Hidrogén-peroxid »biokémia

Összetétel és hatás

A hidrogén-peroxid nem szabad gyök, de erős oxidatív (elektron-akceptor) tulajdonságainak és mindenütt előforduló állati és növényi sejtekben való előfordulásának köszönhetően a ROS (reaktív oxigénfajok) egyike.

Kémiai és fizikai tulajdonságok

A hidrogén-peroxid (korábban: hidrogén-szuperoxid) 2 oxigénből és 2 hidrogénatomból áll. Képlet: (H2O2). Normál körülmények között kissé kékes folyadék és kissé viszkózusabb (viszkózusabb), mint a víz (más néven hidrogén-oxid).

A hidrogén-peroxidot 1818-ban állította elő először Louis Jacques Thénard francia kémikus bárium-peroxid és salétromsav felhasználásával. Ez egy gyenge sav, nagyon erős oxidálószer és koncentráltan robbanásveszélyes. A bombázó bogár előkészítő szakaszként használja fel a nagyon forró és maró hatású váladék előállítását, valamint rakétahajtásként.

Hanyatlás

A hidrogén-peroxid spontán bomlik vízre és oxigénre. Képlet: 2H
2 O
2 → 2 H
2 O + O
2

Ez az eljárás exoterm (hőt ad le), és mind enzimatikusan (katalázok, peroxidázok), mind kémiai katalizátorok (fémek) alatt felgyorsul. A bomlást elősegíti a lúgos környezet, valamint a megemelkedett hőmérséklet. Ezért egy savat gyakran használnak stabilizátorként, és a hidrogén-peroxidot alacsony hőmérsékleten, fénytől távol tárolják a hűtőszekrényben.

Bizonyos katalizátorok, például Fe 2 jelenlétében+
vagy Ti 3+
, a bomlás más úton járhat, amelyben a szabad gyökök, például a HO •
(Hidroxilgyök) és HOO •
(Hidroperoxilcsoport) képződik.
H kombinációja
2 O
2 és Fe 2+
Fenton reakció néven ismert.

Alkalmazások

A hidrogén-peroxid maró hatású, különösen nagyobb koncentrációban. Fehérítőszerként (fehérítés: 2% -tól legfeljebb 8% -ig), fertőtlenítésként (3% -os oldat) és sterilizálásként (30% -os oldat, amely megfelel a szaküzletekben általában kapható koncentrációnak) hígítják.

Az 5% -nál több hidrogén-peroxidot tartalmazó oldatokat "káros" és "maró" címkével kell ellátni.

0,1% körüli koncentrációban a fogak fehérítésére (fehérítésre) használják, mind a fogyasztók számára hozzáférhető áruk, mind pedig kissé magasabb koncentrációkban a fogorvosok számára.

A hígított hidrogén-peroxid szájon át vagy akár intravénásan történő bevitelén alapuló alkalmazások különféle betegségek, beleértve a rákot is, rendkívül veszélyesek (már többszörös halálesetek), illegálisak és kifejezetten tiltják a szövetségi rendeletek.

biokémia

A hidrogén-peroxidot a Bontás szuperoxid, d. H. két azonos molekula közepes oxidációs állapotú reakcióján keresztül, amelyben az egyik oxidálódik, a másik pedig redukálódik (2 O2 - + 2 H + → H2O2 + O2). A dismutáció spontán vagy a Szuperoxid-dismutáz (A citoplazmában és a mitokondriumokban lokalizált SOD) enzimatikusan katalizálódik. A hidrogén-peroxid nagyságrendek körül mozog kevésbé reaktív és ezért stabilabb, mint a szuperoxid, és mivel nem hordoz töltést, nagyon áteresztő a biológiai membránokon.

Sejtbiológia

A hidrogén-peroxid alacsony koncentrációban fordul elő szinte az összes eukarióta sejtben (és így a gyümölcsben, zöldségben, húsban, gabonában is).

Különböző egyéb források mellett a hidrogén-peroxid főleg azokban a peroxiszómákban képződik, amelyekben a metabolitok hidrogén-peroxid képződésével lebomlanak. Mindig részt vesznek a flavintartalmú (vagy réz) oxidázok, amelyek nem a molekuláris oxigént (O2) redukálják vízzé (mint a mitokondrium légzési láncában), hanem hidrogén-peroxiddá.

Az erős sejtmérgű hidrogén-peroxidot ezután a kataláz 2 lépésben redukálja (mindegyik lépés egy hidrogén-peroxid-molekulával). Összegképlet: 2 H2O2 → 2 H2O + O2

A kataláz előfordulása: embernél főleg a máj és a vesék peroxiszómáiban, valamint az eritrocitákban (amelyeknek egyébként nincs magja).

A mézben kis mennyiségben tartósan a glükóz-oxidáz (flavoenzyme) enzim hozza létre, amelyet a méhek a nyálon keresztül adnak takarmányukhoz. Ez az enzim átalakítja a glükózt glükono-delta-laktonná (GDL, megtalálható a gyümölcslében és a borban is) hidrogén-peroxid felszabadításával.