உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம். ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள். உடலில் ரெடாக்ஸ் செயல்முறைகளின் பங்கு. ரெடாக்ஸ் சாத்தியம். நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு

ஆற்றல் இல்லாமல் எந்த உயிரினமும் இருக்க முடியாது. அனைத்து பிறகு, ஒவ்வொரு இரசாயன எதிர்வினை, எந்த செயல்முறை அதன் இருப்பு தேவைப்படுகிறது. இதை எவரும் புரிந்துகொள்வதும் உணருவதும் எளிது. நீங்கள் நாள் முழுவதும் உணவை உண்ணவில்லை என்றால், மாலையில், மற்றும் அதற்கு முன்னதாக, அதிகரித்த சோர்வு, சோம்பல் அறிகுறிகள் தொடங்கும், மேலும் உங்கள் வலிமை கணிசமாகக் குறையும்.

ஆற்றலைப் பெற பல்வேறு உயிரினங்கள் எவ்வாறு தழுவின? இது எங்கிருந்து வருகிறது மற்றும் செல் உள்ளே என்ன செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன? இந்தக் கட்டுரையில் அதைக் கண்டுபிடிக்க முயற்சிப்போம்.

உயிரினங்களால் ஆற்றல் உற்பத்தி

உயிரினங்கள் எவ்வாறு ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன என்பது முக்கியமல்ல, அடிப்படை எப்போதும் வேறுபட்டது. பச்சை தாவரங்கள் மற்றும் சில பாக்டீரியாக்களால் மேற்கொள்ளப்படும் ஒளிச்சேர்க்கைக்கான சமன்பாடும் OVR ஆகும். இயற்கையாகவே, உயிரினங்கள் எதைக் குறிக்கின்றன என்பதைப் பொறுத்து செயல்முறைகள் மாறுபடும்.

எனவே, அனைத்து விலங்குகளும் ஹீட்டோரோட்ரோப்கள். அதாவது, ரசாயனப் பிணைப்புகளின் ஆற்றலை மேலும் முறித்து வெளியிடுவதற்குத் தங்களுக்குள் ஆயத்த கரிம சேர்மங்களை சுயாதீனமாக உருவாக்கிக்கொள்ள முடியாத உயிரினங்கள்.

தாவரங்கள், மாறாக, நமது கிரகத்தில் கரிமப் பொருட்களின் மிக சக்திவாய்ந்த உற்பத்தியாளர். அவை ஒளிச்சேர்க்கை எனப்படும் ஒரு சிக்கலான மற்றும் முக்கியமான செயல்முறையை மேற்கொள்கின்றன, இது ஒரு சிறப்புப் பொருளின் செல்வாக்கின் கீழ் நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடில் இருந்து குளுக்கோஸை உருவாக்குகிறது - குளோரோபில். துணை தயாரிப்பு ஆக்ஸிஜன் ஆகும், இது அனைத்து ஏரோபிக் உயிரினங்களுக்கும் உயிர் ஆதாரமாகும்.

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள், இந்த செயல்முறையை விளக்கும் எடுத்துக்காட்டுகள்:

• 6CO 2 + 6H 2 O = குளோரோபில் = C 6 H 10 O 6 + 6O 2;

• கார்பன் டை ஆக்சைடு + குளோரோபில் நிறமியின் செல்வாக்கின் கீழ் (எதிர்வினை நொதி) = மோனோசாக்கரைடு + இலவச மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜன்.

கனிம சேர்மங்களின் இரசாயன பிணைப்புகளின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் திறன் கொண்ட கிரகத்தின் உயிரியலின் பிரதிநிதிகளும் உள்ளனர். அவை கீமோட்ரோப்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இதில் பல வகையான பாக்டீரியாக்கள் அடங்கும். எடுத்துக்காட்டாக, மண்ணில் உள்ள அடி மூலக்கூறுகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் ஹைட்ரஜன் நுண்ணுயிரிகள். செயல்முறை சூத்திரத்தின்படி நிகழ்கிறது: 2H 2 +0 2 = 2H 2 0.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் பற்றிய அறிவின் வளர்ச்சியின் வரலாறு

ஆற்றல் உற்பத்தியின் அடிப்படையிலான செயல்முறை இன்று நன்கு அறியப்பட்டதாகும். இது உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம். உயிர்வேதியியல் அனைத்து செயல்களின் நுணுக்கங்களையும் வழிமுறைகளையும் மிக விரிவாக ஆய்வு செய்துள்ளது, கிட்டத்தட்ட மர்மங்கள் எதுவும் இல்லை. இருப்பினும், இது எப்போதும் இல்லை.

இயற்கையில் இரசாயன எதிர்வினைகளான உயிரினங்களுக்குள் சிக்கலான மாற்றங்கள் நிகழ்கின்றன என்ற உண்மையின் முதல் குறிப்பு 18 ஆம் நூற்றாண்டில் தோன்றியது. இந்த நேரத்தில்தான் பிரபல பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் அன்டோயின் லாவோசியர், உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் எரிப்பு எவ்வளவு ஒத்ததாக இருக்கிறது என்பதில் கவனம் செலுத்தினார். சுவாசத்தின் போது உறிஞ்சப்படும் ஆக்ஸிஜனின் தோராயமான பாதையை அவர் கண்டறிந்தார் மற்றும் பல்வேறு பொருட்களின் எரிப்பு போது வெளிப்புறத்தை விட மெதுவாக உடலில் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகள் நிகழ்கின்றன என்ற முடிவுக்கு வந்தார். அதாவது, ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் - ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகள் - கரிம சேர்மங்களுடன், குறிப்பாக அவற்றிலிருந்து ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பனுடன் வினைபுரிகின்றன, மேலும் கலவைகளின் சிதைவுடன் ஒரு முழுமையான மாற்றம் ஏற்படுகிறது.

இருப்பினும், இந்த அனுமானம் அதன் சாராம்சத்தில் மிகவும் யதார்த்தமானது என்றாலும், பல விஷயங்கள் தெளிவாக இல்லை. உதாரணமாக:

• செயல்முறைகள் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், அவை நிகழும் நிலைமைகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும், ஆனால் குறைந்த உடல் வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனேற்றம் ஏற்படுகிறது;
• செயல் ஒரு பெரிய அளவிலான வெப்ப ஆற்றலின் வெளியீட்டோடு இல்லை மற்றும் சுடர் உருவாக்கம் ஏற்படாது;
• வாழும் உயிரினங்களில் குறைந்தது 75-80% தண்ணீர் உள்ளது, ஆனால் இது அவற்றில் உள்ள ஊட்டச்சத்துக்களை "எரிப்பதை" தடுக்காது.

இந்தக் கேள்விகள் அனைத்திற்கும் பதிலளிக்கவும், உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் உண்மையில் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்ளவும் பல ஆண்டுகள் ஆனது.

