Oxidativer Stress: Entstehung, Gefahren, Vorbeugung.

 

Werden zu viele freie Radikale gebildet, zu deren Abbau nicht genügend antioxidative Schutzmechanismen vorhanden sind, entsteht im Körper oxidativer StressOxidativer Stress kann viele verschiedene Krankheiten verursachen – Krebs, Hirnerkrankungen, Herzprobleme und viele mehr.

In diesem Beitrag wird deshalb näher auf den oxidativen Stress und die dazugehörigen Fragen, wie

  • Was ist oxidativer Stress?
  • Was sind „freie Radikale“?
  • Wie entsteht oxidativer Stress?
  • Hat oxidativer Stress Vorteile?
  • Was sind die Nachteile und Gefahren?
  • Was kann ich gegen oxidativen Stress tun?
  • Was sind Antioxidantien?
  • Was gibt es sonst noch zu wissen?

eingegangen.

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Viel Spaß!

Einführende Worte

Einführung: was ist oxidativer Stress?

oxidativer stress auswirkungen
Quell-Website, direkter Bildlink

Wissenschaftler verwenden häufig den Begriff „oxidativer Stress“. Es bezieht sich auf ein ernstes Ungleichgewicht zwischen der Produktion von freien Radikalen und der antioxidativen Abwehr, was zu einer möglichen Gewebeschädigung führt [Beleg].

Die „Arten von freien Radikalen“ fassen eine Vielzahl von hochreaktiven Molekülen zusammen, die in verschiedene Kategorien eingeteilt werden können. Zu den prominentesten Vertretern solcher Kategorien gehören Superoxid O 2 ·, Hydroxylradikal OH · und Peroxyradikal ROO [Beleg].

Unter normalen Bedingungen werden die Rate und Größe der Oxidationsmittelbildung durch die Rate der Oxidationsmittelbeseitigung ausgeglichen. Ein Ungleichgewicht zwischen Prooxidantien und Antioxidantien führt jedoch zu oxidativem Stress [Beleg].

Oxidativer Stress kann entweder eine positive Reaktion (Zellproliferation) oder eine negative Zellantwort (Wachstumsstillstand oder Zelltod) verursachen [Beleg].

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Was sind „freie Radikale“?

Was sind „freie Radikale“?

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) werden von allen vaskulären Zelltypen, einschließlich endothelialen, glatten Muskelzellen und Bindegewebszellen, produziert und können von zahlreichen Enzymen gebildet werden [Beleg]. Oxidantien werden auch durch verschiedene Arten von Strahlung erzeugt, wobei Röntgenstrahlung den Hydroxylradikal erzeugt [Beleg, Beleg].

Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erzeugt elektronisch angeregte Zustände mit anschließender Radikalbildung [Beleg, Beleg]. Ultraschall- und Mikrowellenstrahlung kann auch reaktive Sauerstoffspezies erzeugen [Beleg].Metallkatalysierte Reaktionen erzeugen reaktive Oxidationsmittel [Beleg]. Sie sind als Schadstoffe in der Atmosphäre vorhanden [Beleg]. ROS werden von Neutrophilen und Makrophagen während Entzündungen produziert [Beleg]. Sie sind auch Nebenprodukte von Mitochondrien-katalysierten Elektronentransportreaktionen und anderen Mechanismen [Beleg].

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Die positiven Effekte der freien Radikale

Vorteile der „freien Radikale“

Es wurde deutlich, dass Pflanzen aktiv ROS als Signalmoleküle zur Steuerung von Prozessen wie programmiertem Zelltod, Stressreaktionen, Pathogenabwehr und systemischer Signalgebung produzieren [Beleg].

Reaktionen mit freien Radikalen sind essentiell für die Wirtsabwehrmechanismen, wie für Neutrophile, Makrophagen und andere Zellen des Immunsystems. Wenn der Körper jedoch freie Radikale überproduziert, verursachen sie Gewebeverletzungen und Zelltod [Beleg]. Die ROS innerhalb von Zellen fungieren als sekundäre Botenstoffe in intrazellulären Signalkaskaden und können den Zelltod induzieren, wobei sie als anti-tumorbildende Spezies wirken [Beleg].

O2 und H2O2 fungieren als zweite Botenstoffe, die zahlreiche Signalmoleküle aktivieren, die eine wichtige Rolle in der vaskulären Biologie und bei kardiovaskulären Erkrankungen spielen [Beleg]. Ein weiteres nützliches Beispiel für ROS bei niedrigen Konzentrationen ist die Induktion einer mitogenen Reaktion, was bedeutet, dass sie das Zellwachstum und die Zelldifferenzierung auslösen können [Beleg].

