Роль открытия кислорода в развитии философских взглядов на сущность жизни

Появление озонового экрана защитило первичные организмы от смертельного ультрафиолетового облучения и положило конец абиогенному синтезу органических веществ. Теперь жизнь одних организмов зависела только от деятельности других живых организмов. Сегодня большинство представителей растительного и животного царства - облигатные (обязательные) аэробы; они погибают, если концентрация O2 в окружающей среде падает ниже той, к которой они приспособлены. Исключения составляют некоторые глубоководные сообщества и ряд кишечных паразитов (глистов), получающих энергию от реакции брожения. Для них кислород ядовит. Многие роды прокариот состоят исключительно из анаэробов, другие включают как анаэробные, так и аэробные виды.

Первые аэробные бактерии появились благодаря приобретению аппарата окислительного фосфорилирования. Продукты брожения подвергались дальнейшему окислению до CO2 и H2O. Эти аэробные гетеротрофы могли более эффективно, чем анаэробные бактерии, расщеплять органические вещества, образующиеся в результате фотосинтеза. По-видимому, с ростом концентрации O2 в атмосфере усложнялась жизнь первичных анаэробных гетеротрофов. Некоторые из них вымерли. Другие нашли среду, лишенную кислорода, и продолжали в ней анаэробное существование. Примером таких организмов являются дошедшие до наших дней метанобразующие бактерии или серные бактерии, живущие в горячих подземных источниках.

Фотосинтез возникал у прокариотических организмов, вероятно, неоднократно. В настоящее время фотосинтетики - это не только сине-зеленые, но и другие представители эубактерий и архебактерий. Возникновение фотосинтезирующих прокариотических организмов удалено от нас на 3 - 3,2 млрд лет. Примерно 2 млрд лет назад сформировалась атмосфера, подобная современной, в ней уменьшилось количество метана, аммиака, появилась возможность для возникновения и интенсивной эволюции существующих организмов. Эволюция прокариот привела к возникновению эукариотических клеток, т.е. клеток, имеющих оформленное ядро. Возникновение ядерных одноклеточных организмов ознаменовало собой принципиально новый этап в эволюции жизни. Подлинное начало жизни связано именно с возникновением такой клетки. С этого момента начинается период органической эволюции.

Некоторые гетеротрофы пошли по пути, приведшему к образованию эукариотических клеток. Часть из них вступила в симбиоз с аэробными бактериями, способными к окислительному фосфорилированию. Поглотив аэробные бактерии, первичные гетеротрофы не расщепили их на составляющие молекулы, а сохранили в качестве энергетических станций, называемых сегодня митохондриями. Такие симбионты дали начало царствам животных и грибов.

Другая часть первичных гетеротрофов «заключила союз» не только с аэробными гетеротрофами, но и с первичными фотосинтетиками, сохранив последние в качестве хлоропластов. Такие симбионты дали начало царству растений.

Митохондрии, и хлоропласты в далеком прошлом - свободно живущие организмы. Они, вступив в симбиоз, отдали часть своих генов «центральному правительству», но сохранили автономное право размножаться не в то время, когда это делает клетка, и осуществлять свои специфические функции по древним программам, записанным на кольцевых ДНК и реализуемым при синтезе своих белков на собственных рибосомах. В пользу симбиотической теории происхождения эукариот говорит и внешнее сходство митохондрий и хлоропластов со свободноживущими бактериями.

Строгих доказательств того, что последовательность событий, приведших к сегодняшним формам жизни, нет. Но есть примеры, свидетельствующие о возможности такой эволюционной последовательности. Один из видов амеб составляет исключение среди эукариот и не содержит митохондрий, вместо них он приютил аэробные бактерии и вступил с ними в симбиотические отношения. Некоторые растения содержат в своих клетках цианобактерии, сходные по размеру и способу укладки хлорофиллсодержащих мембран с хлоропластами.

В течение длительного периода, не менее 700-800 млн лет, эукариоты были представлены только одноклеточными формами. За это время возникли и развились многие фундаментальные свойства эукариотических организмов. К их числу, безусловно, относится формирование митоза - одного из важных ароморфозов. Усложнение ядра, появление хромосом поставило насущную проблему - регулярного равного деления ядерных структур и цитоплазмы. Еще одним крупным ароморфозомявляется возникновение около 2,6 млрд лет назад многоклеточных организмов.

В настоящее время многие исследователи считают, что вскоре после возникновения жизни сформировались три надцарства: архебактерии, эубактерии (включая сине-зеленые) и эукариоты (грибы, растения, животные, простейшие). Архебактерий сближает с эукариотами не только экзон-интронная структура генов, но и некоторые другие признаки, присущие только им. Оболочки клеток у них, например, состоят из эфиров углеводородов (типа изопрена) - соединений, не встречающихся у других организмов. По-видимому, архебактерии сохранили значительное сходство с пробионтами. Они обитают в бескислородных слоях, концентрированных солевых растворах, горячих вулканических источниках.

Второе надцарство - эубактерии, чрезвычайно широко представлено в биосфере. Это так же, как и архебактерии, безъядерные одноклеточные организмы, их геномы лишены экзон-интронной организации. Третья ветвь живого - эукариоты, они обладают оформленным ядром и оболочкой. Именно эта группа живых организмов дала колоссальное разнообразие многоклеточных и одноклеточных форм.

Таблица 1. Этапы становления кислородной атмосферы и сопутствующие им эпохальные события

