Antioksidantinio poveikio fermentai - prie fermentų, saugančių ląsteles nuo aktyvių deguonies formų, priskiriama superoksido dismutazę, katalazę ir glutationo peroksidazę. Šie fermentai labiausiai aktyvūs kepenyse, antinksčiuose ir inkstuose, ten kur mitochondrijų, citochromo P450 ir peroksisomų daugiausia. Superoksido dismutazė (SOD) paverčia superoksido anijonus į vandenilio peroksidą: 2O2•- +2H+ →H2O2+O2. SOD izofermentai yra ir citozolyje ir mitochondrijose ir yra kaipo tokia pirmoji gynybos linija, kadangi, esant elektronų nutekėjimui iš kvėpavimo grandinės,  superoksido anijonas paprastai susidaro iš aktyvių deguonies formų pirmasis. SOD sintezė padidėja jeigu tik ląstelėse yra aktyvuojama peroksidacija. Katalazė. Vandenilio peroksidas, kuris gali inicijuoti vienos iš aktyviausių aktyvių deguonies formų susidarymą - hidroksilo radikalo (OH•), yra ardomas fermento katalazės: 2H2O2→2H2O+O2. Katalazė randasi pagrinde peroksisomose, kur susidaro didžiausias kiekis vandenilio peroksido, taip pat ląsteles saugo ir leukocituose. Glutationo peroksidazė yra svarbus fermentas, aprūpinantis aktyvių deguonies formų inaktyvaciją, kadangi jis ardo ir vandenilio peroksidą ir lipidų hidroperoksidus. Jis katalizuoja peroksidų redukciją su tripeptido glutationo (y-glutamil cisteinilglicin) pagalba. Sulfhidrilinė glutationo grupė (GSH) tarnauja elektronų donoru ir oksiduodamasi sudaro disulfidinę glutationo formą, kurioje dvi glutationo molekulės surištos per disulfidinę grupę. H2O2+2GSH→2H2O+G-S-S-G. Oksiduotas glutationas redukuojamas glutationreduktaze: GS-SG+NADPH+H+→2GSH+NADP+. Glutationo peroksidazė, kuri redukuoja membranose lipidų hidroperoksidus, kaip kofermentą naudoją seleną (reikalingas maisto mikroelementas). Esant jo trūkumui antioksidantinės apsaugos aktyvumas mažėja. (T. p. plč. žr. Aktyviosios deguonies formos.)

Oksidacinis stresas - organizmo ląstelės pažeidimo procesas oksidacinių reakcijų eigoje. Visos gyvybės formos saugo savo ląstelių vidaus atstatomąją aplinką. Ląstelinis oksidacijos-redukcijos stovis yra palaikomas specializuotais fermentais ir tai vyksta esant pastoviems energijos apykaitos procesams. Tokios padėties sutrikdymas skatina atsirasti padidintą aktyviųjų deguonies formų lygį, tokių kaip peroksidai ir laisvieji radikalai. Tokių aktyviųjų deguonies formų poveikio rezultate oksiduojasi tokie svarbūs ląstelės komponentai kaip lipidai, baltymai ir nukleorūgštys. Oksidacinis stresas, žmogaus organizme yra viena iš priežasčių, arba svarbi, atsirandančių rimtų ligų sudedamoji dalis (aterosklerozė, hipertenzija, Alzheimerio liga, diabetas, prisideda prie senėjimo procesų). Nors reikia paminėti, kad kai kuriuose atvejuose oksidacinis stresas organizme yra panaudojamas kaip apsauginis mechanizmas. Žmogaus imuninė sistema naudoja šitą stresą kovoje su patogenais, o kai kurios reaktyvios deguonies formos gali tarnauti kaip tarpininkai perduodant signalus ir atlikti kitas funkcijas. Vertinant oksidacinio streso poveikio efektą, reikia turėti omenyje tai, kad daug kas priklauso nuo jo pasireiškimo stiprumo. Ląstelės gali sugrįžti į savo pradinį stovį su nedideliais pažeidimais, bet, labai stipriai pasireiškiantis oksidacinis stresas sukelia ląstelės žūtį. Aktyviųjų deguonies formų padidėjimas sukelia oksidacinį ląstelės stresą. Tokios aktyviosios deguonies formos gali būti laisvieji radikalai kaip antai peroksidai, superoksidas arba aktyviausias hidroksiradikalas. Tokios medžiagos, kaip jų oksidacijos rezultatą, gali sukelti daugelio ląstelės komponentų pažeidimus. Dauguma reaktyvios deguonies formos nuolat susidaro ląstelėje, bet jų normos lygis nedidelis ir ląstelė juos arba inaktyvuoja su antioksidantinės sistemos pagalba, arba pakeičia pažeistas molekules. Tokiu būdu, aktyvios…

