipídios dentro da membrana.

Os radicais livres podem causar mutações no DNA do núcleo e no DNA mitocondrial. Além do câncer e do envelhecimento, estão associados à arteriosclerose, diabetes, reumatismo, esclerose múltipla, Parkinson, Alzheimer e imunodeficiência, ou catarata e hipertensão.

Os radicais livres ligam [proteínas]] s, proteínas-açúcar e outros componentes de substâncias básicas entre si e, portanto, tornam mais difícil a remoção de resíduos metabólicos ácidos. O ambiente está se tornando cada vez mais favorável para patógenos, como o tecido conjuntivo em particular "acidifica".