I. (Докембрийский)	Первичная восстановительная атмосфера. Один из основных механизмов выделения свободного кислорода - реакция фотодиссоциации водяных паров под действием ультрафиолетового излучения.
II. (Кембрийский)	Содержание кислорода в атмосфере достигло 0.1% современного и стало экраном губительного для живого вещества ультрафиолета (эффект Юри). Расширяются ареалы и разнообразие водорослей. Помимо гетеротрофов с системой водородного дыхания появляются кислородпотребляющие организмы. Характерно фосфатонакопление, наличие чёрных сланцев, для венда и нижнего кембрия - красноцветов.
III. (Ранне-среднеордовикский)	Необратимость становления кислородной атмосферы. Экспансия водорослей с последующим выходом их к поверхности и соответствующим усилением фотосинтеза. Фотодиссоциация, как основной механизм пополнения атмосферы кислородом, сменяется процессами фотосинтеза. Масса генерируемого при фотосинтезе кислорода превышает его расход на окисление в литогенезе и достигает уровня 1% от современной его концентрации в атмосфере (точка Пастера). Организмы от брожения переходят к более энергетически выгодным процессам дыхания. По мере накопления кислорода в атмосфере создаются условия для образования стабильного озонового экрана и появления многочисленных форм жизни. Концентрация кислорода в атмосфере в 10% от современной (критический уровень Беркнера-Маршалла) подготовила эволюционный скачок в биосфере.
IV. (Позднеордовикскосреднедевонский)	Динамическое равновесие в производстве и потреблении кислорода. Разнообразие органической жизни, выход растений на сушу, развитие псилофитовой флоры. Объединение Обии, Байкалиды, Анабары в Ангариду. Активный вулканизм. Массовое образование карбонатных и терригенных отложений. Накопление в D1 и D2 красноцветов.
V. (Позднедевонскораннекаменноугольный)	Резкое увеличение массы кислорода. Экспансия и расцвет наземной растительности и как следствие - расширение масштабов фотосинтеза. Масса воздушного кислорода впервые достигает современной и более никогда уже не опускается ниже этого уровня. В конце С1 исчезновение лепидофитовой флоры.
VI. (Среднекарбонраннеюрский)	Динамическое равновесие “приход-расход” кислорода. Продолжение экспансии наземной растительности. Распространение богатой кордаитовой флоры. В триасе глобальная нивелировка флористической дифференциации. Формирование Пангеи. Мощный орогенез и магматическая деятельность. Угленакопление в пермокарбоне и ранней юре. Красноцветная седиментация в Р1, Т1 и Т3.
VII. (Мезокайнозойский)	Генерация биогенного кислорода значительно превышает его расход в литогенезе. Богатая и разнообразная растительность, господство покрытосеменных с интенсивным фотосинтезом. Раскрытие Атлантики с общим ростом гидросферы и сульфатизации морских вод, потребовавшая 2500? 1012 т кислорода, компенсировали интенсивность его выделения при фотосинтезе в послеюрское время. Распад Гондваны. Мощный орогенез, интенсивный вулканизм. Глобальное фосфатонакопление, красноцветная седиментация в палеоцене и олигоцене.

Таблица 2. Накопление кислорода в атмосфере

Стратиграфичеcкий интервал (млн. лет)	Масса	Масса биогенного кислорода (1012 т)
	Разложенной воды (1015 т)	Освобожденного кислорода (1012 т)	Произведенного при фотосинтезе	Затраченного на окисление	Разность “приходрасход”	Нарастающий итог
РС (1050 - 570)	0.870	773.33	773.33	787.86	- 14.53	- 14.53
С1 (570 - 545)	0.345	307.00	307.00	404.93	- 97.93	- 112.46
С2 (545 - 520)	0.210	187.00	187.00	141.47	45.53	- 66.93
С3 (520 - 490)	0.117	106.67	106.67	106.07	0.60	- 66.33
О1 (490 - 475)	0.315	280.00	280.00	144.03	135.97	69.64
О2 (475 - 450)	0.570	506.67	506.67	190.46	316.21	385.85
О3 (450 - 435)	0.255	226.66	226.66	127.22	99.44	485.29
S1 (435 - 415)	0.150	133.33	133.33	122.51	10.82	496.11
S2 (415 - 402)	0.120	106.67	106.67	93.11	13.56	509.67
D1 (402 - 378)	0.120	106.67	106.67	135.57	- 28.90	480.77
D2 (378 - 362)	0.435	387.00	387.00	271.56	115.44	596.21
D3 (362 - 346)	0.540	480.00	480.00	208.19	271.81	868.02
C1 (346 - 322)	0.825	733.33	733.33	207.94	525.39	1393.41
C2+3 (322 - 282)	0.570	506.67	506.67	224.91	281.76	1675.17
P1 (282 - 257)	0.330	293.33	293.33	284.95	8.38	1683.55
P2 (257 - 236)	0.150	133.33	133.33	162.20	- 28.87	1654.68
T1 (236 - 221)	0.105	93.33	93.33	103.96	- 10.63	1644.05
T2 (221 - 211)	0.060	53.33	53.33	104.30	- 50.97	1593.08
T3 (211 - 186)	0.330	293.33	293.33	247.59	45.74	1638.82
J1 (186 - 168)	0.420	373.30	373.30	125.03	248.27	1887.09
J2 (168 - 153)	0.735	653.33	653.33	155.99	497.34	2384.43
J3 (153 - 133)	0.735	653.33	653.33	305.79	347.54	2731.97
K1 (133 - 101)	0.990	880.00	880.00	433.65	446.35	3178.32
K2 (101 - 67)	0.810	720.00	720.00	317.84	402.16	3580.48
P1 (67 - 58)	0.120	106.67	106.67	47.01	59.66	3640.14
P2 (58 - 37)	0.465	413.33	413.33	175.02	238.31	3878.45
P3 (37 - 25)	0.225	200.00	200.00	63.42	136.58	4015.03
N1 (25 - 9)	0.465	413.33	413.33	208.98	204.35	4219.38
N2 (9 - 2)	0.135	120.00	120.00	60.27	59.73	4279.11
Сумма	11.517	10240.94	10240.94	5961.83	4279.11

5. ПРИМЕНЕНИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА

Кислород -- самый распространенный на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов), приходится около 47,4% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода -- 88,8% (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % (по объему). Элемент кислород входит в состав более 1 500 соединений земной коры.

Применение любых веществ связано с их физическими и химическими свойствами, а также распространением их в природе. В настоящее время кислород очень широко используется во многих областях человеческой деятельности.

Количество металла, производимого на душу населения, является одной из мер уровня развития промышленности в каждой стране. Выплавка же черных и цветных металлов невозможна без кислорода. Сейчас в нашей стране только черная металлургия поглощает свыше 60% получаемого кислорода. Превращение чугуна в сталь невозможно без кислорода. Именно кислород "изымает" из чугуна избыток углерода. Одновременно улучшается и качество стали. Но кислород используется еще и в цветной металлургии.

