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Oxidativer Stress – Teil I: Definition und Ursachen

© wikipedia/ H. Hoffmeister

Was ist oxidativer Stress?

Was man unter "oxidativem Stress" versteht und welche Ursachen ihm zugrunde liegen erfahren Sie hier.

Von: Berthold Musselmann

Oxidativer Stress = Überschießende Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen

Oxidativer Stress ist eine ständige überschießende Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen (ROS = reactive oxygen species, (Sauerstoff-) Radikale) im Körper, die vorübergehende oder bleibende Schäden und ein beschleunigtes Altern im Körper auslösen können. Es liegt ein ständiges Ungleichgewicht zwischen aggressiven ROS und schützenden Antioxidantien vor.

Die wichtigsten reaktiven Sauerstoffverbindungen (ROS) sind:

  • Superoxidanion (Hyperoxid-Anion): entsteht vorwiegend in der mitochondrialen Atmungskette, und zwar am Enzymkomplex I und vor allem am Enzymkomplex III.
  • Wasserstoffperoxid
  • Stickoxid-Radikal

Besonders gefährlich:

  • Hydroxyl-Radikal (bildet sich unter Mitwirkung von Eisen-Ionen)
  • Peroxynitrit-Anion: hemmt die CytochromC-Oxidase der Atmungskette im Gegensatz zum Stickoxid-Radikal nicht reversibel, sondern irreversibel, außerdem die Akonitase des Zitronensäurezyklus.

Ursachen

Aggressive Radikale entstehen im Alltag immer, wenn die mitochondriale Atmungskette vermehrt beansprucht wird, d.h., wenn in den Zellen mehr Energie in Form von ATP benötigt wird. Häufig kann der Organismus mit vermehrtem Anfall von Radikalen gut leben, wenn er nicht zu lange besteht und wenn genügend Reserven im Körper vorhanden sind, um das Stresslevel schrittweise wieder auf ein körperverträgliches Maß zu reduzieren.

Wann entstehen reaktive Sauerstoffverbindungen (Radikale)?

Radikale, also reaktive Sauerstoffverbindungen bilden sich vorübergehend überschießend:

  • beim Sport (Fettverbrennung, erhöhte Aktivität der Mitochondrien, besonders im Muskel)
  • beim Purinabbau (Stoffwechsel der Erbsubstanz DANN: Abbau über Hypoxanthin zu Xanthin zu Harnsäure)
  • beim Abbau von Stresshormonen: Katecholamin-Oxidation
  • bei der Autooxidation von mit Sauerstoff gesättigtem roten Blutfarbstoff (Oxy-Hb)
  • beim Rauchen, bei Belastung mit UV-Strahlung oder mit Röntgen-/Gammastrahlung
  • bei Inkorporation von radioaktiven Isotopen
  • beim Essen und bei Aufnahme von Umweltgiften
  • bei erhöhter Aktivität des Immunsystems (in manchen Abwehrzellen erhöhte Aktivität der NADPH-Oxidase und Myeloperoxidase)
  • beim Arachidonsäure-Stoffwechsel, der mit Entzündungen assoziiert ist

Oxidativen Stress kann man als ein Grundprinzip von Krankheit überhaupt sehen, genauso, wie man „Entzündung“ als ein solches betrachten kann. Überall, wo der Körper mit Umwelt-/Körperstress nicht mehr klarkommt, wird es zu einer länger andauernden Störung der Balance zwischen schützenden Stoffen und aggressiven Radikalen kommen können. Auch für eine typische Erkrankung des Alters – den Krebs – kann man beide Prozesse - Entzündung und oxidativen Stress – als wesentliche Faktoren ansehen, die in mehreren Schritten schließlich zur Entkopplung von Körperregulation und Zellwachstum/-kommunikation, also „Krebs“ führen. Beide Prozesse treten häufig gemeinsam auf. Eisen und Kupfer wirken als Beschleuniger der Radikalenbildung.

Typische Krankheiten, die mit hohem oxidativen Stress einhergehen, sind Bluthochdruck (arterielle Hypertonie), Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) und Infektionen (und damit Entzündungen).

In weiteren Abschnitten über Oxidativen Stress werden wir uns mit dem Thema biologische Balance von Radikalen und Antioxidantien, mit der rationalen Diagnostik von Störungen der Radikalenbalance und mit der möglichen Therapie der Dysbalance, insbesondere bei Chronisch Kranken beschäftigen.

Ihr

Berthold Musselmann

Quellen/Weitere Informationen

Literatur und Links