Fotosintezė - organinių junginių susidarymas iš neorganinių augaluose ir kai kuriose bakterijose veikiant šviesos energijai. Augalai, dumbliai, tam tikros bakterijos transformuoja šviesos energiją į cheminę ryšių energiją. Fotosintezė yra saulės šviesos energijos vertimo ląstelių cheminių junginių energija. Tik apie 1 % į žemę patenkančios energijos yra paverčiama cheminių ryšių energija, t. y. sintetinamos organinės medžiagos. Didžioji augalų sausos masės dalį sudaro anglis, todėl fotosintezė yra svarbus anglies asimiliavimo būdas. Šį procesą atlieka melsvabakterės, dumbliai, kerpės, žemesnieji ir aukštesnieji augalai. Fotosintezė yra procesas, kurio metu saulės šviesos energija naudojama organinių junginių sintetinimo reakcijoms. Ją galima apibūdinti kaip vienos rūšies energijos virsmas kitos rūšies energija, nes saulės šviesos energija virsta angliavandenių cheminių ryšių energija. Vienas svarbiausių junginių, susidarančių šiam procesui, yra gliukozė (C6H12O2).    Saulės šviesos energija + 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2.      Fotosintezę atlieka žaliosios plastidės - chloroplastai. Chloroplastų daugiausia yra augalo pažaliavusiose dalyse, bet svarbiausias fotosintezės organas yra lapas. Saulės šviesai pasiekus lapą, jo ląstelių chloroplastuose esantys pigmentai chlorofilai sugeria mėlinuosius ir raudonuosius Saulės spektro spindulius, o žaliuosius praleidžia arba atspindi. Dėl tos priežasties lapai (ir chloroplastai) atrodo žali. Chlorofilas chloroplastuose susidaro tik šviesoje, o tamsoje suyra, todėl ilgai tamsoje laikytų augalų lapai tampa blyškūs. Fotosintezės šviesos fazėje, kuriai žinoma reikalinga šviesa, vyksta šviesos energijos sugėrimo reakcijos ir ji vyksta chloroplastų tilakoiduose. Šių reakcijų metu yra sugeriamas šviesos fotonas; skaidomas H2O (suskaidžius vandens molekulę išsiskiria O2); molekulinis…

Oksidacija - 1. Elektronų atidavimas. 2. Oksidacijos reakcija - medžiagų jungimosi su deguonimi reakcija. Oksidacija - cheminis procesas, kurio metu atomai, molekulės ar jonai atiduoda elektronus, todėl didėja jų oksidacijos laipsnis. Oksidacija yra medžiagos jungimasis su deguonimi arba vandenilio atomų netektis. Oksiduojamos medžiagos atomai yra vadinami elektronų donorais, o oksidatoriaus atomai - elektronų akceptoriais. Kartais dėl oksidacijos pradinės medžiagos molekulės tampa nestabilios ir suskyla į mažesnes, bet stabilias sudėtines dalis (pvz., radikalus). Naujai susidariusiuose junginiuose kai kurie atomai turi didesnį oksidacijos laipsnį nei tie patys atomai pradinės medžiagos molekulėje. Oksidatorius, priimdamas elektronus, įgyja redukcinių savybių ir tampa konjuguotu reduktoriumi.