Кислород интенсифицирует не только пирометаллургические процессы, но и гидрометаллургические, где основной процесс извлечения металлов из руд или их концентратов основан на воздействии специальных реагентов на водные растворы. Так, в настоящее время основным способом извлечения золота из руд является цианирование. Оно позволяет извлекать из золотоносных руд до 95% золота и поэтому применяется даже при переработке руд с низким содержанием золота. Процесс растворения золота, содержащегося в рудах, очень трудоемкая операция. Оказалось, что растворение этого металла можно значительно ускорить, если вместо воздуха использовать чистый кислород. Золото в цианистых растворах образует комплексное соединение Na[Au(CN)2], которое далее обрабатывают цинком, и в результате выделяется золото:

4Аu + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

2Na [Аu(CN)2] + Zn = Na2 [Zn (CN)4] + 2Аu

Данный метод извлечения золота из руд был разработан русским инженером П. Р. Багратионом, родственником героя Отечественной войны 1812г.

Кислород находит широкое применение в химической промышленности. На нужды этой отрасли в нашей стране расходуется около 30% производимого кислорода. Замена воздуха на кислород в процессе производства серной кислоты контактным способом повышает производительность установки в пять-шесть раз. Но не только в этом заключается выгода от применения кислорода вместо воздуха. Чистый кислород позволяет получить 100-процентный оксид серы без проведения дополнительных трудоемких операций, которые необходимы при использовании воздуха в качестве окислителя.

При получении азотной кислоты способом каталитического окисления аммиака в качестве окислителя также используется кислород. Если содержание его в воздухе повысить до 25%, то производительность установки возрастает в два раза.

При участии кислорода в процессе термоокислительного крекинга в больших масштабах получают ацетилен, который широко используется для резки и сварки металлов и для синтезов органических веществ:

6СН4 + 4О2 = С2Н2 + 8Н2 + 3СО + СО2 + 3Н2О

Кислород нужен для производства многих веществ (достаточно вспомнить об азотной кислоте), для газификации углей, нефти, мазута и т.д.

Кислород применяется для получения высоких температур для чего различные горючие газы (водород, ацетилен) сжигают в специальных горелках. При сжигании водорода в токе кислорода образуется весьма обыкновенное вещество - H2O. Конечно, ради получения этого вещества не следовало бы заниматься сжиганием водорода (который, кстати, часто именно из воды получают). Цель этого процесса иная, она будет ясна, если ту же реакцию записать полностью, учитывая не только химические продукты, но и энергию, выделяющуюся в ходе реакции:

Н2 + 0,5O2 = H2O + 68 317 калорий.

Почти семьдесят больших калорий на грамм-молекулу! Таким образом, если сжигать водород в токе кислорода, то при образовании 1 моль воды выделяется 286,3 кДж, а 2 моль -- 572,6 кДж. Так можно получить не только, «море воды», но и «море энергии». Это же колоссальная энергия! Для этого и получают воду в реактивных двигателях, работающих на водороде и кислороде. Высокие температуры, достигаемые в пламени таких горелок (до 3000 °С), поэтому та же реакция используются для резки и сварки металлов.Правда, в этой области водород можно заменить ацетиленом.

Кислород служит и в космосе. Так, в двигателе второй ступени американской космической ракеты «Центавр» окислителем служил жидкий кислород. Кислород широко применяется и в ракетах для различных высотных исследований. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород -- озон, превышает удельный импульс для пары водород -- фтор и водород -- окись фтора).

Жидкий кислород входит в состав взрывчатых веществ. Длительное время для различных взрывных работ применяли аммониты и другие азотсодержащие взрывчатые вещества. Их использование представляло определенные трудности, например сложность и опасность транспортировки, необходимость строительства складов. В настоящее время взрывчатые вещества с жидким кислородом можно изготовить на месте употребления. Любое пористое горючее вещество (опилки, торф, сено, солома), будучи пропитанным жидким кислородом, становится взрывчатым. Такие вещества называются оксиликвитами и при необходимости могут заменить динамит при разработке рудных месторождений. При взрыве применяют оксиликвитный патрон -- простой длинный мешочек, наполненный горючим материалом, в который вставляют электронный запал. Его заряжают непосредственно перед закладкой в шпур путем погружения в жидкий кислород. Шпур-- это круглое отверстие, которое бурят обычно в горных породах и наполняют взрывчатым веществом. Если взрыва оксиликвитного патрона в шпуре почему-либо не произойдет, патрон разряжается сам в результате испарения из него жидкого кислорода. Действие оксиликвитов основано на чрезвычайно быстром сгорании органических веществ в чистом кислороде. Кратковременный процесс сгорания сопровождается интенсивным выделением больших количеств тепла и газов, что обуславливает применение оксиликвитов в качестве мощных взрывчатых веществ, обладающих бризантным (дробящим) действием.

Кислород применяется в медицине, в авиации. В лечебной практике при легочных и сердечных заболеваниях, когда затруднено дыхание, больным дают кислород из кислородных подушек, помещают их в специальные палаты, в которых поддерживается необходимая концентрация кислорода. Один вдох кислорода человеком равносилен пяти вдохам воздуха. Таким образом, при вдыхании этот газ не только поступает в организм больного в достаточном количестве, но и сберегает силы для самого процесса дыхания. Нужно, однако, иметь ввиду, что длительное вдыхание воздуха, обогащенного кислородом, опасно для здоровья человека. Высокие концентрации кислорода вызывают в тканях образование свободных радикалов, нарушающих структуру и функции биополимеров. Кроме этого, подкожное введение кислорода оказалось эффективным при лечении некоторых заболеваний, например гангрены, тромбофлебита, слоновости и тропических язв. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Радиоактивный изотоп кислорода 15O применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции, обмена кислорода в миокарде и головном мозге.

Понижение содержания кислорода (гипоксия) в тканях и клетках при облучении организма ионизирующей радиацией обладает защитным действием -- так называемый кислородный эффект. Этот эффект используют в лучевой терапии: повышая содержание кислорода в опухоли и понижая его содержание в окружающих тканях усиливают лучевое поражение опухолевых клеток и уменьшают повреждение здоровых. При некоторых заболеваниях применяют насыщение организма кислородом под повышенным давлением -- гипербарическую оксигенацию. В случаях пребывание человека в среде повышенного давления при проведении водолазных и кессонных работ, дайвинге - возможны случаи возникновения специфических заболеваний водолазов и дайверов гипербарическое воздействие (лечебная рекомпрессия, гипербарическая оксигенация) является основным методом лечения.

