Was sind freie Radikale und welche Funktion haben sie in unserem Körper?
Freie Radikale werden bei der Zellatmung gebildet, die für die Energiegewinnung in der Zelle notwendig ist. Ihre Bildung kann auch durch andere Prozesse wie ionisierende oder ultraviolette Strahlung, Ultraschall, oxidativen Stress, physischen Stress usw. initiiert werden.Freie Radikale sind Atome oder Moleküle, die unabhängig voneinander existieren und ein oder mehrere ungepaarte Elektronen enthalten. Diese Elektronen machen das Molekül sehr reaktiv. Es will dann ein Elektron von einem anderen Molekül loswerden oder ein Elektron entfernen.
Freie Radikale sind eine Vielzahl von chemischen Verbindungen, aber die häufigsten sind Sauerstoffverbindungen (ROS Reactive Oxygen Species) und Stickstoffverbindungen ( RONS Reactive Oxygen and Nitrogen Species). Beispiele für häufige Verbindungen sind:
Peroxid-Radikal,
Hydroperoxid-Radikal,
Distickstoffpentoxid,
Superoxid-Anion-Radikal,
Stickstoffmonoxid,
Singulett-Sauerstoff,
Hydroxyl-Radikal,
Wasserstoffperoxid,
Ozon.
Der Prozess der Bildung freier Radikale ist für den Organismus sehr wichtig, weil sie zahlreiche Prozesse in den Zellen reguliert.
Wichtige Funktionen der freien Radikale im Organismus
Das Vorhandensein von freien Radikalen wirkt sich unter anderem auf das Wachstum und die Differenzierung und schließlich auf den programmierten Zelltod (Apoptose) aus. Dank ihnen ist die Synthese, Freisetzung und Inaktivierung von Stickstoffmonoxid korrekt abläuft. Auch der Glukosetransport in die Zellen wird durch freie Radikale reguliert. Und eine ihrer wichtigsten Funktionen ist die Regulierung der Signaltransduktion sowohl innerhalb einer einzelnen Zelle als auch zwischen verschiedenen Zellen.
Ohne die Existenz von freien Radikalen wäre unser Körper nicht in der Lage, mit den verschiedenen Krankheitserregern fertig zu werden, mit denen er täglich in Kontakt kommt. Die Zellen des Immunsystems, die an der Phagozytose, d. h. der Aufnahme und Verdauung großer Partikel (z. B. Bakterien), beteiligt sind, werden aktiviert, wenn ihre Rezeptoren mit einem Krankheitserreger in Berührung kommen, und setzen einen spezifischen Prozess in Gang, der als „Sauerstoffexplosion“ bezeichnet wird. Dabei entstehen freie Radikale in Form von Superoxidanionen und aus diesen in Folgereaktionen z. B. Hydroxylradikale, Chlorate oder Bromate. Sie sind ein wirksamer Abwehrmechanismus innerhalb unserer Zellen.
Darüber hinaus haben Forscher festgestellt, dass T-Lymphozyten reaktive Sauerstoffspezies nutzen, um die Signalgebung des Immunsystems und die Wanderung zu entzündeten Bereichen zu regulieren.
Wie Sie also sehen, ist ein angemessenes und physiologisch unbedenkliches Maß an freien Radikalen für das Funktionieren unseres Körpers unerlässlich. Problematisch wird es, wenn sie – unter dem Einfluss interner und externer Faktoren – überproduziert werden.
Welche Schäden können übermäßige freie Radikale verursachen?
DNA-Schäden äußern sich in Defekten im Prozess der DNA-Replikation – der fehlerfreien Vervielfältigung der DNA im Prozess der Zellneubildung. Die Folge von Fehlern in der DNA ist ein fehlerhafter Prozess der Transkription der genetischen Information bei der Bildung neuer Proteine in der Zelle, wodurch ihre strukturellen und metabolischen Funktionen gestört werden.
Was ist oxidativer Stress?
Oxidativer Stress, d. h. die Störung des Gleichgewichts zwischen der Intensität der Prozesse, die die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies hervorrufen, und der antioxidativen Kapazität des Organismus, ist für unseren Organismus gefährlich. Wie bereits erwähnt, kann er Zellmembranen, Zellproteine oder die DNA schädigen. Dies führt zu einer Belastung von Systemen wie dem Kreislaufsystem, dem Atmungssystem, dem Verdauungssystem und dem Nervensystem.
Übermäßige oxidative Prozesse, vor allem wenn sie lange andauern, können zur Entstehung von schweren Krankheiten wie degenerativen Erkrankungen (Alzheimer oder Parkinson), schweren Erkrankungen wie (Hepatitis, Pankreatitis) oder Krebs beitragen.
