Електрохимични реакции в човешкото тяло

В момента голям интерес представлява една сравнително нова посока в електрохимията - биоелектрохимията, която изучава електрохимичните процеси, протичащи в живите организми. Според най-големите съветски учени биоелектрохимията трябва да играе решаваща роля в бъдещето на електрохимията. Необходимо е да се отдаде почит на предвидливостта и дълбочината на проникване в същността на електрохимичните явления на основния законодател на електрохимията М. Фарадей, който преди почти 150 години каза: „Колкото и прекрасни да са разкритите законите и явленията на електричеството за нас в света на неорганичната или мъртвата материя интересът, който те представляват, едва ли може да се сравни с това, което е присъщо на същата сила във връзка с жива система и живот ".

И ето думите за бъдещето на науката от бащата на кибернетиката Н. Винер: „Предвиждам, че не само биологичните науки ще се доближат до физиката, но физиката ще поеме и някои биологични науки. Има много области на изследване на живите същества, които обещават да станат важни в бъдеще и които могат да бъдат разделени на научни и технически само условно ", - по най-прекия начин се обърнете към електрохимията.

Например в най-модерните електролизатори и химически източници на ток съотношението на реакционната повърхност към обема е няколко хиляди пъти по-ниско, отколкото при биоелектрохимичните процеси. Следователно растенията, комбинирайки биоелектрохимични процеси и фотосинтеза, отделят повече от 100 милиарда тона кислород годишно, докато общото световно електрохимично производство не надвишава 30 милиона тона. Това показва важността на изучаването на биоелектрохимичните явления.

Вече знаем, че много биологични процеси, като преработката и усвояването на хранителни продукти, предаването на сигнали от нервната система, механизмът на зрителното възприятие, включват етапи, характеризиращи се с електрохимични явления.

Консумираната от животните енергия (за поддържане на постоянна телесна температура, движение и т.н.) се попълва в резултат на сложен, многоетапен процес на окисляване на хранителните вещества и превръщането на тяхната химическа енергия в други видове енергия. биохимичен окислително-редукционен процес, включващ пренос на електрони, протон и йон, т.е. с участието на електрохимични етапи. окисляването на горивото.

В организма има специални вещества - ензими, които осъществяват етапите на химическа трансформация на хранителните вещества в клетките в определен ред. Интересното е, че комплекси от различни ензими са сглобени и прикрепени към клетъчните мембрани. Тези мембрани като че ли играят ролята на електроди в галваничните клетки, а биологичните течности, които провеждат добре тока, служат като електролити. И йоните, и електроните участват в трансфера на заряди през клетъчните мембрани. Наскоро в Института по електрохимия на Академията на науките, при изучаване на модели на биомембрани, неочаквано беше установено, че когато се комбинират липидни двуслойни мембрани и границата на две несмесващи се течности, много мембранни ензими са генератори на молекулен ток.

Още по-интересно е, че на същите тези мембрани се извършва и електросинтезата на органични съединения. По този начин в енергийната система на животните и хората се използва едновременна комбинация от биоелектрохимични аналози и горивна клетка и електролизатор. Електрохимичната технология почти не използва такива комбинации.