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Freie Radikale

Freie Radikale sind Atome oder Moleküle, die ein oder mehr ungepaarte Elektronen enthalten. Viele freie Radikale sind hoch reaktiv, d. h. sie haben die starke Tendenz, sich paarweise anzuordnen und somit aus dem labilen ungepaarten Zustand herauszukommen. Für die Paarung nehmen freie Radikale zufällig Elektronen von einem passenden Spender oder geben ein Elektron einem passenden Empfänger, der sich entsprechend zu sekundären freien Radikalen umwandelt. Diese Kettenreaktion kann biologische Schäden verursachen. Von besonderer Bedeutung sind hierbei mögliche Schädigungen der Nukleinsäuren, woraus Veränderungen des Genmaterials resultieren können. Der Angriff der freien Radikale auf Proteine verursacht strukturelle Veränderungen dieser Substanzen, die somit z.B. Funktionseinbußen  von  Enzymen hervorrufen. Während Kohlenhydratverbindungen  kaum durch Sauerstoffradikale geschädigt werden, treten bei Lipiden große Schädigungen auf. Da Lipide ein Haupt-bestandteil von Membranen (z.B. Zellmembranen) sind, können hier ganz empfindliche Störungen der Membraneigenschaften hervorgerufen werden. Besonders anfällig für eine Schädigung durch Sauerstoffradikale sind ungesättigte Fettsäuren.
 
Freie Radikale sind jedoch nicht nur schädliche Stoffwechselprodukte. Sie dienen auch der Immunabwehr. Leukozyten und Makrophagen machen sich ihre bakterizide Wirkung zunutze: Sie produzieren freie Radikale und zerstören damit Bakterien und andere Fremdstoffe.
 
Da die reaktiven Sauerstoffverbindungen auch beim ganz normalen Stoffwechsel-geschehen entstehen, war die Ausbildung von Schutzmechanismen notwendig.

Schutzmechanismen des Körpers

Hierzu zählen  enzymatische und nichtenzymatische Mechanismen:

Enzymatische Schutzsysteme:

  • Glutathionperoxidase
  • Superoxiddismutase
  • Hydroxyperoxidase

Zur optimalen Funktion benötigen diese Systeme verschiedene Spurenelemente wie Zink, Selen, Kupfer und Mangan, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen.

Nicht-enzymatische Schutzsysteme

  • Vitamin E
  • Vitamin C
  • Beta-Carotin
  • Sekundäre Pflanzenstoffe (z.B. Flavonoide, Polyphenole)

Von großer Bedeutung ist die Stärkung des zweiten, nicht-enzymatischen Schutz-mechanismus  - die Antioxidantien. Diese Radikalfänger kann der Körper selbst nicht herstellen, sondern sie müssen mit der Nahrung aufgenommen werden.


 

Oxidativer Streß

 

Überwiegen jedoch die oxidativen Reaktionen, spricht man vom "oxidativen Streß". Normalerweise liegt zwischen oxidativen und reduktiven Prozessen ein Gleichgewicht vor. Oxidativer Stress resultiert aus einem Ungleichgewicht zwischen der intrazellulären Produktion freier Radikale und den zellulären Abwehrmechanismen.

Die Entstehung der freien Radikale kann gefördert werden durch:

  • Nikotin
  • Alkohol
  • Einseitige (vitaminarme) Ernährung,  Ernährung reich an tierischen Fetten.
  • extreme körperliche Belastung
  • Entzündungsprozesse
  • psychischer und körperlicher Stress
  • Umwelteinflüsse (Ozon, Stickoxide, UV-Strahlung)
  • belastete Lebensmittel (Schwermetalle, Fast Food)
  • Diabetes mellitus
  • die Einnahme von gewissen Medikamenten