Oksidas - elemento junginys su deguonimi. Oksidai yra sudėtinės medžiagos, sudarytos iš dviejų cheminių elementų, iš kurių vienas visada yra deguonis (O2), pvz., CaO, SO2 ir t. t. Oksidus galima skirstyti į rūgštinius, bazinius, amfoterinius ir indiferentinius. 1)Rūgštiniai oksidai - dauguma nemetalų oksidų yra rūgštiniai. Reaguodami su vandeniu, jie sudaro rūgštis (SO3+H2O→H2SO4). Su vandeniu nereaguoja SiO2 ir B2O3, bet juos atitinkančios rūgštys (H2SiO3, H3BO3) egzistuoja. 2)Baziniai oksidai - dauguma metalų oksidų yra baziniai. Būdingiausi baziniai oksidai reaguoja su vandeniu, sudarydami hidroksidus (Na2O + H2O → 2NaOH). Rūgštiniai ir baziniai oksidai gali reaguoti tarpusavyje, sudarydami druskas (Na2O + SO3 → Na2SO4). Kita vertus, baziniai oksidai gali reaguoti su rūgštimis, o rūgštiniai oksidai — su hidroksidais. 3) Amfoteriniai oksidai - tai dvejopos prigimties oksidai. Jiems būdingos ir rūgštinių, ir bazinių oksidų savybės. Amfoteriškumu pasižyminčius oksidus sudaro elementai, periodinėje lentelėje esantys metalų ir nemetalų sandūroje. Vienas iš amfoterinių oksidų — BeO, jis gali reaguoti su rūgštimis ir metalų hidroksidais. 4) Indiferentiniai oksidai - nemetalai gali sudaryti tokius oksidus, kurie nereaguoja nei su rūgštimis, nei su metalų hidroksidais (pvz., CO, NO). Oksidų savybės: • metalų oksidai - kietosios medžiagos, nemetalų oksidai - dujos, kietosios medžiagos, skysčiai; • sudaro junginius su vandeniu. Oksidų gavimas: 1. Vieninėms medžiagoms reaguojant su deguonimi (degimas). 2. Netirpių vandenyje hidroksidų skilimas kaitinant. 3. Druskų skilimas. Oksidų cheminės savybės: 1. Rūgštiniai oksidai reaguoja su vandeniu (susidaro rūgštys). 2. Baziniai oksidai…

Antioksidantai - medžiagos, sulėtinančios arba stabdančios oksidaciją. Antioksidantai - molekulės, junginiai arba fermentai apsaugantys ląsteles nuo susiformavusių  aktyvių deguonies formų ir užkertančios kelią laisvųjų radikalų poveikiui. Senėjimą lemia laisvųjų radikalų ir antioksidantų santykis - kuo labiau dominuoja antioksidantai, tuo lėčiau vyksta senėjimo procesas. Vieni pagrindinių antioksidantų esančių maiste yra vitaminai (pvz., A, C, E) ir mineralai (pvz., selenas), o mūsų ląstelėse yra specifinių fermentų (superoksido dismutazė, katalazė ir kt.), kurie organizmui padeda susitvarkyti nuo oksidacinių reakcijų galimo žalingo poveikio. Antioksidantai yra medžiagos, kurios slopina oksidaciją, dažnai dėl to, kad jos pirmiausia oksiduojamos. Antioksidantai (arba junginiai esantys organizme, kuriuose yra antioksidantinė medžiaga, suteikianti tam junginiui aktyvumą) sugauna laisvuosius radikalus, nutraukia reakcijų grandinę ir užkerta kelią ląstelių komponentų pažeidimui.  Antioksidantai nutraukia lipidų oksidaciją, DNR ardymą ir sulaiko arba inaktyvuoja laisvuosius radikalus, kurie gali pažeisti DNR ląstelėse ir sukelti mutacijas. Taigi, lipidų oksidacija kraujyje yra pirmasis žingsnis, pvz., išsivystant aterosklerozei, vartojant didelius kiekius tam tikrų antioksidantų (pvz., flavonoidų, melanoidų ir kt.), galima išvengti aterosklerozės išsivystymo. Kadangi oksidacijos reakcijos organizme dažnai sukelia audinius žalojančių laisvųjų radikalų susidarymą, antioksidantų vartojimas gali užkirsti kelią šiems pažeidimams. Antioksidantų įvairovė. Laisvieji deguonies radikalai, vandenilio peroksidas ir lipidų peroksidai susidaro kūno audiniuose vykstant daugelio substratų biologinėms oksidacijos reakcijoms ir yra inaktyvuojami kai kurių biologinių (endogeninių) antioksidantų, tarp kurių svarbią reikšmę turi atitinkami fermentai. Taigi, deguonies laisvųjų radikalų inaktyvacija vyksta veikiant fermentui superoksido dismutazei, o vandenilio peroksido inaktyvacija vyksta veikiant…

