Активный кислород и его опасность для организма человека. Активный кислород

друг или враг, или о пользе и вреде антиоксидантов

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Долгое время активные формы кислорода считались вредными побочными продуктами обмена веществ. За последнее десятилетие, однако, учёные показали, что живые организмы не только могут использовать активный кислород в своих целях, но и целенаправленно его вырабатывают. Возникает вопрос: нужно ли бороться с активными формами кислорода с помощью антиоксидантов?

Обратите внимание!

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2013 в номинации «Лучший обзор».

Спонсор конкурса — дальновидная компания Life Technologies. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.

Вот уже много лет производители продуктов питания и косметики твердят о пользе для нашего здоровья антиоксидантов. В связи с этим в головах людей прочно укрепляется точка зрения, что эти чудодейственные вещества являются своего рода панацеей от многих болезней и даже предотвращают процесс старения. Однако недавние исследования показывают, что всё не так однозначно, как считалось ранее.

Со времён изобретения сине-зелёными бактериями кислородного фотосинтеза [1] мы живём в чрезвычайно агрессивной окислительной среде. Правда, сам по себе кислород не очень страшен для нас, живых организмов, поскольку, чтобы пошла реакция окисления, необходимо преодолеть высокий энергетический барьер (или, говоря другими словами, нас нужно было бы поджечь). Однако иногда в процессах неполного окисления кислород превращается в так называемые активные формы (АФК), и тогда эти молекулы становится поистине страшным окислителем, взаимодействуя с любой органикой, встретившейся на пути: белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами... И в наших клетках ежесекундно вырабатываются тысячи таких молекул — как побочные продукты дыхания, реакций синтеза и распада биомолекул.

К счастью, в нашем организме предусмотрены системы защиты от нежелательного окисления. Существуют специальные ферменты, занимающиеся нейтрализацией активных форм кислорода и их восстановлением до воды. Окислительные повреждения белков и ДНК, которые ещё можно обратить, восстанавливаются специальными ферментами репарации, а молекулы, подвергнувшиеся необратимым изменениям, уничтожаются. Таким образом, наш организм наделён природными антиоксидантами и способен сам постоять за себя.

Но иногда антиоксидантные системы организма дают сбой, и тогда активные формы кислорода могут причинить ощутимый урон. Опасность заключается ещё и в том, что процесс накопления окислительных повреждений обладает положительной обратной связью: повреждения молекул, отвечающих за регуляцию выработки и деградации АФК, порождают ещё большее увеличение содержания АФК в клетке. Так, известно, что при старении, травмах и некоторых заболеваниях (например, болезнях Альцгеймера и Паркинсона) повышается уровень окислительных повреждений в мозге [2, 3].

В свете сказанного понятно, почему врачи и фармацевты возлагают большие надежды на использование природных и синтетических антиоксидантов для лечения (или хотя бы облегчения протекания) болезней, сопровождающихся окислительными повреждениями тканей. И действительно, исследования на модельных животных показали, что использование антиоксидантов способствует смягчению симптомов некоторых заболеваний и даже может увеличивать среднюю продолжительность жизни. Так, в лаборатории академика В.П. Скулачёва были получены искусственные антиоксиданты, широко известные под названием «ионы Скулачёва» и способные встраиваться в мембраны митохондрий — одного из основных источников активных форм кислорода в клетке. С помощью этих антиоксидантов удалось обратить вспять некоторые вызванные старением нарушения у лабораторных животных [4].

И всё же, за последний десяток лет отношение учёных к активным формам кислорода кардинально изменилось. Всё началось с открытия в клетках иммунной системы фермента NADPH-оксидазы, единственная функция которого — осуществлять продукцию активных форм кислорода для борьбы с патогенными организмами. С его помощью макрофаги «поливают» нежелательных гостей токсичными молекулами супероксида, пероксида водорода, гипохлорита и др. в ходе так называемого «окислительного взрыва». Каково же было удивление учёных, когда этот фермент и ещё целых шесть его «родственников» (изоформ) были обнаружены практически во всех тканях организма!

Сейчас известно, что активные формы кислорода участвуют в регуляции многих процессов в клетке, влияя на скорость деления клеток и дифференцировку, а также на другие клеточные функции. Некоторая ирония заключается в том, что развитию «полезных» функций АФК способствовали свойства, следующие из его токсичности — высокая способность взаимодействовать с биомолекулами и наличие систем для его быстрого разрушения в клетке. Иными словами, активный кислород можно использовать как сигнальный маяк, быстро включая или выключая по необходимости. Таким образом, наш организм научился извлекать выгоду даже из такого, казалось бы, «вредного» побочного продукта, как активные формы кислорода.

Как же осуществляется такая регуляция? Для слаженной работы нашего организма клеткам необходимо обмениваться между собой информацией посредством гормонов, факторов роста и других специальных молекул. Эти вещества узнаются и связываются белками-рецепторами, о чём последние извещают клетку с помощью целого каскада ферментативных реакций. Особую роль в этих процессах играет осуществляемая специальными ферментами — киназами [5, 6] — реакция фосфорилирования белков. Она заключается в том, что к некоторым аминокислотным остаткам белка — тирозину и серину — присоединяется фосфатная группа, что приводит к его активации или, наоборот, подавлению активности. Этому процессу противостоит реакция дефосфорилирования, осуществляемая ферментами-фосфатазами и вызывающая в точности обратное действие. Баланс этих двух реакций и определяет уровень активности регулируемого белка в клетке. Например, инсулин — гормон, отвечающий за регуляцию потребления глюкозы клетками, — связывается с инсулиновыми рецепторами, находящимися на поверхности практически всех клеток организма, что приводит к появлению тирозинкиназной активности рецептора. Это запускает цепочку ферментативных процессов, в результате которых на мембране клеток увеличивается число белков-переносчиков глюкозы, и потребление клеткой глюкозы увеличивается [7].

Оказалось, что активные формы кислорода способны обратимо окислять остатки цистеина в каталитических участках некоторых фосфатаз и подавлять их активность. Это приводит к смещению уровня фосфорилированности регулируемых ими белков, что, конечно, влияет на передаваемый клетке сигнал. Так, выделение активных форм кислорода было зафиксировано при связывании клеточными рецепторами инсулина, и было показано, что подавление их продукции добавлением антиоксидантов ослабляет действие гормона на клетку [7].

В многочисленных исследованиях было показано, что активные формы кислорода участвуют в синтезе некоторых соединений (например, тиреоидных гормонов), регуляции подвижности клеток соединительных тканей, роста сосудов и нервных окончаний и т.д.

Ещё один совсем недавно открытый эффект — участие АФК в регуляции процессов в мозге, лежащих в основе обучения и памяти. Как известно, основная функция нервных клеток — получать и передавать электрические сигналы посредством межклеточных контактов — синапсов. Именно здесь определяется, будет ли входящий с другого нейрона электрический сигнал передан дальше следующим нейронам, или же он пропадёт бесследно. При этом мозг — динамичная структура, причём в нём не только постоянно образуются новые и рассасываются ненужные клеточные контакты, но и проводимость самих синапсов может меняться [8]. Без этих процессов мы не смогли бы обучиться никаким навыкам или, например, запомнить сведения, приведённые в данной статье.

Так вот, на клеточных культурах, а потом и в исследованиях на модельных животных было показано, что активные формы кислорода не только влияют, но и необходимы для регулирования проводимости синапсов. Так, чрезмерная продукция антиоксидантных белков в мыши приводила к развитию когнитивных нарушений у этих животных [9].

Механизм регуляции сигнальных каскадов пероксидом водорода. Активация различных клеточных рецепторов активирует NADPH-оксидазу, выделяющую пероксид водорода. Он, в свою очередь, инактивирует тирозин-фосфатазы и активирует тирозин-киназы, регулируя тем самым степень фосфорилирования многих клеточных ферментов и, следовательно, их активность [10].

* * *

Таким образом, за последние десятилетия активный кислород превратился в глазах учёных из опасного побочного продукта в важный компонент сигнальных путей клетки. В связи с этим и нам нужно пересмотреть свое отношение к антиоксидантам как к безусловно полезным веществам, которых чем больше — тем лучше. Антиоксидантов, получаемых с потреблением свежих фруктов и овощей, вполне достаточно для ежедневных нужд организма. А к активному использованию антиоксидантов в медицине надо относиться внимательно, имея в виду возможные побочные эффекты при чрезмерном подавлении продукции активных форм кислорода.

1. Волонтер фотосинтеза;
2. Hernandes M.S., Britto L.R. (2012). NADPH oxidase and neurodegeneration. Curr. Neuropharmacol. 10, 321–327;;
3. Massaad C.A., Klann E. (2011). Reactive oxygen species in the regulation of synaptic plasticity and memory. Antioxid. Redox Signal. 14, 2013–2054;;
4. Skulachev V.P. (2007). A biochemical approach to the problem of aging: «megaproject» on membrane-penetrating ions. The first results and prospects. Biochemistry (Mosc.) 72, 1385–1396;;
5. Рецептор «нетрадиционной ориентации»;
6. Lemmon M.A., Schlessinger J. (2010). Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell 141, 1117–1134;;
7. Goldstein B.J., Mahadev K., Wu X., Zhu L., Motoshima H. (2005). Role of insulin-induced reactive oxygen species in the insulin signaling pathway. Antioxid. Redox Signal. 7, 1021–1031;;
8. Элементы: «Какой же вклад протеинкиназа M-дзета вносит в формирование памяти?»;
9. Jaarsma D., Haasdijk E.D., Grashorn J.A., Hawkins R., van Duijn W., Verspaget H.W., London J., Holstege J.C. (2000). Human Cu/Zn superoxide dismutase (SOD1) overexpression in mice causes mitochondrial vacuolization, axonal degeneration, and premature motoneuron death and accelerates motoneuron disease in mice expressing a familial amyotrophic lateral sclerosis mutant SOD1. Neurobiol. Dis. 7, 623–643;;
10. Rhee S.G. (2006). Cell signaling. h3O2, a necessary evil for cell signaling. Science 312, 1882–1883..

biomolecula.ru

Активный кислород и его опасность для организма человека

Что такое активный кислород?

Опасность активного кислорода (радикалов) для организма человека

Как в организме формируется активный кислород?

Поддержание баланса свободных радикалов в организме человека

Методы восстановления баланса в организме человека 

Что такое активный кислород?

Кислород (латинское Oxygenium), химический элемент VI группы периодической системы Менделеева. При нормальных условиях кислород — газ без цвета, запаха и вкуса. Трудно назвать другой элемент, который играл бы на нашей планете такую важную роль, как кислород. На земной поверхности, где протекает фотосинтез и господствует свободный кислород, формируются резко окислительные условия. Напротив, в клеточной системе организма человека формируется восстановительные условия и свободный кислород должен отсутствовать. Окислительно-восстановительные процессы в простой воде с участием кислорода подвергают организм человека окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно-важные органы теряют свою функцию. Но другой аспект проблемы связан с формированием свободного радикала кислорода. Свободные радикалы, кинетически независимые частицы, характеризующиеся наличием неспаренных электронов. К ним относиться молекула кислорода и производные соединения кислорода. Например: •ROО, h3O2, •OH, O3 , 1O2 и т.д.

В обычных условиях молекула кислорода двухатомна (О2). Диссоциация молекулярного кислорода в воде с образованием свободного радикала кислорода и перекиси водорода (рис «формирование») приводит, в дальнейшем, к реакции с аминокислотами, входящих в структуру ДНК организма человека и возникновению мутаций (рис «реакция»).  

Опасность активного кислорода (радикалов) для организма человека

Свободные радикалы вызывают старение

Секреты старения находятся в самой глубине клеток, среди составляющих их молекул. Существует несколько теорий, объясняющих причины старения, но одна оказалась наиболее убедительной и лучше остальных подкрепленной современными доказательствами. Это теория свободных радикалов, и формулируется она так: старение происходит тогда, когда клетки постоянно повреждаются, подвергаясь вредному воздействию свободных радикалов. Клеточные повреждения со временем накапливаются, пока процесс не достигает критического момента, и в конце жизни нас ждет "букет" болезней и смерть.

Именно так приходит старение со всеми своими последствиями. Это откровение пришло к доктору Денхему Хармену, профессору медицины из университета Небраски в 1954 году. Однако, как и большая часть смелых идей, она оставалась практики без внимания, пока после многочисленных экспериментов доктора Хармена в конце шестидесятых годов другие исследования не начали подтверждать ее правоту. Сейчас эту теорию считают крупным шагом вперед в области изучения процесса старения.

По мнению доктора Хармена, такие заболевания, как рак, болезни сердца,атеросклероз, болезнь Паркинсона, артрит, болезнь Альцгеймера, - не отдельные проблемы со здоровьем. Это всего лишь различные формы процесса старения, вызванного свободными радикалами. То, какая форма выбирается, зависит от среды и наследственности. Некоторые специалисты утверждают, что от 80 до 90% всех дегенеративных болезней связаны с действием свободных радикалов. Избавьтесь от свободных радикалов и Вы замедлите процесс старения.

Разрыв поперечной связи в структуре ДНК

Свободный радикал — это атомы или фрагменты молекул, которые имеют отдельный непарный электрон. Этот электрон придаёт радикалу необычную химическую агрессивность, потому что для достижения стабильного состояния он должен отнять электрон у другого атома. Благодаря этому опять возникает радикал и заново повторяется вся цепочка реакции. Реакция «радикальной цепочки» продолжается до тех пор, пока 2 радикала не соединятся друг с другом или ее не прервет антиоксидант, не вступающий в эту реакцию. Свободные радикалы непрерывно образуются как побочные продукты клеточного метаболизма. Например, при дыхательной цепи митохондрий около 1-5% кислорода не восстанавливаются до состояния воды. При этом наряду с супероксидрадикалом (это ион молекулы кислорода с неспаренным электроном - 1O2 ) возникают пероксид водорода (h3O2) и особенно агрессивный гидроксилрадикал ( высокореакционный и короткоживущий радикал •OH, образованный соединением атомов кислорода и водорода). Свободные радикалы непосредственно воздействуют на геном человека, вызывая его многочисленные мутации. Например, у человека насчитывается примерно 10 тысяч оксидативных повреждений ДНК на одну клетку в день.

Свободнорадикальная патология

Перекисное окисление - сложный цепной процесс окисления кислородом липидных субстратов, главным образом полиненасыщенных жирных кислот, включающий стадии взаимодействия липидов со свободнорадильными соединениями и образования свободных радикалов липидной природы. В инициировании перекисного окисления решающую роль играют кислородные радикалы. В результате одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода O2 в клетках образуется супероксидный анион-радикал. При реакции двух супероксидных радикалов образуется молекула перекиси водорода. Активация перекисного окисления является ключевым фактором, вызывающим повреждение мембранных структур органов и тканей при многих заболеваниях (за рубежом для таких заболеваний принят термин «свободнорадикальная патология»).