Geringe Konzentrationen von Superoxidradikalen und Wasserstoffperoxid stimulieren tatsächlich die Zellreproduktion und erhöhen das Überleben in einer Vielzahl von Zelltypen [Beleg]. Andere Rollen umfassen die Regulierung der zellulären Calciumkonzentration, die Regulierung der Proteinphosphorylierung und die Aktivierung bestimmter Transkriptionsfaktoren [Beleg].

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Die schädlichen Effekte der freien Radikale

Negative Aspekte der „freien Radikale“:

Bis zu 200 menschliche Krankheiten wurden mit einem erhöhten Grad an oxidativem Stress in Verbindung gebracht [Beleg]. Reaktive Sauerstoffspezies (reactive oxygen species, ROS) beeinflussen viele physiologische Prozesse, einschließlich der Abwehr und der zellulären Signalübertragung, und ihre erhöhte Produktion durch oxidativen Stress spielt bei vielen Krankheiten eine Rolle [Beleg].

Zu diesen Krankheiten gehören:

1) Oxidativer Schaden verursacht COPD

Oxidativer Stress schädigt und beeinträchtigt das Funktionieren verschiedener Proteinarten und schädigt die Lungenphysiologie auf eine Weise, die COPD, eine chronische Lungenerkrankung, auslösen kann [Beleg]. Zu den schädlichen Wirkungen gehören die oxidative Inaktivierung der Zellen, übermäßige Sekretion von Schleim, Membranlipidperoxidation, Remodellierung der extrazellulären Matrix und Zelltod [Beleg].

Zusätzlicher oxidativer Stress tritt bei COPD-Patienten auf, da oxidativer Stress Entzündungen verursacht und Entzündungen wiederum mehr oxidativen Stress verursachen [Beleg]. Dieser Zyklus tritt auf, weil die Oxidation verschiedene Proteindysfunktionen verursacht und das Arbeiten von Funktionen behindert, die ein gesundes Oxidationsmittel / Antioxidans-Gleichgewicht wiederherstellen [Beleg].

2) Oxidativer Stress hilft mit, Diabetes zu verursachen

Oxidativer Stress Entstehung-Gefahren-Vorbeugung
de:Benutzer:Juergen_Bode, OxStress4, CC BY-SA 3.0

Beide Arten von Diabetikern zeigen erhöhte Konzentrationen an reaktiven Sauerstoffspezies wie freie Radikale. Aus diesem Grund ist der Beginn von Diabetes eng mit oxidativem Stress verbunden [Beleg].

Ein beschädigtes Protein trägt zu dem Mechanismus bei, durch den der oxidative Stress die Diabeteskomplikationen beschleunigt [Beleg]. Darüber hinaus scheint es so, dass oxidative Stressnebenprodukte zur Insulinresistenz, der Basis von Diabetes, beitragen [Beleg].

Oxidativer Stress verursacht eine übermäßige Bildung von freien Radikalen, welche die Abwehrmechanismen gegen weitere Oxidation schwächen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit von mehr Zellschäden, Insulinresistenz und weiteren Komplikationen mit Diabetes [Beleg].

Neuere Forschungen haben auch gezeigt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Ungleichgewicht von oxidativem Stress und Antioxidantien besteht, das zu einer gestörten Glukoseaufnahme führt [Beleg].

3) Oxidativer Stress trägt zum Krebs bei

Ein hoher Grad an oxidativem Stress ist zytotoxisch für die Zelle und stoppt die Proliferation durch Induktion von Apoptose oder sogar Nekrose. Ein geringer Grad an oxidativem Stress hingegen kann die Zellteilung im Förderstadium stimulieren und somit die Tumorwachstumsförderung stimulieren [Beleg].

Es besteht ein Zusammenhang zwischen erhöhten ROS-Spiegeln und störenden Aktivitäten enzymatischer und nicht-enzymatischer Antioxidantien in Tumorzellen [Beleg].

4) Freie Radikale schaden den Zellen

Bei hohen Konzentrationen kann ROS ein wichtige Mediator für die Schädigung von Zellstrukturen sein, einschließlich Lipiden und Membranen, Proteinen und Nukleinsäuren [Beleg]. Oxidative Schäden akkumulieren während des Lebenszyklus und spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung altersabhängiger Erkrankungen wie Krebs, Arthritis, Gehirnerkrankungen und anderen Erkrankungen [Beleg].

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Was sind Antioxidantien?

Was sind Antioxidantien?

Lebende Organismen haben eine Reihe von Antioxidantien entwickelt, um ihr Überleben gegen oxidativen Stress zu sichern [Beleg]. Um eine Überproduktion von freien Radikalen durch oxidativen Stress zu vermeiden, sind verschiedene Antioxidantien in den Geweben vorhanden, um diese freien Radikale zu neutralisieren [Beleg].