Selenas - cheminis VIA grupės elementas; simbolis -Se; nemetalas; pilki trapūs kristalai. Selenas yra būtinas organizme mikroelementas, apsaugantis organizmo ląsteles nuo žalingo laisvųjų radikalų poveikio, mažina riziką sirgti širdies ir kraujagyslių ligomis, onkologinėmis ligomis, lėtina senėjimo procesus. Selenas būtinas normaliai imuninės sistemos ir skydliaukės veiklai. Seleno atomai išoriniame sluoksnyje turi 6 elektronus ir po du nesuporuotus elektronus. Se oksidacijos laipsnis junginiuose su metalais ir vandeniliu dažniausiai -2, o su nemetalais - nuo +1 iki +6. Šios grupės elementai vadinami chalkogenais (lotyniškai „gimdančiais varį"), nes varis gamtoje dažniausiai pasitaiko junginiuose su šiais elementais. Selenas Se (taip pat ir telūras Te) yra retasis elementas; Se Žemės plutoje yra 0,05 ppm.  Selenas  grynas randamas kartu su siera, daugelis jo mineralų randama kartu su metalų sulfidais. Tiesiogiai išgauti Se iš mineralų yra ekonomiškai nenaudinga, nes šio mineralo būna labai nedaug. Todėl svarbiausias šio elemento šaltinis - vario elektrolizinio valymo anodinis šlamas. Se taipogi dar gaunamas iš dumblo, surenkamo sieros rūgšties gamyboje. Žinomos mažiausiai šešios alotropines Se atmainos: raudonosios monoklininės (α , β , γ), sudarytos iš beveik identiškų Se8 žiedų (analogiškai S8) ir besiskiriančios tik žiedų sanglauda kristaluose; pilkoji metalinė - trigoninė, kuriai būdingos spiralinės polimerinės grandinės; raudonoji amorfinė, sudaryta iš šiek tiek deformuotų grandinių ir stikliškoji juodoji sudaryta iš netvarkingų didelių polimerinių žiedų, kurių kiekviename yra iki 1000 atomų, Patvariausias Se yra trigoninės atmainos. Tai fotolaidininkė ir vienintelė atmaina, laidi elektrai. Se…

Jonizacija - neutralių atomų arba molekulių virtimas jonais. Tai procesas, kai atomai prisijungia arba atiduoda elektronus, arba kai medžiaga suskaidoma į jonus, pvz., vandenilio chlorido tirpale (HCl(d) → H+ (aq) + Cl-(aq)) jos tampa pavieniai jonai. Tai - teigiamųjų ir neigiamųjų jonų, taip pat laisvųjų elektronų iš neįelektrintų atomų ir molekulių susidarymas. Jonizacija - medžiagos neutraliųjų atomų (molekulių) virsmas įelektrintomis dalelėmis - jonais. Jonizacijos procesai ir jonų virsmas neutraliomis molekulėmis organizme taip sutvarkytas, kad palaiko atitinkamą pastovaus lygio jonų koncentraciją vidinėje terpėje ir ląstelėse. Jonizacijos metu atitrūksta vienas arba keletas elektronų nuo elektronų apvalkalo arba prisijungia prie jo pertekliniai elektronai. Pirmuoju atveju susidaro teigiamieji (katijonai), o antruoju - neigiamieji jonai (anijonai). Jonizacija prasideda, veikiant šviesai ir jonizuojančiajai spinduliuotei, o tirpaluose - elektrolizinės disociacijos metu. Biologiniuose audiniuose jonizacija sukelia įvairius pokyčius, kuriuos sužadina jonizuojančioji spinduliuotė, o tai gali baigtis net spinduline liga.

