Tlen, któż go nie zna? Przecież wszyscy wiedzą, że jest niezbędny do życia. Jako makroelement, dodali by Ci, którzy liznęli co nieco biologii. Choć już zaledwie niektórzy wiedzą, że wagowo stanowi on aż 2/3 naszego ciała. Popatrz, popatrz, a to tylko gaz. Tyle, że u nas występuje głównie jako składnik wody. Ale w tej postaci nas niespecjalnie interesuje. Choć warto w tym momencie wspomnieć, że codziennie sami produkujemy tej wody średnio 1-2 szklanki. Niewiele, ale parę beczek rocznie się uzbiera. I w zasadzie nie miałoby to większego znaczenia, gdyby nie fakt, że proces ten jest absolutnie kluczowy, gdyż praktycznie pokrywa nasze zapotrzebowanie na energię. Łączenie się tlenu z wodorem jest bowiem reakcją egzoergiczną. Nieco dziwne to brzmi, gdyż większość z nas uważa, że sprawy przedstawiają się zupełnie inaczej. Bo przecież tłuszcze, węglowodany, białka…Zgadza się, ale ostatecznie chodzi o to by doprowadzić do syntezy wody. I zrobić to ostrożnie, bo – jak wiemy z lekcji chemii – reakcja przebiega gwałtownie. Musimy mocno uważać, więc przeprowadzamy ją drobnymi kroczkami.
Mitochondria, cykl Krebsa, dehydrogenaza pirogronianowa, łańcuch oddechowy, cytochromy i wiele, wiele innych określeń. Prawdziwa zmora szkolnej edukacji. Biochemii praktycznie nikt nie lubił… A szkoda, bo to są dla nas absolutnie kluczowe zagadnienia. Nie dla wiedzy jako takiej, lecz dla naszego zdrowia i życia. Bo wszystko w naszym życiu kręci się wokół „kasy”. Na poziomie biochemicznym także! Dziwne? A skąd. Powstawaniu wody towarzyszy bowiem synteza ATP, swoistej waluty, za którą w organizmie można „kupić wszystko”. I zrealizować najśmielsze plany. Bo w życiu już tak bywa. Mamy fantastyczne pomysły i szczegółowo rozpisane genialne plany. Ale brakuje najważniejszego – sponsorów. I wielu z nas na pięknych marzeniach musi poprzestać.
Tymczasem w organizmie możemy o wszystkim decydować sami. Mamy w ręku plany (zestaw genów) i trzeba tylko wyszperać fundusze. Najlepiej tyle, by wystarczyło na wszystko! Gdzie się udać? Właśnie do mitochondriów, bo tam leżą pieniądze. Organelle te wymagają tylko dwóch rzeczy: wspomnianego tlenu i, współtworzącego z nim wodę, wodoru. I to my musimy o to zadbać. Faktem jest, że lepiej nam idzie z tym drugim, choć nader często dostarczamy go w opakowaniach nienajlepszej jakości. Trochę zawiłe? A więc prościej – wodór transportujemy do naszych „elektrowni” (wspomniane mitochondria) niekoniecznie w pożądanej postaci. Jakże często to „paliwo” jest bardziej niebezpieczne dla naszego zdrowia niż kolumbijski węgiel sprowadzany do kraju, w którym kopalnie zasypano piaskiem. By nie przeciągać, powiem tylko, że najogólniej rzecz biorąc chodzi o…niezdrową żywność. I to jest jedna strona medalu.
Jeśli chodzi o tlen mamy tu dwie grupy problemów. Bo ten „życiodajny” pierwiastek ma więcej twarzy niż milioner Grey ze słynnego już filmu. Po pierwsze, możemy mieć kłopoty z jego optymalnymi dostawami do organizmu. Warto więc dbać o płuca, serce, układ krwionośny i krew. Jeśli pracują bez zarzutu, problemu nie ma. Tylko w ekstremalnych warunkach pojawiają się zakwasy – efekt przewlekłego niedotlenienia. Wtedy większość waluty pochodzi z brudnej produkcji – pozamitochondrialnej fermentacji, która jest złem koniecznym. Ale takie kłopoty to drobnostka.
No i problem absolutnie podstawowy. Sam transport tlenu i „produkcja wody” w mitochondriach. Bo dopiero wtedy pokazuje on swą niezwykłą toksyczność. Może na tę okazję przypomnijmy sobie zmartwienia właścicieli czterech kółek, których zaawansowane wiekowo cacka zmieniają zbyt szybko kolor karoserii i to zawsze na mniej więcej rdzawy. Bo nie o lakier tutaj chodzi, ale o namacalny dowód niszczycielskiej siły tlenu, czyli korozję. On i w naszym organizmie przy każdej okazji próbuje siać prawdziwe spustoszenie. Niekiedy mu to idzie całkiem dobrze. Utlenianie, znane również jako oksydacja, prowadzi do powstawania tzw. reaktywnych form tlenu. Zapewne wielu z Was spotkało się z określeniami ROS czy RFT? A już o antyoksydantach (przeciwutleniaczach) słyszał na pewno każdy. Bo to modny temat. Nie mówiąc o tzw. stresie oksydacyjnym.
Przyjrzyjmy się zjawiskom nieco bliżej. W energetyce na poziomie submolekularnym główne role grają cząsteczkowy tlen (O2), nadtlenek wodoru (H2O2), rodnik hydroksylowy (HO•), anionorodnik ponadtlenkowy (O2•−), elektrony (ē), protony (H+) i woda (H2O). Pierwsze cztery reprezentują właśnie grupę RFT – reaktywnych form tlenu.
Najbardziej pożądaną reakcją w metabolizmie energetycznym jest oczywiście synteza wody: O2 + 4 H+ + 4 ē → 2 H2O. Tyle, że o wiele łatwiej powstaje anionorodnik ponadtlenkowy: O2 + ē → O2•−. I ma to już miejsce w erytrocytach, gdzie źródłem elektronów jest jon żelazawy (Fe++) hemoglobiny. Porządek zaprowadza tam reduktaza methemoglobinowa. Inaczej skończyło by się utratą zdolności wiązania tlenu przez hemoglobinę.
A co się dzieje z powstałymi jako produkt uboczny reaktywnymi formami tlenu w komórce? Do akcji wkraczają peroksysomy, w których główne reakcje wyglądają jak na schemacie:
Widzicie, jaki ważny jest glutation? Działania te są absolutnie niezbędne. RFT sieją bowiem spustoszenie wśród struktur komórkowych – uszkadzają DNA, enzymy i błony biologiczne. W jaki sposób? To temat na inną notkę. Teraz powiem tylko, że dochodzi do totalnego bałaganu w „zarządzaniu elektronami”.
To nie koniec opowieści. Wiemy bowiem, że taki oręż jak ROS przydaje się nam samym w walce z wrogiem. Komórki układu immunologicznego są zdolne do ich syntezy i ochoczo z takiej możliwości korzystają. Oczywiście dla dobra organizmu.
Tak to powinno wyglądać, ale…życie nie jest takie piękne, jak w randkowym reality show znanym jako „Love Island”. Więc nasze nieustanne potyczki z tlenem to pierwotne źródło wszystkich problemów ze zdrowiem. Ponieważ nic nie trwa wiecznie, w końcu musimy się poddać i cały gmach rozpada się z mniejszym lub większym hukiem. Ale w znacznej mierze to od nas zależy, kiedy taki finał nastąpi.
Oczywiście to zaledwie króciutki wstęp do wielu fundamentalnych zagadnień związanych z naszym zdrowiem.
miłego weekendu życzę
zlornetkawsieci 
Dodaj komentarz