К свободнорадикальной патологии относятся заболевания печени, артриты, атеросклероз, заболевания легких, гипоксические, гипероксические и реперфузионные повреждения органов и тканей, злокачественные опухоли, катаракта и др.

Патология вырабатывания меланина

Под воздействием солнечных лучей в коже образуются свободные радикалы. Чтобы обезвредить свободные радикалы, специальные клетки-меланоциты начинают вырабатывать меланин. Именно он и является тем пигментом, от количества которого зависит интенсивность загара. Но защищаясь от солнца выработкой меланина, организм несколько запаздывает, давая возможность радикалам негативно воздействовать на клетки и ткани. В случаях ослабленной иммунной системы человека солнце может стать стимулятором нежелательных процессов, например, развития новообразований — миом, бородавок, родинок.  

Как в организме формируется активный кислород?

Внутренние источники — неизбежная генерация активного кислорода.

• Естественный биологический метаболизм. Процесс вырабатывания энергии за счет синтеза АДФ из АТФ. АТФ - нуклеотидный кофермент аденозинтрифосфат является наиболее важной формой сохранения химической энергии в клетках. АДФ — нуклеотид аденозиндифосфат, образуется в результате переноса концевой фосфатной группы АТФ. Пример: усвоение пищи — углеводороды и жирные кислоты используются в процессе синтеза АТФ-АДФ.
• УФ-лучи. Во время образования и выведения меланина. Пример: Свободные радикалы препятствуют выведению меланина, поэтому происходит обесцвечивание кожи.
• Физиологический процесс. Стресс увеличивает выработку адреналина, что вызывает формирование свободных радикалов.

Внешние источники — представляют в наши дни большую опасность.

• Прямое потребление: сигареты, тяжелая жирная пища, глютамат натрия (Е 621, правда, некоторые производители стыдливо скрывают его наличие и в составе указывают "ароматизирующее вещество", "вкусовые добавки" или "усилители вкуса"), выхлопные газы и т. д.
• Косвенное потребление: сельскохозяйственные химикаты, пестициды, тригалогенометаны, ПХБ и т. д.
• Радиация: микроволновое излучение, рентген, электромагнитные волны средств коммуникации и т. д.

 

Поддержание баланса свободных радикалов в организме человека

У людей с нормальным состоянием здоровья баланс поддерживается за счет ферментов СОД.

СОД — фермент супероксиддисмутазы, ключевой фермент в ряду белковых антиоксидантов, защищающий организм от повреждающего действия свободных радикалов кислорода.

Французы называют СОД «Эликсиром молодости» за его способность предотвращать преждевременное старение. В наш век людей окружают многочисленные химикаты, участвующие в генерации свободных радикалов. Таким образом угроза нарушения баланса активных форм кислорода растет. Необходима дополнительная помощь организму в процессе выведения вредных элементов.  

Методы восстановления баланса в организме человека

• Обычные методыМедицинские препараты усиливающие функцию СОД. Ими являются витамины С, Е и др.Здоровая пища, например, молоко, свежие фрукты и др.Ионизированная щелочная вода с низким Окислительно Восстановительным Потенциалом и высоким рН.
• Наш метод — пи-водаПи-вода известна как вода, повышающая жизненную энергию. Она широко известна в таких развитых странах как Япония.

 

Водоочиститель Неос ВЕ - идеальный источник пи-воды.

Далее читайте статью про " Что такое пи-вода?".

coolmart.ru

Почему следует пить воду с активным кислородом?

В архиве нашли статью Воейкова Владимира Леонидовича, российского биофизика, профессора Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова, доктора биологических наук. Члена Научного Совета Международного института биофизики (Германия) Члена SPIE –International Society for Optical Engineering (Калифорния, США) Члена Научного Совета Международного Союза Биоэлектрографии:

В 1996 году на рынке питьевой воды США впервые появилась «Оксигенированная вода» с содержанием кислорода до 20 раз превышающем его содержание в водопроводной воде. Производители оксигенированной воды пишут, что она компенсирует дефицит кислорода, который сегодня испытывают многие люди. Но простейший расчет показывает, что как бы вода ни была насыщена кислородом, она не может устранить кислородный дефицит. Поскольку в литре оксигенированной воды содержание кислорода примерно такое же, как в пол-литра воздуха, растворенный в ней кислород почти ничего не добавляет к тому, что поступает в организм через легкие. Тем не менее, есть много сообщений, что потребление «окси-воды» сопровождается увеличением содержания в крови кислорода, снижением частоты пульса, улучшением пищеварения. Пишут и о том, что регулярное потребление оксигенированной воды сопровождается положительными сдвигами в состоянии здоровья, которые связаны с улучшением кислородного питания тканей.  

Сообщения о благотворном действии оксигенированной воды обеспечили быстрый рост ее продаж в США и европейских странах. Несмотря на утверждения специалистов, что такая вода не может обладать теми достоинствами, о которых говорят ее производители, сейчас оксигенированную воду производят уже десятки фирм, и объем ее производства продолжает стремительно расти. Итак, одни утверждают, что потребление оксигенированной воды заметно улучшает их самочувствие, другие объясняют подобную реакцию эффектом плацебо, попросту, самовнушением. Положение осложняется еще и тем, что под именем «оксигенированная вода» скрываются продукты, полученные по самой разной технологии – от простого газирования воды кислородом до сложных и до конца не раскрытых методов, включающих электрохимические стадии, обработку воды СВЧ, магнитными полями и т.д.  

Несмотря на возражения скептиков, невозможно отрицать, что некоторые брэнды оксигенированной воды оказывают на состояние здоровья выраженное положительное действие, которое самовнушением объяснить нельзя. Например, доказано, что применение оксигенированной воды в животноводства и птицеводстве снижает заболеваемость, смертность и повышает привесы. По-видимому, механизмы действия оксигенированной воды обусловлены не столько физическим содержанием в ней молекулярного кислорода, сколько другими ее свойствами. Таким свойством, например, у воды «Окси» Клиники доктора Волкова, является то, что определенная часть содержащегося в ней кислорода легко превращается в его активные формы. Благотворная роль активных форм кислорода (АФК) стала признаваться совсем недавно и совсем не в связи с оксигенированной водой, поэтому, чтобы утверждать, что именно они определяют эффекты воды «Окси», следует начать издалека - с открытия и свойств «аэроионов» – тех АФК, благотворное действие которых уже не подлежит сомнению.

Активные формы кислорода и их биологическое действие

Аэроионы А.И. Чижевского

Человек может прожить три недели без еды, три дня без воды, но без кислорода он погибает через несколько минут. Это знают все, но мало кто знает, что человек может погибнуть от удушья, даже если кислорода в воздухе более чем достаточно. Это утверждение основано на замечательных открытиях российского биофизика А.Л. Чижевского.

Чижевский помещал мышей или крыс в камеру, в которой было всё – еда, вода, устройство для удаления отходов. Лишь воздух отличался от обычного – он поступал в камеру через специальные фильтры, которые пропускали все газы, включая кислород, но отсекали ионизированные частицы. Хотя содержание кислорода в воздухе было таким же, как снаружи – около 20%, уже через несколько дней внешний вид животных резко ухудшался, они ослабевали, отказывались от пищи, а примерно через две недели погибали. При вскрытии наблюдали характерные для хронического кислородного голодания патологические изменения, особенно выраженные в нервной системе. Если же воздух в камере ионизировали, подавая на находящийся в камере игольчатый электрод достаточно высокое отрицательное напряжение, животные чувствовали себя прекрасно. Даже те, состояние которых в деионизированном воздухе значительно ухудшилось, выздоравливали. Значит, если воздух лишен ионов, животное может задохнуться даже при достаточном содержании в нем кислорода.  

Отрицательно заряженный игольчатый электрод сбрасывает электроны на молекулы кислорода, превращая их в отрицательно заряженные ионы, и именно они спасали животных от кислородного голодания в атмосфере с нормальным содержанием обычного кислорода. Таких ионов особенно много в том воздухе, который мы ощущаем «свежим» – в воздухе лесов, вблизи горных рек, водопадов. Выводы Чижевского недавно были полностью подтверждены, причем стало ясно, что благотворное действие кислородных ионов связано не с тем, что эти частицы заряжены, а с тем, что они представляют собой свободные радикалы – химические частицы с нечетным числом электронов.

Свободные кислородные радикалы: насколько они опасны?

Если молекула, имеющая четное число электронов теряет или приобретает один электрон, она превращается в свободный радикал. Радикалы гораздо активнее вступают в химические реакции, чем родительские молекулы. Кислородные радикалы относятся к самым активным реагентам такого рода; они энергично реагируют с другими радикалами или молекулами и поэтому их называют «активные формы кислорода» (АФК). К АФК относят и некоторые содержащие кислород молекулы, которые могут легко превращаться в свободные радикалы, например, перекись водорода и озон. АФК могут реагировать с самыми разными молекулами, и если такие реакции протекают в организме, то в принципе АФК могут повреждать важные биологические молекулы. Если они повреждают ДНК, происходят опасные мутации; атакуя ферменты, они нарушают их работоспособность; повреждая липиды, они нарушают проницаемость мембран живых клеток. Поэтому многие биологи и медики считают АФК опасными токсинами, тем более опасными, что их токсическое действие проявляется, как правило, не сразу, а скрытно накапливается в течение длительного времени. В последние годы развитие хронических заболеваний, включая сердечнососудистые и онкологические, да и сам процесс старения организма часто связывают с последствиями повреждения биологических молекул под действием АФК. Но как же тогда объяснить результаты, полученные Чижевским и его последователями, а также высокую терапевтическую эффективность надолго забытых и возрождающихся только в самое последнее время методов лечения, в которых применяют столь активные формы кислорода, как перекись водорода и озон?

Целительные свойства перекиси водорода и озона

Впервые сообщение о целительном эффекте перекиси водорода появилось в 1920 г. в авторитетном британском медицинском журнале “Lancet”. В то время в мире бушевала тяжелейшая форма гриппа – «Испанка», смертность при которой превышала 80%. Оказалось, что после внутривенного вливания находящимся в критическом состоянии больным разбавленных растворов перекиси водорода смертность снизилась до 48%. В 20-е и 30-е годы этот метод продолжал применяться отдельными врачами в США и Европе. Некоторые врачи наблюдали даже «феномен Лазаря» -- спустя минуты или часы после вливания перекиси водорода к жизни возвращались больные, находящиеся буквально на пороге смерти.

Перекись водорода помогала независимо от бактериальной или вирусной природы инфекционного агента, причем побочных эффектов почти не наблюдалось, что резко отличало перекисно-водородную терапию от антибиотико-терапии, бессильной перед вирусными заболеваниями и часто сопровождаемой побочными действиями. Но с наступлением эры антибиотиков и гормонов лечение перекисью водорода почти полностью исчезло из медицинской практики.

К методам терапии, где действующим началом являются АФК, относят и озонотерапию. Озон, молекула, состоящая из трех атомов кислорода, легко вступает в реакции с органическими молекулами, образуя свободные радикалы. Озон легко окисляет белки, липиды, нуклеиновые кислоты, на основании чего широко распространилось мнение о его очень высокой токсичности. Действительно, при длительном вдыхании содержащего озон воздуха наблюдается раздражение дыхательных путей. Однако это происходит лишь при высоких концентрациях озона в воздухе и когда воздух загрязнен летучими органическими соединениями. У людей, не страдающих аллергиями, последствия вдыхания озона проходят бесследно через сравнительно короткое время, после чего возрастает переносимость и повышенных концентраций озона.

Озон, как и перекись водорода, довольно широко применялся в клинической практике в первой трети 20 века. В смеси с кислородом или в виде водных растворов, содержащих несколько миллиграммов озона на литр воды, его вводили пациентам внутримышечно, внутривенно, подкожно, внутриректально. В последнее десятилетие в России и некоторых других странах используется сочетание озонотерапии и аутогемотерапии. Если продуть через взятую у больного кровь обогащенный озоном кислород, в крови «сгорают» присутствующие там отходы жизнедеятельности, токсины, вирусы, но совершенно не затрагиваются здоровые элементы. Кровь алеет и выглядит подобно артериальной. Возвращение ее пациенту внутривенно или внутримышечно (аутогемотерапия) помогает при многих гематологических и инфекционных заболеваниях, заболеваниях сердечно-сосудистой системы и даже при онкологических заболеваниях, причем побочные эффекты сведены к минимуму. При озонотерапии стимулируется репарация, микроциркуляция, антиоксидантная защита; оптимизируются обменные процессы. Кстати говоря, такие же изменения наблюдаются и при перекисно-водородной терапии.

Широкому применению АФК в клинической практике в определенной мере препятствует отсутствие до последнего времени серьезного научного обоснования их действия на биохимическом и физиологическом уровнях. Дело в том, что при аэроионотерапии, перекисноводородной терапии, озонотерапии количество активного кислорода, попадающего в организм, ничтожно мало по сравнению с содержанием молекулярного кислорода в крови. К тому же активный кислород чрезвычайно быстро исчезает, вступая в химические реакции. Например, даже в высоко обогащенном кислородными ионами воздухе (порядка 1000-5000 ионов в 1 см3) их содержание меньше содержания в нем молекулярного кислорода приблизительно в 1015 раз. При суточном объеме вентиляции около 107 см3 до альвеол дойдет 1010 аэроионов. Эти кислородные радикалы очень быстро реагируют друг с другом, образуя перекись водорода. Даже если все они превратятся в перекись, ее концентрация в плазме не превысит 10 15 М, что на несколько порядков величины ниже концентрации Н2О2, которая образуется в ходе биохимических процессов в самой крови и в других тканях организма.  

При внутривенном вливании физиологического раствора с перекисью водорода обычно используют 200 мл 0,03%-ного раствора, причем раствор вливают в течение не менее 1 часа. Попав в кровь, Н2О2 немедленно и почти нацело расщепляется до кислорода и воды. Нетрудно посчитать, что при полном разложении из перекиси выделится количество кислорода, эквивалентное тому, что содержится всего в 100 мл воздуха. Не менее загадочно и действие озона, который очень быстро разрушается, превращаясь молекулярный кислород О2. В тех дозах, в которых его применяют, он также никак не может сколько-нибудь заметно обогатить кровь кислородом. И тем не менее, все эти агенты обеспечивают строго доказанный и яркий терапевтический эффект, обусловленный в первую очередь тем, что после их применения облегчается кислородное питание тканей, сопровождающееся как минимум снижением остроты самых разнообразных патологических процессов, а чаще – сопровождающееся выздоровлением.

Биорегуляторная и биоэнергетическая роль АФК эндогенного происхождения.

