L'oxygène singulet peut être dommageable dans les cellules et les batteries, mais il a fallu près de 60 ans pour fonctionner exactement lorsqu'il apparaît dans les réactions chimiques dans les deux
L'oxygène hautement réactif peut se former dans les mitochondries dans nos cellules
Après plusieurs décennies, les chercheurs ont enfin une compréhension lorsqu'un type d'oxygène étrange et destructeur survient dans les réactions chimiques dans les cellules vivantes et certaines batteries.
Toutes les molécules d'oxygène ne sont pas créées égales. Dans certains, leurs deux électrons les plus énergiques ont des valeurs opposées de spin quantique tandis que dans d'autres, leurs tours correspondent. Lorsqu'ils correspondent, la molécule est connue sous le nom «d'oxygène singulet», qui est très réactive afin qu'elle puisse provoquer des changements toxiques dans les protéines et les graisses dans les cellules et manger des parties de certaines batteries. Depuis les années 1960, les chimistes travaillent pour déterminer quand exactement ce jumeau maléfique de l'oxygène que nous respirons avec plaisir surtout dans les réactions chimiques. Stefan Freunberger à l'Institut des sciences et de la technologie L'Autriche et ses collègues l'ont maintenant compris.
Ils ont effectué une série d'expériences qui ont commencé avec une molécule de superoxyde – un composé qui contient de l'oxygène et participe à des réactions chimiques utilisées par les mitochondries pour alimenter les cellules – et se sont terminées par la production d'oxygène sous l'une ou l'autre forme. Alors que les cellules ont des enzymes qui aident ce processus, l'équipe a essayé différentes molécules de «médiateur». Cela leur a permis d'enregistrer des réactions de fabrication d'oxygène avec un large éventail de forces motrices ou des différences d'énergie qui obligent la réaction à se produire en premier lieu. Ils ont découvert que c'est exactement cette force motrice qui compte – pour que l'oxygène singulier se forme, cette force devait devenir très élevée.
«Il y avait vraiment un débat vraiment féroce sur la façon dont elle (oxygène singulet) se forme ou non dans l'environnement des cellules. Jusqu'à présent, il n'a jamais été clarifié», explique Freunberger.
Étant donné que les mitochondries ont des valeurs de pH élevées qui maintiennent la force motrice faible, les nouveaux travaux impliquent que l'oxygène singulet n'est pas produit en grande quantité au sein de ces puissances cellulaires, qui protège la cellule des dommages.
Kristopher McNeill à Eth Zürich en Suisse dit que la question de la production singulière de l'oxygène a des conséquences au-delà de la biologie. «Partout où il est généré, il peut endommager ou réagir avec des choses qui se trouvent dans le quartier», dit-il. L'analyse de la nouvelle étude concerne certains types de batteries et pourrait faire partie d'une explication pour expliquer pourquoi elles se corrodent parfois de l'intérieur, explique McNeill.
