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Oxidativer Stress verursacht durch freie Radikale

Oxidativer Stress: Symptome, Ursachen und Behandlung

Oxidativer Stress fügt unseren Zellen auf heimtückische Weise gravierende Schäden zu. Erfahren Sie, wie Sie sich besser gegen den Angriff der freien Radikale wehren können, die für den Alterungsprozess verantwortlich sind.

Oxidativer Stress: Ursachen

Oxidativer Stress und ROS

Im Verlauf von Stoffwechselreaktionen muss unser Körper reaktive Sauerstoffspezies oder ROS synthetisieren (1). Diese Moleküle sind besser bekannt unter dem Namen freie Radikale. Dazu gehören unter anderem das Superoxid-Radikal O2 und das Hydroxyl-Radikal HO•.

Da sie mit einem oder mehreren "ledigen" Elektronen auf ihren äußeren Schichten ausgestattet sind, weisen sie eine hohe Instabilität auf: Sie versuchen, sich mit anderen Verbindungen zu paaren, die am Ende ihrerseits destabilisiert werden. Dennoch ist die Bildung von ROS nicht per se pathologisch. Sie tritt bei allen Arten auf, die sich aerob entwickeln, und greift manchmal sogar nützlich in die Zellsignalisierung ein (2).

Außerdem verfügen wir über ein solides Abwehrarsenal, um sie zu neutralisieren. An erster Stelle stehen die endogenen Antioxidantien (die wir selbst herstellen), die aus antioxidativen Enzymen, Cofaktoren und Proteinen bestehen (3). Danach folgen die Vitamine, die durch die Nahrung bereitgestellt werden, gefolgt von den DNA-Reparaturmechanismen. Auf diese Weise halten wir unser Redox-Balance im Gleichgewicht.

Der oxidative Stress bezeichnet ein Ungleichgewicht zwischen der Produktion von freien Radikalen und ihrer Entgiftung durch Antioxidantien (4). Unsere gesättigten Abwehrmechanismen sind nicht mehr in der Lage, der Oxidation wirksam entgegenzuwirken. Dann wird unsere zelluläre Integrität untergraben, was möglicherweise zu Schäden an allen Bestandteilen von Lebewesen führt.

Herkunft von oxidativem Stress

Das Phänomen des oxidativen Stresses wird weitgehend durch verschiedene exogene Faktoren beschleunigt: unausgewogene Ernährung mit wenig Obst und Gemüse, Rauchen, Alkohol, Medikamente, Pestizide, Luftverschmutzung, längere Sonneneinstrahlung, Bestrahlung, aber auch bestimmte pathogene Infektionen (5).

Psychologischer Stress und oxidativer Stress: Gibt es einen Zusammenhang?

Oxidativer Stress ist von psychologischem Stress zu unterscheiden. Ersterer tritt auf zellulärer Ebene auf, während sich der letztere auf systemischer Ebene auswirkt. Es könnte jedoch eine Interaktion zwischen den beiden Phänomenen bestehen: eine Studie an depressiven Personen legt nahe, dass chronischer Stress zur Entwicklung von oxidativem Stress in bestimmten Teilen des Gehirns beiträgt (6).

Oxidativer Stress: Symptome

Oxidativer Stress gilt als eine der Hauptursachen des Alterungsprozesses. Klinisch lässt er sich bei der Entwicklung verschiedener Stoffwechselerkrankungen (Diabetes, Atherosklerose, usw.), Atemwegserkrankungen, Verdauungserkrankungen, Neurodegeneration oder Gelenkerkrankungen erkennen (7).

Bilanzen für oxidativen Stress werden von einigen Labors angeboten, um Biomarker zu bestimmen, die die oxidative Belastung des Körpers und den Zustand des antioxidativen Abwehrsystems widerspiegeln. Diese Untersuchung wird im Blut und/oder im Urin durchgeführt. Ihre Ergebnisse müssen jedoch mit Vorsicht interpretiert werden.

Oxidativer Stress: Folgen

Oxidativer Stress und Entzündungen

Im Übermaß werden freie Radikale von unserem Immunsystem als Angreifer wahrgenommen. Dieses wird daher eine Entzündungsreaktion in Gang setzen, um zu versuchen, sie auszurotten (8).

Wenn ihm dies nicht gelingt, kommt es über einige Wochen bis mehrere Jahre zu einer chronischen (oder niedriggradigen) Entzündung. Es ist heute anerkannt, dass dieser lang anhaltende Entzündungszustand den Nährboden für Autoimmunerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, aber auch für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) bildet (9-10).

Oxidativer Stress und unkontrollierte Proliferation

Es soll auch eine feine Verbindung zwischen oxidativem Stress und der Proliferation abweichender Zellen bestehen. Oxidativer Stress sei nämlich geeignet, verschiedene Transkriptionsfaktoren (NF-κB, AP-1, p53, HIF-1α, PPAR-γ, β-Catenin/Wnt und Nrf2) zu aktivieren, die zu einer abweichenden Expression bestimmter Gene führen, insbesondere solcher, die Wachstumsfaktoren, entzündliche Zytokine und den Zellzyklus regulierende Moleküle steuern (11).