Разрушительным свойствам АФК посвящено громадное число научных исследований, большинство которых опубликовано за последние 10-15 лет. Большой массив данных, свидетельствующих об абсолютной необходимости АФК для нормальной жизнедеятельности, до самого последнего времени оставался на периферии академической науки, хотя уже давно известно, что, организм вырабатывает АФК целенаправленно. Так, иммунные клетки крови, в первую очередь, нейтрофилы, будучи стимулированы тем или иным способом, преобразуют более 90% потребленного кислорода в АФК. Однако до последнего времени генерацию АФК иммунными клетками рассматривали как неизбежное зло, вызванное необходимостью борьбы с еще большим злом – инфекционными микроорганизмами. Лишь недавно выяснилось, что АФК целенаправленно генерируют многие клетки, не имеющие прямого отношения к иммунитету, например, фибробласты – основные клетки соединительной ткани, клетки, строящие скелет и хрящ. Весьма высока скорость синтеза перекиси водорода клетками, выстилающими сосуды. Повидимому, наиболее высока скорость производства АФК в нервной ткани, в частности, в мозгу. АФК непрерывно продуцируются и в межклеточном пространстве при неферментативных реакциях, например, между сахарами и аминокислотами. Совсем недавно сделано важное открытие: оказалось, что все антитела – белки крови, выполняющие защитную роль, независимо от их происхождения и специфичности способны восстанавливать кислород до перекиси водорода. Выясняется, что если продукция АФК в организме падает ниже определенного уровня, нарушается нормальная реакция клеток на гормоны, нейромедиаторы и другие внешние информационные сигналы. С другой стороны, сами АФК могут имитировать действие на клетки многих гормонов и замещать их при их отсутствии. В целом, по самым скромным оценкам у животных неповрежденные органы и ткани используют до 10-15% потребленного кислорода на продукцию АФК, а при стрессе, когда необходима быстрая мобилизация энергетических ресурсов, доля кислорода, идущая на производство АФК, возрастает еще на 20%.

Возможные механизмы благотворного действия АФК

Окисление – источник энергии для осуществления всех жизненных функций – можно условно подразделить на горение и тление. При горении «топливо» отдает электроны кислороду, и возникающие вслед за этим реакции сопровождаются освобождением порций энергии, эквивалентных квантам видимого или даже УФ-света. Часть этой энергии идет на активацию новых порций кислорода и реакция горения становится все более интенсивной. Тление – это тоже окислительно-восстановительный процесс, но он может протекать даже при почти полном отсутствии кислорода. При тлении энергия освобождается в виде тепла, а не света. В классической биохимии и биоэнергетике функциональная значимость реакций типа горения не рассматривается, и, как отмечалось выше, почти все процессы, в которых образуются энергичные кислородные радикалы, считались до последнего времени побочными и вредными. Биоэнергетика исследует процессы тления – гликолиз и окислительное фосфорилирование, которые поставляют живым организмам АТФ, при расщеплении которого освобождаются тепловые кванты энергии.  

Но запуск любого окислительного процесса, будь то горение или тление, требует детонатора – импульса с высокой концентрацией энергии. В общем энергетическом балансе, например, живой клетки, суммарная энергия таких импульсов обычно много ниже, чем та, что освобождается при осуществлении процессов, ими запущенных. Учесть ее непросто, и поэтому классическая биохимия и биоэнергетика упустили существование подобных «детонаторов», тем более, что основная субстанция живых организмов – это вода, а представить, что в воде может осуществляться горение, очень непросто. Тем не менее, если в воде могут порождаться кислородные радикалы, при реакциях которых друг с другом должны освобождаться кванты энергии, эквивалентные фотонам видимого и даже УФ-света, то можно образно сказать, что вода «горит», хотя и холодным пламенем.

В действительности, горение в воде было открыто великим российским биологом А.Г.Гурвичем еще в 20-е годы прошлого века. Он обнаружил, что процессы жизнедеятельности различных клеток и тканей, а также протекающие в воде при доступе кислорода самые разнообразные биохимические и химические процессы сопровождаются излучением слабых по интенсивности, но очень богатых энергией ультрафиолетовых фотонов. Более того, он открыл, что без поглощения клеткой всего одного или нескольких таких фотонов в ней не могут стартовать процессы, необходимые для ее деления, а если клетки перестают делиться, то прекращается и сама жизнь. Основные результаты Гурвича были полностью подтверждены в многочисленных современных исследованиях, где было показано, что в ходе различных химических процессов, протекающих в воде при доступе кислорода и при участии его активных форм, можно часто наблюдать хотя и слабое, но устойчивое излучение как в ультрафиолетовом, так и в видимом диапазоне спектра. Т.е. горение в воде – это широко распространенный и естественный процесс. Однако в силу ряда причин большинство современных ученых не знакомо с работами Гурвича и полагает, что если такие реакции и случаются в организме, то к нормальной биохимии и физиологии отношения не имеют, а, напротив, могут играть лишь деструктивную роль.

Кислородные радикалы непрерывно порождаются и в самой чистой природной воде, особенно в быстротекущей, дробящейся на мелкие капли, испаряющейся и конденсирующейся, замерзающей и оттаивающей. Они взаимодействуют друг с другом, с другими радикалами, и при этом освобождаются порции энергии, способствующие более легкому протеканию других химических процессов. Если в воде присутствует достаточно (хотя и не слишком много) молекулярного кислорода, то порождающие световую энергию реакции обнаруживают свойство самоорганизации – они начинают спонтанно генерировать колебательные режимы с осцилляциями иногда очень сложной формы, то разгораясь, то затухая. В согласии с самыми современными физическими представлениями наиболее экономичны и устойчивы те процессы, что протекают в колебательных режимах. В последнее время появляется все больше свидетельств тому, что именно колебательные режимы характерны для любых биохимических и физиологических процессов, осуществляющихся в живых организмах. Логично предположить, что колебательные свободно-радикальные процессы, протекающие в воде – первооснове жизни – являются необходимым условием поддержания нормальных колебательных режимов биохимических реакций, протекающих в живой клетке.

Как известно, для непрерывного горения требуется не только топливо, но и постоянная подпитка очага горения кислородом. Если на какое-то время поступление кислорода прерывается, пламя гаснет, и начинают накапливаться продукты неполного сгорания, как правило, весьма токсичные. К таким продуктам относятся и свободные радикалы, но уже не те «легкие» кислородные радикалы, что образуются при распаде воды или генерируемые специальными ферментами в ходе нормальной жизнедеятельности. При дефиците свободного кислорода концентрация «легких» радикалов снижается, и они начинают вступать в реакции с крупными молекулами, повреждая их, и порождая развитие цепных процессов, в ходе которых повреждения нарастают. С другой стороны, если условия для горения не самые благоприятные (а именно такие условия характерны для внутренней среды организма), то даже при наличии достаточного количества кислорода для поддержания горения требуется непрерывное включение внешнего «зажигания». Аэроионы Чижевского играют именно эту роль. При их отсутствии в воздухе «пламя» в организме гаснет, и животные рано или поздно погибают даже при достаточном содержании в воздухе кислорода. Поддерживает горение и потребление чистой и свежей воды, например воды бурных горных потоков, родников, т.е. воды, содержащей энергичные АФК. Напротив, в стоячей воде, в воде, загрязненной солями железа и других металлов, разнообразной органикой, АФК практически отсутствуют.  

Человек, живущий в урбанизированной среде, дышит воздухом, почти лишенным аэроионов и пьет мертвую воду. Недавно выяснилось, что в загрязненной воде или в дезинфицированной хлором водопроводной воде, содержатся макрорадикалы, провоцирующие развитие цепных реакций. Неудивительно, что пламя в организме человека, обитающего в такой среде, часто гаснет, и энергию он продолжает получать из тления. В организме накапливается все больше токсических продуктов неполного сгорания. Для их устранения клетки иммунной системы начинают продуцировать все больше активных форм кислорода, используя для этого все больше кислорода, общее содержание которого в крови, естественно, небезгранично. Кислородный дефицит самых разных органов и тканей усугубляется, и накопление недоокисленных продуктов обмена веществ продолжает нарастать. При этом колебательные режимы, характерные для нормально протекающих реакций с участием АФК, нарушаются и даже затухают, что вполне может постепенно приводить к развитию таких патологий, которые в современной медицинской литературе называют десинхронозами. Именно такие состояния приводят к развитию разнообразных хронических заболеваний, которые у каждого конкретного человека могут проявляться совершенно по-разному.

Возможные механизмы профилактического и лечебного действия оксигенированной воды

Любые способы восстановления горения в воде позволяют организму сжечь токсины и вернуться к нормальному режиму колебательных процессов жизни даже при очень тяжелых патологиях. Только лишь свежий воздух и свежая вода вряд ли могут привести к выздоровлению в тяжелых случаях, но чтобы затормозить развитие патологических процессов они, конечно, необходимы. Хорошо известно, что в те времена, когда современные лекарственные препараты отсутствовали, больные туберкулезом уезжали лечиться в Швейцарию или другие горные страны, где нередко выздоравливали или получали облегчение лишь от свежего воздуха и свежей воды. Организм современного человека, потребляющего гораздо менее естественную пищу, чем наши бабушки и дедушки, пьющего мертвую воду, напичканный антибиотиками (слово анти-биотик буквально значит «против жизни») и другими химиотерапевтическими средствами, по-видимому, намного сильнее загрязнен, чем организм даже не очень здорового человека прошлых эпох. Поэтому столь результативно действие на современного больного непосредственно введенных в кровь растворов, содержащих перекись водорода, озона, которые выполняют роль тех искр, что способствует разгоранию затухающего пламени внутри организма. Поэтому регулярное потребление  особым образом приготовленной оксигенированной воды может играть столь важную профилактическую и повышающую эффективность лечения больных обычными средствами роль.

Особые свойства оксигенированной воды некоторых, хотя и не всех брэндов, обнаружилась совсем недавно. Так, экспериментальное изучение воды «Окси» производства компании ООО "Эколабмедтест" показало, что определенная часть кислорода в ней присутствует в легко активируемой форме. Более того, активный кислород освобождается из нее постепенно и достаточно медленно, поддерживая устойчивое, хотя и неяркое «горение», которое можно обнаружить лишь с помощью высоко чувствительной аппаратуры. Вероятно именно такой режим «тлеющего зажигания» может быть наиболее благоприятен для поддержания продукции АФК собственными системами организма или для восстановления этих процессов при тех патологических ситуациях, когда многие источники активных форм кислорода в организме угасли. Возобновление продукции АФК собственными системами организма должно способствовать гораздо более эффективному освобождению кислорода крови и его использованию для тканевого дыхания. А это, в свою очередь приводит и к повышению насыщенности крови кислородом за счет нормального дыхания через легкие, но уж никак не за счет того избыточного молекулярного кислорода, который присутствует в оксигенированной воде. Именно поэтому брэнды воды, содержащие даже значительное количество растворенного молекулярного кислорода, например, за счет газирования, но не прошедшие специальной обработки, которая приводит к его активации, мало отличаются от обычной питьевой воды. Следует также подчеркнуть, что вода «Окси» производства ООО«Эколабмедтест» обладает еще одним удивительным свойством – активность кислорода в ней со временем нарастает, даже если его общее содержание снижается. Объяснение этого неожиданного факта, как и более тонких механизмов благоприятного действия окси-воды на здоровье и самочувствие человека еще требует серьезных и углубленных научных исследований. Однако, объяснение ее благотворного действия на организм человека за счет присутствия в ней легко активируемого кислорода, кажется весьма вероятным, исходя как из новейших открытий важнейшей роли АФК в нормальной биохимии, биофизике и физиологии человека, так и с учетом давно обнаруженных терапевтических эффектов аэроионотерапии, перекисно-водородной и озонотерапии.

www.drvolkov.ru

Активный кислород для бассейнов - Строим баню или сауну

Активный кислород для бассейна

BAYROL Soft & Easy 0,28 кг. – комплекс для очищения воды, основанный на активном кислороде в сконцентрированной форме в гранулах. Содержит вещества для надежной дезинфекции, предотвращения роста водорослей и имеет осветляющий эффект.

BAYROL Soft & Easy 0,42 кг. – комплекс для очищения воды, основанный на активном кислороде в сконцентрированной форме в гранулах. Содержит вещества для надежной дезинфекции, предотвращения роста водорослей и имеет осветляющий эффект.

Гранулы активного кислорода Bayrol Spa Time предназначены для дезинфекции воды в СПА-ваннах.

BAYROL BayroShock действует быстро против бактерий, вирусов, микробов и водорослей. Очень эффективное средство для дезинфекции, используемое в случае образования мутной воды в бассейне, вызванное органикой или ростом водорослей.

Бесхлорные таблетки для дезинфекции на основе активного кислорода CRYSTAL POOL Active Oxygen 3кг (таблетки 200г) отвечают высоким требованиям к современным средствам для очистки воды в плавательных бассейнах.

Набор на основе кислорода Delphin Easy System O2 Gentle — cредство обеззараживания на основе активного кислорода не содержит хлор и не имеет запаха. Эффективность дезинфекции увеличивается в несколько раз благодаря дополнительным компонентам с альгицидными свойствами.

Жидкий кислород Delphin 22кг (канистра) — это бесхлорный дезинфектант, особо чистый водный раствор пероксида водорода, специально стабилизированный и подготовленный для автоматических станций дозирования. жидкий активный кислород представляет альтернативу хлорным средствам профилактического ухода за водой.

Активный кислород Delphin Aquablanc 3кг (таблетки 200г) прекрасно очищает воду от всевозможных загрязнений, не выделяет никаких запахов, не изменяет показатели жесткости воды и совершенно безвреден для организма человека при поверхностном контакте.

Бесхлорный дезинфектант CRYSTAL POOL Active Oxygen Liquid 30 кг. — особо чистый водный раствор пероксида водорода, специально стабилизированный и подготовленный для автоматических станций дозирования.

Для проведения дезинфекции бассейнов без применения хлора применяется FRESH POOL O2 Granulat 5кг, главной составляющей которого является пероксид водорода, выделяющий активный кислород и оказывающий дезинфицирующее воздействие.

BAYROL Bayrosoft 22 л. — многокомпонентный жидкий продукт на основе активного кислорода для дезинфекции и предупреждения появления водорослей в бассейне.

Активный кислород – бактерицидное средство без назойливого запаха.

В настоящее время сложно встретить человека, которому бы не был по душе отдых на природе и водные процедуры в бассейне с прозрачной, чистой водой, без посторонних запахов. Опытные владельцы знают, что для достижения такого результата очень важно бороться с основными причинами помутнения воды — размножением микроорганизмов, бактерий. Они оказывают влияние не только на эстетичность водоема, но и представляют реальную опасность для пользователей, поскольку могут быть возбудителями различных заболеваний. Бактерицидные средства, используемые в таком случае, не обязательно должны быть хлорсодержащими. Специально для тех, кто не приемлет запах хлора или в силу каких-либо противопоказаний, аллергических реакций избегает контакта с ним, применяется альтернативное средство — активный кислород. Стоимость таких средств относительно невысокая, зависит от объема и формы выпуска.

Формы выпуска активного кислорода.

