Genetik des oxidativen Stresses
Dezember 2009
Ein bisher stark unterschätzter Krankheitsauslöser ist oxidativer Stress. Für eine Vielzahl von chronischen Erkrankungen, zu denen neben neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Alzheimer und Morbus Parkinson auch Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises, Diabetes mellitus, Herzkreislauferkrankungen, die Makuladegeneration des Auges oder Allergien gehören, ist eine Beteiligung von oxidativem Stress inzwischen erwiesen.
Oxidativer Stress ist keine Krankheit an sich sondern ein biochemischer Zustand der vorliegt, wenn sich die Bildung und Entgiftung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) im Stoffwechsel nicht mehr die Waage halten und die Zelle mit aggressiven Sauerstoffradikalen überschwemmt wird. ROS besitzen in der Regel ungepaarte Elektronen und sind daher freie Radikale. Zu ihnen gehören Moleküle wie das Superoxid-Anion, das Hydroxyl-Radikal, das Stickstoffperoxid. Peroxynitrit und hypochlorische Säure sind selbst keine freien Radikale, haben aber stark oxidierende Eigenschaften, wodurch sie zelluläre Strukturen und Stoffe schädigen und so ebenfalls zum oxidativen Stress beitragen.
Freie Radikale entstehen einerseits physiologisch im Organismus bei der Zellatmung, im Zellstoffwechsel und beim Sauerstofftransport, andererseits sind sie ein Produkt unseres Lebensstils:
- Tabak- und Alkoholkonsum
- Vitaminarme, degenerierte Ernährung
- Übergewicht
- Umweltbelastung mit Pestiziden, Schwermetallen und Ozon
- Strahlenbelastung (Chemo- und Strahlentherapie, Sonne, UV-Licht, Computer, Mikrowelle, Mobilfunk)
- Medikamente (Antibiotika, Herz- Kreislaufmedikamente, orale Antidiabetika, Cytostatika)
- Hohe körperliche und psychische Belastung, Dysstress
Die ersten Alarmsignale des Körpers wie chronische Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Antriebslosigkeit, Kopfschmerzen und Migräne, Infektanfälligkeit, Entzündungsneigung und Depressionen werden in unserem hektischen Alltag häufig überhört und meist nicht ernst genommen. Und so kommt es langfristig gesehen zu teils irreversiblen oxidativen Schäden an Proteinen, DNA-Molekülen, Mitochondrien und Zellmembranen und letztlich zur Entstehung komplexer, chronischer Erkrankungen.
Unser Organismus verfügt über ein leistungsfähiges Abwehrsystem gegen oxidativen Stress. Neben einem nichtenzymatischen Schutzsystem, zu dem das Redoxsystem Glutathion, Vitamine, sekundäre Pflanzenstoffe, metallbindende Proteine, Mineralstoffe, aber auch Stoffwechselprodukte wie Harnsäure und Bilirubin gehören, verfügt unser Körper über ein leistungsstarkes Enzymsystem, das reaktive Sauerstoffspezies zu entgiften vermag.
Ca. 1-3 % des in der Atmungskette benötigten Sauerstoffs wird in den Mitochondrien permanent zu Superoxid umgesetzt. Da die freien Radikale die empfindlichen Eisen-Schwefel-Proteine der Atmungskette irreversibel schädigen können, müssen sie möglichst schnell und vollständig entgiftet werden.
Das erste und wichtigste Enzym in der Entgiftungskette des Superoxids ist die manganabhängige SOD2. Sie wandelt zwei Moleküle Superoxid in Wasserstoffperoxid um, welches frei durch die Mitochondrienmembran diffundieren kann. Im Cytoplasma entgiften die Enzyme Catalase und Peroxidase (Glutathionperoxidase) das anfallende Wasserstoffperoxid zu ungiftigen Endprodukten. Das Selenoprotein Glutathionperoxidase ist besonders für den antioxidativen Schutz der Erythrozyten zuständig, die durch den Sauerstofftransport zusätzlich dauerhaft oxidativen Prozessen ausgesetzt sind.
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