Oxidativer Stress und Gedächtnis

Viele Studien weisen auf die Rolle von oxidativem Stress beim altersbedingten kognitiven Verfall hin. Bei älteren Tiermodellen scheint die Beeinträchtigung des zeitlichen und räumlichen Gedächtnisses, Lernens und der Informationsspeicherung mit einem Anstieg der oxidativen Spezies zu korrelieren (12). Forschungsarbeiten legen auch nahe, dass freie Radikale den Stoffwechsel der Mitochondrien stören und an der neuronalen Degeneration beteiligt sind (13).

Oxidativer Stress und die Augen

Unsere empfindlichen Augen sind besonders anfällig für Angriffe durch freie Radikale. Die Netzhaut (verantwortlich für die Umwandlung von Licht in Nervensignale) gehören zu den am stärksten betroffenen Bereichen. Oxidativer Stress fördert in der Tat Augenkrankheiten wie Katarakt oder DMLA (Altersbedingte Makuladegeneration) (14-15).

Oxidativer Stress und die Haut

Oxidativer Stress greift auch die Hautzellen an. Er beschleunigt den Abbau von Proteinen und Lipiden sowie die Zerstörung von Kollagen und Elastin, die der Dermis Geschmeidigkeit und Spannkraft verleihen. Folglich fördert es die Hautalterung (insbesondere durch Phototoxizität) und das vorzeitige Auftreten von Falten (16).

Oxidativer Stress und Haare

Indem sie die Haarzwiebel schwächen, sollen freie Radikale den Haarausfall beschleunigen und eine Rolle bei der Haarergrauen spielen (17).

Oxidativer Stress: Behandlung und Nahrungsergänzungsmittel

Vorbeugende Maßnahmen "mit gesundem Menschenverstand", wie eine gesunde Lebensweise, der die oben genannten Hauptrisikofaktoren weitestgehend ausschließt, tragen zur Minimierung von oxidativem Stress bei.

Eine abwechslungsreiche Ernährung, idealerweise bio, scheint einen besseren Schutz vor freien Radikalen zu bieten. Einige Lebensmittel verfügen insbesondere über eine starke antioxidative Wirkung: frisches, farbiges Obst und Gemüse (reich an Carotinoiden und Polyphenolen), Gewürze, Ölfrüchte oder auch Duftkräuter (18).

Verlassen Sie sich auf ihren ORAC-Index: Je höher die Zahl, desto größer ist das antioxidative Potenzial (19). Zum Beispiel hat grüner Tee einen Wert von 1250, Walnüsse von 13.541 und Nelken von 290.283 pro 100 g!

Einige dieser Super-Inhaltsstoffe werden übrigens in synergetischen Ergänzungsmitteln kombiniert (das hochwirksame Antioxidant Synergy vereint unter anderem grünen Tee, Traubenkerne, Kurkuma sowie die patentierte Verbindung Vitaberry®, die reich an Polyphenolen und Anthocyaninen ist) (20).

Vitamin C und Vitamin E sind am Schutz der Zellen vor oxidativem Stress beteiligt (21-22). Sie sind in Zitrusfrüchten, Paprika, Kiwi sowie in Mandeln und pflanzlichen Ölen enthalten. Vitamin E ist insbesondere im Nahrungsergänzungsmittel Astaxanthin enthalten, einem ausgezeichneten rosenroten Pigment aus der Familie der Carotinoide, das in der Anti-Aging-Forschung eingehend untersucht wird.

Zu den zu bevorzugenden Spurenelementen gehören Zink und Selen, wichtige Kofaktoren von Enzymen, die Redoxreaktionen katalysieren (23).

Das in fast allen lebenden Zellen vorkommende Glutathion zählt zu unseren stärksten körpereigenen Abwehrstoffen (24). Da sein Blutspiegel nach dem 50. Lebensjahr abnimmt, kann es interessant sein, seine Zufuhr durch Supplemente zu optimieren (wie Reduced Glutathione, Glutathion in reduziertem Zustand, um von der einzigen biologisch aktiven Form zu profitieren, oder auch Perlingual glutathione in Form von Lutschtabletten für eine schnelle Verabreichung. (25).

Es wurde festgestellt, dass die Organe, die am anfälligsten für oxidativen Stress sind (wie Leber, Herz, Nieren, Haut oder rote Blutkörperchen), einen hohen Gehalt an L-Ergothionein konzentrieren, einer Aminosäure, die nun aus Pilzen für die Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln der neuesten Generation isoliert wird (das Nahrungsergänzungsmittel L-Ergothionein hat eine Halbwertszeit von 30 Tagen, während herkömmliche Antioxidantien nur 30 Sekunden bis 30 Minuten anhalten) (26).