செயல்பாட்டில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் இருப்பின் முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கும் பல்வேறு கோட்பாடுகள் இருந்தன. மிகவும் பொதுவான மற்றும் மிகவும் வெற்றிகரமானவை:

• பெராக்சைடு கோட்பாடு எனப்படும் பாக் கோட்பாடு;
• பல்லடின் கோட்பாடு, "குரோமோஜன்கள்" என்ற கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

அதைத் தொடர்ந்து, ரஷ்யாவிலும் உலகின் பிற நாடுகளிலும் இன்னும் பல விஞ்ஞானிகள் இருந்தனர், அவர்கள் உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் என்றால் என்ன என்ற கேள்விக்கு படிப்படியாக சேர்த்தல் மற்றும் மாற்றங்களைச் செய்தனர். நவீன காலத்தின் உயிர்வேதியியல், அவர்களின் படைப்புகளுக்கு நன்றி, இந்த செயல்முறையின் ஒவ்வொரு எதிர்வினையையும் பற்றி சொல்ல முடியும். இந்தத் துறையில் மிகவும் பிரபலமான சில பெயர்கள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன:

• மிட்செல்;
• எஸ்.வி. செவெரின்;
• வார்பர்க்;
• வி. ஏ. பெலிட்சர்;
• லெனிங்கர்;
• V. P. Skulachev;
• கிரெப்ஸ்;
• பச்சை;
• வி. ஏ. ஏங்கல்ஹார்ட்;
• கெய்லின் மற்றும் பலர்.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் வகைகள்

வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் ஏற்படும் இரண்டு முக்கிய வகை செயல்முறைகளை நாம் கருத்தில் கொள்ளலாம். இவ்வாறு, பல வகையான நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் பூஞ்சைகளில் பெறப்பட்ட உணவை மாற்றுவதற்கான பொதுவான முறை காற்றில்லா உள்ளது. இது ஒரு உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றமாகும், இது ஆக்ஸிஜனை அணுகாமல் மற்றும் எந்த வடிவத்திலும் அதன் பங்கேற்பு இல்லாமல் நிகழ்கிறது. நிலத்தடி, அழுகும் அடி மூலக்கூறுகள், வண்டல், களிமண், சதுப்பு நிலங்கள் மற்றும் விண்வெளியில் கூட காற்று அணுகல் இல்லாத இடங்களில் இதே போன்ற நிலைமைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

இந்த வகை ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு மற்றொரு பெயர் உள்ளது - கிளைகோலிசிஸ். இது மிகவும் சிக்கலான மற்றும் உழைப்பு மிகுந்த, ஆனால் ஆற்றல் நிறைந்த செயல்முறையின் நிலைகளில் ஒன்றாகும் - ஏரோபிக் மாற்றம் அல்லது திசு சுவாசம். இது பரிசீலனையில் உள்ள இரண்டாவது வகை செயல்முறையாகும். சுவாசத்திற்கு ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்தும் அனைத்து ஏரோபிக் உயிருள்ள ஹீட்டோரோட்ரோபிக் உயிரினங்களிலும் இது நிகழ்கிறது.

இவ்வாறு, உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் வகைகள் பின்வருமாறு.

1. கிளைகோலிசிஸ், காற்றில்லா பாதை. ஆக்ஸிஜனின் இருப்பு தேவையில்லை மற்றும் நொதித்தல் பல்வேறு வடிவங்களில் முடிவடைகிறது.
2. திசு சுவாசம் (ஆக்ஸிடேடிவ் பாஸ்போரிலேஷன்), அல்லது ஏரோபிக் வகை. மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனின் இருப்பு தேவைப்படுகிறது.

செயல்பாட்டில் பங்கேற்பாளர்கள்

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் கொண்டிருக்கும் அம்சங்களை நேரடியாகக் கருத்தில் கொண்டு செல்லலாம். எதிர்காலத்தில் நாம் பயன்படுத்தும் முக்கிய கலவைகள் மற்றும் அவற்றின் சுருக்கங்களை வரையறுப்போம்.

1. அசிடைல் கோஎன்சைம் ஏ (அசிடைல்-கோஏ) என்பது ஆக்ஸாலிக் மற்றும் அசிட்டிக் அமிலத்தின் ஒடுக்கம் ஆகும், இது ஒரு கோஎன்சைமுடன் ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சியின் முதல் கட்டத்தில் உருவாகிறது.
2. கிரெப்ஸ் சுழற்சி (சிட்ரிக் அமில சுழற்சி, ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமிலங்கள்) என்பது ஆற்றல் வெளியீடு, ஹைட்ரஜனைக் குறைத்தல் மற்றும் முக்கியமான குறைந்த-மூலக்கூறு-எடை தயாரிப்புகளின் உருவாக்கம் ஆகியவற்றுடன் கூடிய சிக்கலான வரிசைமுறை ரெடாக்ஸ் மாற்றங்களின் தொடர் ஆகும். இது கேடா மற்றும் அனபோலிசத்தின் முக்கிய இணைப்பாகும்.
3. NAD மற்றும் NAD*H என்சைம் டீஹைட்ரோஜினேஸ் ஆகும், இது நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடை குறிக்கிறது. இரண்டாவது சூத்திரம் ஹைட்ரஜன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு மூலக்கூறு ஆகும். NADP - நிகோடினமைடு அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு பாஸ்பேட்.
4. FAD மற்றும் FAD*H - ஃபிளவின் அடினைன் டைனுக்ளியோடைடு - டீஹைட்ரோஜினேஸின் கோஎன்சைம்.
5. ஏடிபி - அடினோசின் ட்ரைபாஸ்போரிக் அமிலம்.
6. PVA = பைருவிக் அமிலம் அல்லது பைருவேட்.
7. சுசினேட் அல்லது சுசினிக் அமிலம், H 3 PO 4 - பாஸ்போரிக் அமிலம்.
8. ஜிடிபி என்பது குவானோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் ஆகும், இது பியூரின் நியூக்ளியோடைடுகளின் ஒரு வகுப்பாகும்.
9. ETC என்பது எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து சங்கிலி.
10. செயல்முறை நொதிகள்: பெராக்ஸிடேஸ்கள், ஆக்சிஜனேஸ்கள், சைட்டோக்ரோம் ஆக்சிடேஸ்கள், ஃபிளவின் டீஹைட்ரஜனேஸ்கள், பல்வேறு கோஎன்சைம்கள் மற்றும் பிற சேர்மங்கள்.

இந்த கலவைகள் அனைத்தும் உயிரினங்களின் திசுக்களில் (செல்கள்) நிகழும் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்பாட்டில் நேரடி பங்கேற்பாளர்கள்.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் நிலைகள்: அட்டவணை

இவை அனைத்தும் ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்புடன் உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்துடன் வரும் செயல்முறைகள். இயற்கையாகவே, அவை முழுமையாக விவரிக்கப்படவில்லை, ஆனால் சாராம்சத்தில் மட்டுமே, விரிவான விளக்கத்திற்கு புத்தகத்தின் முழு அத்தியாயமும் தேவைப்படுகிறது. உயிரினங்களின் அனைத்து உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளும் மிகவும் பன்முகத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் சிக்கலானவை.

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் செயல்முறை

ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள், மேலே விவரிக்கப்பட்ட அடி மூலக்கூறு ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளை விளக்கக்கூடிய எடுத்துக்காட்டுகள் பின்வருமாறு.

1. கிளைகோலிசிஸ்: மோனோசாக்கரைடு (குளுக்கோஸ்) + 2NAD + + 2ADP = 2PVK + 2ATP + 4H + + 2H 2 O + NADH.
2. பைருவேட் ஆக்சிஜனேற்றம்: PVA + என்சைம் = கார்பன் டை ஆக்சைடு + அசிடால்டிஹைடு. அடுத்த படி: அசிடால்டிஹைடு + கோஎன்சைம் ஏ = அசிடைல்-கோஏ.
3. கிரெப்ஸ் சுழற்சியில் சிட்ரிக் அமிலத்தின் பல வரிசை மாற்றங்கள்.

இந்த ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள், மேலே கொடுக்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள், பொதுவான வடிவத்தில் மட்டுமே நிகழும் செயல்முறைகளின் சாரத்தை பிரதிபலிக்கின்றன. கேள்விக்குரிய சேர்மங்கள் அதிக மூலக்கூறு எடை அல்லது பெரிய கார்பன் எலும்புக்கூட்டைக் கொண்டுள்ளன என்பது அறியப்படுகிறது, எனவே எல்லாவற்றையும் முழுமையான சூத்திரங்களுடன் சித்தரிக்க முடியாது.

திசு சுவாசத்தின் ஆற்றல் வெளியீடு

மேலே உள்ள விளக்கங்களிலிருந்து, அனைத்து ஆக்சிஜனேற்றத்தின் மொத்த ஆற்றல் விளைச்சலைக் கணக்கிடுவது கடினம் அல்ல என்பது தெளிவாகிறது.

