Sauerstoffradikale – Freund oder Feind?

Sauerstoffradikale gehören zum Lebensvorgänge

Bestimmt hast Du schon einmal den Begriff “Oxidativer Stress” gehört. Aber was ist das eigentlich und woher weiß ich, ob ich oxidativen Stress habe?

Diese Frage ist gar nicht so einfach zu beantworten, denn oxidativer Stress gehört zum Leben wie das Atmen selbst. Womit wir auch schon beim Thema sind. Bei der Zellatmung entstehen Sauerstoffradikale (“Reactive Oxygen Species” – ROS), sauerstoffhaltige Moleküle mit mindestens einem ungepaarten Elektron. Weil sie sehr reaktionsfreudig sind, sind sie potenziell schädlich für die Zelle.

Aber wo Schatten ist, ist ja bekanntlich auch Licht. Denn in kleinen und mittleren Konzentrationen sind ROS wichtige Signalgeber für unsere Zellen und helfen uns, Krankheitserreger abzuwehren. Ein gesunder Körper verfügt zudem über Schutzsysteme, um ROS in Schach zu halten. Welche ROS wir bilden und wofür wir sie brauchen, wann die ROS-Bildung in oxidativen Stress ausartet und wie wir uns dagegen schützen können, erfährst Du in diesem Artikel.

Reaktive Sauerstoffspezies
In der Nomenklatur wird das ungepaarte Elektron mit einem Punkt dargestellt – zum Beispiel Superoxid (O2–•). Superoxid, auch als Hyperoxid bezeichnet, ist so etwas wie die Mutter der Sauerstoffradikale. Trifft ein Superoxid-Molekül in der Zelle auf ein anderes Molekül, können sowohl weniger reaktive (Wasserstoffperoxid) als auch aggressivere Spezies (Hydroxyl, Hydroperoxyl) entstehen.

Superoxid
Unter physiologischen Bedingungen werden etwa 98 Prozent des eingeamteten Sauerstoffs in der Zellatmung zu Wasser reduziert [1]. Aus den restlichen zwei bis drei Prozent molekularem Sauerstoff entstehen durch die Aufnahme je eines Elektrons (1-Elektronen-Reduktion) Superoxid-Radikale (O2–•):

O2 + e- O2–•

Superoxid entsteht primär im Enzymkomplex I der Atmungskette. Dabei sorgen zwei Zustände für eine besonders große Radikalproduktion [2]:

Ein hoher Quotient NADH/NAD+, weil keine Protonen mehr über die mitochondrielle Membran transportiert werden
Ein hoher Protonengradient Δp über der Membran, weil Elektronen in die Matrix zurückwandern, wenn kein ATP mehr gebildet wird

In beiden Fällen kommt es zu einem Elektronenüberschuss in der Matrix, aus dem große Mengen Superoxid resultieren. Ein defektes Mitochondrium bildet also kaum noch ATP, dafür jedoch umso mehr Sauerstoffradikale.

Daneben führt die Hemmung des Enzymkomplex III zur massiven Bildung von Superoxid-Radikalen in und außerhalb der Matrix [3].

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Quelle: https://www.intelligent-gesund.de/sauerstoffradikale/

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