В живом организме многие процессы имеют циклический, волнообразный характер. Химические процессы, лежащие в их основе, должны быть обратимы. Обратимость процессов определяется взаимодействием термодинамических  и кинетических факторов. К обратимым относятся реакции, имеющие константы от 10-3 до 103 и с небольшим значением DG0 и DЕ0 процесса. При этих условиях концентрации исходных веществ и продуктов реакции могут находиться в соизмеримых концентрациях и при изменении их в некотором диапазоне можно добиваться обратимости процесса. С кинетических позиций должны быть низкие значения энергии активации.

Поэтому удобным переносчиком электронов в живых системах являются ионы металлов (железо, медь, марганец, кобальт, молибден, титан и другие). Присоединение и отдача электрона вызывают изменения лишь электронной конфигурации иона металла, не изменяя, существенно, структуру органической составляющей комплекса. Уникальная роль в живых системах отведена двум окислительно-восстановительным системам: Fe3+/Fe2+ и Cu2+/Cu+. Биолиганды стабилизируют в большей степени в первой паре окисленную форму, а во второй пape – преимущественно восстановленную.

Поэтому у систем, содержащих железо, формальный потенциал всегда ниже, а у систем, содержащих медь, часто выше окислительно-восстановительные системы, имеющие в своем составе медь и железо, перекрывают широкий диапазон потенциалов, что позволяет им со многими субстратами вступать во взаимодействие, сопровождающиеся умеренными изменениями DG0 и DЕ0, что отвечает условиям обратимости. Важным этапом обмена веществ является отщепление водорода от питательных веществ.