1. கிளைகோலிசிஸ் இரண்டு ஏடிபி மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகிறது.
2. 12 ஏடிபி மூலக்கூறுகளால் பைருவேட்டின் ஆக்சிஜனேற்றம்.
3. ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சியில் 22 மூலக்கூறுகள் உள்ளன.

முடிவு: ஏரோபிக் பாதை வழியாக முழுமையான உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் 36 ஏடிபி மூலக்கூறுகளுக்கு சமமான ஆற்றல் வெளியீட்டை அளிக்கிறது. உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் முக்கியத்துவம் வெளிப்படையானது. இந்த ஆற்றலைத்தான் உயிரினங்கள் வாழ்க்கை மற்றும் செயல்பாட்டிற்கு பயன்படுத்துகின்றன, அதே போல் தங்கள் உடலை வெப்பமாக்குவதற்கும், நகரும் மற்றும் பிற தேவையான பொருட்களுக்கும் பயன்படுத்துகின்றன.

அடி மூலக்கூறின் காற்றில்லா ஆக்சிஜனேற்றம்

இரண்டாவது வகை உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் காற்றில்லாது. அதாவது, அனைவருக்கும் ஏற்படக்கூடிய ஒன்று, ஆனால் இது சில வகையான நுண்ணுயிரிகளுக்கு மட்டுமே. மேலும் இந்த புள்ளியில் இருந்து ஏரோப்ஸ் மற்றும் அனேரோப்ஸ் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள பொருட்களின் மேலும் மாற்றத்தில் உள்ள வேறுபாடுகளை தெளிவாகக் காணலாம்.

இந்த பாதையில் உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் நிலைகள் குறைவு.

1. கிளைகோலிசிஸ், அதாவது ஒரு குளுக்கோஸ் மூலக்கூறின் ஆக்சிஜனேற்றம் பைருவேட்டாக மாறுகிறது.
2. நொதித்தல் ஏடிபி மீளுருவாக்கம்.

நொதித்தல் பல்வேறு வகைகளாக இருக்கலாம், அதைச் செயல்படுத்தும் உயிரினங்களைப் பொறுத்து.

லாக்டிக் அமில நொதித்தல்

இது லாக்டிக் அமில பாக்டீரியா மற்றும் சில பூஞ்சைகளால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. PVA ஐ லாக்டிக் அமிலமாக குறைப்பதே யோசனை. இந்த செயல்முறை தொழில்துறையில் பெற பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• புளித்த பால் பொருட்கள்;
• ஊறுகாய் காய்கறிகள் மற்றும் பழங்கள்;
• விலங்குகளுக்கு சிலேஜ்.

இந்த வகை நொதித்தல் மனித தேவைகளுக்கு மிகவும் பயன்படுத்தப்படும் ஒன்றாகும்.

மது நொதித்தல்

பழங்காலத்திலிருந்தே மக்களுக்குத் தெரியும். செயல்முறையின் சாராம்சம் பிவிசியை இரண்டு எத்தனால் மூலக்கூறுகளாகவும் கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் இரண்டு மூலக்கூறுகளாகவும் மாற்றுவதாகும். இந்த தயாரிப்பு விளைச்சல் காரணமாக, இந்த வகை நொதித்தல் பெறுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• ரொட்டி;
• குற்ற உணர்வு;
• பீர்;
• மிட்டாய் மற்றும் பிற பொருட்கள்.

இது ஒரு பாக்டீரியா இயற்கையின் பூஞ்சை, ஈஸ்ட்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

பியூட்ரிக் அமில நொதித்தல்

மிகவும் குறுகிய குறிப்பிட்ட வகை நொதித்தல். இது க்ளோஸ்ட்ரிடியம் இனத்தைச் சேர்ந்த பாக்டீரியாக்களால் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. சாராம்சம் பைருவேட்டை பியூட்ரிக் அமிலமாக மாற்றுவதாகும், இது உணவுக்கு விரும்பத்தகாத வாசனையையும் வெறித்தனமான சுவையையும் தருகிறது.

எனவே, இந்த பாதையைப் பின்பற்றும் உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் தொழில்துறையில் நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. இருப்பினும், இந்த பாக்டீரியாக்கள் சுயாதீனமாக உணவுப் பொருட்களை தடுப்பூசி போட்டு, தீங்கு விளைவிக்கும், அவற்றின் தரத்தை குறைக்கின்றன.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றம் -இது உயிரினங்களில் உள்ள பல்வேறு பொருட்களின் ரெடாக்ஸ் மாற்றங்களின் தொகுப்பாகும். ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் என்பது அணுக்களின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் மாற்றத்துடன் நிகழும் எதிர்வினைகள், அவைகளுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களின் மறுபகிர்வு காரணமாகும்.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் வகைகள்:

1)ஏரோபிக் (மைட்டோகாண்ட்ரியல்) ஆக்சிஜனேற்றம்ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்புடன் ஊட்டச்சத்துக்களின் ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கவும், ஏடிபி வடிவில் குவிக்கவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஏரோபிக் ஆக்சிஜனேற்றம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது திசு சுவாசம், இது ஏற்படும் போது, ​​திசுக்கள் தீவிரமாக ஆக்ஸிஜனை உட்கொள்கின்றன.

2) காற்றில்லா ஆக்சிஜனேற்றம்- இது ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்பு இல்லாமல் பொருட்களிலிருந்து ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்கும் ஒரு துணை முறையாகும். ஆக்ஸிஜன் பற்றாக்குறை இருக்கும்போது, ​​அதே போல் தீவிர தசை வேலை செய்யும் போது காற்றில்லா ஆக்சிஜனேற்றம் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

3) மைக்ரோசோமல் ஆக்சிஜனேற்றம்மருந்துகள் மற்றும் விஷங்களை நடுநிலையாக்குவதற்கும், பல்வேறு பொருட்களின் தொகுப்புக்கும் நோக்கம் கொண்டது: அட்ரினலின், நோர்பைன்ப்ரைன், தோலில் உள்ள மெலனின், கொலாஜன், கொழுப்பு அமிலங்கள், பித்த அமிலங்கள், ஸ்டீராய்டு ஹார்மோன்கள்.

4) ஃப்ரீ ரேடிக்கல் ஆக்சிஜனேற்றம்உயிரணு சவ்வுகளின் புதுப்பித்தல் மற்றும் ஊடுருவலை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு அவசியம்.

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் முக்கிய வழி மைட்டோகாண்ட்ரியல் ஆகும், பயன்பாட்டிற்கு கிடைக்கக்கூடிய வடிவத்தில் உடலுக்கு ஆற்றலை வழங்குவதோடு தொடர்புடையது. மனிதர்களுக்கான ஆற்றலின் ஆதாரங்கள் பல்வேறு கரிம சேர்மங்கள்: கார்போஹைட்ரேட்டுகள், கொழுப்புகள், புரதங்கள். ஆக்சிஜனேற்றத்தின் விளைவாக, ஊட்டச்சத்துக்கள் இறுதி தயாரிப்புகளாக உடைகின்றன, முக்கியமாக CO 2 மற்றும் H 2 O (புரதங்களின் முறிவு NH 3 ஐ உருவாக்குகிறது). இந்த வழக்கில் வெளியிடப்பட்ட ஆற்றல் உயர் ஆற்றல் சேர்மங்களின் வேதியியல் பிணைப்புகளின் ஆற்றலின் வடிவத்தில் குவிகிறது, முக்கியமாக ஏடிபி.