Elektrolitas - 1. Medžiaga, tirpiklyje disocijuojanti į jonus; 2. Elektrolito tirpalas. Medžiagos, kurių vandeniniai tirpalai arba lydalai praleidžia elektros srovę, vadinamos elektrolitais. Medžiagos, kurių vandeniniai tirpalai arba lydalai nepraleidžia elektros srovės, vadinamos neelektrolitais. Elektrolitai yra medžiagų tirpalai, kai jos ištirpintos arba išlydytos skyla (disocijuoja) į jonus. Elektrolitų tirpalų osmosinis slėgis yra didesnis už tos pačios molinės koncentracijos neelektrolitinius tirpalus. Elektrolitinis skilimas (disociacija) yra procesas, kurio metu elektrolitai, veikiami polinių tirpalo molekulių, skyla (disocijuoja) į jonus. Dažnai šis reiškinys vadinamas jonizacija. Elektrolitų yra visose skystose gyvų organizmų sistemose, t. y. reikalinga terpė vykti daugeliui cheminių sintezės reakcijų. Teiginį apie kai kurių medžiagų disociaciją (skilimą) į jonus iškėlė Teodoras Grotusas (gyvenęs Lietuvoje) ir švedų mokslininkas Šventė Arenijus. Medžiagas, kurių tirpalai nepraleidžia elektros srovės (cukrus, glicerolis, naftalenas ir kt.) jis pavadino neelektrolitais, o kurių tirpalai praleidžia elektros srovę (visos tirpiosios druskos, kai kurios rūgštys ir bazės) - elektrolitais. S. Arenijus pastebėjo, kad elektrolitų tirpalų savybių skaitinės vertės - garų slėgio nuosmukio, virimo bei stingimo temperatūrų pokyčių, osmosinio slėgio - yra didesnės už teoriškai apskaičiuotąsias. Kadangi minėtosios savybės priklauso ne nuo tirpale esančių dalelių savybių o tik nuo jų skaičiaus, vadinasi ištirpintų elektrolitų molekulės tirpale savaime suskyla, disocijuoja į jonus - daleles, turinčias elektros krūvį. Šios dalelės ir krūvininkai. Elektrolitams disocijuojant į jonus, jų tirpaluose dalelių (molekulių ir jonų) skaičius yra didesnis negu tos pačios koncentracijos neelektrolitų (vien molekulės) tirpaluose. Apibendrinimas. Elektrolitas - …

Natris - cheminis IA grupės elementas; simbolis - Na; atomo numeris 11, atominė masė - 22,989768 a. m. v. (g/mol);  šarminis metalas, labai reaktyvus metalas; sidabriškai baltos spalvos minkštas metalas; esant kambario temperatūrai, yra minkštas, balkšvas, ore lėtai oksiduojasi.  Lydosi 98 °C temperatūroje, verda 883 °C temperatūroje, tankis 0,97 g/cm3. Organizme dažniausiai būna laisvi Na jonai - Na+. Dėl jonų hidratacijos su organinėmis molekulėmis jungiasi labai silpnai. Na+ jonai, kartu su kalio (K+) ir chloro (Cl-) jonais, yra pasiskirstę visame organizme ir yra pagrindiniai organizmo skysčių elektrolitai. Žmogaus, sveriančio 70 kg, organizme yra apie 3,7-4,0 mmol (apie 90 g) natrio. Natris ir kalis labai paplitę: Na yra septintas elementas pagal paplitimą Žemės plutoje, kalis K (18400 ppm) eina po natrio. Reakcijoje su vandeniu sudaro natrio šarmą (natrio hidroksidą), išskirdamas iš vandens vandenilį, jos metu yra išskiriama daug šilumos, dėl ko gali įvykti sprogimas. Ore iš lėto oksiduojasi, užsidega ir dega ryškiai geltonos spalvos liepsna, susidarant natrio peroksidui Na2O2 . Kadangi natris reaguoja net su esančiais ore vandens garais, tai laboratorijose ar pan., apsaugoti metalinį natrį nuo sąlyčio su oru laikomas žibale. Natris gaunamas elektrolizės būdu iš natrio chlorido lydalo. Natris išgaunamas iš jo druskų telkinių: akmens druskos (halito), karbonato (sodos), nitrato (salietros), borato (borakso) ir kt. Neribotos NaCl atsargos yra gamtinis sūrus ir vandenynų vanduo (≈30 kg · m -3). Natris sudaro įvairius junginius: hidridus ir halogenidus, oksidus, peroksidus…