Явление «кислородного голодания» в организме может наступить и от недостатка кислорода в окружающей среде. Например, на высоте 10000 м барометрическое давление воздуха снижается до 217мм рт. ст. и абсолютное содержание кислорода в воздухе уменьшается в четыре раза. Этого количества газа слишком мало для нормального процесса дыхания. Поэтому на больших высотах летчики пользуются баллонами с кислородом.

При всем выше сказанном далеко не каждый знает, каким же способом получают столь необходимый для повседневной деятельности газ.

Многообразие химических соединений, содержащих кислород, и их доступность позволяют получать кислород различными способами. Все способы получения кислорода можно разделить на две группы: физические и химические. Большинство из них относится к химическим, т.е. в основе получения кислорода лежат те или иные реакции.

В XIX веке возможности получения кислорода были ограничены, и его получали только лабораторными способами. В лаборатории кислород удобнее всего получать из его соединений с другими элементами. Чаще всего кислород получают нагреванием таких веществ (в состав которых кислород входит в связанном виде), как перманганат калия (марганцовка), хлорат калия (бертолетова соль), нитрат калия (селитра).

Пероксид водорода обычно используется в виде 3%-го водного раствора. Многие из Вас знакомы с ним, потому что такой раствор применяется как дезинфицирующее средство при обработке царапин и мелких ран. Он мало устойчив, и уже при стоянии медленно разлагается на кислород и воду. Попав на царапину или ранку, пероксид начинает выделять кислород гораздо интенсивнее (сильно пузырится, шипит). Дело здесь в том, что кровь содержит особые вещества (катализаторы), которые ускоряют реакцию разложения пероксида водорода. Катализаторами разложения Н2О2 могут служить многие вещества, в том числе и неорганические: диоксид марганца (MnO2), древесный уголь (углерод), железный порошок. Существуют и «антикатализаторы» - то есть вещества, замедляющие химическое превращение. Такие замедлители химических реакций называются ингибиторами. Например, фосфорная кислота Н3РО4 по каким-то причинам препятствует разложению пероксида водорода.

Кислород получают из воды путем разложения ее. В сосуд, наполненный электролитом (дистиллированная вода, подкисленная серной кислотой), опускают электроды, чаще всего платиновые, и пропускают электрический ток. Положительно заряженные ионы водорода перемещаются к отрицательно заряженному электроду (катоду), а отрицательно заряженные гидроксид-ионы ОН- и сульфат-ионы SO42- направляются к положительно заряженному электроду (аноду). На электродах ионы разряжаются. Следует заметить, что разряд ионов Н+ и ОН- происходит намного легче, чем сульфат-ионов SO42-. Таким образом, на катоде выделяется водород, а на аноде -- кислород:

4Н+ + 4е > 2Н2

4ОН- - 4е > 2Н2О + О2

Выделяющиеся газы собирают в разные сосуды или непосредственно используют.

В условиях школьной лаборатории в качестве электролита удобнее воспользоваться раствором щелочи. Тогда электроды можно изготовить из железной проволоки или листа. В щелочной среде разрядке на катоде подвергаются непосредственно молекулы воды:

Н2О + е > Н° + Н-

Н° + Н° > H2

Для опыта используют лабораторный электролизер. Это U-образная трубка из стекла, в которую впаяны электроды. При электролитическом способе получают достаточно чистый кислород (0,1% примесей).

Рассмотрим еще один химический способ получения кислорода. Если нагревать оксид бария ВаО до 540°С, то он присоединяет атмосферный кислород с образованием пероксида бария ВаО2. Последний при нагревании до 870°С разлагается, и выделяется кислород:

2ВаО + О2 = 2ВаО2

2ВаО2 = 2ВаО + О2

Пероксид бария выполняет роль переносчика кислорода.

В прошлом столетии были разработаны установки для получения кислорода этим способом. Они включали в себя вертикально расположенные емкости, которые имели систему подогрева. Через нагретый до 400 --500°С оксид бария пропускали ток воздуха. После образования пероксида бария подачу воздуха прекращали, а емкости нагревали до 750°С (температура разложения ВаО2).

Интересен способ получения кислорода из пероксидов металлов, который раньше применяли на подводных лодках, потому что одновременно с выделением кислорода происходит поглощение углекислого газа

На современных атомных подводных лодках, где имеется мощный и почти неисчерпаемый источник электрической энергии, есть возможность получать кислород разложением воды под действием электрического тока (электролизом воды)

Однако для получения кислорода в больших количествах для нужд промышленности и медицины человечество должно было изобрести какие-то новые, более совершенные и производительные способы получения кислорода. Попытки создать более или менее мощную кислородную промышленность предпринимались еще с XIX века во многих странах. Но от идеи до технического воплощения часто лежит «дистанция огромного размера»...

С развитием техники получения низких температур был разработан физический способ получения кислорода из атмосферного воздуха. Проще всего получить кислород из воздуха, поскольку воздух - не соединение, и разделить воздух не так уж трудно. Он основан на глубоком охлаждении воздуха и использовании различия в температурах кипения газов, входящих в состав воздуха.

Жидкий воздух, получаемый в холодильных установках, представляет собой смесь, состоящую из 79% азота и 21 % кислорода по объему. Температуры кипения азота и кислорода отличаются (при атмосферном давлении) на 12,8°С. Следовательно, жидкий воздух можно разделить на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть. Этот процесс носит название фракционной перегонки или ректификации. Но чтобы превратить воздух в жидкость, его нужно охладить до -196°С. Можно сказать, что проблема получения кислорода - это проблема получения холода.

Чтобы получать холод с помощью обыкновенного воздуха, последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться и при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух будет охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами.

Чтобы получить жидкий воздух с помощью поршневых детандеров, необходимо давления порядка 200 атмосфер. Но тогда КПД у такой установки будет немногим выше, чем у паровой машины. И сама установка получается сложной, громоздкой, и дорогой.

В конце тридцатых годов советский физик, академик П.Л. Капица предложил использовать в качестве детандера турбину. Главная особенность турбодетандера Капицы заключается в том, что воздух в ней расширяется не только в сопловом аппарате, но и на лопатках рабочего колеса. При этом газ движется от периферии колеса к центру, работая против центробежных сил.

