Superoxidy
Superoxidy, známé také pod starším názvem hyperoxidy,[1] jsou chemické sloučeniny skládající se z kationtu kovu a charakteristického superoxidového anionu, který má chemický vzorec O −
2 . Vznikají jako důležitý produkt jistých redoxních reakcí kyslíku O2, které volně probíhají v přírodě. S jedním nepárovým elektronem je superoxidový ion volným radikálem, který má paramagnetické vlastnosti jako běžná dvouatomová molekula kyslíku (dioxygen, O2).
Vlastnosti editovat
Superoxidy jsou látky, kde kyslík má oxidační číslo −1/2 a valenci 1/2. Délka vazby O-O v O −
2 činí 1,33 Å, oproti 1,21 Å v O2 a 1,49 Å v O 2-
2 .
Soli CsO2, RbO2, KO2, a NaO2 jsou připravovány řízenou reakcí O2 s daným alkalickým kovem.[2] Všechny se samovolně redukují z 2 (O2), na 1,5 (O −
2 ), až 1 (O −
2 ). Alkalické soli O −
2 jsou oranžovo-žluté a málo stálé, proto se musí uchovávat v suchu. Při rozpouštění ve vodě O −
2 probíhá reakce velmi bouřlivě za vzniku peroxidu, hydroxidových anionů a kyslíku:
- 2 O −
2 + 2 H2O → O2 + H2O2 + 2 OH−
V tomto procesu je O −
2 základem tzv. Brønstedovy báze, při níž se vytváří radikál HO •
2 . Disociační konstanta (pKa) této konjugované kyseliny a vodíkového superoxidu (HO •
2 , známého jako "hydroperoxyl" nebo "perhydroxy radikál") je 4,88, a proto v neutrálním prostředí (pH 7) je naprostá většina superoxidu v aniontové formě O −
2 .
Soli se při zahřátí rozpadají na vzdušný kyslík a peroxid daného kovu:
- 2 NaO2 → Na2O2 + O2
Tato reakce se používá kosmických lodích a v ponorkách. Tento způsob výroby kyslíku se používá také v dýchacích přístrojích hasičů, protože je potřeba mít tato zařízení neustále připravená a není třeba řešit únik plynů dlouhodobě skladovaných pod velkým tlakem.
Superoxidy v biologii editovat
Superoxidy jsou částečně toxické a v přírodě se s nimi setkáme v imunologii. Fagocytární buňky tímto zabíjejí invazivní mikroorganismy. Ve velké míře superoxidy produkuje enzym NADPH oxidáza, která je součástí fagocytárních buněk. NADPH-oxidáza byla zjištěna i v nefagocytujících buňkách. Byla prokázána v B-lymfocytech, fibroblastech, v buňkách karotických tělísek, v embryonálních neuroepiteliálních buňkách plic a v některých buněčných liniích hepatomů. Mutace enzymu NADPH oxidázy způsobuje stav zvaný chronická granulatomozní choroba, která se projevuje nefunkčností enzymu a z toho vyplývá neschopnost fagocytárních buněk účinně potírat invazivní mikroorganismy. Superoxidy se také vytvářejí jako vedlejší produkt při dýchání mitochondrií, nebo při práci enzymů.[3][4]
Superoxidy mohou způsobovat patogenezi mnoha nemocí (důkazem je konkrétně silná radiace a následná hyperoxická otrava), a také pravděpodobně stárnutí díky oxidačnímu poškozování buněk. Přestože působení superoxidů může vyvolávat silnou patogenezi chorob, myši a krysy, přes již zmíněné účinky CuZnSOD nebo MnSOD, jsou více rezistentní vůči mrtvicím a infarktům, proto se tato myšlenka považuje za vědecky plně neprokázanou. Modelovým organismům (kvasinky, octomilky Drosophila a myši) CuZnSOD nabourává geny a zkracuje jim tak život, ba dokonce je i zpomaluje (katariakty, svalová atrofie, svalová degenerace, involuce thymu).[3]
Odkazy editovat
Reference editovat
- ↑ IUPAC: Red Book. p. 73 and 320.,
- ↑ ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ a b MULLER, F. L.; LUSTGARTEN, M. S.; JANG, Y., et al. Trends in oxidative aging theories. Free Radic Biol Med.. 2007, roč. 43, čís. 4, s. 477–503. Dostupné online. ISSN 0891-5849.
- ↑ WILHELM, J. Jak a proč dělají buňky superoxid [online]. Vesmír. Dostupné online.
Související články editovat
- Ozonidy, O -
3 - Peroxidy, O 2-
2 - Oxidy, O2−
- Dioxygenyl, O +
2 - Antimycin A - používá se v rybolovu
- Paraquat - používá se jako herbicid, uvolňuje velké množství radikálů.
Externí odkazy editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu superoxidy na Wikimedia Commons - J. Wilhelm: Jak a proč dělají buňky superoxid (časopis Vesmír)