Ein Antioxidans ist ein Substrat, das biologisches Gewebe vor Schäden durch freie Radikale schützt. Biologische Reduktionsmittel können die Antioxidantien regenerieren oder recyceln [Beleg, Beleg]. Antioxidative Abwehrmechanismen beinhalten sowohl enzymatische als auch nicht-enzymatische Strategien [Beleg].

Übliche Antioxidantien umfassen die Vitamine A, C und E, Glutathion und die Enzyme Superoxiddismutase, Katalase, Glutathionperoxidase und Glutathionreduktase [Beleg]. Andere Antioxidantien umfassen – Liponsäure, gemischte Carotinoide, Coenzym Q10, mehrere Bioflavonoide, antioxidative Mineralien (Kupfer, Zink, Mangan und Selen) und die Cofaktoren (Folsäure, Vitamine B1, B2, B6, B12) [Beleg].

Sie arbeiten miteinander und gegen verschiedene Arten von freien Radikalen [Beleg]. Die prominentesten Antioxidantien, wie die Vitamine E und C, α-Liponsäure und Glutathion, bilden ein Antioxidantien-Netzwerk [Beleg].

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Was sind Antioxidantien-Supplemente und was bringen sie?

Was sind Antioxidantien-Supplemente und was bringen sie?

Antioxidantien sind nicht mit einer niedrigeren Gesamtmortalität assoziiert [Beleg, Beleg]. Beta-Carotin, Vitamin E und höhere Dosen von Vitamin A können tatsächlich mit einer höheren Gesamtmortalität assoziiert sein [Beleg, Beleg]. Die Betonung liegt dabei auf können und mehr Forschung ist nötig in denen auch die Lebensumstände und Ernährungsweisen berücksichtigt werden.

Vitamin C (Ascorbinsäure) ist ein sehr wichtiges und starkes Antioxidans, das in wässrigen Umgebungen des Körpers, wie sie in der Lunge und in der Augenlinse vorhanden sind, wirkt [Beleg]. Während die Einnahme hoher Dosen von Vitamin C (bis zu 2000 mg / Tag) nicht konsistent mit Nebenwirkungen in Verbindung gebracht werden konnte, konnte auf der anderen Seite der Nutzen einer hohen Vitamin-C-Zufuhr noch nicht nachgewiesen werden [Beleg].

Die Eiinnahme von Vitamin E (200 IE [internationale Einheiten] / Tag) reduzierte die Inzidenz von kolorektalem Krebs durch eine ausgelöste Apoptose von Krebszellen [Beleg]. Im Allgemeinen ist die schützende Wirkung von Vitamin E ein Ergebnis der Hemmung der Bildung freier Radikale und der Aktivierung von Endonukleasen [Beleg].

Die Bevölkerung sollte eine Ernährung mit Schwerpunkt auf antioxidativem Obst und Gemüse einnehmen [Beleg]. Jüngste Versuche aus dem Vereinigten Königreich zeigten, dass Probanden, die eine hohe Obst- und Gemüsekost zu sich nahmen, den Blutdruck signifikant gesenkt hatten [Beleg].

Eine weitere wichtige Veränderung des Lebensstils, die kardiovaskuläre schützende und blutdrucksenkende Effekte durch die Reduzierung von oxidativem Stress haben kann, ist Bewegung [Beleg]. In experimentellen Modellen der Hypertonie und in menschlichen Patienten mit koronarer Herzkrankheit, reduzierte Bewegung die ROS-Produktion, vaskuläre Verletzungen und den Blutdruck [Beleg].

Eine abnehmende ROS-Bildung und die Erhöhung der Stickoxidverfügbarkeit und der Antioxidantien können Organschäden durch die Verringerung von vaskulären Verletzungen und Nierenfunktionsstörungen verhindern oder reparieren [Beleg]. Die optimale Quelle für Antioxidantien scheint aus unserer Ernährung zu stammen, besonders in Bevölkerungs-Populationen, die sich gut ernähren (können) [Beleg].

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Abschließende Worte

Haftungsausschluss

Die Meinungen in diesem Blog und die zitierten Referenzen dienen nur zu Informationszwecken und sind nicht zur Behandlung, Diagnose oder Verschreibung von Krankheiten oder Zuständen gedacht. Die Informationen können keinen Ersatz für die professionelle Beratung, Behandlung oder Diagnose durch ausgebildete und anerkannte Ärzte darstellen. Lasse dich in gesundheitlichen Fragen von einem Arzt beraten und verändere oder beende keine Behandlungen eigenständig. Ebenso solltest du keine Selbstmedikation durchführen, ohne vorher einen Arzt oder Apotheker konsultiert zu haben.

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Alles Liebe

Dein Daniel

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