Турбодетандер «делает» холод с помощью воздуха, сжатого всего лишь до нескольких атмосфер. Энергия, которую отдает расширяющийся воздух, не пропадает напрасно, она используется для вращения ротора генератора электрического тока.

Если газ был сжат очень сильно, то его расширение может привести к такому сильному охлаждению, что часть воздуха сжижается. Жидкий воздух собирают в специальные сосуды, называемые сосудами Дьюара.

Из пространства между внутренней и внешней стенками сосуда откачан воздух. Вакуум практически не проводит тепло, поэтому жидкий газ, даже имея очень низкую температуру, может сохраняться в таком сосуде длительное время.

Жидкий кислород кипит при более «высокой» температуре (-183оС), чем жидкий азот (-196оС). Поэтому при «нагревании» жидкого воздуха, когда температура этой очень холодной жидкости медленно повышается от -200оС до -180оС, прежде всего при -196оС перегоняется азот (который опять сжижают) и только следом перегоняется кислород. Если такую перегонку жидких азота и кислорода произвести неоднократно, то можно получить весьма чистый кислород. Обычно его хранят в сжатом виде в стальных баллонах, окрашенных в голубой цвет. Характерная голубая окраска баллонов нужна для того, чтобы нельзя было спутать кислород с каким-нибудь другим сжатым газом.

Аппаратура для промышленного получения кислорода, как мы видим, очень сложна и энергоемка. Современные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода.

В настоящее время этот способ стал основным способом получения технического кислорода (дешевое сырье и большая производительность установок).

Поскольку физический способ получения кислорода широко используют в промышленности, химические способы получения практически утратили свое техническое значение и служат для получения кислорода в лаборатории.

В связи с развивающимся научно-техническим прогрессом людей всего мира начинает тревожить судьба кислорода и загрязненность атмосферы.

Известно, что зеленые растения -- непревзойденные очистители и санитары земной атмосферы. Фотосинтез -- единственный процесс, который уже около 2 млрд. лет поддерживает круговорот кислорода в атмосфере Земли. Зеленые растения -- это исполинская лаборатория, вырабатывающая кислород и поглощающая оксид углерода СО2. Ученые подсчитали, что растения земного шара ежегодно поглощают около 86,5 млрд т оксида СО2. В связи с этим создание зеленых парков вокруг больших городов, устройство садов, разбивка скверов и цветников -- составная часть современного градостроительства, столь же необходимая, как устройство водопровода и уличного освещения.

6. АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА И ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ДЛЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

В последние 20-25 лет проблема патогенеза всевозможного рода заболеваний обогатилась раскрытием механизма повреждения клеточных структур. Основным фактором повреждения оказался кислород - тот самый кислород, из-за недостатка которого возникает гибель клеток. Выяснилось, что так называемые активные формы кислорода (АФК), имеющие неспаренный электрон, обладают биологическим эффектом, который в зависимости от концентрации АФК может быть регуляторным или токсическим.

Метаболизм клеток млекопитающих связан с неизбежной продукцией молекул реактивного кислорода (reactive oxygen species -- ROS) и оксида азота (reactive nitroxy species -- RNOS). ROS включают супероксид радикал, перекись водорода, гидроксил радикал, синглетный кислород, озон, хлорамины, пероксирадикалы. Молекулы свободного радикала являются чрезвычайно реакционно-способными. Образование свободного радикала запускает каскад передачи электрона. Если данный каскадный процесс выходит из-под контроля развивается повреждение клеток. Свободный радикал может захватить электрон с незащищенных молекул-жертв, которые не приспособлены для отдачи электрона. Часто свободные радикалы атакуют ДНК, которая заключает в себе генетический код. Опасным является повреждение ненасыщенных жирных кислот -- процесс перекисного окисления липидов. Соответственно пробудился интерес и к соединениям, которые в обычных условиях предотвращают токсическое действие АФК и СР - антиоксидантам. Окислительный стресс играет важную, если не ключевую роль в патогенезе старения и широкого спектра заболеваний. Поэтому использование антиоксидантов для терапии и профилактике процесса старения и всевозможных заболеваний выглядит вполне оправданным.

6.1 Озоновый слой Земли

Озон -- аллотропная модификация кислорода. Его молекула образована тремя атомами этого химического элемента: О3. Само слово «озон» происходит от греческого слова «озейн», что означает «пахнущий». В естественных условиях озон образуется из кислорода при грозовых разрядах, чем объясняется специфический запах свежести после грозы, а на высоте 10--30 км -- при воздействии солнечного излучения, а именно, его ультрафиолетовой части.

Образование озона сопровождается выделением атомного кислорода. Это в основном цепные реакции, в которых появление активной частицы (она обозначается обычно знаком *) вызывает большое число (цепь)последовательных превращений неактивных молекул, например O2. Цепную реакцию образования озона из кислорода можно выразить следующей схемой:

О2 + hv > О2*,

O2* + O2 => O3 + O,

О + О2 <=> О3;

или суммарно:

3О2 <=> 2О3

кислородозон

Запах озона мы ощущаем в воздухе после грозы, в хвойных лесах, особенно в сосновых, а также на морском побережье. Озон в этом случае образуется в некоторых реакциях окисления древесной смолы или морских водорослей. Озон нижнего слоя воздуха рассеян, содержание его небольшое. Этот газ недолговечен, потому что вновь превращается в кислород:

2О3<=> ЗО2

озонкислород

Даже в небольших количествах озон выполняет роль окислителя многих веществ. Озоном обеззараживают водопроводную воду, очищают воздух от болезнетворных бактерий. Из-за своей активности озон может стать опасным для здоровья человека и животных, если будет превышен предел его допустимого содержания в воздухе. Однако этого в природе не происходит.

Высоко над Землей, в стратосфере на высоте до 30 км (над уровнем моря) постоянно находится тонкий слой озона, защищающий жизнь на нашей планете от губительного действия коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Озон поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение, и на Землю проникает лишь часть его (длинные ультрафиолетовые волны), не причиняющая особого вреда ее обитателям. Кроме этого, озон поглощает инфракрасные лучи Земли, препятствуя ее охлаждению.

В стратосфере озона больше, чем в приземном воздухе, однако, это не значит, что слой образован только озоном. Лишь 1 молекула озона в озоновом слое приходится на 100000 молекул других газов. Но этого озона достаточно для сохранении жизни на Земле.