Активный рост спроса в Украине и расширяющийся ассортимент позволяют купить активный кислород для бассейна любого размера, объема и назначения, на сегодняшний день он доступен в трех основных формах:

Любая из форм при соблюдении рекомендаций по применению и дозировки надежно защитит водоем от загрязнений микроорганизмами. Отличие лишь в том, что гранулы чаще применяют на малых объемах, а вот жидкость подбирается уже для более габаритных бассейнов.

Как правильно выбрать и где купить активный кислород?

Среди широкого ассортимента предлагаемых бесхлорных средств обеззараживания выбрать наиболее подходящий является непростой задачей. Необходимо понимать, что цена на активный кислород для бассейна не должна быть основным критерием выбора, прочтите отзывы других пользователей, ознакомьтесь с инструкцией, а еще более правильным будет обратиться к специалистам для получения грамотной консультации.

Активный кислород для бассейна – купить в Киеве по цене каталога Nemofilter

Активный кислород для бассейна в интернет-магазине NEMOfilter ✓ качественная продукция ✓ доступные цены ✓ быстрая доставка ☎ (050) 282-46-82

Источник: nemofilter.kiev.ua

Чистка бассейна своими руками: средства, препараты, методы

Бассейн любого размера нужно чистить. Причем есть такая закономерность: чем теплее вода, тем активнее размножаются микроорганизмы и больше времени и средств уходит на чистку. Часть загрязнений, плавающих на поверхности и имеющих большие размеры можно выловить сачком, часть налета на дне и стенах удалить щеткой. Тем не менее, микроскопические водоросли, грибки, жировые и другие загрязнения, имеющие размер в несколько десятков микрон, никакими сачками, скребками и щетками или другими подобными приспособлениями не убрать.

Уход за бассейном — ежедневная работа

Для этих целей есть и более современные средства: пылесосы, насосы и фильтры из которых разрабатывается целая система: система фильтрации воды в бассейне. Но даже самые современные средства механической очистки не гарантируют полного отсутствия микроорганизмов в воде. Полная биологическая и гигиеническая безопасность воды обеспечивается химическими или электрофизическими способами очистки.

Механическая чистка

Наиболее крупные частицы из бассейна можно выловить сачкам или счистить при помощи щетки. Это можно делать самому, своими руками, а можно купить автомат или робота.

Даже если стоит у вас фильтр, на стенках и на дне образуется налет, который нужно счищать. Небольшие бассейны можно чистить щетками. Они имеют самую разнообразную форму: круглые, треугольные, овальные, прямоугольные, прямые и изогнутые. Чтобы можно было «с берега» доставать до середины, есть телескопическая ручка. Все это добро есть виде набора для чистки бассейна, а есть отдельно. Набор — это ручка целый арсенал самых разных насадок.

Набор для чистки бассейна

Ручная швабра для чистки бассейна – дело, конечно хорошее, но чтобы очистить ею бассейн хотя бы среднего размера и времени и сил уйдет немало. А если бассейн имеет большую площадь — чистить стены и дно вручную ежедневно не самое большое удовольствие в жизни. Для ускорения процесса придумали специальные пылесосы для чистки бассейна. Они могут быть ручными: агрегат находится возле бассейна, у вас в руках штанга, к которой прикреплен раструб пылесоса.

Этой штангой вы водите по стенкам и дну, собирая налет. Несколько легче, но все равно отбирает достаточно времени и сил. Для полностью автоматизированной очистки дна и стен бассейна есть роботы-пылесосы. Они абсолютно герметичны, потому погружаются в бассейн полностью, подключаются ко входу фильтра и работают самостоятельно (автоматы или роботы) или под вашим управлением (полуавтоматы).

Робот-пылесос для чистки бассейна

Для тех, кто любит делать всякие устройства своими руками, посмотрите видео, в котором рассказано, как сделать пылесос для чистки бассейна самостоятельно.

Но и даже если вы сняли налет со стен, частично он растворился в воде. Если образовывавшие его частицы не удалить, налет очень скоро снова окажется на стенах и дне. Потому воду нужно фильтровать. Причем делать это нужно не только во время очистки, но и периодически в течение дня. Каждый день, пока в бассейне есть вода.

Для качественной очистки воды используют фильтры. В них насосом подается вода из бассейна, проходя через фильтр она очищается, и отводится обратно. Есть разные способы отбора и подачи воды. А все это оборудование вместе называется « система фильтрации«. Но даже при хорошем фильтре добиться 100% чистоты нереально: самые мелкие частицы (а это грибки, бактерии и микроскопические водоросли) в воде остаются. Их обезвредить можно только с использованием химии для бассейнов. Второй вариант — полная смена воды, с тщательным мытьем и обеззараживанием чаши. И такую смену нужно проводить не реже одного раза в неделю, а то и чаще: зависит от темпеатуры воды.

Подводный пылесос для очистки бассейна. Он может быть на длинной ручке, а шланг от него подключается к фильтру

Химия для чистки бассейна

Без периодического применения специальных средств обработки воды просто не обойтись. Но для разных целей используются разные препараты. Существуют химические средства для:

• Уничтожения водорослей.
• Обеззараживания.
• Формирования из микроскопических частиц более крупных образований, которые легко затем удаляются фильтрами.

Есть еще препараты, которые выполняют несколько функций. Они — одни из самых популярных. Ведь очень удобно добавив один препарат, избавиться от бактерий, водорослей и грибков, и получить прозрачную воду. Их называют «комбинированными».

Чистка бассейна. Химия

Любой препарат для очистки воды в бассейне выпускается в нескольких формах: в виде сыпучих составов, жидкостей, некоторые могут быть в газообразном состоянии, но более востребованы таблетки для чистки бассейна. Они удобнее в применении и дозировке, потому и пользуются спросом.

Средства для чистки бассейна

Несмотря на все разнообразие выпускаемых препаратов, активных веществ для дезинфекции не так и много. Это всем известный хлор, менее известный, но не менее эффективный бром, а также препараты активного кислорода. В некоторых установках используется серебро, озон или ультрафиолетовое излучение (этот метод отнести к химическим можно только условно).

Хлор и хлориды

Достоинства и недостатки хлора известны всем, но иногда это единственный вариант, который гарантирует полное очищение воды. Обработка хлором необходима, если температура воды длительное время превышала 28 ° С. В этом случае со всей массой проблем и размножившихся бактерий справится только он.

Хлор воздействует не только на воду, но и на стенки, а также имеет «срок последействия»: после обработки вода остается безопасной на протяжении некоторого времени. Но есть и существенные минусы: он является аллергеном, увеличивает жесткость воды, да и запах имеет не самый приятный. Кроме того, нужно удалять из воды продукты реакции хлора (с этим справляются фильтры), а также через некоторое время наблюдается привыкание микроорганизмов к препарату. Но это — наиболее дешевый и в то же время самый эффективный метод.

Таблетки для чистки бассейна

Более безопасным и при правильном использовании нетоксичным является очистка бассейна гипохлоритом натрия. Для обработки воды в бассейнах используют 0,1-0,2% раствор гипохлорита марки А. Для эффективной дезинфекции обработку желательно проводить при уровне Ph 7,0 – 7,4. Дозы и особенности использования имеются на упаковках. Придерживаться этих рекомендаций нужно очень точно.

Как пользоваться

Кислотность проверяется перед каждым применением препаратов химической очистки. Дело в том, что они эффективны только при определенной кислотности. Потому сначала корректируют состояние воды, затем добавляют реагенты. Это препараты, у которых в названии есть слова «плюс» или «минус». Соответственно, они повышают или понижают кислотность.

Таблетки для коррекции кислотности воды в бассейне имеют в названии слова «плюс» и «минус»

Для обслуживания сезонного бассейна (надувного или каркасного, а также стационарного) необходим тестер кислотности и индикатор содержания хлора. Для поддержания нормального состояния воды содержание свободного хлора должно быть не менее 1 мг/л. Такую концентрацию и нужно поддерживать. Так как скорость распада хлора сильно зависит от температуры воды, то частота добавления препаратов может быть разной: при прохладной воде — раз в неделю, при теплой — раз в два-три дня.

Содержание его определяется тестером, измеряется уровень Рh, и на основании этих данных выбирается препарат и дозировка.

Хлоргенераторы

Есть специальные установки, которые из поваренной соли, растворенной в воде «добывают» хлор. Работают они очень эффективно. Даже на протяжении нескольких лет использования без смены воды она остается чистой, прозрачной и без запаха.

Засыпать соль нужно один раз, при пуске системы или смене воды. На этом все. Сколько потребуется соли написано в инструкции. Вода на вкус не соленая — концентрация в разы ниже, чем в морской.

«Теоретики» говорят о том, что при необходимости замены, воду на участок выливать нельзя: соль погубит все растения. В действительности же получается, что получат они неплохую подкормку, и чувствовать себя будут очень неплохо.

Один из хлоргенераторов для каркасных бассейнов

Из опыта эксплуатации таких станций: обладатели очень довольны. Только они немного адаптируют работу, пытаясь сэкономить. Дело в том, что после дождя требуется «шоковая» доза хлора. Для этого нужно только нажать соответствующую кнопку, но суть состоит в том, что оборудование работает в четыре раза эффективнее, подключаются медные пластины. Так как все это сильно «жрет» электричество, в воду добавляют немного хлора в препарате или закрывают на время дождя бассейн. Второй способ, кажется, проще, но только в том случае, если есть герметичное укрытие (и если вы знали, что дождь пойдет).

Препараты брома для бассейна могут быть в порошке или в виде таблеток

Бром не имеет запаха, не изменяет Ph воды, не раздражает слизистые и кожу и не является аллергеном. При добавлении в воду эффективно борется с биологическими загрязнениями (микробами и водорослями), удаляет органические загрязнения путем их окисления (как и хлор). Он не создает опасных соединений и не вызывает аллергий. Но с большими объемами не справится. И это — один из главных его недостатков. Потому в основном работает «в паре» с хлором.

Существенным недостатком использования брома для дезинфекции бассейна является его высокая стоимость. Потому несмотря на лучшие характеристики он мало используется, хотя в небольших частных бассейнах он работает эффективно.

Очистка бассейна активным кислородом

Активный кислород для очистки бассейнов производится из перекиси водорода. После внесения препаратов вода становится чище, ее свойства при этом не изменяются. Но длительное применение этого способа дезинфекции приводит к повышению концентрации химических веществ, что не очень хорошо влияет на кожу. При этом нужно учесть, что эффективность обработки значительно падает, если температура воды превышает 28 ° С.

Причем все не так однозначно: активный кислород отнесен ко второму классу опасных веществ (туда кроме целого ряда других веществ еще входят мышьяк, формальдегид, хлор и соляная кислота). Потому, если и использовать его для дезинфекции, то строго придерживаясь норм. По ГОСТу концентрация активного кислорода в воде не должна превышать 0,1 г/л. Но для полной дезинфекции воды в бассейне такой концентрации недостаточно, требуется ее превышение. Если же добавлять препараты активного кислорода в соответствии с рекомендациями производителей, то концентрация его в воде в разы превышает допустимую. Выход – добавление хлорсодержащих препаратов или подключение дополнительных установок по обеззараживанию серебром или кварцевыми лампами. Использование только лишь препаратов активного кислорода или неэффективно или опасно. Тем не менее, комбинированные методы достаточно эффективны.

Концентрированная перекись водорода — опасное вещество

Выпускается это препарат в виде таблеток, порошка, в жидком виде. Таблетки и порошок добавляются непосредственно в воду. Дозировка прописана на упаковке. В бассейне во время обработки не должно быть людей. Потому чаще это делают не ночь. Можно добавлять вручную и жидкий концентрат. На 1000 литров воды наливают 500 мл 35% перекиси.

Обработку можно автоматизировать. Для этого есть специальные дозаторы. Работать они могут в автоматическом и полуавтоматическом режиме.

Если очистку воды перекисью водорода еще можно принять, то чистка бассейна медным купоросом противопоказана категорически. Да, вода длительное время остается чистой и прозрачной, да, в ней не размножаются водоросли и микроорганизмы, но все это потому, что медный купорос – один из самых сильных ядов. Так что использовать его для очистки питьевой воды (а именно питьевой вода и является в бассейне) точно нельзя.

Очистка бассейна ионами серебра

Бактерицидные и антисептические свойства серебра известны сегодня всем. Очистка воды в бассейне ионами серебра происходит с использованием специальной установки. Через пластины, содержащие серебро подается ток определенной силы и частоты. В результате в воду выделяются ионы серебра.

Ионы серебра обеззараживают воду, блокируя бактерии и микроорганизмы

Весь процесс, а также контроль уровня серебра в воде, происходит с использованием электроники, что не может не сказаться на стоимости установки. Ведь серебро относится к тяжелым металлам (все тот же 2-й класс опасных веществ с мышьяком, хлором и соляной кислотой в одной компании), потому его содержание в воде регламентировано ГОСТами и требует жесткого соблюдения. К недостаткам очистки воды серебром относится и то, что далеко не все микроорганизмы погибают, многие их них продолжают развиваться дальше. Так что и при таком способе дезинфекции бассейна не обойтись без добавления хлора (или брома).

Озонирование

Озон — очень активный окислитель, который уничтожает все. Его получают из обычной воды, путем пропускания электричества. В результате в воде и образуется озон, который окисляет все бактерии и микроорганизмы. Эта реакция связывает все химические элементы, большая часть которых может впоследствии отфильтровывается. Чтобы вернуть кислород в нормальное состояние, воду пропускают через песочный фильтры. В них оседают оставшиеся загрязняющие частицы, а также происходит разрушение озона.

На выходе озонатора вода чистая, без каких-либо запахов. Присутствует только легкий запах свежести, как после грозы. Минусом такого способа дезинфекции является дороговизна установки. Потому применяются они в основном для больших бассейнов, для частного использования этот способ — редкость.

Второй минус этого способа дезинфекции состоит в том, что реакция окисления происходит только в установке, а это приводит к недостаточной безопасности воды в чаше. Для получения эффекта «последействия» добавляется хлор. Его требуется уже в разы меньше, к тому же из-за обработки запах отсутствует.

Борьба с водорослями

Практически все приведенные выше методы, кроме озонирования, не влияют на размножение микроскопических водорослей. В результате вода зеленеет, или как говорят еще «цветет». Бороться с этим явлением нужно отдельно. Для этого есть свои препараты и установки.

Среди установок первая — обработка озоном, вторая — ультрафиолетом. Но ультрафиолет хорошо работает только при прозрачной воде. Если она помутнела, придется применять химию, а потом удалять водоросли.

С позеленевшей водой нужно бороться специальными средствами: альбуцидами. Из других мер — препараты с активными кислородом, в частности — пергидролью. Но будьте осторожны: концентрацию превышать нельзя

Есть также специальные препараты. Называются они альгициды. Есть у каждого производителя средств для дезинфекции воды, но называются по-разному. Только учтите, что при пуске бассейна до того, как залить воду, этими альгицидами нужно хорошо обработать дно и стены чаши. Тогда залитая вода не зеленеет и не мутнеет на протяжении двух-трех недель. Так что следующую порцию химии нужно будет добавлять нескоро.