Die Oxidation (Peroxidation) der Zellmembranlipide selbst bewirkt eine Veränderung der Permeabilität der Zellmembran, eine Störung der Energieprozesse in den Mitochondrien und kann zum Zelltod führen. Auf der Makroebene können Schäden durch freie Radikale am Endothel der Blutgefäße zur Entwicklung von Atherosklerose beitragen.
Die Abwehrmechanismen des Organismus und überschüssige freie Radikale
Der Körper hat Abwehrsysteme gegen oxidativen Stress entwickelt, die das Gleichgewicht in der Menge der freien Radikale beeinflussen.
Das erste System ist der enzymatische antioxidative Mechanismus. Spezielle Enzyme dienen dazu, vorhandene reaktive Sauerstoffspezies zu verhindern und zu reduzieren. Diese Enzyme sind:
- SOD, d.h. Superoxiddismutase, die die Zelle vor den schädlichen Auswirkungen von Peroxiden schützt;
- CAT, d. h. Katalase, die Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff aufspaltet;
- Gpx oder Glutathionperoxidase ist ein Selenoenzym, das Wasserstoffperoxid und organische Peroxide reduziert.
Sie sind die erste Verteidigungslinie und sollen verhindern, dass die Kette von Reaktionen, die freie Radikale erzeugen, in Gang kommt.
Der nicht-enzymatische Mechanismus der Antioxidantien ist ebenfalls an der Unterbrechung der Reaktionskette beteiligt. Um zu funktionieren, brauchen wir Antioxidantien, die dem Körper über die Nahrung zugeführt werden. Dazu gehören bekannte Vitamine wie Vitamin C, Vitamin A (Beta-Carotin) und Vitamin E. Auch Mineralien wie Selen, Zink und Kupfer sind wichtig. Pflanzliche Polyphenole spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Auch körpereigene Verbindungen wie Harnsäure, Glutathion oder Östradiolderivate spielen bei diesem Mechanismus eine Rolle. Die Wirkung dieser Stoffe ist eine zweite Verteidigungslinie.
Die wichtige Rolle der Antioxidantien
Der Wirkungsmechanismus der Antioxidantien besteht darin, dass sie der Moleküle der freien Radikalen das fehlende Elektron geben. Sie tun dies, bevor das freie Radikal es von einem anderen physiologisch wichtigen Molekül, z. B. der DNA, einem Enzym oder einem Lipid, übernimmt. Dadurch können Antioxidantien diese für den Körper lebenswichtigen Elemente schützen.
Antioxidantien sind Teil einer gesunden, unverarbeiteten Ernährung. Sie sind vor allem in Obst und Gemüse enthalten. Pflanzliche Gewürze und Tee, Kaffee oder Kräutertees, die in der täglichen Küche verwendet werden, sind ebenfalls reich an Antioxidantien. Antioxidantien sind auch in Samen und Nüssen sowie in unraffinierten kaltgepressten Ölen enthalten.
Die Kombination der Wirkung der beiden oben erwähnten antioxidativen Mechanismen, d. h. der antioxidativen und der nicht-enzymatischen Mechanismen, bietet uns den besten Schutz gegen überschüssige freie Radikale im Körper.
Das dritte und letzte Element des Schutzsystems sind die Mechanismen zur Beseitigung der durch freie Radikale geschädigten Moleküle oder, wenn möglich, zur Reparatur der Schäden. Zum Beispiel das Enzym DNA-Polymerase ist an der Reparatur des genetischen Materials beteiligt.
Freie Radikale. Zusammenfassung
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Vorhandensein von freien Radikalen im Körper an sich nichts Schlechtes ist. Wie wir bereits erläutert haben, spielen sie eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Homöostase des Körpers. Lediglich ein Übermaß an freien Radikalen kann zu negativen Folgen in Form von oxidativem Stress führen, der die Ursache vieler Krankheiten sein kann.
Das Zeitalter, in dem wir leben, bietet viele zivilisatorische Errungenschaften, die unser tägliches Leben vereinfachen. Die Kehrseite dieser Fortschritte ist jedoch eine größere Anzahl von toxischen Faktoren, die einen Überschuss an freien Radikalen in unserem Körper erzeugen.
Es lohnt sich daher, auf eine hygienische Ihrer Lebensweise zu achten und die tägliche Ernährung mit der nötigen Portion Antioxidantien aus Gemüse, Obst oder Kräutern zu ergänzen.
Marta Koziarska – Apothekerin mit reicher Erfahrung, seit 1998 in diesem Beruf tätig. Ein äußerst wissbegieriger Mensch mit Sendungsbewusstsein, ein Verfechter der Suche nach den Ursachen von Krankheiten und der ganzheitlichen Medizin. Sie nennt sich selbst den „Sherlock Holmes der Medizin“. Autor zahlreicher Veröffentlichungen, Stellvertretender Chefredakteur von Radioklinika.pl.
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