Чемже опасны ультрафиолетовые лучи? Они изменяют структуру молекул белков -- носителей жизни. От них страдают, прежде всего, простейшие микроорганизмы и водоросли. Их гибель в водах Мирового океана может привести к тому, что прервутся цепи питания, и тогда пострадают многие крупные обитатели морских вод. Сухопутные организмы по-разному воспринимают эти лучи. Одни животные и растения их выдерживают, другие заболевают и гибнут. Воздействие сильного ультрафиолетового излучения может нарушить соотношение численности хищных и травоядных животных, паразитов и их хозяев. Понятно, что последствия таких изменений пагубно скажутся на экологии Земли.

Длинноволновые ультрафиолетовые лучи воздействуют на кожу человека, появляется загар. Но на коротковолновое излучение клетки кожи могут болезненно отреагировать, появятся разного рода опухоли. Ультрафиолетовое излучение вредно и для зрения.

Вот почему так важно, что над Землей есть защитный озоновый слой!

В стратосфере озон существует довольно долго, ему там не приходится часто встречаться с веществами-восстановителями, но если они туда проникают, то озон реагирует с ними и его количество уменьшается. Такое явление снижения концентрации озона в каких-то участках стратосферы называют образованием «озоновых дыр». В последнее время зафиксировали снижение концентрации озона в стратосфере почти на 40% над Антарктидой. Этот плоский континент окружен океаном, над Южным полюсом образуется как бы воронка из ветров, циркулирующих вокруг материка и приносящих вещества, с которыми реагирует озон. Какие это вещества?

Это искусственно полученные и очень ценные в практическом отношении вещества -- хлорфторуглеводороды разного состава.

Эти вещества получают при реакциях замещения галогенами атомов водорода в углеводородах. Хлорфторуглеводороды -- стойкие вещества, не растворяются в воде, не ядовиты, не горят, не вызывают коррозии, отличные изоляторы. Из них делают утеплители для стен зданий, одноразовую посуду для горячих напитков. Жидкие вещества из этой группы (фреоны) -- хорошие растворители, эффективные хладоагенты в холодильниках и кондиционерах. Их применяют в аэрозольных баллончиках как безвредные растворители специальных веществ, в системах автоматического пожаротушения (CBrF3).

Производство этих веществ развивалось ускоренными темпами до тех пор, пока не обнаружили, что они, попадая в стратосферу, разрушают озон (Сейчас стараются заменить фреоны на менее летучие вещества. Например, в качестве хладоагентов используют фторхлорметан, а для аэрозольных баллонов применяют сжиженные газообразные предельные углеводороды).

До стратосферы эти вещества доходят без изменений. Ведь они химически устойчивы. А в стратосфере, где много ультрафиолетового излучения, их молекулы разрушаются, при этом отщепляются активные атомы галогена, в частности хлора:

Одноатомный хлор-радикал реагирует с озоном:

03 +Сl =>О2+ СlO

озонхлор кислородоксид

(радикал) хлора (II)

Под действием ультрафиолетовых лучей из озона образуется кислород, который в момент выделения также бывает в активном одноатомном состоянии:

03 => 02+О

озонкислород атомарный

кислород

Оксид хлора (II) реагирует с атомарным кислородом, и тогда вновь образуется хлор-радикал, который опять разрушает озон; происходит, цепная реакция, повторяющаяся многократно:

СlO + О=>Сl+ О2

оксид атомарныйхлоркислород

хлора (II)кислород(радикал)

О3 + С1=> О2 + СlO

Один атом хлора участвует в серии таких реакций и может разрушить до 100000 молекул озона. Хлор может «выйти из игры» только тогда, когда ему встретится молекула метана. Тогда он, присоединив к себе один атом водорода из метана, образует хлороводород, который при растворении в воде образует соляную кислоту. Так хлор-разрушитель возвращается на Землю в виде кислотного дождя:

СН4+ 2С1 >СН3С1+ НС1

метанхлор хлор - хлороводород

(радикал) метан (в растворе -- соляная кислота)

Даже если производство хлорфторуглеводородов будет повсеместно сокращено, процесс разрушения озонового слоя над всей планетой будет продолжаться. Обедненный озоном воздух постепенно рассеивается, газы в атмосфере перемешиваются, содержащиеся в воздухе хлорфторуглеводороды будут еще очень долго, не менее чем 100 лет, продолжать свою работу, разрушающую озон.

В 1990 г. представители правительства 92стран в Лондоне подписали соглашение о полном прекращении производства хлорфторуглеводородов к 2000 г. Соблюдение этого соглашения будет условием постепенного восстановления природного содержания озона в стратосфере, потому что концентрация уже попавшего в атмосферу хлора должна со временем уменьшаться, однако это время -- столетие.

6.2 Свободные радикалы и активные формы кислорода

Пути образования и механизмы.

Человек в покое вдыхает около 280 мл О2/мин, или не менее 400 л/сут, что соответствует 18 молям О2. Основное количество О2 (95-98%) расходуется на выработку энергии и окислительный катаболизм субстратов. Относительно небольшая часть (2-5%) переходит в активные формы кислорода (АФК) и затем частично используется для оксидативной модификации (ОМ) макромолекул. Это означает, что в АФК переходит - 0,4 - 0,9 моля О2. При отсутствии метаболизма средняя концентрация АФК в организме достигла бы 6-14 мМ. Однако реальный уровень в тканях равен 10-8 М, то есть в 106 раз меньше. Возникают вопросы: 1) какое значение имеют АФК и ОМ макромолекул - это просто утечка с главного пути использования О2 или важные процессы, но тогда они полезны или вредны; 2) как осуществляется мощный метаболизм АФК и активных окисленных молекул и почему это нужно?

В последние 20-25 лет проблема патогенеза заболеваний сердца, а также ряда других органов обогатилась раскрытием механизма повреждения клеточных структур. Основным фактором повреждения оказался кислород - тот самый кислород, из-за недостатка которого возникает гибель клеток. Выяснилось, что так называемые активные формы кислорода (АФК), имеющие неспаренный электрон, обладают биологическим эффектом, который в зависимости от концентрации АФК может быть регуляторным или токсическим.

