Jak smakują elektrony?

Czyli co należy wiedzieć o antyoksydantach?

Chciałabym poruszyć temat bardzo niedocenianego, jeśli chodzi o znaczenie problemu, jaką jest równowaga
oksydoreduksyjna zwana w skrócie równowagą redoks a przede wszystkim kwestie związane z rolą tzw.
antyoksydantów w naszej diecie.

Przypomnijmy krótko, jaka jest istota równowagi redoks?
Różne substancje mogą być w różnym stopniu wysycone elektronami, bądź też mieć różny ich deficyt. Elektrony mają ładunek ujemny, jeśli  więc związek chemiczny jest wysycony ponad miarę, mówimy, że ma ujemny potencjał redoks, jeśli ma ich niedobór - dodatni potencjał redoks.
Potencjał ten mierzymy formalnie w woltach, choć poszczególne potencjały mierzymy w sposób względny porównując z potencjałem zerowym  przyjętym w sposób umowny.
Jeśli jakaś substancja ma dodatni potencjał, czyli ma deficyt aktywnych elektronów, mówimy, że jest utleniona. Jeśli natomiast ma ujemny potencjał, mówimy, że jest mocno wysycona elektronami, czyli
jest zredukowana.

Substancje, które są mocno pozbawione elektronów (utlenione), mogą przyjmować je od innych cząsteczek. Same ulegają one wtedy redukcji. Owe inne cząsteczki ulegają natomiast utlenieniu. I odwrotnie.
Substancje, które są wysycone elektronami (zredukowane) mogą je oddawać, czyli ulegać utlenieniu. Cząsteczka, która te elektrony przyjmuje ulega natomiast redukcji.

Widzimy więc, że reakcje tego typu są zawsze sprzężone, jak coś  się utlenia, to coś innego się redukuje. Utleniacz - utlenia inną substancję samemu się redukując, reduktor - redukuje inną substancję
samemu się utleniając.

Metale

Przyjrzyjmy się najprostszym substancjom, jakimi są metale. Jak  wiemy niektóre z nich mogą występować na różnych stopniach utlenienia, np. żelazo może występować na stopniu utlenienia Fe2+ i Fe3+, miedź
może występować jako Cu1+ i Cu2+, mangan jako Mn2+, Mn4+, Mn6+ i Mn7+, chrom jako Cr3+ i Cr6+. Liczba przy znaku plus oznacza tu wartościowość, czyli wielkość deficytu elektronów w sztukach przy każdym atomie. Im wyższa wartość, tym bardziej utleniony jest dany atom. Metale na różnych stopniach utlenienia mają zupełnie różne  właściwości biologiczne. Przykładowo żelazo przyswajalne jest jedynie jako Fe2+. Jednak spontanicznie ulega ono utlenieniu do Fe3+. Stąd duża rola witaminy C jako antyutleniacza. Potrafi ona zredukować żelazo Fe3+ z powrotem do Fe2+ (samemu się oczywiście utleniając) i  poprawić jego przyswajalność.

W przypadku chromu - właściwa postać przyswajalna i odżywcza to postać Cr3+. Postać Cr6+ jest natomiast również przyswajalna, jednak jest wysoce toksyczna. Występują również formy chromu Cr2+ i Cr4+,  jednak są one bardzo nietrwałe, w zależności od towarzystwa szybko przechodzą one do +3 lub +6.
Jeśli chodzi o mangan - formą używaną przez organizm jest Mn2+. Przykładem formy Mn7+ jest nadmanganian potasu używany powszechnie w  bardzo małych rozcieńczeniach do dezynfekcji. Wynika to z tego, że łatwo ulega on redukcji, do form niższych, czyli łatwo utlenia inne substancje, np. bakterie, czy grzyby. Również miedź występuje w organizmie głównie jako forma Cu1+ a nie Cu2+. Widzimy więc, że
wykluwa się tu pewna reguła:

*** Metale występują w organizmie przede wszystkim w mniej trwałej formie zredukowanej ***

Wynika to z faktu, że będąc w centrum aktywnym enzymu w stanie wyższego wysycenia elektronami
łatwiej katalizują one różnorodne reakcje chemiczne, a w szczególności reakcje redoks.

W drugiej kolejności przyjrzyjmy się tlenowi, gdyż wokół niego kręci się większość reakcji redoks. Tlen występuje w przyrodzie na  dwóch stopniach utlenienia: jako gaz na stopniu utlenienia zero O2(0)
oraz jako woda na stopniu utlenienia '-2': O(2-). Postać gazowa jest postacią o bardzo silnych właściwościach utleniających. Czyli bardzo  łatwo odbiera on elektrony innym substancjom (samemu się przy tym redukując). Szczególnie łatwo utlenia postać tlenu singletowego O, czyli nie połączonego w cząsteczkę O­2. 

Głównym sposobem pozyskiwania energii w organizmie człowieka jest proces spalania substancji  paliwowych (cukru, tłuszczu).