மேக்ரோர்ஜிக் ஆற்றல் நிறைந்த பிணைப்புகளைக் கொண்ட உயிரணுக்களின் கரிம சேர்மங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. உயர்-ஆற்றல் பிணைப்புகளின் நீராற்பகுப்பு (ஒரு சைனஸ் கோட்டால் குறிக்கப்படுகிறது ~) 4 kcal/mol (20 kJ/mol) ஐ விட அதிகமாக வெளியிடுகிறது. வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டின் போது இரசாயன பிணைப்புகளின் ஆற்றலை மறுபகிர்வு செய்வதன் விளைவாக மேக்ரோஜிக் பிணைப்புகள் உருவாகின்றன. பெரும்பாலான உயர் ஆற்றல் கலவைகள் பாஸ்போரிக் அமில அன்ஹைட்ரைடுகள், எடுத்துக்காட்டாக, ஏடிபி, ஜிடிபி, யுடிபி போன்றவை. அடினோசின் ட்ரைபாஸ்பேட் (ATP) உயர் ஆற்றல் பிணைப்புகளைக் கொண்ட பொருட்களில் ஒரு மைய இடத்தைப் பிடித்துள்ளது.

அடினைன் – ரைபோஸ் – P ​​~ P ~ P, P என்பது பாஸ்போரிக் அமில எச்சம்

சைட்டோபிளாசம், மைட்டோகாண்ட்ரியா மற்றும் கருக்களில் உள்ள ஒவ்வொரு செல்லிலும் ஏடிபி காணப்படுகிறது. உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் ஏடிபியின் உருவாக்கத்துடன் பாஸ்பேட் குழுவை ஏடிபிக்கு மாற்றுவதுடன் சேர்ந்துள்ளது (இந்த செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது பாஸ்போரிலேஷன்) இவ்வாறு, ஆற்றல் ஏடிபி மூலக்கூறுகளின் வடிவத்தில் சேமிக்கப்படுகிறது, தேவைப்பட்டால், பல்வேறு வகையான வேலைகளை (மெக்கானிக்கல், எலக்ட்ரிக்கல், ஆஸ்மோடிக்) செய்யவும் மற்றும் தொகுப்பு செயல்முறைகளை மேற்கொள்ளவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மனித உடலில் ஆக்சிஜனேற்ற அடி மூலக்கூறுகளை ஒருங்கிணைக்கும் அமைப்பு

உணவு மூலக்கூறுகளில் உள்ள இரசாயன ஆற்றலை நேரடியாகப் பயன்படுத்துவது சாத்தியமற்றது, ஏனென்றால் உள் மூலக்கூறு பிணைப்புகள் உடைக்கப்படும் போது, ​​ஒரு பெரிய அளவு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது, இது செல் சேதத்திற்கு வழிவகுக்கும். உணவுப் பொருட்கள் உடலில் நுழைவதற்கு, அவை தொடர்ச்சியான குறிப்பிட்ட மாற்றங்களுக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும், இதன் போது சிக்கலான கரிம மூலக்கூறுகளின் பல-நிலை முறிவு எளிமையானதாக நிகழ்கிறது. இது படிப்படியாக ஆற்றலை விடுவித்து ஏடிபி வடிவில் சேமிப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது.

பல்வேறு சிக்கலான பொருட்களை ஒரு ஆற்றல் அடி மூலக்கூறாக மாற்றும் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது ஒருங்கிணைத்தல்.ஒருங்கிணைப்பில் மூன்று நிலைகள் உள்ளன:

1. தயாரிப்பு நிலைசெரிமான மண்டலத்திலும், உடல் செல்களின் சைட்டோபிளாஸிலும் ஏற்படுகிறது . பெரிய மூலக்கூறுகள் அவற்றின் கட்டமைப்புத் தொகுதிகளாக உடைகின்றன: பாலிசாக்கரைடுகள் (ஸ்டார்ச், கிளைகோஜன்) - மோனோசாக்கரைடுகளுக்கு; புரதங்கள் - அமினோ அமிலங்களுக்கு; கொழுப்புகள் - கிளிசரால் மற்றும் கொழுப்பு அமிலங்களுக்கு. இது ஒரு சிறிய அளவிலான ஆற்றலை வெளியிடுகிறது (சுமார் 1%), இது வெப்பமாக சிதறடிக்கப்படுகிறது.

2. திசு மாற்றங்கள்செல்களின் சைட்டோபிளாஸில் தொடங்கி மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் முடிவடைகிறது. இன்னும் எளிமையான மூலக்கூறுகள் உருவாகின்றன, அவற்றின் வகைகளின் எண்ணிக்கை கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் தயாரிப்புகள் பல்வேறு பொருட்களின் வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளுக்கு பொதுவானவை: பைருவேட், அசிடைல்-கோஎன்சைம் ஏ (அசிடைல்-கோஏ), α-கெட்டோகுளூட்டரேட், ஆக்சலோஅசெட்டேட் போன்றவை. இந்த சேர்மங்களில் மிக முக்கியமானது அசிடைல்-கோஏ - ஒரு அசிட்டிக் அமில எச்சம், சல்பர் கோஎன்சைம் ஏ மூலம் உயர்-ஆற்றல் பிணைப்பினால் எஸ் இணைக்கப்பட்டிருப்பது வைட்டமின் பி 3 (பாந்தோதெனிக் அமிலம்) இன் செயலில் உள்ள வடிவமாகும். புரதங்கள், கொழுப்புகள் மற்றும் கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் முறிவின் செயல்முறைகள் அசிடைல்-கோஏ உருவாகும் கட்டத்தில் ஒன்றிணைகின்றன, பின்னர் ஒரு வளர்சிதை மாற்ற சுழற்சியை உருவாக்குகிறது. இந்த நிலை ஒரு பகுதி (20% வரை) ஆற்றலின் வெளியீட்டால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதில் ஒரு பகுதி ஏடிபி வடிவில் குவிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒரு பகுதி வெப்ப வடிவில் சிதறடிக்கப்படுகிறது.

3. மைட்டோகாண்ட்ரியல் நிலை. இரண்டாவது கட்டத்தில் உருவாகும் தயாரிப்புகள் சுழற்சி ஆக்ஸிஜனேற்ற அமைப்பில் நுழைகின்றன - ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமில சுழற்சி (கிரெப்ஸ் சுழற்சி) மற்றும் தொடர்புடைய மைட்டோகாண்ட்ரியல் சுவாச சங்கிலி. கிரெப்ஸ் சுழற்சியில், அசிடைல்-CoA ஆனது CO 2 ஆக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது மற்றும் ஹைட்ரஜன் கேரியர்களுடன் பிணைக்கப்படுகிறது - NAD + H 2 மற்றும் FAD H 2 . ஹைட்ரஜன் மைட்டோகாண்ட்ரியாவின் சுவாச சங்கிலியில் நுழைகிறது, அங்கு அது ஆக்ஸிஜனால் H 2 O ஆக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையானது பொருட்களின் இரசாயன பிணைப்புகளின் ஆற்றலில் தோராயமாக 80% வெளியீட்டுடன் சேர்ந்துள்ளது, இதன் ஒரு பகுதி ATP உருவாவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. மற்றும் பகுதி வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படுகிறது.

திசுக்களில் உள்ள முக்கிய ஆக்சிடோரேடக்டேஸின் வகைப்பாடு மற்றும் பண்புகள்

உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் ஒரு முக்கிய அம்சம் இது சில நொதிகளின் செயல்பாட்டின் கீழ் நிகழ்கிறது (ஆக்ஸிடோரேடக்டேஸ்).ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் தேவையான அனைத்து நொதிகளும் குழுமங்களாக இணைக்கப்படுகின்றன, அவை ஒரு விதியாக, பல்வேறு செல் சவ்வுகளில் சரி செய்யப்படுகின்றன. அனைத்து நொதிகளின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டின் விளைவாக, இரசாயன மாற்றங்கள் ஒரு கன்வேயர் பெல்ட்டில் இருப்பது போல படிப்படியாக மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. இந்த வழக்கில், ஒரு நிலையின் எதிர்வினை தயாரிப்பு அடுத்த கட்டத்திற்கான தொடக்க கலவை ஆகும்.