Главным источником АФК в клетках являются митохондрии. Ю.А. Владимиров выделяет три категории АФК: первичные, вторичные и третичные. Первичные АФК образуются при окислении некоторых молекул и обладают регуляторным или умеренным антимикробным действием. К ним относятся оксид азота NO, обладающий сосудорасширяющим действием, и супероксид ОО-, судьба которого может быть весьма разнообразной. Обычно при помощи специализированного фермента супероксиддисмутазы он превращается в перекись водорода Н2О2 и в дальнейшем - в гипохлорит ClO-. Оба эти соединения используются макрофагами для борьбы с бактериями. При недостаточной нейтрализации супероксида его избыток, взаимодействуя с NO, образует пероксинитрит или переводит трехвалентное железо Fe3+ в двухвалентное Fe2+, которое при взаимодействии с Н2О2, НClО и липоперекисями образует гидроксильный радикал ОН* или липоксильный радикал LO*. Эти радикалы, как и пероксинитрит, представляют категорию вторичных радикалов, именно эта категория обладает сильным токсическим действием вследствие своей способности необратимо повреждать мембранные липиды, а также молекулы ДНК, углеводов и белков. При соединении вторичных радикалов с молекулами антиоксидантов и других легко окисляющихся соединений образуются третичные радикалы. Их роль может быть различной. Повреждающее действие могут оказывать все АФК, но наиболее токсичными оказываются вторичные радикалы.



Избыточная активация реакций свободнорадикального окисления представляет типовой патологический процесс, встречающийся при самых различных заболеваниях и повреждающих воздействиях на организм. Свободные радикалы - молекулы с неспаренными электронами, находящимися на внешней оболочке атома или молекулы, обладающие очень высокой реакционной способностью и, как следствие, выраженным повреждающим действием на клеточные макромолекулы. В понятие свободного радикала не включаются ионы металлов переменной валентности, неспаренные электроны которых находятся на внутренних оболочках. Доказано участие свободных радикалов в патогенезе очень многих заболеваний (шок различного генеза; атеросклероз; нарушения мозгового, коронарного и периферического кровообращения; сахарный диабет и диабетическая ангиопатия; ревматоидные, воспалительные и дегенеративные заболевания опорно-двигательной системы; поражения глаз; легочные заболевания; онкологическая патология; термические поражения; различные интоксикации; реперфузионные поражения) и преждевременного старения. Кроме того, к повышенному образованию свободных радикалов в организме приводят прием препаратов с прооксидантными свойствами, проведение ряда лечебных процедур (кислородотерапия, гипербарическая оксигенация, ультрафиолетовое облучение, лазерная коррекция зрения, лучевая терапия), а также различные экологически неблагоприятные факторы окружающей среды.

Заболевания и состояния, которые связаны с избыточным образованием АФК

Патологические состояния

Респираторный тракт

Острый и хронический бронхит, трахеобронхит

Бронхолегочная дисплазия

Идиопатический легочный фиброз

Респираторный дистресс-синдром (ARDS, IRDS)

Эмфизема легких

Интоксикации поллютантами вдыхаемого воздуха, (напр. пестициды, антибиотики) и оксидантами (напр. SO2, NOx, O3)

Желудочно-кишечный тракт

Диареи алиментарная и инфекционная

Колиты и энтероколиты

Язвенная болезнь желудка и кишечника

Интоксикации

Кровь

Химические интоксикации (напр. фенилгидразин, сульфонамиды, протопорфирины)

Анемии различной этиологии

Печень

Интоксикации (напр. алогенированные углеводороды, ацетаминфен, хиноны, микотоксины, эндотокисны, тяжелые металлы)

Гепапиты, гепатозы

Почки

Аутоиммунный нефроз

Гломерулонефрит, пиелонефрит

Интоксикации (напр. Аминогликозиды, тяжелые металлы)

Физиологические состояния

Беременность

Период новорожденности

Старение

Начальным этапом развития окислительного стресса является избыточное образование высокоактивных свободнорадикальных форм кислорода. Причинами этого могут быть как нарушение функций митохондрий, например при гипоксии, с прекращением образования молекул воды - конечного продукта кислородного метаболизма - и накоплением промежуточных свободнорадикальных форм кислорода, так и подавление эндогенных антиоксидантных систем, нейтрализующих свободные радикалы. Образовавшиеся свободнорадикальные формы кислорода воздействуют на фосфолипиды, точнее, на ненасыщенные жирные кислоты, входящие в их состав и высвобождающиеся при распаде фосфолипидов, и подвергают их перекисному окислению. В ходе этого окисления образуются свободнорадикальные формы указанных кислот с повреждающими свойствами и токсичные продукты окисления. В результате происходит деструкция клеточных структур вплоть до гибели клеток.



Кроме полного четырехэлектронного восстановления молекулы О2 до водыв дыхательной цепи митохондрий в аэробных клетках всегда происходит и неполное - одно - трехэлектронное восстановление с последовательным образованием различных АФК. Это свободный радикал-анион супероксид02-*, перекись водорода Н2О2 и наиболее активный радикал - гидроксил НО*:

Донорами электрона могут быть также и металлы переменной валентности (Fe2+, Сu+) или семихиноны, а для второй и третьей реакций - также и O2-*:

O2-* + O2-* + 2Н+ > H2O2

Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH- + OH*

Термин «АФК» шире, чем «свободные радикалы кислорода» (O2-*, НО*), так как кроме последних включает также молекулы Н2О2, синглетный кислород 'О2, озон О3 и гипохлорит HOCl.

В реакциях одноэлектронного восстановления кислорода (в дыхательной цепи митохондрий, аутоокисление избытка катехоламинов и др.) обычно участвует, наряду с молекулой, из которой радикал образуется, ион металла переменной валентности, который как раз и служит донором или акцептором одного электрона. В результате образуется супероксидный анион-радикал. Этот метаболит обнаруживается практически во всех клеточных структурах, что связано с широким распространением кислородпотребляющих ферментативных и неферментативных реакций. Способность супероксидного анионрадикала свободно мигрировать от места своего образования через мембраны по анионным каналам также обеспечивает широкую распространенность его в компартменах клетки.

Гидроксильный радикал OH* наиболее реакционноспособныйиз АФК. Он может разрывать в макромолекулах связи- С - С; - С - N; - С - Н. Обладает мутогенным эффектом и цитотоксичеким действием. Способствует канцерогенезу.

