Водороден прекис; Физиологичен ефект в организма
Състав и ефект
Водородният пероксид не е свободен радикал, но поради силните си окислителни (електроноакцепторни) свойства и повсеместното му присъствие в животински и растителни клетки, той е и един от ROS (реактивни видове кислород)
Химични и физични свойства
Водородният пероксид (по-рано: водороден супероксид) се състои от 2 кислородни и 2 водородни атома. Формула: (H2O2). При нормални условия това е леко синкава течност и малко по-вискозна (по-вискозна) от водата (наричана още водороден оксид).
Водородният пероксид е произведен за първи път през 1818 г. от френския химик Луис Жак Тенар, използвайки бариев пероксид и азотна киселина. Това е слаба киселина, много силен окислител и експлозивен в концентрирана форма. Използва се от бомбардироващия бръмбар като предварителен етап за получаване на много горещ и разяждащ секрет, а също и като ракетно задвижване.
Разлагане
Водородният пероксид се разпада спонтанно на вода и кислород. Формула: 2 H
2 O
2 → 2 H
2 O + O
2
Този процес е екзотермичен (отделя топлина) и се ускорява както ензимно (каталази, пероксидази), така и химически катализатори (метали). Разлагането се благоприятства от алкална среда, както и от повишени температури. Следователно киселина често се използва като стабилизатор, а водородният прекис се съхранява в хладилника при ниски температури, далеч от светлина.
В присъствието на определени катализатори, като Fe 2+
или Ti 3+
, разлагането може да поеме по различен път, при който свободните радикали като HO •
(Хидроксилен радикал) и HOO •
(Хидропероксил радикал) се образуват.
Комбинацията от Н
2 O
2 и Fe 2+
е известен като реакцията на Фентън.
Приложения
Водородният пероксид е корозивен, особено при по-високи концентрации. Разрежда се като избелващо средство (избелване: 2% до максимум 8%), дезинфекция (3% разтвор) и стерилизация (30% разтвор, което съответства на концентрацията, която обикновено се предлага в специализираните магазини).
Разтворите, които съдържат повече от 5% водороден прекис, трябва да бъдат етикетирани като "вредни" и "корозивни".
В концентрации около 0,1% се използва за избелване на зъби (избелване), както за стоки, достъпни за потребителите, така и в малко по-високи концентрации от зъболекари.
Приложенията, базирани на поглъщане на разреден водороден прекис през устата или дори интравенозно за лечение на различни заболявания, включително рак, са изключително опасни (вече няколко смъртни случая), незаконни и изрично забранени от Кодекса на федералните разпоредби.
биохимия
Водородният пероксид се създава от Дисмутация на супероксид, d. H. чрез реакция на две еднакви молекули със средно окислително състояние, при което едната се окислява, а другата се редуцира (2 O2 - + 2 H + → H2O2 + O2). Дисмутацията е или спонтанна, или е причинена от Супероксид дисмутаза (SOD, локализиран в цитоплазмата и в митохондриите) се катализира ензимно. Водородният пероксид е около порядъци по-малко реактивен и следователно по-стабилен от супероксида и тъй като няма заряд, той е силно пропусклив за биологичните мембрани.
Клетъчна биология
Водородният пероксид се среща в ниски концентрации в почти всички еукариотни клетки (а оттам и в плодовете, зеленчуците, месото, зърното).
В допълнение към различни други източници, водородният прекис се образува главно в пероксизомите, в които метаболитите се разграждат с образуването на водороден прекис. Винаги участват флавин-съдържащи (или медни) оксидази, които не намаляват молекулярния кислород (O2) до вода (както в дихателната верига на митохондриите), а до водороден прекис.
След това силната клетъчна отрова водороден прекис се редуцира от каталазата в 2 стъпки (всяка стъпка с по една молекула водороден прекис). Формула за сумиране: 2 H2O2 → 2 H2O + O2
Поява на каталаза: при хората главно в пероксизомите на черния дроб и бъбреците и еритроцитите (които между другото нямат ядро).
В меда той се създава постоянно в малки количества от ензима глюкоза оксидаза (флавоензим), който пчелите добавят към фуража си чрез слюнката. Този ензим превръща глюкозата в глюконо-делта-лактон (GDL, който също се съдържа в плодовите сокове и виното) с отделянето на водороден прекис.