Овп в Биохимии

Значение окислительно-восстановительного потенциала веществ часто используется в биохимии, где оно выражается в условных единицах rH (от английского reduction Hydrogenii). Для перевода единиц rH в милливольты разработана формула Нернста:

rH=(Еh+200)/30+2pH,

где Еh – окислительно-восстановительный потенциал, мВ;

рН – показатель кислотно-щелочного равновесия.

Показатели кислотно-щелочного равновесия и окислительно-восстановительного потенциала зависят друг от друга: чем выше значение rH, тем ниже показатель рН, то есть при окислении показатель кислотно-щелочного равновесия уменьшается, а при восстановлении, напротив, увеличивается.

Реакции окисления и восстановления протекают в противоположных направлениях, которые могут изменяться. В природной воде всегда присутствуют как окислители, так и восстановители. К окислителям относятся, например, такие компоненты воды, как кислород, нитрат-ионы. К восстановителям - сероводород, аммиак, гуминовые кислоты и многие другие органические соединения. Соотношение тех или иных соединений, в конечном итоге, и определяет окислительные или восстановительные свойства воды. Обычно в воде природных водоемов несколько преобладают вещества с восстановительными свойствами В зависимости от того, какие вещества преобладают, жидкость приобретает более или менее выраженную способность окислять либо восстанавливать. Чтобы измерять эту способность, применяют такой показатель, как окислительно-восстановительный потенциал. Сокращенно его обозначают как rН. На одном конце шкалы rН находится атмосфера из чистого водорода, на другом - из чистого кислорода. Величина окислительно-восстановительного потенциала в водородной среде равна rН 0, в чистом кислороде - rН 42. Нередко rН называют редокс потенциалом - это сокращение от латинских слов reductio и oxidado, то есть "восстановление" и "окисление".

Рыбы и растения способны жить в диапазоне rН 25-35. Некоторые виды чувствуют себя лучше в более узких диапазонах окислительно-восстановительного потенциала:

rH 28,3-28,5 - оптимален для крип-токорин, лимнофил, других болотных растений;

rН 29-30 - для большинства водных растений, в частности для апоногетонов и эхинодорусов;

rН 30,2-30,6 - бурный рост валлиснерии, роталы, цветение эхинодорусов и апоногетонов; криптокорины в такой среде сбрасывают листья;

rН 30,7-31 - хорошо развивается гетерантера, кабомба, синнема; апоногетоны сбрасывают листья, у криптокорин отмирают корни, эхинодорусы прекращают рост;

rН31-32 - бурно, развиваются зеленые водоросли.

Окислительно-восстановительный потенциал и активная реакция воды связаны между собой. Кроме того, rН измеряется рН-метром, и нередко это значение выражается не в приведенных выше единицах, а в милливольтах напряжения между электродами прибора. Чтобы определить такую величину, следует воспользоваться формулой:

rН = Е/0,029+2*РН,

где Е - напряжение между электродами рН-метра, Вольт.

Влияние кислорода на гидробионтов в исскуственных условиях.

В аквариумной практике всегда старались увеличить концентрацию О2 в воде, необходимую для дыхания рыб и растений. Эта задача была актуальной, когда не существовало эффективных аэраторов и насосов. Ее решение позволяло содержать больше рыбок в маленьком водоеме, а растения в то время в основном воспринимались лишь как источник кислорода. Аквариумисты-рыбоводы и далее могут придерживаться таких взглядов, поскольку чем больше в воде кислорода, тем крепче здоровье растений и ярче их краски. А вот растениеводы в последние десятилетия заподозрили, что избыток этого газа создает немало проблем. Если концентрация кислорода в аквариумной воде 2-5 мг/л, то в таком водоеме и рыбы себя чувствуют хорошо, и растения растут неплохо (конечно, если выполнены остальные необходимые для их роста условия). Но стоит повысить концентрацию до 8-10 мг/л, как растение прекратит рост. Причина - в изменении rН воды, ее возросший окислительный потенциал переводит жизненно важные микроэлементы в состояние, непригодное для поглощения растениями. При концентрациях кислорода выше 5 мг/л почти все микроэлементы становятся малодоступными для растений.

Излишне высокий окислительный потенциал препятствует фотосинтезу. Внутри хлоропласта величина должна сохраняться на низком уровне - rН 0,83. Если же вокруг листа находится вода с высоким окислительно-восстановительным потенциалом, то растение защищает себя и справляется с разницей потенциалов, которая для свежей воды составляет ощутимую величину - почти 1 В! На это расходуется много энергии, порой больше, чем запасается при фотосинтезе. Эксперименты показали, что проблемы с такими сложными в культуре растениями, как барклая, маяка и красная кабомба, заключаются как раз в том, что они не могут защитить свои фотосинтезирующие центры от воды с высоким окислительным потенциалом. Эти растения могут пострадать как в результате массивной подмены свежей водой, так и при резком усилении освещения. Подобные перемены должны производиться постепенно. Роль ОВП питьевой воды с точки зрения здоровья

В природной воде значение ОВП может иметь как положительное, так и отрицательное значение и колеблется от - 400 мВ до + 700 мВ.

Когда значение ОВП положительно, то свойства воды окислительные. Такие показатели наиболее часто встречаются в поверхностных водах. Вода, обладающая ярко выраженными кислотными свойствами называется «мертвой» водой. Ее ОВП может достигать +800+1000 мВ. «Мертвая» вода является сильнейшим окислителем и этим объясняются ее дезинфецирующие и бактерицидные свойства. «Мертвая» вода используется для лечения и профилактики простудных заболеваний, ангины, гриппа. «Мертвая» вода имеет широкий спектр воздействия на организм: снижает кровяное давление, улучшает сон, успокаивает нервную систему. «Мертвая» вода растворяет камни на зубах, прекращает кровотечение десен, помогает при лечении пародонтоза. Снижает боли в суставах, помогает при расстройствах кишечника.

Когда значение ОВП отрицательно, то свойства воды - восстановительные. Это типично для подземных горных источников, талой воды. Такая вода получила название «живой» воды. «Живая» вода (щелочная) является отличным стимулятором, тонизатором, источником энергии, придает бодрость, стимулирует регенерацию клеток, улучшает обмен веществ, нормализует кровяное давление. «Живая» вода быстро заживляет раны, ожоги, язвы (в т.ч. желудка и 12- перстной кишки), пролежни. «Живая» вода используется для лечения и профилактики остеохондроза, атеросклероза, аденомы предстательной железы, полиартрита.

Обычно ОВП организма человека колеблется от -90 мВ до -200 мВ, а ОВП обычной питьевой воды практически всегда значительно выше нуля:

- водопроводная вода от +80 мВ до +300 мВ;

- вода в пластиковых бутылках от +100 мВ до +300 мВ;

- колодезная, родниковая вода от +120 мВ до +300 мВ.

Отрицательный ОВП природной воды - явление чрезвычайно редкое. На Планете известно всего несколько мест, где есть такая вода.

Данная информация означает, что при употреблении обычной питьевой воды активность электронов во внутренней среде организма выше активности электронов в ней. Т.е. такая питьевая вода забирает себе свободные электроны из биологической среды организма, т.е. является оксидантом. Это ведет преждевременному старению, хроническим болезням, хронической усталости.

И наоборот, отрицательный ОВП питьевой воды дает энергетическую зарядку клеткам, органам, системам. Электрическая энергия клеточных мембран не расходуется на коррекцию активности электронов воды и вода тотчас же усваивается, т.к. обладает биологической совместимостью по этому параметру. Питьевая вода с отрицательным ОВП - идеальный антиоксидант