Типичный пример реакции, в которой образуется гидроксильный радикал - это реакция Фентона - взаимодействие пероксида водорода с ионом двухвалентного железа:

Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH- + OH*

Также гидроксильный радикал образуется при взаимодействии пероксида водорода с супероксидным анион-радикалом в результате реакции Хабер-Вейса:

O2-* + H2O2 > О2+ OH- + OH*

Еще одним примером образования гидроксильного радикалаявляется взаимодействие металла переменной валентности с гипохлоритом:

Fe2+ + ОСl- + Н+ > Fe3+ + OH*+ Сl -

При высоких температурах или под действием ультрафиолетового излучения радикалы могут образовываться также в результате разрыва химической связи (гомолитическое расщепление), однако в обычных условиях такие реакции в нормальных живых клетках практически не имеют места.

Присоединение к супероксидному анион-радикалу еще одного электрона (двухэлектронное восстановление кислорода) приводит к образованию перекиси водорода - это происходит либо в результате спонтанной дисмутации:

О2- + О2- + 2Н+ > О2 + Н2О2

либо под действием фермента супероксиддисмутазы:

2О2- + 2Н+ > О2 + Н2О2

Синглетный кислород 'О2 образуется при переходе электронов внутри молекулы между внешними орбиталями. При этом спин одного атома меняет ориентацию, в результате чего происходит разрыв одной из двух связей в молекуле кислорода и такой кислород обладает большей энергией. Синглетный кислород образуется в реакции при взаимодействии гидроксильного радикала с супероксидным анион-радикалом:

OH*+ O2-* > 'О2 + OH-

АФК генерируются во всех частях клетки. Наибольший вклад вносит дыхательная цепь митохондрий, особенно при низкой концентрации АДФ. Важна роль и системы цитохрома Р450, локализованной в эндоплазматической сети. Участвуют ядерная мембрана и другие части клетки, при этом АФК часто возникают не только спонтанно, но и ферментативно (НАДФН-оксидаза дыхательного взрыва в плазматической мембране и ксантиноксидаза в гиалоплазме). Концентрации АФК в тканях невысоки: Н2О2 - 10-8М, O2-* - 10-11М, НО* < 10-11М. АФК вызывают образование органических гидропероксидов ROOH - ДНК, белков, липидов, а также малых молекул. ROOH образуются и в реакции с обычным молекулярным О2 при участии ферментов диоксигеназили циклооксигеназ:

RН + О2 > RООН

ROOH по своей структуре подобны Н2О2 (R-O-O-H и Н-О-О-Н) и химически тоже активны, при последующем метаболизме они переходят в спирты, альдегиды, эпоксиды и другие окисленные соединения. Образование ROOH называют перекисным окислением (пероксидацией), а совокупность описанных реакций (рис. 1) теперь именуют ОМ молекул.

АФК вызывают в липидах (L), в основном в остатках полиненасыщенных жирных кислот, цепные реакции с накоплением липидных радикалов L·, пероксилов LOO·, гидропероксидов LOOH и алкоксилов LO·:

Первые три реакции - это инициация и продолжение цепи, а реакция LOOH c Fe2+ создает ее разветвление. В ходе первой, инициирующей перекисное окисление липидов, реакции образуется вода и радикал жирной кислоты. Далее радикал жирной кислоты соединяется с молекулой кислорода, образуя пероксильный радикал жирной кислоты. Образующийся пероксильный радикал вступает в реакцию со следующей молекулой жирной кислоты, что приводит к образованию молекулы гидроперекиси и нового радикала жирной кислоты. Далее образуются диеновые конъюгаты, а затем минорные метаболиты: малоновый диальдегид, этан, пентан и др. На протяжении многих лет перекисное окисление липидов (ПОЛ) считали преимущественно спонтанным (неферментативным) и неспецифическим самоускоряющимся процессом и ему придавали ведущее значение в ОМ и ее последствиях. Однако затем стало ясно, что: 1) огромное значение имеют и ферментативные реакции типа (4), катализируемые липоксигеназами и циклооксигеназами - первыми ферментами путей, приводящих к образованию специфических регуляторов - эйкозаноидов; 2) в организме главными продуктами ПОЛ являются 4-гидроксиалкенали типа

С5Н9-СНОН-СН=СН-СНО,

то есть снова специфические вещества; 3) большое значение имеет ОМ и других макромолекул - ДНК и белков, усиленно изучаемая в 90-е годы.

АФК вызывают ОМ нуклеотидов и нуклеиновых кислот, особенно ДНК. Это приводит к гидропероксидам ROOH (так, из тимина образуется 5-СН2ООН-урацил), а затем к гидроксипроизводным ROH или R(OH)2, основными из которых являются 8-ОН-2'-дезоксигуанозин и тимингликоль (их определение в тканях и моче используют как индексы ОМ ДНК). ОМ белков также вызывает образование в организме ROOH, а затем ROH (о- и m -тирозины), R(OH)2 (ДОФА), карбонилов и других окисленных производных; образуются и димеры (дитирозины); происходит также аутооксидативное гликозилирование белков.

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) постоянно происходят в организме и имеют важное значение. Влияние ПОЛ проявляется в обновлении состава и поддержании функциональных свойств биомембран, участии в энергетических процессах, клеточном делении, синтезе биологически активных веществ. Через стадию перекисных производных ненасыщенных жирных кислот осуществляется биосинтез простагландинов и лейкотриенов, а тромбоксаны, оказывающие мощное влияние на адгезивно-агрегационные свойства форменных элементов крови и микроциркуляцию, сами являются гидроперекисями. Образование гидроперекисей холестерина - одно из звеньев в синтезе некоторых стероидных гормонов, в частности, прогестерона.

Избыточная активация процессов цепного свободнорадикального окисления липидов может привести к накоплению в тканях таких продуктов, как липоперекиси, радикалы жирных кислот, кетоны, альдегиды, кетокислоты, что, в свою очередь, может привести к повреждению и увеличению проницаемости клеточных мембран, окислительной модификации структурных белков, ферментов, биологически активных веществ.

6.3 Биологическая роль АФК

На протяжении длительного времени в биологической и особенно медицинской литературе основной акцент делали на вредных эффектах АФК и ОМ. Они действительно существуют, но теперь уже нет сомнений, что образование АФК и ОМ приносят и пользу.