ஆக்சிடோரேடக்டேஸ் வகைப்பாடு:

1. டீஹைட்ரஜனேஸ்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட அடி மூலக்கூறிலிருந்து ஹைட்ரஜனை அகற்றுதல்:

SH 2 + A → S +AH 2

ஆற்றல் மீட்பு சம்பந்தப்பட்ட செயல்முறைகளில், உயிரியல் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை மிகவும் பொதுவான வகையாகும் டிஹைட்ரஜனேற்றம், அதாவது, ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட அடி மூலக்கூறிலிருந்து இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களைப் பற்றின்மை மற்றும் அவை ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு மாற்றப்படும். உண்மையில், வாழும் அமைப்புகளில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் வடிவத்தில் காணப்படவில்லை, ஆனால் இது ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான் (H + மற்றும் ē) ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகையாகும், அதன் இயக்கத்தின் பாதைகள் வேறுபட்டவை.

டீஹைட்ரோஜினேஸ்கள் சிக்கலான புரதங்கள் (சிக்கலான நொதியின் புரதம் அல்லாத பகுதி) ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவராகவும் குறைக்கும் முகவராகவும் இருக்கலாம். அடி மூலக்கூறுகளிலிருந்து ஹைட்ரஜனை எடுத்துக்கொள்வதன் மூலம், கோஎன்சைம்கள் குறைக்கப்பட்ட வடிவமாக மாறுகின்றன. கோஎன்சைம்களின் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்கள் புரோட்டான்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் எலக்ட்ரான்களை மற்றொரு கோஎன்சைமுக்கு தானம் செய்யலாம், இது அதிக ரெடாக்ஸ் திறனைக் கொண்டுள்ளது.

1) முடிந்துவிட்டது + - மற்றும் என்ஏடிபி + -சார்ந்த டீஹைட்ரஜனேஸ்கள்(கோஎன்சைம்கள் - NAD + மற்றும் NADP + - வைட்டமின் பிபி செயலில் வடிவங்கள் ). ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட அடி மூலக்கூறு SH2 இலிருந்து இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக ஒரு குறைக்கப்பட்ட வடிவம் உருவாகிறது - NAD + H2:

SH 2 + NAD + ↔ S + NAD + H 2

2) FAD-சார்ந்த டீஹைட்ரஜனேஸ்கள்(கோஎன்சைம்கள் FAD மற்றும் FMN ஆகியவை வைட்டமின் B2 இன் செயலில் உள்ள வடிவங்கள்). இந்த நொதிகளின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறன்கள், அவை ஹைட்ரஜனை நேரடியாக ஆக்சிஜனேற்ற அடி மூலக்கூறு மற்றும் குறைக்கப்பட்ட NADH 2 இலிருந்து ஏற்க அனுமதிக்கின்றன. இந்த வழக்கில், FAD·H 2 மற்றும் FMN·H 2 இன் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்கள் உருவாகின்றன.

SH 2 + FAD ↔ S + FAD N 2

NAD + H 2 + FMN ↔ NAD + + FMN H 2

3) கோஎன்சைம்கேஅல்லது ubiquinone,இது FAD H 2 மற்றும் FMN H 2 ஐ டீஹைட்ரஜனேற்றம் செய்து இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களைச் சேர்த்து, KoQ H 2 ஆக மாறும் ( ஹைட்ரோகுவினோன்):

FMN H 2 + KoQ ↔ FMN + KoQ H 2

2. இரும்பு கொண்ட ஹெமின் எலக்ட்ரான் கேரியர்கள் - சைட்டோக்ரோம்கள்b, c 1 , c, a, a 3 . சைட்டோக்ரோம்கள் குரோமோபுரோட்டீன்களின் (வண்ண புரதங்கள்) வகுப்பைச் சேர்ந்த நொதிகள். சைட்டோக்ரோம்களின் புரதமற்ற பகுதி குறிப்பிடப்படுகிறது ஹெம், இரும்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஹீமோகுளோபின் ஹீமுக்கு நெருக்கமான ஒரு மூலக்கூறு ஒரு எலக்ட்ரானை மாற்றியமைக்கும் திறன் கொண்டது, மேலும் இரும்பின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலை:

சைட்டோக்ரோம்(Fe 3+) + ē ↔ சைட்டோக்ரோம்(Fe 2+)

சைட்டோக்ரோம்கள் a,a 3 என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வளாகத்தை உருவாக்குகிறது சைட்டோக்ரோம் ஆக்சிடேஸ். மற்ற சைட்டோக்ரோம்களைப் போலல்லாமல், சைட்டோக்ரோம் ஆக்சிடேஸ் இறுதி எலக்ட்ரான் ஏற்பியான ஆக்ஸிஜனுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும்.

1. டீஹைட்ரஜனேற்றம் எதிர்வினை: SH 2 + HAD + = S + HADH+H +

2. எலக்ட்ரான் இழப்பு: O 2 0 + 1eàO 2 -

3. குறைக்கப்பட்ட அடி மூலக்கூறிலிருந்து மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜனுக்கு 2H + பரிமாற்றம்: SH 2 + O 2 0 +2e = S + H 2 O

4. அடி மூலக்கூறுக்கு ஆக்ஸிஜனைச் சேர்த்தல்: SH 2 + 1/2O 2 0 +2e= HO - S -H

2. எலக்ட்ரோடு மற்றும் ரெடாக்ஸ் சாத்தியக்கூறுகளின் நிகழ்வின் வழிமுறை. நெர்ன்ஸ்ட்-பீட்டர்ஸ் சமன்பாடுகள்.

பொருட்களின் ரெடாக்ஸ் திறனின் அளவீடு ரெடாக்ஸ் திறன் ஆகும். சாத்தியமான வெளிப்பாட்டின் பொறிமுறையைக் கருத்தில் கொள்வோம். ஒரு எதிர்வினை உலோகம் (Zn, Al) அதன் உப்பின் கரைசலில் மூழ்கும்போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக ZnSO 4 இன் கரைசலில் Zn, ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையின் விளைவாக உலோகத்தின் கூடுதல் கரைப்பு, ஒரு ஜோடி உருவாக்கம், இரட்டை உலோகத்தின் மேற்பரப்பில் மின் அடுக்கு மற்றும் Zn 2 +/Zn° ஜோடியின் சாத்தியக்கூறுகளின் தோற்றம்.

ஒரு உலோகம் அதன் உப்பு கரைசலில் மூழ்கியது, எடுத்துக்காட்டாக துத்தநாக சல்பேட்டின் கரைசலில் துத்தநாகம், முதல் வகையான மின்முனை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யும் இரண்டு-கட்ட மின்முனையாகும். ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினையின் விளைவாக சாத்தியம் உருவாகிறது (படம் 8.1). குறைந்த செயலில் உள்ள உலோகங்கள் (Cu) அவற்றின் சொந்த உப்பின் கரைசலில் மூழ்கும்போது, ​​எதிர் செயல்முறை கவனிக்கப்படுகிறது. உப்புக் கரைசலைக் கொண்ட உலோகத்தின் இடைமுகத்தில், அதிக எலக்ட்ரான் ஏற்பி திறனைக் கொண்ட ஒரு அயனியின் குறைப்பு செயல்முறையின் விளைவாக உலோக படிவு ஏற்படுகிறது, இது அணுக்கருவின் அதிக கட்டணம் மற்றும் அயனியின் சிறிய ஆரம் காரணமாகும். மின்முனை நேர்மறையாக சார்ஜ் ஆகிறது, அதிகப்படியான உப்பு எதிர்மின் அயனிகள் மின்முனைக்கு அருகிலுள்ள இடத்தில் இரண்டாவது அடுக்கை உருவாக்குகின்றன, மேலும் Cu 2 +/Cu° ஜோடியின் மின்முனைத் திறன் எழுகிறது. குறைப்பு செயல்முறையின் விளைவாக சாத்தியம் உருவாகிறது (படம் 8.2). எலக்ட்ரோடு ஆற்றலின் வழிமுறை, அளவு மற்றும் அடையாளம் ஆகியவை எலக்ட்ரோடு செயல்பாட்டில் பங்கேற்பாளர்களின் அணுக்களின் கட்டமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன.