Выводы. Лучше всего, когда чистка воды в бассейне состоит из нескольких этапов: сначала механическими средствами (сачками, ручными швабрами, пылесосами, фильтрами) а иногда и периодически очистка при помощи ультрафиолета, озона, серебра с добавлением хлорсодержащих препаратов. Тем более, что при обработке ультрафиолетом добавлять нужно в 10 раз меньше хлорсодержащих препаратов, а при обработке озоном на 80%.

• 

• 

 

• 

 

Последовательность химической обработки воды при первом запуске бассейна.

2. Запустить фильтрацию.

3. Проверить тестером уровень pH/Cl (В 99% вода будет содержать высокий уровень pH. Рекомендуется использовать pH минус). Вровнять уровень pH.

4. Для обеззараживания и осветления воды использовать Порошок Шок. Оставить бассейн при включонной фильтрации на 1 сутки. Далее с помощью пылесоса убрать весь образовавшийся осадок.

5. Проверить тестром уровень pH/Cl. При необходимости использовать pH минус.

6. Далее использовать комплексный препарат maxitab action 6

P.S Бассейн это своя экосистема. Ее нужно сначала создать, а потом поддерживать!

Чистка бассейна при помощи различных средств и оборудования

Надежная система фильтрации бассейна, не освобождает от необходимости его чистки. Для этого можно использовать различное оборудование, начиная от специальных

Источник: baniwood.ru

Очистка воды активным кислородом в бассейне

Для обеззараживания частного резервуара используют хлор, активный кислород и бромосодержащие препараты. В этой статье мы разберем, чем активный кислород для бассейна отличается от своих аналогов и в чем его преимущества.

Общая информация о средстве

Когда говорят об очистке бассейна без хлора, чаще всего подразумевают использование именно активного кислорода. Самой весомой причиной для отказа от популярных хлоросодержащих препаратов является запах и воздействие на слизистые оболочки. Но преимущества и недостатки мы подробно разберем чуть позже.

Главное предназначение активного кислорода – уничтожение вирусов, микробов, грибков и прочих микроорганизмов в воде. С водорослями он не в силах бороться, поэтому добавляют дополнительное средство.

И именно этим средством является альгицид. Это средство растворяет защитную оболочку клеток водорослей, а после этого активный кислород без проблем справится с бактерией.

Давайте теперь поговорим о плюсах и минусах данного способа борьбы с живыми микроорганизмами, и стоит ли его применять вместо хлора.

Преимущества и недостатки вещества

Давайте начнем хорошего – перечислим и подробно разберем сильные стороны активного кислорода для бассейна:

• Не раздражает слизистые оболочки. Это значительно повышает комфорт для купающихся людей;
• Отсутствует какой-либо запах;
• Никак не воздействует на уровень ph. Это позволяет один раз отрегулировать кислотно-щелочной баланс и не бояться о его резких изменениях;
• Быстро растворяется в воде и быстро обеззараживает всю воду;
• Не создает на поверхности пену;
• Возможно использование с небольшим добавлением хлора.

Да, плюсы действительно существенные. Но почему же тогда хлор является самым популярным средством для ухода за водой бассейна? И здесь не обходиться без ложки дегтя:

• Активный кислород относится ко второму классу опасности. Это не страшно, если строго следовать инструкции. Но в случае вашей ошибки при дозировке средства последствия могут быть вполне серьезными;
• Средство очень активное, поэтому чаще требуется добавление новых доз. А при температуре воды более 28-ми градусов эффективность препарата значительно снижается;
• Кислород способствует развитию водорослей. На многих сайтах вы увидите, обратную информацию, но от производителей идет рекомендация обязательного использования альгицида;
• Высокая стоимость, если сравнивать с хлором;
• Иногда все же придется добавлять хлор.

Как вы видите, очистка воды активным кислородом имеет и заманчивые плюсы, и в то же время отталкивающие минусы. Мы же вам рекомендуем использовать проверенный годами хлор. Но если запах, несильное раздражение и сухость кожи для вас неприемлемо, то стоит обратить внимание на его аналоги.

Как добавлять активный кислород в воду

В продаже данное средство представляется в 3-х вариантах: таблетки, порошок, жидкость и гранулы.

Во время добавления средства никто не должен находиться в воде. Веществу нужно дать несколько часов для равномерного распределения. Некоторые добавляют химию ночью, чтобы к утру бассейн был уже готов.

Первые два добавляются напрямую в бассейн в тех пропорциях, что указаны в инструкции к препарату. Жидкие и гранулы растворяем в ведре и вливаем в воду во всему периметру вдоль бортиков. Этот способ распределится и приступит к работе намного быстрее, чем прямое добавление таблеток и порошка в чашу.

Советы по очистке бассейна

Чтобы очистка воды активным кислородом проходила максимально эффективно, вам нужно учитывать некоторые нюансы. Они не сложные, но их применение значительно поможет сэкономить деньги и силы.

Во-первых, всегда следите за главным показателем – ph. Это кислотно-щелочной баланс, и от него в большей степени зависит работа химических добавок. Также всегда обращайте внимание на температуру. Если она слишком теплая, то микроорганизмы будут развиваться намного быстрее, и даже повышенная доза обеззараживающего средства с ними не справится.

Химические добавки нужно вливать в чашу регулярно. Заведите для себя календарь, в котором вы будете отмечать, что и в каком количестве вы добавили в воду бассейна.

Не забывайте про использование фильтра и подводного пылесоса. Следите за исправной работой фильтрующего оборудования, и регулярно проводите сбор грязи со дна чаши пылесосом.

Тематический видеоролик

Сегодня мы разобрали, как провести очистку воды активным кислородом для бассейна. Особенное внимание акцентировали на его преимуществах и недостатках, чтобы вы поняли, нужно ли отказываться от привычного хлора или лучше оставить все как есть.

Вам остается лишь все еще раз обдумать, прочитать и принять решение.

Активный кислород для бассейна – очистка воды в бассейне

Разбираемся, чем очистка воды в бассейне активным кислородом отличается от аналогичных вариантов. Рассмотрим плюсы и минусы.

Источник: basseyn-svoy.ru

Активный кислород: дезинфекция воды без хлора

Наиболее современным и безопасным способом дезинфекции в бассейне является обработка воды препаратами, содержащими активный кислород. Главными достоинствами подобного способа дезинфекции воды являются следующие факторы: щадящее воздействие на кожу, отсутствие запаха хлора,

Активный кислород и препараты на его основе совместимы с применением хлора — можно совмещать (не смешивать!!) активный кислород и хлорсодержащие препараты при дезинфекции воды бассейна, при сильном загрязнении проводить ударное хлорирование, а регулярную дезинфекцию проводить активным кислородом.

AquaDoctor O2

AquaDoctor O2 это дезинфицирующей состав в виде гранул, который обеспечивает дезинфекцию воды без хлора. В составе используется активный кислород (не менее 10%) для дезинфекции и ухода за водой бассейна. Это быстрый и действенный способ дезинфекции воды без хлора. Предназначен как для шоковой обработки, так и для последующей регулярной дезинфекции воды бассейна.

Препарат эффективно уничтожает бактерии, вирусы, микробы. В отличие от хлора, активный кислород не вступает в реакцию с органическим азотом. В результате вода, обработанная этим составом, не сушит кожу и волосы, не вызывает неприятных запахов, не раздражает слизистую глаз.

AquaDoctor O2 является мощным окислителем. Не смешивать с другими химикатами.

Первичная доза: растворить 30 гр. состава на 1 м3 воды. Шоковую дезинфекцию проводить каждые 40-60 дней.

Последующая дозировка: добавлять 15 гр. состава на 1 м3 воды каждую неделю. Пользоваться бассейном можно после введения препарата через 2 часа, предварительно проверив уровень активного кислорода специальным тестером кислорода. Уровень его должен быть 8мг/л, при меньших значениях необходимо добавить средство в воду.

Расфасовка: ведра по 1кг, 5 кг и мешки 25кг.

AquaDoctor SO2

Дезинфектант, в основе которого есть генератор активного кислорода, широкого спектра действия в виде таблеток по одному грамму. Активный кислород эффективно действует против бактерий, грибков, вирусов и разрушает органические вещества, вызывающие загрязнения в воде бассейнов и помутнение.

В составе препарата: активный кислород — не менее 10%, активный ингридиент — генератор диоксида хлора. Диоксид хлора признан Международной Организацией Охраны Здоровья как дезинфицирующее средство высшего уровня безопасности А1.

Препарат AquaDoctor SO2 представляет собой твердую таблетку, которая вырабатывает диоксид хлора при контакте с водой. Дезинфекция воды без хлора с помощью активного кислорода относится к высокоэффективным, не раздражающим и безопасным препаратам.

Активный кислород является сильным подавителем запаха, идеальным стерилизатором и не вырабатывает остаточных химикатов, кроме обычной повареной соли. Препарат на основе активного кислорода AquaDoctor SO2 нейтрален к уровню pH и может применяться при любом уровне рН.

Стандартная доза: добавлять три-пять таблеток, содержащих активный кислород, (3-5 грамм) на 1 м3 воды каждые два раза в неделю. Растворять в отдельной емкости и выливать по периметру бассейна. Не смешивать с другими химикатами.

Расфасовка: ведра по 5 кг.

Если Вы предпочитаете активный кислород в качестве дезинфецирующего средства, не забывайте пользоваться тестером для активного кислорода, чтобы уровень активного кислорода в воде не был выше допустимого уровня.

Активный кислород: дезинфекция воды без хлора, Бассейны, оборудование для бассейнов, всё для очистки и дезинфекции, аксессуары

Современный и безопасный способ дезинфекции воды в бассейне есть обработка активным кислородом: щадящее воздействие на кожу, отсутствие запаха хлора, отсутствие

Источник: www.pool-market.com

banya-ili-sauna.ru

Активный кислород, что это такое?

Большая часть живых организмов на Земле не может обходиться без кислорода. Молекулярный кислород О2 не ядовит для клеток. Он играет главную роль в процессах окисления веществ в ходе дыхания.

Так, у растений 95-98 % кислорода используется как конечный акцептор электронов при дыхании. Он используется также при окислении различных веществ в клетке. Относительно небольшая часть кислорода (2-5 %) переходит в его активные формы, которые обладают высокой реакционной способностью и представляют большую опасность для клетки.

К ним относятся перекисные соединения, супероксидные радикалы, синглетный кислород и др. Они обладают высокой биологической активностью, поэтому и получили название активные формы кислорода.

У растений в норме активные формы кислорода образуются постоянно и являются обычным продуктом обмена веществ.

Они необходимы для обезвреживания чужеродных веществ, метаболизма фитогормонов, синтеза лигнина, старения, для защиты растений от патогенных микроорганизмов и для некоторых других реакций. Они образуются в различных частях клетки: в хлоропластах, митохондриях, пероксисомах, плазматической мембране, цитозоле, клеточной оболочке.

АФК могут играть положительную роль сигнальных молекул в растениях.

Они являются основным компонентом стрессовых реакций, и в зависимости от уровня АФК определяется тип клеточного ответа на действие стрессора.

Низкие концентрации АФК вызывают активацию защитных генов и развитие адаптивных реакций, а высокие концентрации приводят к гибели клеток. Процесс образования большого количества активных форм кислорода называют окислительным взрывом.

При неблагоприятных условиях среды, когда нарушается нормальный ход физиологических процессов, в первую очередь фотосинтез и дыхание, накопление активных форм кислорода происходит в избыточных количествах. А это может вызывать повреждение практически всех компонентов живой клетки.

Такая же реакция на неблагоприятные условия характерна и для животной клетки.

Супероксидный радикал, или анион-радикал. Свободный радикал представляет собой частицу, имеющую не спаренный электрон на внешней электронной орбитали.

Такую частицу обозначают символом .. Важным свойством радикала является высокая химическая активность и то, что он не может исчезнуть, пока не прореагирует с другим свободным радикалом. Супероксидный радикал образуется в результате реакции неполного восстановления молекулы кислорода с образованием аниона кислорода: О2 + ē → О2.-.

Заряженная частица кислорода окружена молекулами воды.

Пути образования активных форм кислорода

Поэтому О2.- не может преодолеть мембрану оказывается «замкнутым» в клетке и становится источником других форм АФК.

Перекисные соединения, например Н2О2, образуются в результате получения супероксидным радикалом еще одного электрона: О2.- + 2 ē + 2Н+ → Н2О2.

Гидроксил — радикал OH. образуется далее из перекиси путем ее восстановления еще одним электроном Н2О2 + ē + Н+ → OH..

Гидроксил-радикал является очень агрессивным соединением и окисляет любое вещество клетки.

Свободные радикалы и перекиси за короткое время жизни повреждают и изменяют нуклеиновые кислоты, белки-ферменты, липиды мембран и т.д. Примером повреждений служит пероксидное окисление липидов мембран. В этом случае АФК вступают в реакцию с полиненасыщенными жирными кислотами в составе фосфолипидов мембран. Это приводит к нарушению гидрофобности липидного бислоя и повышению проницаемости мембран.

А так как почти все органеллы клетки имеют мембранное строение, то нарушаются функции органелл клетки. По этой же причине мембраны разрушаются и при старении клеток.

С окислительными повреждениями связана гибель водорослей и высших растений под действием света высокой интенсивности (фотоокислительная смерть).

Такое явление можно наблюдать и летом (особенно при недостатке влаги), когда растительность «выгорает». На образовании свободных радикалов основано токсическое действие на сорняки некоторых гербицидов (паракват, дикват).

Избыточное образование различных форм активного кислорода является причиной многих патологических состояний организма.

Исходя из этого, способность растений контролировать уровень АФК может служить важным механизмом защиты растений против повреждающих воздействий (засухи, затопления, высоких температур, засоления и т.д.).

Система антиоксидантной защиты клетки включает ферментативный и не ферментативный компоненты.

К неферментативным антиоксидантам относятся аскорбиновая кислота (витамин С), витамин Е, пролин, глутатион, каротиноиды и некоторые другие низкомолекулярные органические соединения.

Они взаимодействуют с АФК и нейтрализуют их.

Аскорбиновая кислота способна реагировать с супероксидным и гидроксильным радикалами и тем самым снижать их концентрацию в клетке.

Глутатион защищает тиольные группы белков, инактивирует радикальные частицы, разрушает перекисные соединения, реагирует с активными формами кислорода.

Он может стабилизировать мембранные структуры, удаляя ацильные перекиси, образующиеся в ходе перекисного окисления липидов мембран. Витамин Е защищает от повреждений фосфолипиды мембран и погруженные в липидный слой белки. Обезвреживает свободные радикалы в жировом слое клеточных мембран

Каротиноиды защищают хлоропласты и хлорофилл от фотоокисления, особенно при высокой освещенности.

Важность каротиноидов по обезвреживанию АФК доказана опытами с мутантами гороха лишенными каротиноидов. Такие мутанты оказывались нежизнеспособными.