Butyliertes Hydroxytoluol mit dem Codenamen BHT wird in der Lebensmittelindustrie geschätzt, um die Oxidation und das Ranzigwerden von Fettstoffen zu verhindern. Wissenschaftler interessieren sich heute sehr für die Anwendungen dieser fettlöslichen aromatischen Verbindung auf die menschliche Gesundheit (enthalten in BHT mit einer optimalen Dosierung von 300 mg pro Kapsel).

DER SUPERSMART-TIPP

Quellenangaben

  1. Beckhauser TF, Francis-Oliveira J, De Pasquale R. Reactive Oxygen Species: Physiological and Physiopathological Effects on Synaptic Plasticity. J Exp Neurosci. 2016 Sep 4;10(Suppl 1):23-48. doi: 10.4137/JEN.S39887. PMID: 27625575; PMCID: PMC5012454.
  2. Schieber M, Chandel NS. ROS function in redox signaling and oxidative stress. Curr Biol. 2014 May 19;24(10):R453-62. doi: 10.1016/j.cub.2014.03.034. PMID: 24845678; PMCID: PMC4055301.
  3. Rizzo AM, Berselli P, Zava S, Montorfano G, Negroni M, Corsetto P, Berra B. Endogenous antioxidants and radical scavengers. Adv Exp Med Biol. 2010;698:52-67. doi: 10.1007/978-1-4419-7347-4_5. PMID: 21520703.
  4. Sies H. Oxidative Stress: Concept and Some Practical Aspects. Antioxidants (Basel). 2020 Sep 10;9(9):852. doi: 10.3390/antiox9090852. PMID: 32927924; PMCID: PMC7555448.
  5. Bhattacharyya A, Chattopadhyay R, Mitra S, Crowe SE. Oxidative stress: an essential factor in the pathogenesis of gastrointestinal mucosal diseases. Physiol Rev. 2014 Apr;94(2):329-54. doi: 10.1152/physrev.00040.2012. PMID: 24692350; PMCID: PMC4044300.
  6. Juszczyk G, Mikulska J, Kasperek K, Pietrzak D, Mrozek W, Herbet M. Chronic Stress and Oxidative Stress as Common Factors of the Pathogenesis of Depression and Alzheimer's Disease: The Role of Antioxidants in Prevention and Treatment. Antioxidants (Basel). 2021 Sep 9;10(9):1439. doi: 10.3390/antiox10091439. PMID: 34573069; PMCID: PMC8470444.
  7. Birben E, Sahiner UM, Sackesen C, Erzurum S, Kalayci O. Oxidative stress and antioxidant defense. World Allergy Organ J. 2012 Jan;5(1):9-19. doi: 10.1097/WOX.0b013e3182439613. Epub 2012 Jan 13. PMID: 23268465; PMCID: PMC3488923.
  8. Hussain T, Tan B, Yin Y, Blachier F, Tossou MC, Rahu N. Oxidative Stress and Inflammation: What Polyphenols Can Do for Us? Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:7432797. doi: 10.1155/2016/7432797. Epub 2016 Sep 22. PMID: 27738491; PMCID: PMC5055983.
  9. Kattoor AJ, Pothineni NVK, Palagiri D, Mehta JL. Oxidative Stress in Atherosclerosis. Curr Atheroscler Rep. 2017 Sep 18;19(11):42. doi: 10.1007/s11883-017-0678-6. PMID: 28921056.
  10. Alemany-Cosme E, Sáez-González E, Moret I, Mateos B, Iborra M, Nos P, Sandoval J, Beltrán B. Oxidative Stress in the Pathogenesis of Crohn's Disease and the Interconnection with Immunological Response, Microbiota, External Environmental Factors, and Epigenetics. Antioxidants (Basel). 2021 Jan 7;10(1):64. doi: 10.3390/antiox10010064. PMID: 33430227; PMCID: PMC7825667.
  11. Reuter S, Gupta SC, Chaturvedi MM, Aggarwal BB. Oxidative stress, inflammation, and cancer: how are they linked? Free Radic Biol Med. 2010 Dec 1;49(11):1603-16. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.006. Epub 2010 Sep 16. PMID: 20840865; PMCID: PMC2990475.
  12. Kandlur A, Satyamoorthy K, Gangadharan G. Oxidative Stress in Cognitive and Epigenetic Aging: A Retrospective Glance. Front Mol Neurosci. 2020 Mar 18;13:41. doi: 10.3389/fnmol.2020.00041. PMID: 32256315; PMCID: PMC7093495.
  13. Reddy PH. Mitochondrial oxidative damage in aging and Alzheimer's disease: implications for mitochondrially targeted antioxidant therapeutics. J Biomed Biotechnol. 2006;2006(3):31372. doi: 10.1155/JBB/2006/31372. PMID: 17047303; PMCID: PMC1559913.
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