எனவே, உலோகத்தின் (எலக்ட்ரோடு) பங்கேற்புடன் நிகழும் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் குறைப்பு செயல்முறைகளின் விளைவாக ஒரு உலோகத்திற்கும் தீர்வுக்கும் இடையிலான இடைமுகத்தில் எழும் திறன் மற்றும் இரட்டை மின் அடுக்கு உருவாக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மின்முனை திறன்.

எலக்ட்ரான்கள் ஒரு துத்தநாகத் தட்டிலிருந்து செப்புத் தட்டுக்கு மாற்றப்பட்டால், தட்டுகளின் சமநிலை சீர்குலைந்துவிடும். இதைச் செய்ய, துத்தநாகம் மற்றும் தாமிரத் தகடுகளை, அவற்றின் உப்புகளின் கரைசல்களில் மூழ்கி, ஒரு உலோகக் கடத்தியுடன் இணைக்கிறோம், மேலும் மின்சுற்றை மூடுவதற்கு எலக்ட்ரோலைட் பாலம் (கே 2 எஸ்ஓ 4 கரைசல் கொண்ட ஒரு குழாய்) உடன் மின்முனைக்கு அருகில் உள்ள தீர்வுகளை இணைக்கிறோம். துத்தநாக மின்முனையில் ஆக்சிஜனேற்ற அரை-எதிர்வினை ஏற்படுகிறது:

மற்றும் தாமிரத்தின் மீது - குறைப்பு அரை-எதிர்வினை:

மொத்த ரெடாக்ஸ் எதிர்வினையால் மின்சாரம் ஏற்படுகிறது:

மின்சுற்றில் மின்னோட்டம் தோன்றுகிறது. ஒரு கால்வனிக் கலத்தில் மின்னோட்டம் (EMF) ஏற்படுவதற்கும், பாய்வதற்கும் காரணம் மின்முனை ஆற்றல்களில் உள்ள வேறுபாடு (E) - அத்தி. 8.3

அரிசி. 8.3கால்வனிக் கலத்தின் மின்சுற்று வரைபடம்

கால்வனிக் செல்ரெடாக்ஸ் செயல்முறையின் வேதியியல் ஆற்றல் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படும் ஒரு அமைப்பாகும். ஒரு கால்வனிக் கலத்தின் வேதியியல் சுற்று பொதுவாக ஒரு குறுகிய வரைபடத்தின் வடிவத்தில் எழுதப்படுகிறது, அங்கு அதிக எதிர்மறை மின்முனை இடதுபுறத்தில் வைக்கப்படுகிறது, இந்த மின்முனையில் உருவாகும் ஜோடி செங்குத்து கோடுடன் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் சாத்தியமான ஜம்ப் காட்டப்படுகிறது. இரண்டு கோடுகள் தீர்வுகளுக்கு இடையிலான எல்லையைக் குறிக்கின்றன. எலக்ட்ரோடு சார்ஜ் அடைப்புக்குறிக்குள் குறிக்கப்படுகிறது: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - கால்வனிக் கலத்தின் இரசாயன சுற்று வரைபடம்.

ஜோடியின் ரெடாக்ஸ் ஆற்றல்கள் மின்முனை செயல்பாட்டில் பங்கேற்பாளர்களின் தன்மை மற்றும் கரைசலில் உள்ள மின்முனை செயல்பாட்டில் பங்கேற்பாளர்களின் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்களின் சமநிலை செறிவுகளின் விகிதம், கரைசலின் வெப்பநிலை மற்றும் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் மூலம்.

ரெடாக்ஸ் அமைப்பின் ஒரு அளவு பண்பு ரெடாக்ஸ் திறன், பிளாட்டினம் மற்றும் அக்வஸ் கரைசல் கட்டங்களுக்கு இடையே உள்ள இடைமுகத்தில் எழுகிறது. SI அலகுகளில் உள்ள சாத்தியத்தின் அளவு வோல்ட் (V) இல் அளவிடப்படுகிறது மற்றும் கணக்கிடப்படுகிறது நெர்ன்ஸ்ட்-பீட்டர்ஸ் சமன்பாடு:

இதில் a(Ox) மற்றும் a(Red) முறையே ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்களின் செயல்பாடு ஆகும்; ஆர்- உலகளாவிய வாயு மாறிலி; டி- தெர்மோடைனமிக் வெப்பநிலை, கே; எஃப்- ஃபாரடே மாறிலி (96,500 C/mol); n- அடிப்படை ரெடாக்ஸ் செயல்பாட்டில் பங்கேற்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை; a - ஹைட்ரோனியம் அயனிகளின் செயல்பாடு; மீ- அரை-எதிர்வினையில் ஹைட்ரஜன் அயனிக்கு முன் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் குணகம். மதிப்பு φ° என்பது நிலையான ரெடாக்ஸ் சாத்தியமாகும், அதாவது. a(Ox) = a(Red) = a(H +) = 1 மற்றும் கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையின் கீழ் சாத்தியம் அளவிடப்படுகிறது.

2H + /H 2 அமைப்பின் நிலையான ஆற்றல் 0 V எனக் கருதப்படுகிறது. நிலையான ஆற்றல்கள் குறிப்பு மதிப்புகள் மற்றும் 298K வெப்பநிலையில் அட்டவணைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு வலுவான அமில சூழல் உயிரியல் அமைப்புகளுக்கு பொதுவானது அல்ல, எனவே, வாழ்க்கை அமைப்புகளில் நிகழும் செயல்முறைகளை வகைப்படுத்த, முறையான ஆற்றல் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது a(Ox) = a(சிவப்பு), pH 7.4 மற்றும் வெப்பநிலை 310K ( உடலியல் நிலை). ஒரு ஜோடியின் சாத்தியக்கூறுகளை எழுதும் போது, ​​அது ஒரு பின்னமாகக் குறிக்கப்படுகிறது, எண்களில் ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர் மற்றும் வகுப்பில் குறைக்கும் முகவர்.

நிலையான மதிப்புகளை மாற்றிய பின் 25 °C (298K)க்கு (R = 8.31 J/mol deg; எஃப்= 96,500 C/mol) நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு பின்வரும் வடிவத்தை எடுக்கும்:

இதில் φ° என்பது ஜோடியின் நிலையான ரெடாக்ஸ் திறன், V; o.f உடன் மற்றும் v.f. - முறையே ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்களின் சமநிலை செறிவுகளின் தயாரிப்பு; x மற்றும் y ஆகியவை அரை-எதிர்வினைச் சமன்பாட்டில் உள்ள ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் குணகங்களாகும்.

எலக்ட்ரோடு திறன் அதன் உப்பு கரைசலில் மூழ்கியிருக்கும் உலோகத் தகட்டின் மேற்பரப்பில் உருவாகிறது மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் செறிவு மாறாததால், ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவத்தின் [M n+] செறிவை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. அதே பெயரின் அயனியின் செறிவில் மின்முனை ஆற்றலின் சார்பு சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

இதில் [M n+ ] என்பது உலோக அயனியின் சமநிலை செறிவு ஆகும்; n- அரை-எதிர்வினையில் பங்கேற்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் உலோக அயனியின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது.

ரெடாக்ஸ் அமைப்புகள் இரண்டு வகைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன:

1) கணினியில் மட்டுமே எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 +. இது தனிமைப்படுத்தப்பட்ட ரெடாக்ஸ் சமநிலை;

2) எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் புரோட்டான் பரிமாற்றத்தால் நிரப்பப்படும் போது அமைப்புகள், அதாவது. கவனிக்கப்பட்டது பல்வேறு வகையான ஒருங்கிணைந்த சமநிலை:புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் இரண்டு துகள்களுக்கு இடையே சாத்தியமான போட்டியுடன் புரோட்டோலிடிக் (அமில-அடிப்படை) மற்றும் ரெடாக்ஸ். உயிரியல் அமைப்புகளில், முக்கியமான ரெடாக்ஸ் அமைப்புகள் இந்த வகையைச் சேர்ந்தவை.