Ферментами — антиоксидантами являются супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и пероксидаза.

Супероксиддисмутаза восстанавливает супероксид до перекиси:

О2.- + О2.- + Н2 → Н2О2

Каталаза затем разлагает пероксид до воды и кислорода:

2Н2O2 → 2Н2O + O2

Такую же роль выполняет пероксидаза:

АН2 + Н2O2 → А + 2Н2O

(где АН2 — донор водорода, А — окисленный донор)

Каталаза (ЕС 1.11.16) широко распространена в растительных тканях.

Она является двухкомпонентным Fe-порфириновым ферментом, состоящим из белка и соединенной с ним активной группой, которая содержит гематин. Различия разных каталаз обусловлены отличиями в составе или структуре белка. Существует не менее пяти 5 изоферментов каталазы.

Сущность каталитического действия каталазы состоит в разложении перекиси водорода с выделением молекулярного кислорода.

Перекись водорода, образующаяся в обменных реакциях, в определенных концентрациях становится токсичной для клетки. В этих условиях большое значение для ее обезвреживания играет каталаза.

Существенна роль каталазы в снабжении молекулярным кислородом тех участков ткани, куда доступ его в силу тех или иных причин затруднен.

Примером таких тканей могут служить ткани перикарпия сочных плодов, многослойная паренхима вегетативных запасных органов (клубни, корнеплоды и др.).

Каталаза относится к числу ферментов с наиболее высоким числом оборотов (она может расщепить 44 000 молекул Н2О2 в секунду).

Для расщепления большого количества пероксида водорода требуется малое количество фермента.

Каталаза преимущественно находится в пероксисомах. К факторам, понижающим каталазную активность в тканях, относят недосток витаминов группы В, фолиевой кислоты, рибофлавина, витамина А.

Снижать активность каталазы могут различные вещества: цианиды, азиды, сульфиды (они способны блокировать железо в гематиновой группе), нитраты, фосфаты, сульфаты, многие кислоты. Снижение активности каталазы также наблюдается при избытке метионина, тирозина, цистина, меди, цинка.

В живых тканях помимо каталазы перекись разлагается и пероксидазой. Однако было доказано, что каталаза выполняет каталитическую функцию независимо от присутствия пероксидазы.

В отличие от пероксидаз, которые функционируют только при относительно низком уровне пероксида, каталаза способна эффективно работать при его высокой концентрации.

Пероксидазы (ЕС 1.11.17) включают группу ферментов, которые используют в качестве окислителя пероксид водорода. К ним относятся: НАДН-пероксидаза, НАДФН-пероксидаза, глутатион-пероксидаза, гваякол-пероксидаза, аскорбат-пероксидаза и др.

Этот фермент катализирует окисление ароматических аминов, анилина, бензидина, тирозина, триптофана, индола, индолилуксусной кислоты, фенолов, ароматических кислот, и других.

В ряду пероксидаз основное место занимает глутатион-пероксидаза. Так называемая гваяколовая пероксидаза, участвующая в биосинтезе лигнина, окисляет фенольные соединения.

Источником активного кислорода при каталитическом действии пероксидазы могут наряду с перекисью водорода служить и органические перекиси.

Пероксидаза является двухкомпонентным ферментом — гемпротеином, содержащим в простетической группе железопорфирин.

Очищенная кристаллическая растительная пероксидаза имеет молекулярную массу 44 000.

По аминокислотному составу белок пероксидазы имеет некоторые особенности: в нем отсутствуют триптофан и оксипролин, к тому же он неоднороден.

Для эффективной работы фермента необходим селен, который входит в состав активного центра. Дефицит селена нарушает работу глутатионпероксидазы и других селеносодержащих ферментов.

Наибольшее количество селена содержится в белках с высоким содержанием цистина: образуются трисульфиды, которые подобно сульфгидрильным группам мембранных белков, регулируют стабильность и проницаемость мембран.

Этот фермент в разных изоформах присутствует практически во всех клеточных компартментах, включая и клеточную стенку.

Обнаружено, что пероксидазы обеспечивают нормальный ход окислительных процессов при различного рода неблагоприятных воздействиях на растения.

Супероксиддисмутаза (СОД, ЕС 1.15.1.1) — широко распространенный в природе фермент, он обязательно присутствует у всех аэробных организмов, а также найден у некоторых анаэробных бактерий.

Супероксиддисмутаза является первым антиоксидантным ферментом, который выделили Манн и Кейлис в 1938 году.

Супероксиддисмутаза катализирует реакцию восстановления супероксид радикала до пероксида водорода. Скорость реакции чрезвычайно высока и лимитируется только скоростью диффузии O2.

Супероксиддисмутаза осуществляет инактивацию радикалов кислорода, которые могут возникнуть в ходе биологических реакций переноса электронов или при воздействии металлов с переменной валентностью, ионизирующего, ультрафиолетового излучения, ультразвука, различных заболеваниях.

Механизм взаимодействия СОД с супероксидным радикалом точно не выяснен.

Фермент состоит из двух одинаковых субъединиц, соединенных дисульфидными связями.

Характеризуется тем, что в своем составе может иметь различные металлы переходной валентности: Cu, Zn, Mn, Fe.

В растениях присутствуют несколько СОД, содержащих в активных центрах ионы Cu, Zn Fe или Mn. Mn-СОД локализована в основном в митохондриях, Cu-Zn-СОД — в цитоплазме, хлоропластах и пероксисомах, Fe-СОД — в хлоропластах.

Наиболее высока концентрация супероксиддисмутазы в хлоропластах. СОД является центральным соединением антиоксидантной системы, защищая клетки от активных форм кислорода.

Накопление повышенных, неблагоприятных для растительного организма концентраций активных форм кислорода происходит при самых разнообразных воздействиях на растения.

Н.М. Мерзляк приводит такой перечень факторов, вызывающих накопление активных форм кислорода: экстремальная температура; засуха; физиологические расстройства; заболевания; патотоксины; старение; нарушение минерального питания; гипоксия; тяжелые металлы; гербициды; загрязнение атмосферы; УФ-излучение; высокая интенсивность света, засоление. Как видно, образование активных форм кислорода происходит при действии практически всех неблагоприятных условий среды.

Растения в течение вегетации постоянно испытывают влияние экологических стрессоров разной напряженности и вынуждены приспосабливаться к ним.

Поэтому потенциал устойчивости растений и конечная хозяйственная продуктивность растений зависит от способности их к нейтрализации активных форм кислорода.

Степень повреждения клеток активными формами кислорода зависит от эффективности работы антиоксидантной системы.

У устойчивых растений выше активность супероксиддисмутазы, пероксидазы и каталазы, выше содержание витаминов С, Е и других низкомолекулярных веществ, которые способны нейтрализовать активные радикалы и перекиси.

Для борьбы с сорняками часто используют гербициды типа параквата. В результате возникли генотипы растений (некоторые виды плевела, табака (табак настоящий), устойчивые к таким гербицидам. Они обладают более высокой активностью СОД.

Проростки тополя очень чувствительны к диоксиду серы. Но если предварительно обработать низкими концентрациями этого загрязнителя, то в растениях в несколько раз увеличивается активность СОД и повышается устойчивость к действию более высоких концентраций этого газа.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Google+

Одноклассники

Озон — аллотропная модификация кислорода. Газ голубого цвета имеющий специфический запах. В природе озон вырабатывается в небольших количествах во время грозы.

Озон является сильным окисляющим агентом легко разлагающим токсичные химические вещества до простых безопасных соединений.

Озонирование широко применяется в медицине, производстве, для обработки продуктов питания, при получении многих лабораторных и промышленных веществ. В качестве сильного окислителя используется для стерилизации медицинских изделий. В качестве дезинфицирующего средства при очистке воды и воздуха, одежды, жилых и промышленных помещений.

Хорошо уничтожает посторонние запахи, убивает микробов, плесень, грибки, вирусы.

Озонирование — экологически безопасная технология очистки. Многократные исследования доказали, все продукты озонирования являются безвредными для человека так как после контакта с загрязняющими химическими и органическими веществами превращается в обычный кислород.

Активный кислород рекомендуется применять с целью:

● очищения и дезинфекции воздуха в жилых помещениях любого предназначения, спальня, ванная, туалет

● очищение питьевой воды, улучшает её вкусовые свойства

● насыщение активным кислородом ванн, бассейнов, аквариумов

● устранение запаха табачного дыма, краски

● специфического запаха в холодильниках, мастерских, погребах

● обработки продуктов питания, увеличивает длительность хранения мяса, рыбы, снижает концентрацию нитратов в овощах

● использование в косметологических процедурах

● уничтожение опасных химических веществ, моющих и чистящих средств, продуктов горения

Озонирование надёжный способ борьбы с простудными заболеваниями, эпидемиями гриппа в школах, детских садах, офисных помещений.

При употребление озонированной воды в пищу наблюдается сильный очистительный эффект.

Активные формы кислорода и система защиты от окислительных повреждений

Озонирование — экологически безопасная и эффективная технология очистки. Озонатор вырабатывает озон из обычного кислорода, содержащегося в атмосферном воздухе. После взаимодействия с активными загрязняющими химическими и микробиологическими веществами озон превращается в обычный кислород.

Доказано практически, что все без исключения продукты озонирования являются абсолютно безвредными для человека. Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высокую токсичность.

Все приборы генерирующие озон включаются по таймеру и не должны работать в присутствии людей.

Активные формы кислорода. Функции. Влияние на организм

Возникновение активных форм кислорода

Молекулярный кислород в основном своем триплетном состоянии имеет два неспаренный электрона с одинаково ориентированными спинами, занимающих самостоятельные внешние орбитали.

Каждая из этих орбиталей может принять ещё один электрон. Полное восстановление О2 в Н2О требует присоединения четырех электронов. В большинстве случаев в организме восстановление кислорода происходит поэтапно, с переносом одного электрона на каждом этапе.

При присоединении первого электрона образуется супероксидный анион 2О-, который имеет на внешней орбитали неспаренный электрон. Такие атомы называются свободными радикалами.

Супероксид, получая ещё одни электрон превращается в пероксид водорода Н2О2, присоединение третьего приводит к образованию молекулы воды и гидроксильного радикал ОН. Четвертый электрон превращает гидроксил в воду.

Таков нормальный механизм обезвреживания кислорода, общий для всех процессов в организме.

Но по некоторым причинам (о них речь пойдет ниже) может произойти сбой в этой системе (либо запуск определенной программы, такой как апоптоз), что приведет к нарушению присоединения электрона и как следствие появление свободный радикалов (АФК).

По некоторым оценкам, даже в физиологически оптимальных условиях примерно 2-5 % проходящих по ЭТЦ электронов идут на образование супероксидных радикалов.

Кроме того, в определенных условиях (например, при окислении пиридиннуклеотидов и полифенолов) при физиологическом значении рН некоторые апопластные пероксидазы, проявляя свою оксидазную функцию, способны к образованию супероксидного анион-радикала.

Установлено, что пероксидаза клеточной поверхности является одним из основных источников супероксидного радикала при отсечении корней от проростков пшеницы.

Интересно сравнеие образования свободных форм кислорода у клетках растений и животных. Поскольку растения неподвижны и находятся под постоянным воздействием меняющихся условий среды, а также осуществляют оксигенный фотосинтез, в их тканях концентрация молекулярного кислорода оказывается намного более высокой, чем у других эукариот.

Показано, что концентрация кислорода в митохондриях млекопитающих достигает 0,1 мкМ, в то время как в митохондриях растительных клеток — более 250 мкМ. При этом, по оценкам исследователей, примерно 1 % поглощаемого растениями кислорода преобразуется в его активные формы, что неизбежно связано с неполным пошаговым восстановлением молекулярного кислорода.

Синглетный кислород (1О2) образуется в хлоропластах в результате взаимодействия молекулярного кислорода с хлорофиллом, возбужденным квантом света и находящимся в триплетном состоянии.

Энергия, необходимая для этого перехода, составляет примерно 22 ккал/моль. В результате поглощения избыточной энергии (что часто имеет место в реальных условиях) происходит обращение спина одного электрона и формирование синглетного кислорода.

Образование супероксидного анион-радикала (О2-) происходит в фотосистеме I (ФС I) и II (ФС II) хлоропластов и на комплексах дыхательной цепи в митохондриях, а также в ряде реакций, протекающих в пероксисомах (при окислении ксантина ксантиноксидазой). В ФС I появление супероксидного радикала происходит в реакции Мёллера и связано с работой 4Fe-4S-кластеров, ферредоксина и/или ферредоксин-НАДФН-редуктазы. Около 10-25% всего нециклического электронного потока может идти на образование супероксид-радикала.

Генерация анион-радикала, кроме того, возможна на уровне реакционного центра ФС II, предположительно в QА и QВ сайтах. В митохондриях образование О2 — сопряжено с функционированием дыхательной электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) во внутренней митохондриальной мембране и захватом молекулярным кислородом электронов с гемов.

Существует ещё несколько механизмов возникновения свободных радикалов.

Например, в процессе функционирования цитохрома Р-450 в микросомах образуется такой тип АФК как перекись водорода. Принято считать, что ее образование связано с тем, что в процессе цитохром Р-450-зависимого окислительного цикла образующийся тройственный комплекс, включающий цитохром Р-450, субстрат и ион супероксида (оксицитохром Р-450), может, помимо основного пути превращения — внедрения кислорода в структуру субстрата, — распадаться с образованием исходного комплекса субстрат-цитохром Р-450 и высвобождением супероксида (процесс "разобщения") с последующей его дисмутацией, с образованием перекиси водорода.

В присутствии ионов железа перекись водорода в результате одноэлектронного переноса может восстанавливаться до гидроксил-радикала — сильнейшего окислителя. Показано также, что высвобождение железа из ферритина — белка, являющегося основным депо железа в клетке, происходит в результате образования супероксида при функционировании цитохрома Р-450

Таким образом, супероксид, образующийся при "разобщении" на цитохроме Р-450, может быть источником перекиси водорода и генератором ионов железа из ферритина-компонентов, необходимых для образования различных активных форм кислорода.

Действительно, образование супероксида, перекиси водорода и гидроксил радикала показано в реконструированных ферментных системах с использованием различных изоформ цитохрома Р-450.

Кроме того АФК в организме могут образовываться и ходе реакций самопроизвольного окисления ряда веществ.

Одним из важнейших примеров является окисление гемоглобина в метгемоглобин, при котором образуется супероксид. При нормальном значении ph и концентрации кислорода стабильной формой железа является Fe3+. Ион Fe2+ легко окисляется в Fe3+. Однако в молекуле гемоглобина эта реакция существенно заторможена благодаря белковой части в окружении гема.

И все же с большей скоростью происходит окисление оксигемоглобина кислородом с образованием метгемоглобина.

Hb (Fe2+) O2=Hb (Fe3+) +O2-

Образующийся супероксид кислорода способен окислять оксигемоглобин.

Hb (Fe2+) O2+O2 — + 2H+= Hb (Fe3+) +O2+ h3O2

Пероксид водорода — тоже окислитель оксигемоглобина.

Hb (Fe2+) O2+h3O2= Hb (Fe3+) +OHрадикал+OH-

Гидроксильный радикал окисляет гемоглобин.

Hb (Fe2+) +OH= Hb (Fe3+)

Но тем не менее, общепринято, что дыхательная цепь митохондрий является основным источником АФК в большинстве клеток.

Вместе с тем представляет интерес выяснение, какие именно компоненты дыхательной цепи и в каких условиях являются основными АФК — генераторами. Исходя из стандартных редокс-потенциалов окислительно-восстановительных центров различных Комплексов дыхательной цепи, а также на основе экспериментальных данных были выделены три основных источника АФК: НАДН — убихинон оксидоредуктаза, сукцинат-убихинон оксидоредуктаза и убихинол-цитохром с оксидо-редуктаза.

Не существует единого мнения по поводу того, в каких именно участках дыхательной цепи происходит образование АФК и каков вклад каждого из них в этот процесс.

Теоретически одноэлектронное восстановление кислорода может происходить в любом из редокс-центров Комплекса I, а также в высокопотенциальных редокс-центрах Комплексов 2 и 3.

По мнению большинства исследователей, основным АФК-генератором в дыхательной цепи является Комплекс I. Однако ряд авторов полагает, что Комплекс III вносит по крайней мере такой же вклад в образование АФК.

Существует также мнение, что заметным источником АФК может служить также Комплекс II. На сегодняшний день признается, что все три комплекса образуют АФК.

Функции активных форм кислорода

В тканях аэробных организмов в процессе метаболизма постоянно образуются продукты неполного восстановления кислорода. Активные формы кислорода и радикалы синтез в организме, выполняют не только вредные, но и множество полезных для клетки функций. Так, образование супероксид-аниона и гипохлорита клетками иммунной системы используется организмом при защите от инфекций и других чужеродных факторов.

Для некоторых тканей, в частности, для мозга, характерен повышенный синтез простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов. Этот процесс требует участия супероксид-аниона, взаимодействующего с другим компонентом этой системы, арахидоновой кислотой — соединением, высвобождающимся из мембранных фосфолипидов в ходе индуцируемого АФК перекисного окисления липидов.

АФК активно участвуют в процессах передачи клеточного сигнала.

Так, например, свободные радикалы, которые образуются в цитозоле клетки в ответ на стимуляцию факторами роста, участвуют в регуляции пролиферативного. Имеется много публикаций, свидетельствующих, что активные формы кислорода стимулируют деление различных типов клеток.

Механизм, по которому активные формы кислорода участвуют в передаче митотического сигнала, неизвестен.

Возможно, что АФК могут активировать такие ферменты, как митоген-активируемую киназу p38, что, в свою очередь, приводит к активации транскрипционного фактора HIF-1 и экспрессии соответствующих генов. Показано, что они включают каскад реакций, которые передают митотический сигнал при воздействии "физиологических" агентов, таких как факторы роста: активируют в клетке различные транскрипционные факторы, но наиболее эффективно — продукт гена c-jun и ядерный транскрипционный фактор NF-kB.

Свободные радикалы обладают активностью, модулирующей транскрипционные факторы, как NF-kB и активирующий белок-1 (AP-1). В случае NF-kB показано, что он становится транскрипционно активным после того, как происходит опосредованная АФК деградация IkB белка, ингибирующего NF-kB. Также показана роль АФК в качестве вторичных мессенджеров в сигнальных каскадах, запускаемых такими факторами как TGF-b1, PDGF, ATII, FGF-2 и эндотелин.

Еще одной мишенью АФК может являться Na/K-АТФаза, белок, отвечающий за электрогенный транспорт ионов калия и натрия через клеточную мембрану.

В нормальных условиях нейрональная Na/K-АТФаза потребляет от 15% до 40% энергии клетки, направляя ее на поддержание ионных градиентов. Избыточная активация глутаматных рецепторов и повышение уровня АФК приводит к обратимому ингибированию фермента.

Известно разнонаправленное влияние глутаматных рецепторов первой и третьей групп на активность Na/K-АТФазы. Так, АФК усиливают ингибирующее влияние NMDA-рецепторов на активность Na/K-АТФазы, а mGluI предотвращают ингибирование ее NMDA — рецепторами.

Негативное воздействие активных форм кислорода

Выделение АФК считается нормальным процессом и у организма есть механизмы их обезвреживания.

Но когда его количество достигает критической точки, АФК в силу своей высокой реакционной способности, становится достаточно опасным соединением, пагубно влияющим на клетку. Например избыточное выделение АФК может привести к окислительному стрессу.

Окислительный стресс, являющийся следствием дисбаланса про — и антиоксидантных систем (речь пойдет ниже) клетки и отражающийся в избыточном образовании в клетке активных форм кислорода, может являться причиной повреждения различных структур: ДНК, белков и липидов, и может приводить к клеточной смерти.

Окислительный стресс сопровождает многие нейродегенеративные заболевания, по этой причине АФК принято считать вестниками клеточной смерти.

В норме окислительные процессы регулируются с помощью антиоксидантной системы.

Если равновесие в организме смещается в сторону окислительных процессов, то это называется окислительным стрессом. А окислительный стресс связан, например, со старением клеток. Кроме того, накопление большого количества активных форм кислорода, а также снижение концентрации клеточного глютатиона (основного антиоксиданта, вырабатываемого нашим организмом) является хорошо известной распространенной причиной возникновения острых и хронических дегенеративных заболеваний, таких как, атеросклероз, диабет, инсульт, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Для того, чтобы выяснить, какую роль молекулярный механизм уменьшения концентрации глутатиона играет в метаболическом пути гибели клеток, вызванной оксидативным стрессом, нами были выведены специальные клетки и мыши, у которых отсутствовала пероксидаза глутатиона 4 (GPx4), один из наиболее важных глутатион-обуславливающих ферментов.

Индуцированная инактивация GPx4 стала причиной массового окисления липидов и, в конечном итоге, клеточной смерти. Аналогичный фенотип можно наблюдать, если при помощи химического ингибитора биосинтеза глутатиона удалить внутриклеточный глутатион из клеток дикого (немутантного) типа.

Таким образом окислительный стресс, являющийся следствием дисбаланса про- и антиоксидантных систем (речь пойдет ниже) клетки и отражающийся в избыточном образовании в клетке активных форм кислорода, может являться причиной повреждения различных структур: ДНК, белков и липидов, и может приводить к клеточной смерти.

Окислительный стресс сопровождает многие нейродегенеративные заболевания, по этой причине АФК принято считать вестниками клеточной смерти.

Термином "апоптоз" обозначают программированную клеточную смерть. Апоптоз может быть индуцирован целым рядом факторов. В целом процесс "клеточного самоубийства" выглядит следующим образом.

Вначале наблюдается некоторое снижение трансмембранного потенциала в митохондриях, одновременно с которым отмечается аккумуляция ионов кальция в митохондриальном матриксе.

После этого отмечается повышение концентрации АФК в цитозоле и последующее открытие митохондриальной поры. Полное открытие поры приводит к набуханию митохондриального матрикса, разрыву внешней мембраны и выходу в цитозоль апоптоз-инициирующих факторов, прежде всего цитохрома с и особых протеаз-каспаз.

Следствием чего осуществляется фрагментация ДНК.

С точки зрения защиты клетки от окислительного стресса, апоптоз можно рассматривать как важную, хотя и крайнюю меру борьбы с неконтролируемой продукцией АФК. Рассматриваемую цепь событий при развитии апоптоза можно в этом случае интерпретировать следующим образом: при возрастании уровня АФК в клетке включается механизм "мягкого" разобщения в митохондриях, как потенциально основных источников клеточных АФК.

Если после этого снизить уровень продукции АФК не удается, открывается митохондриальная пора. При этом трансмембранный потенциал падает практически до нуля, а скорость поглощения кислорода становится максимальной.

Таким образом, преследуются сразу две цели: полная деактивация потенциал — зависимых митохондриальных источников АФК и по возможности быстрое снижение концентрации кислорода в клетке. Если же при этом не удается добиться снижения концентрации АФК в клетке за определенный срок, то происходит выход апоптоз-инициирующих факторов в цитозоль и клетка устраняется как потенциально опасный компонент организма.

Существуют исследования, доказывающие что производство АФК является одной из причин развития рака.

Точка зрения, согласно которой движущей силой промоции канцерогенеза является образование активных форм кислорода, была сформулирована вначале по аналогии с кожным канцерогенезом. Было показано, что промоторная активность форболовых эфиров коррелирует с их способностью вызывать кислородный "взрыв" у макрофагов и введение актиоксидантов препятствует промоции. Продемонстрировано также, что такой источник активных форм кислорода, как перекись бензоила, является промотором опухолей кожи.

В дальнейшем были получены прямые указания на то, что активные формы кислорода обладают промоторными свойствами: введение в культуру инициированных гамма-облучением или бенз/а/пирен-диолэпоксидом фибробластов ксантин+ксантиноксидазы (системы, продуцирующей активные формы кислорода) увеличивало выход трансформированных клонов, а одновременное добавление каталазы и супероксиддисмутазы предотвращало промоторное действие.

Показано развитие опухоли при перевивке бестимусным мышам линии фибробластов 10Т 1/2, обработанных активированными нейтрофилами, которые продуцируют активные формы кислорода, или системой ксантин+ксантиноксидаза. В культуру клеток почек был встроен под промотор ген уратоксидазы, производящий фермент, окисляющий мочевую кислоту до аллантоина с образованием Н2О2.

При введении в культуру мочевой кислоты происходила трансформация клеток. Введение животному, инициированному кожным канцерогеном 7,12-диметилбенз/а/антраценом, фотосенсибилизатора-дигематопорфирина с последующим ультрафиолетовым облучением кожи вызывало образование активных форм кислорода и оказывало промоторное действие.

В отсутствие облучения дигематопорфирин промоторными свойствами не обладал.

Одним из показателей образования активных форм кислорода и вызываемого ими кислородного стресса является появление в среде культивирования продукта окисления гуанина в молекуле ДНК — 8-гидроксидезоксигуанидина.

Это соединение обнаружено в культуре клеток, а также в печени при действии различных типов индукторов цитохрома Р-450 (ТХДД, фенобарбитала, пролифераторов пероксисом). Одновременное с индукторами введение ингибитора функций цитохрома Р-450, 7,8-бензофлавона, резко уменьшает образование 8-гидроксидезоксигуанидина.

В культуре мутантных клеток с дефектным Ah-рецептором, в которых индукция цитохрома Р-450 при введении индукторов семейства 1 отсутствует, добавление ТХДД не вызывало появления в культуральной среде 8-гидроксидезоксигуанидина.

Таким образом, приведенные результаты говорят о том, что окислительный стресс, наблюдаемый при введении индукторов цитохрома Р — 450, обусловлен функционированием изоформ этого фермента.

Окислительный стресс, связанный с окислением гуанина в молекуле ДНК, дает основание для предположения, что промоция обусловлена мутагенным действием активных форм кислорода.

Образование токсичных форм кислорода

Имеется довольно много публикаций, обсуждающих подобный механизм действия промоторов. Однако феноменология процесса промоции свидетельствует, что он в отличие от инициации не связан с наследуемым изменением в геноме клетки. В первую очередь об этом свидетельствует способность клетки "забыть" воздействие промотора канцерогенеза после прерывания воздействия, но "помнить" инициацию.

Имеются прямые экспериментальные доказательства, свидетельствующие о том, что активные формы кислорода участвуют в промоции при действии индукторов цитохрома Р-450: маннитол-ловушка для ОН-радикалов — и антиоксиданты уменьшают количество локусов трансформации при промоторном действии ТХДД.

В этой же работе продемонстрировано, что механизм промоторного действия форболовых эфиров и индукторов цитохрома Р-450 различен: ингибитор ПКС подавляет промоторное действие форбол-12-миристат-13-ацетата, но не влияет на промоторное действие ТХДД.

Уже на ранних этапах изучения цитохрома Р-450 было показано, что при функционировании цитохрома Р-450 как в микросомах, так и в реконструированной ферментной системе образуется перекись водорода.

Принято считать, что ее образование связано с тем, что в процессе цитохром Р-450-зависимого окислительного цикла образующийся тройственный комплекс, включающий цитохром Р-450, субстрат и ион супероксида (оксицитохром Р-450), может, помимо основного пути превращения — внедрения кислорода в структуру субстрата, — распадаться с образованием исходного комплекса субстрат-цитохром Р-450 и высвобождением супероксида (процесс "разобщения") с последующей его дисмутацией, с образованием перекиси водорода.

В присутствии ионов железа перекись водорода в результате одноэлектронного переноса может восстанавливаться до гидроксил-радикала — сильнейшего окислителя. Показано также, что высвобождение железа из ферритина — белка, являющегося основным депо железа в клетке, происходит в результате образования супероксида при функционировании цитохрома Р-450.

Таким образом, супероксид, образующийся при "разобщении" на цитохроме Р-450, одновременно может быть источником перекиси водорода и генератором ионов железа из ферритина — компонентов, необходимых для образования различных активных форм кислорода.

Действительно, образование супероксида, перекиси водорода и гидроксил радикала показано в реконструированных ферментных системах с использованием различных изоформ цитохрома Р-450. Введение фенобарбитала увеличивало в микросомах печени крыс NADPH — зависимое образование активных форм кислорода (супероксида + перекиси водорода), определяемых методом хемилюминесценции. Ингибитор функционирования цитохрома Р-450 — SKF 525A — почти на 100% подавлял хемилюминесценeцию. Увеличение перекисного окисления липидов, вызванное образующимися активными формами кислорода, показано и в микросомах, выделенных из печени животных, обработанных пролифераторами пероксисом.

Как уже говорилось, гепатопромоция реализуется в результате двухфакторного действия индукторов цитохрома Р-450: митогенного эффекта и ингибирования межклеточных коммуникаций, "отключающего" контролирующее воздействие окружающих клеток.



ekoshka.ru

Что такое активный кислород, ионизация, как природа очищает воздух которым мы дышим

Озон - аллотропная модификация кислорода. Газ голубого цвета имеющий специфический запах. В природе озон вырабатывается в небольших количествах во время грозы.

Озон является сильным окисляющим агентом легко разлагающим токсичные химические вещества до простых безопасных соединений.

Озонирование широко применяется в медицине, производстве, для обработки продуктов питания, при получении многих лабораторных и промышленных веществ. В качестве сильного окислителя используется для стерилизации медицинских изделий. В качестве дезинфицирующего средства при очистке воды и воздуха, одежды, жилых и промышленных помещений. Хорошо уничтожает посторонние запахи, убивает микробов, плесень, грибки, вирусы.