இரண்டாவது வகை அமைப்பின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு, உடலில் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடைப் பயன்படுத்துவதற்கான செயல்முறையாகும்: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O, அத்துடன் ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட பல ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களின் அமில சூழலில் குறைப்பு. : CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2-, MnO 4 - . எடுத்துக்காட்டாக, MnO 4 - + 8H + + 5ē = = Mn 2 + + 4H 2 O. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் இந்த அரை-எதிர்வினையில் பங்கேற்கின்றன. ஒரு ஜோடியின் திறன் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

பரந்த அளவிலான கூட்டு ஜோடிகளில், ஜோடியின் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்கள் பல்வேறு அளவுகளில் ஆக்சிஜனேற்றத்தில் (MnO 4 - /Mn 2 +) கரைசலில் உள்ளன. அளவிடும் மின்முனையாக

இந்த வழக்கில், செயலற்ற பொருளால் (Pt) செய்யப்பட்ட மின்முனை பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின்முனையானது மின்முனை செயல்பாட்டில் ஒரு பங்கேற்பாளர் அல்ல மற்றும் எலக்ட்ரான் கேரியரின் பாத்திரத்தை மட்டுமே வகிக்கிறது.

ஒரு கரைசலில் நிகழும் ரெடாக்ஸ் செயல்முறையின் காரணமாக உருவாகும் சாத்தியம் என்று அழைக்கப்படுகிறது ரெடாக்ஸ் திறன்.

இது அளவிடப்படுகிறது ரெடாக்ஸ் மின்முனைஜோடியின் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவங்களைக் கொண்ட ஒரு கரைசலில் காணப்படும் ஒரு செயலற்ற உலோகமாகும். உதாரணமாக, அளவிடும் போது E o Fe 3 + /Fe 2 + ஜோடிகள் ரெடாக்ஸ் மின்முனையைப் பயன்படுத்துகின்றன - பிளாட்டினம் அளவிடும் மின்முனை. குறிப்பு மின்முனையானது ஹைட்ரஜன் ஆகும், இதன் ஜோடி திறன் அறியப்படுகிறது.

கால்வனிக் கலத்தில் ஏற்படும் எதிர்வினை:

இரசாயன சங்கிலி வரைபடம்: (-)Pt|(H 2 °), H+||Fe 3 +, Fe 2 +|Pt(+).

எனவே, ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு திறன் (ORP)கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் குறைக்கும் வடிவங்களின் செயல்பாடுகள் ஒன்றுக்கு சமமாக இருக்கும் அமைப்பின் சாத்தியமாகும். ORP ஆனது ரெடாக்ஸ் மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி நிலையான குறிப்பு மின்முனைகளுடன் இணைந்து அளவிடப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைக்கும் அதன் சொந்த உள்ளது ரெடாக்ஸ் ஜோடி- இந்த ஜோடி ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தில் உள்ள பொருளைக் கொண்டுள்ளது (Fe +3 /Fe +2).

ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் செயல்பாட்டின் அளவு அளவீடு அதன் ORP இன் மதிப்பாகும்.

ORP நீராவி >>>ஆக்ஸிடைசர்

ORP ஜோடிகள்<<<восстановитель

ORP சார்ந்தது:

1. ரெடாக்ஸ் ஜோடியின் இயல்பு,

2. செறிவுகள்

3. வெப்பநிலை

3. ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்கள் மற்றும் குறைக்கும் முகவர்களின் ஒப்பீட்டு வலிமை. ரெடாக்ஸ் சாத்தியக்கூறுகளின் மதிப்புகளின் அடிப்படையில் ரெடாக்ஸ் செயல்முறைகளின் திசையை முன்னறிவித்தல்.

ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு திறன் என்பது பொருட்களின் ரெடாக்ஸ் திறனின் அளவீடு ஆகும். நிலையான ஜோடி சாத்தியக்கூறுகளின் மதிப்புகள் குறிப்பு அட்டவணையில் குறிக்கப்படுகின்றன.

ஹைட்ரஜனுடன் தொடர்புடைய குறைக்கும் முகவர்களாக செயல்படும் மின்முனைகளின் (E°) நிலையான சாத்தியக்கூறுகள் “-” அடையாளத்தைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் “+” குறியானது ஆக்ஸிஜனேற்ற முகவர்களாக இருக்கும் மின்முனைகளின் நிலையான ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளது.

உலோகங்கள் அவற்றின் நிலையான மின்முனை ஆற்றல்களின் வரிசையை அதிகரிக்கும் வரிசையில் ஏற்பாடு செய்யப்படுகின்றன என்று அழைக்கப்படுகின்றன உலோகங்களின் மின்வேதியியல் மின்னழுத்தத் தொடர் : Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd Pt, Au.

ரெடாக்ஸ் சாத்தியக்கூறுகளின் தொடரில் பின்வரும் வடிவங்கள் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன.

1. ஒரு ஜோடியின் நிலையான ரெடாக்ஸ் திறன் எதிர்மறையாக இருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக φ°(Zn 2+ (p)/Zn°(t)) = -0.76 V, பின்னர் ஹைட்ரஜன் ஜோடியுடன் தொடர்புடையது, அதன் சாத்தியம் அதிகமாக உள்ளது, இது ஜோடி குறைக்கும் முகவராக செயல்படுகிறது. ஆற்றல் முதல் பொறிமுறையால் (ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை) உருவாகிறது.

2. ஜோடியின் சாத்தியக்கூறு நேர்மறையாக இருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக φ°(Cu 2 +(p)/ Cu(t)) = +0.345 V என்பது ஹைட்ரஜன் அல்லது பிற இணைப்பு ஜோடியின் திறன் குறைவாக இருக்கும், இந்த ஜோடி ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்றமாகும். முகவர். இந்த ஜோடியின் திறன் இரண்டாவது பொறிமுறையால் (குறைப்பு எதிர்வினை) உருவாகிறது.

3. ஒரு ஜோடியின் நிலையான சாத்தியத்தின் இயற்கணித மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவத்தின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறன் அதிகமாகும் மற்றும் இந்த ஜோடியின் குறைக்கப்பட்ட வடிவத்தின் குறைக்கும் திறன் குறைவாக இருக்கும். நேர்மறை ஆற்றலின் மதிப்பில் குறைவு மற்றும் எதிர்மறையின் அதிகரிப்பு ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாட்டில் குறைவு மற்றும் குறைப்பு செயல்பாட்டின் அதிகரிப்புக்கு ஒத்திருக்கிறது. உதாரணமாக.

நம் வாழ்வில் பல அழிவு செயல்முறைகள் ஆக்ஸிஜனேற்றத்துடன் தொடர்புடையவை, அதாவது அவை ஆக்ஸிஜனின் பங்கேற்புடன் நிகழ்கின்றன. இருப்பினும், உடலின் இயல்பான செயல்பாட்டிற்கு ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் அவசியம். அவை ஆற்றல் உற்பத்தி, மீட்பு, ஹோமியோஸ்டாஸிஸ் செயல்முறைகள் மற்றும் பிற முக்கிய செயல்பாடுகளை பாதிக்கின்றன. இங்கே முக்கிய விஷயம் சமநிலையை பராமரிப்பது மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் நமது எதிரியாக மாறும் போது எல்லையை கடக்க அனுமதிக்காது.

மனித உடலில் நிகழும் செயல்முறைகள் மாறாமல் ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினையுடன் தொடர்புடையவை. இந்த வழக்கில், சிக்கலான பொருட்கள் உடைந்து (ஆக்சிஜனேற்றம்) எளிமையானவை மற்றும் வாழ்க்கைக்குத் தேவையான ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

இருப்பினும், இத்தகைய ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் முடிவுகள் இரண்டு விளைவுகளைக் கொண்டிருக்கலாம்: நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை.

ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினைகளின் முடிவுகள்

ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் சமநிலை நீண்ட ஆயுளுக்கு முக்கியமாகும்

அனைத்து உடல் அமைப்புகளின் இயல்பான செயல்பாட்டிற்கும் மனித ஆரோக்கியத்திற்கும் தேவையான நிபந்தனை ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளுக்கு இடையிலான சமநிலையாகும். ஒரு திசையில் அல்லது இன்னொரு திசையில் இந்த நிகழ்வின் மாற்றம் ஒரு நோயியல் மற்றும் ஒரு தகவமைப்பு எதிர்வினையாக இருக்கலாம்.

அதிக ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகள் இருந்தால், நம் உடலுக்கு ஒரு கடினமான நேரம் உள்ளது. அதிக எண்ணிக்கையிலான ஃப்ரீ ரேடிக்கல்கள் (ஆக்சிஜனேற்ற செயல்பாட்டின் போது உருவாகின்றன) ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகின்றன, இது உடலில் உள்ள ஆரோக்கியமான செல்களை பாதிக்கிறது.

இது வீரியம் மிக்க கட்டிகள், முன்கூட்டிய வயதான மற்றும் கடுமையான நோய்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும். பல்வேறு வைரஸ்கள் உடலில் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக ஊடுருவுகின்றன, ஏனெனில் அது பாதுகாக்கப்படவில்லை, மேலும் தொற்று நோய்களுக்கு நாம் மிகவும் பாதிக்கப்படுகிறோம்.

உடல் பலவீனமடையும் போது, ​​தீங்கு விளைவிக்கும் UV-A கதிர்வீச்சு ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையைத் தூண்டுகிறது, இதனால் தோல் மற்றும் உடல் முழுவதும் சரிசெய்ய முடியாத சேதம் ஏற்படுகிறது. நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு மற்றும் டிஎன்ஏ இதனால் பாதிக்கப்படுகிறது.

ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் சமநிலையை பாதிக்கும் காரணிகள்:

• அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு.
• இரசாயனங்கள்.
• பாக்டீரியா, வைரஸ்கள்.
• மது, புகைத்தல்.
• சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு.
• மோசமான ஊட்டச்சத்து.

ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளுக்கு இடையில் சமநிலையை மீட்டெடுப்பது அல்லது சரியான நேரத்தில் பராமரிப்பது தீர்வுகளில் ஒன்றாகும். உணவு மற்றும் வாழ்க்கை முறையின் தரமான முன்னேற்றம் மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் இது சாத்தியமாகும்.

பெரிய நகரங்களில் வசிப்பவர்களுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது, அங்கு வெளியேற்றும் புகை மற்றும் மோசமான ஊட்டச்சத்து உடலில் உள்ள ஆக்ஸிஜனேற்ற அமைப்பை அழிக்கிறது. தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள் படிப்படியாக ஒரு நபருக்குள் குவிந்து, ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்திற்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் பல்வேறு நோய்க்குறியீடுகளை ஏற்படுத்துகின்றன.

ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்கள் - உடலின் முழுமையான பாதுகாப்பு

இன்று, 3,000 க்கும் மேற்பட்ட வெவ்வேறு ஆக்ஸிஜனேற்றங்கள் அறியப்படுகின்றன. அவை பொதுவாக 4 குழுக்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன:

1. தாவர பயோஃப்ளவனாய்டுகள். அவை ஒரு பொறியாக செயல்படுகின்றன: அவை ஃப்ரீ ரேடிக்கல்கள் மற்றும் நச்சுகளை கைப்பற்றி உடலில் இருந்து நீக்குகின்றன. அவர்களின் உதவியுடன், நீங்கள் இதய நோய்கள் மற்றும் புற்றுநோயின் அபாயத்தை குறைக்கலாம். ஆதாரம்: கேடசின், இது பச்சை தேயிலை, சிவப்பு ஒயின், சிட்ரஸ் பழங்களில் காணப்படுகிறது.
2. வைட்டமின்கள். ஆக்கிரமிப்பு ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களின் அதிகப்படியான ஆற்றலை உறிஞ்சி, சங்கிலி எதிர்வினையின் வளர்ச்சியை நிறுத்தவும் அல்லது மெதுவாக்கவும். இரண்டு வகைகள் உள்ளன: கொழுப்பில் கரையக்கூடியது (கொழுப்பு திசுக்களின் பாதுகாப்பு) மற்றும் நீரில் கரையக்கூடியது (தசைகள் மற்றும் இரத்த நாளங்களின் பாதுகாப்பு). உதாரணமாக, வைட்டமின்கள் ஏ, ஈ, சி, பீட்டா கரோட்டின்.
3. மனிதனால் தானாக உற்பத்தி செய்ய முடியாத கனிமங்கள். உடலில் உள்ள வைட்டமின்களின் இயல்பான அளவை பராமரிக்கவும் மற்றும் தொற்றுநோய்களிலிருந்து பாதுகாக்கவும். உதாரணம்: செலினியம், மாங்கனீசு, கால்சியம், துத்தநாகம்.
4. என்சைம்கள். வினையூக்கிகளாக செயல்பட, கிருமி நீக்கம் செய்து ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களை அகற்றும் செயல்முறையை துரிதப்படுத்துகிறது. எடுத்துக்காட்டு: என்சைம் கோஎன்சைம் Q10.

அவற்றின் தோற்றத்தைப் பொறுத்து, இரண்டு வகையான ஆக்ஸிஜனேற்றங்களை வேறுபடுத்தலாம்:

1. இயற்கையானது (உணவில் காணப்படுகிறது மற்றும் உடலால் சிறப்பாக உறிஞ்சப்படுகிறது).
2. செயற்கை (மருந்துத் துறையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் மருந்துகள்).

ஆக்ஸிஜனேற்றத்தின் பணக்கார ஆதாரம் தாவர உணவுகள். மூலம், தலாம், விதைகள் மற்றும் வேர்த்தண்டுக்கிழங்குகளில் இந்த மதிப்புமிக்க கூறுகள் பணக்கார உள்ளன. திராட்சை, பீட், அவுரிநெல்லிகள், கத்திரிக்காய் மற்றும் ஊதா முட்டைக்கோஸ் போன்ற பிரகாசமான நிறமுள்ள தாவரங்களின் தோல்களில் காணப்படும் பயோஃப்ளவனாய்டுகள் மிகவும் பயனுள்ள ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்கள் என்று சில விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர்.

வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்றிகளின் முக்கிய ஆதாரங்கள்:

• ஆரஞ்சு, ஆப்ரிகாட், பப்பாளி, தர்பூசணி, டேன்ஜரைன், நெக்டரைன், கிவி, மாம்பழம், கொட்டைகள்;
• கேரட், கடுகு, சூரியகாந்தி விதைகள், பூசணி, கீரை;
• ப்ரோக்கோலி, பீட், சோளம், தக்காளி, அஸ்பாரகஸ், கீரை;
• சூரை, கோழி, மாட்டிறைச்சி, சிப்பிகள், தானிய ரொட்டி, பால் பொருட்கள்;
• சிவப்பு இறைச்சி, சிப்பிகள், பீன்ஸ், சிவப்பு மீன்.

ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறைகளின் சமநிலை பல ஆபத்தான நோய்களின் தவிர்க்க முடியாத தடுப்பு ஆகும். ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்களை தவறாமல் உட்கொள்வதன் மூலம் உங்கள் இளமை மற்றும் நல்ல மனநிலையை நீடிக்க!

© Z. N. கிஸ்மத்துல்லினா - Ph.D. சமூகம். அறிவியல், இணைப் பேராசிரியர் துறை சமூக பணி, கல்வியியல் மற்றும் உளவியல் KNRTU, [மின்னஞ்சல் பாதுகாக்கப்பட்டது].