Озонирование - экологически безопасная технология очистки. Многократные исследования доказали, все продукты озонирования являются безвредными для человека так как после контакта с загрязняющими химическими и органическими веществами превращается в обычный кислород.

Активный кислород рекомендуется применять с целью:

● очищения и дезинфекции воздуха в жилых помещениях любого предназначения, спальня, ванная, туалет

● очищение питьевой воды, улучшает её вкусовые свойства

● насыщение активным кислородом ванн, бассейнов, аквариумов

● устранение запаха табачного дыма, краски

● специфического запаха в холодильниках, мастерских, погребах

● обработки продуктов питания, увеличивает длительность хранения мяса, рыбы, снижает концентрацию нитратов в овощах

● использование в косметологических процедурах

● уничтожение опасных химических веществ, моющих и чистящих средств, продуктов горения

Озонирование надёжный способ борьбы с простудными заболеваниями, эпидемиями гриппа в школах, детских садах, офисных помещений. При употребление озонированной воды в пищу наблюдается сильный очистительный эффект. Озонирование — экологически безопасная и эффективная технология очистки. Озонатор вырабатывает озон из обычного кислорода, содержащегося в атмосферном воздухе. После взаимодействия с активными загрязняющими химическими и микробиологическими веществами озон превращается в обычный кислород.

Доказано практически, что все без исключения продукты озонирования являются абсолютно безвредными для человека. Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высокую токсичность.

Все приборы генерирующие озон включаются по таймеру и не должны работать в присутствии людей.

doctorair.ru

14. активный кислород

258

13. Клетки и активный кислород

Кислород участвует в метаболических превращениях аэробных организмов различными путями. Здесь, например, окислительное фосфорилирование, фотофосфорилирование и окислительное превращение в нормальном мета-болизме и в биотрансформации ксенобиотиков. В первом случае речь идет о дегидрировании субстратов с переносом электронов от восстановитель-ного потенциала NAD(Р)Н на молекулы кислорода дискретными этапами с четко фиксированными окислительно-восстановительными потенциалами. В этом процессе, связанном с прямым восстановлением молекулы кисло-рода четырьмя электронами, образуется вода. Во втором случае различные оксигеназы вводят в структуру субстратов один или два атома кислорода. В частности, оксигеназы смешанных функций, представляющие собой гемопротеины, окисляют СН‑связи с образованием гидроксилированных производных. Так, например, с участием монооксигеназ идет образование адреналина из фенилаланина, а гидроксилированные таким образом гидро-фобные ксенобиотики после этого сочетаются с гидрофильными вещест-вами, переходят в раствор и выводятся из организма.

Процессы переноса электронов на кислород находятся под строжайшим ферментативным контролем, обеспечивающим полное восстановление кислорода до воды или его включение в органические молекулы. Элект-ронная конфигурация молекулы кислорода соответствует бирадикалу и поэтому его восстановление до воды гораздо легче протекает по схеме последовательного присоединения, чем при согласованном переносе четы-рех электронов. Последовательное одноэлектронное восстановление при-водит к реакционно-способным промежуточным состояниям кислорода, которые в небольшом объеме всегда сопровождают течение нормального метаболизма:

При переносе на молекулу кислорода нечетного числа электронов образу-ются свободные радикалы, из которых самым реакционноспособным явля-ется гидроксильный радикал. Он значительно легче реагирует с органичес-кими молекулами, чем супероксид, который к тому же легко диспропор-ционирует на кислород, и гораздо менее реакционноспособный пероксид:

Гидроксильный свободный радикал – это мощный и неизбирательный окислитель, реагирующий с органическими веществами, входящими в со-став клеток, с константами скорости порядка 1109-11010 моль-1сек-1. Вызы-ваемое гидроксильным радикалом окисление представляет собой отрыв электрона от органической молекулы с образованием из нее свободного радикала, который с участием кислорода превращается в гидропероксид, генерируя при этом в цепной реакции множество новых свободных ради-калов. То есть идет реакция инициации и распространения цепи.

Инициация:

Распространение цепи:

Обрыв цепи происходит в результате рекомбинации различных радикалов в том числе и с образованием пероксидов, например ROOR.

Ярче всего цепные реакции окисления проявляются на липидных компо-нентах клеточных мембран, где объектом атаки становятся метиленовые группы между двойными связями в остатках полиненасыщенных кислот:

Теперь образовавшийся пероксидный радикал отрывает атом водорода от другой метиленовой группы, генерируя новый свободный радикал, кото-рый продолжает цепь свободнорадикальных превращений:

Накапливающиеся гидропероксиды начинают окислять другие ненасыщен-ные остатки по двойным связям. Одним из продуктов этого окисления ста-новится диальдегид малоновой кислоты, присутствие которого обнаружи-вается специальной цветной реакцией, позволяющей даже количественно определять степень окислительного повреждения мембранных липидов:

Укороченные и гидрофилизированные окислительными превращениями остатки жирных кислот в составе мембранных липидов не могут больше участвовать в поддержании структуры двухслойной мембраны и она лизи-руется, что приводит к гибели клетки.

Свободные радикалы сильно различаются в стабильности и реакционной способности. В частности, витамин Е и многие другие фенольные соедине-ния с объемными заместителями, принимая неспаренный электрон, делока-лизуют его в ароматической системе. Такие свободные радикалы не участ-вуют в инициации и распространении цепи.

Продукты неполного восстановления молекул кислорода, органические пероксидные свободные радикалы и пероксидные соединения часто объ-единяют названием «активный кислород». Кроме того, существует еще так называемый синглетный кислород. При спонтанных изменениях спина электрона обычный триплетный кислород, который из-за несоответствия электронных характеристик молекул плохо реагирует с синглетными орга-ническими молекулами, переходит в синглетное состояние и становится более сильным окислителем. В процессе фотосинтеза образуется также триплетный хлорофилл, а обмен электронами между ним и триплетным кислородом приводит к появлению синглетного кислорода с одним из электронов на разрыхляющей орбитали, что делает его еще более сильным окислителем. Для «гашения» триплетного хлорофилла и синглетного кис-лорода в состав мембран клеток растений входят каротиноиды, которые принимают в систему сопряженных связей эти электроны с необычными спинами и удерживают их до нового спонтанного изменения спина.

Объяснение токсичности кислорода образованием свободных радикалов впервые было дано Гершманом (Gershman), который обратил внимание на подобие патологических изменений при гипероксии и рентгеновском об-лучении. Основываясь на том, что при радиолизе водных растворов обра-зуются свободные радикалы, он в 1954 году сформулировал гипотезу о том, что кислородное отравление вызывается кислородными свободными радикалами. Он также дал этому явлению название гипероксидный стресс. Точно так же действие активного кислорода, каким бы ни был его источник, называют оксидативным стрессом.

Аэробные клетки подвергаются оксидативному стрессу даже при нормаль-ном течении метаболических процессов. В клетках печени стационарная концентрация пероксида водорода определена равной 10-9 моль/л. Содер-жащийся в цитозоле пероксид водорода – это продукт диспропорцио-нирования супероксида, рассчитанная концентрация которого равна 10‑12 моль/л. Внутриклеточный супероксид может быть образован в резуль-тате отклонений от нормального транспорта электронов в мембране мито-хондрий, например, так, как это постоянно идет в эритроцитах при окис-лении двухвалентного железа в переносящем кислород геме:

Это обеспечивает низкую, но постоянную скорость окисления некоторых железосодержащих компонент электронпереносящей цепи. Тем не менее, самую высокую склонность к окислению в этой цепи показывает восста-новленный убихинон или пластохинон в клетках растений.

Метаболические или экологические отклонения от нормы могут прово-цировать повышенный уровень концентрации активного кислорода. При метаболических превращениях ксенобиотиков свободные радикалы обра-зуются в качестве основного или побочного продукта. Изучение токсичес-ких характеристик четыреххлористого водорода показало, что в основе его разрушительного действия на клетки печени лежит трихлорметильный радикал (CCl3), который образуется при метаболическом окислении четы-реххлористого углерода цитохромом Р450:

Известно также, что хиноновые соединения переводят кислород в пер-оксид водорода. Хорошо известному токсическому действию примахина на эритроциты предшествует накопление в них пероксида водорода. NADPH- и NADH-зависимые флавопротеины катализируют восстанов-ление хинонов в свободнорадикальные семихиноны, а семихиноны окис-ляются с образованием активного кислорода:

Окисление гидрохинонов также идет с промежуточным образованием семихинонов:

Токсичность хинонов объясняется как возможностью их превращения в органический свободный радикал, так и оксидативным стрессом в резуль-тате образования активного кислорода (возможность присоединения био-молекул по двойным связям хинонов здесь не рассматривается). Основной механизм зависит от химической природы хинона и от реакционной спо-собности семихинонов в их реакции с кислородом. Во всяком случае неко-торые хиноидные антибиотики с противораковой активностью проявляют цитотоксичность через генерирование активного кислорода.

Активный кислород лежит в основе гербицидной активности и токсич-ности параквата и других дипиридилиевых солей, которые превращаются в катионоидный свободный радикал при переносе одного электрона, ката-лизируемом NADРН-зависимыми микросомальными флавопротеинами. Катионный радикал параквата легко переносит свой неспаренный электрон на кислород с образованием супероксида, а сам возвращается в окислен-ную форму. Непрерывный цикл окислительно-восстановительных превра-щений – вот основа токсичности и гербицидной активности дипириди-лиевых солей, проявляющейся в постоянном генерировании активного кислорода и полном исчерпании пула NADРН.

Стимулированные фагоцитные клетки (нейтрофилы) также производят значительные количества супероксида в результате переноса одного электрона на кислород, катализируемом NADРН-зависимым ферментным комплексом, локализованным в плазматической мембране этих клеток. Образующиеся при этом супероксид и пероксид, как известно, отвечают за бактерицидное действие нейтрофилов и участвуют в течении воспалитель-ных процессов.

Многие ткани содержат ксантиндегидрогеназу (XD), которая катализирует окисление гипоксантина в ксантин и мочевую кислоту. Электроны этих субстратов переносятся на NADР+ с образованием NADРН. Иммуноцито-химический анализ показал, что этот фермент находится в эндотелии сосудистой системы. Когда ток оксигенированной крови в сосудах какого-либо органа блокируется (ишемическая болезнь), ксантиндегидрогеназа подвергается частичному протеолизу и превращается в ксантиноксидазу (ХО). Теперь несмотря на накопление субстрата перенос электронов на NADР+ становится невозможным, так как ХО этот процесс уже не ката-лизирует. Конечным акцептором становится кислород и опять образуются супероксид и пероксид. Постишемический поврежденный эндотелий сосу-дов, омываемый оксигенированной кровью, становится источником актив-ного кислорода и повреждается им еще больше.

Собственные защитные системы клеток, предназначенные для нейтрализа-ции активного кислорода и включающие такие вещества, как витамин Е, аскорбиновую кислоту, глютатион и другие восстановители, достаточно эффективно справляются с образованием свободных радикалов и перокси-дов при отсутствии соответствующих стрессов. Однако, неблагоприятные условия окружающей среды, разного рода стрессы и многие токсичные соединения вызывают усиленное образование этих окислителей и тогда собственных защитных сил организма может оказаться недостаточно.

В последние годы широкое распространение получили натуральные ве-щества, ингибирующие течение свободнорадикальных реакций и окисли-тельных превращений в организме человека. Более всего известны в этой области такие биофлаваноиды растительного происхождения, как кверце-тин, дигидрокверцетин, эриодиктиол

дигидрокверцетин эриодиктиол

В растениях эти вещества содержатся в виде гликозидов, в частности, гликозилированный остатками глюкозы и рамнозы по гидроксильной груп-пе пиранонового цикла кверцетин (рутин) относится к группе витаминов Р (от permeability – проницаемость). Эти вещества повышают эластичность кровеносных сосудов и снижают их проницаемость. Их рекомендуется принимать при различных заболеваниях, сопровождающихся геморраги-ческими состояниями. Особенно эффективен рутин в сочетании с аскорби-новой кислотой (препарат аскорутин). Вместе эти вещества принимают участие в регуляции образования белка соединительной ткани коллагена и в течении окислительно-восстановительных превращений.

По биологической активности к этой же группе соединений относятся и антоциановые красители, отвечающие за окраску многих цветов и плодов (шиповник, смородина, черноплодная рябина, черника). В растениях они также находятся в виде различных гликозидов. Соответствующие аглико-ны называют антоцианидинами. В качестве примера приводится формула цианидина

Сравнение структур флаваноидов и антоцианинов показывает, что они способны к взаимопревращениям.

Полифенольные соединения, к которым относятся и представленные выше витамины Р и антоциановые красители, широко распространены в расти-тельном мире. Они обладают дубящим действием, основанным на денату-рации белков, и поэтому растения используют их в качестве средств за-щиты от травоядных животных, насекомых и патогенных грибов. Вяжу-щий вкус во рту предупреждает, что денатурации подвергнутся и пищева-рительные ферменты, что сделает поедание растений и плодов с дубящими веществами совершенно бесполезным или даже опасным.

Еще одно полифенольное соединение ресвератрол, на которое обратили внимание всего лишь несколько лет тому назад, обнаружено в шкурке виноградных ягод, где он выполняет роль фитоалексина – вещества с фун-гицидными свойствами, защищающего ягоды винограда от поражения плесневыми грибками:

Поскольку поражение патогенными грибами протекает обычно во влаж-ном холодном климате, выращиваемый в северных регионах виноград бо-гаче всего этим биологически активным веществом.

Вероятнее всего именно ресвератрол (3,5,4-тригидрокси-транс-стильбен) лежит в основе так называемого «французского парадокса». Он состоит в том, что, несмотря на употребление жирной мясной пищи, французы реже страдают от сердечно-сосудистых заболеваний, чем другие европейцы. Это связывают с тем, что они чаще употребляют красное вино. Дело в том, что ресвератрол плохо растворим в воде и поэтому его очень мало в виноград-ном соке и в белом вине, которое получают сбраживанием виноградного сока. В отличие от этого технология приготовления красного вина основа-на на ферментации сока вместе со шкурками и косточками, а образую-щийся при этом спирт улучшает растворимость ресвератрола, а вместе с ним и антоциановых красителей.

Ресвератрол содержится во многих растениях, например, в эвкалипте, ели, в плодах шелковицы, в арахисе, но больше всего его в винных сортах ви-нограда. Исследования показали, что ресвератрол является эффективным антиоксидантом, средством для профилактики раковых заболеваний и соединением с эстрогенной активностью.

studfiles.net

---

• 
  Мужское синхронное плавание
• 
  Научиться плавать в москве взрослому
• 
  Ремонт шарового крана
• 
  При плавании какие мышцы работают
• 
  Как снимать правильно показания счетчиков воды
• 
  Нужна ли в бассейн справка
• 
  Устройство крана
• 
  Очистные сооружения хозяйственно бытовых стоков
• 
  Ванна с пеной
• 
  Насос для водопада
• 
  Работа насоса центробежного