Oxidativer Stress ist Stress auf Zellebene
Oxidativer Stress ist ein natürliches biochemisches Phänomen im Körper, das, wenn sie überexprimiert ist, zu einem Ungleichgewicht in der zellulären Ebene führen kann, die sich über den gesamten Körper erstreckt. Oxidationsstress kann durch eine Redoxreaktion (Reduktionsoxidation) betrachtet werden. Es ist eine chemische Reaktion, bei der eine oder mehrere Elektronen ganz oder teilweise von einem Atom zum anderen übertragen werden. In einer solchen Reaktion wird das elektronendonierende Mittel oxidiert und das Elektronenakkenner reduziert.
In der Praxis bedeutet oxidativer Stress, dass die Zellen zu viel Oxidationsreaktion ausgesetzt sind. Dieses Ungleichgewicht wird durch das Vorhandensein von zu vielen oxidierenden Faktoren im Körper oder durch eine Abnahme der Antioxidationskapazität des Körpers, d. H. Die Reserve von Reduktionsfaktoren, verursacht. Im Idealfall gibt es ein Gleichgewicht zwischen diesen, die die natürliche Homöostase unterstützen.
Unter oxidativem Stress nimmt die Menge an reaktiven und freien Sauerstoffradikalen zu (erhöhte Anzahl der reaktiven Sauerstoffspezies oder ROS). Die Moleküle, die Sauerstoffatome enthalten, besitzen ein seltsames und freies Elektron, was sie sehr instabil und kurzlebig macht. Die Bildung freier Sauerstoffradikale im Körper ist normal, aber diese werden in großen Mengen schädlich. Längerer oxidativer Stress iZelltod, was in extremen Fällen zu führen kann Nekrose in Geweben.
Sauerstoffradikale werden im Körper in den Mitochondrienergiestoffwechsel (zelluläre Atmung), hepatische Cytochrom -P450 -Enzyme und viele andere zelluläre oxidative Ereignisse. Externe Quellen für Sauerstoffradikale umfassen Luftverschmutzung, Strahlung, Rauch, viele Medikamente wie Chemotherapie und Xenobiotika oder andere Substanzen, die dem Körper fremd sind. Oxidativer Stress wird auch durch Zytokine unter verschiedenen entzündlichen Erkrankungen und beispielsweise durch bakterielle Infektionen verursacht. Die häufigsten reaktiven Sauerstoffspezies sind Superoxidanionen (O2–), Peroxide wie Wasserstoffperoxid (H2O2), Hydroxylradikal ).
Bildquelle: Herb, M. & Schramm, M. (2021). Funktionen von ROS in Makrophagen und antimikrobieller Immunität. Antioxidantien 10 (2): 313.
Die radikale Überlastung des freien Sauerstoffs wurde aufgrund ihrer nachteiligen Auswirkungen auf zellulärer Ebene (Lipidperoxidation, d. H. Fettranzigkeit, Proteinschäden und DNA -Schäden) mit vielen verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht. Oxidativer Stress spielt eine bedeutende Rolle in der Entwicklung von Koronarherzerkrankung, Depression, Verschiedene Autoimmunerkrankungen, Infektionen, Krebs und viele Neurodegenerative Erkrankungen wie zum Beispiel Parkinson Krankheit, unter anderem. Längerer übermäßiger oxidativer Stress ist ebenfalls miteinander verbunden mit Müdigkeit und anhaltende Müdigkeit.
Oxidativer Stress und Telomerverkürzung
Ein Telomer ist eine DNA -Sequenz am Ende aller Chromosomen. Seine Funktion ist es, das Chromosom und die Zellen vor anderem oxidativen Stress und Degeneration zu schützen. Jede eukaryotische Zelle hat 46 Chromosomen und insgesamt 92 Telomere an ihren Enden. Telomere kümmern sich um alle Zellteilung und die DNA -Informationen werden in die neue Zelle kopiert. Es ist auch bekannt Hayflick -Grenze).
Elizabeth Blackburn, ein Nobelpreisträger und ein australischer Doktor der Molekularbiologie, der seit Jahrzehnten Telomere studiert, hat in ihren Forschungen herausgefunden, dass Langzeitstress die Verkürzung der Telomere beschleunigt. Psychischer Stress scheint oxidativen Stress auf zellulärer Ebene zu erhöhen. In einer umfangreichen Studie, die im Jahr 2010 veröffentlicht wurde, stellte Blackburn fest, dass Meditation das Altern verlangsamen kann. Niedrige oxidativ.
Bild: Telomere -Abnutzung, Telomerlänge und Telomerase.
Quelle: Vaiserman, A. & Krasnienkov, D. (2021). Telomerlänge als Marker des biologischen Alters: hochmoderne, offene Fragen und zukünftige Perspektiven. Grenzen in der Genetik 11: 1816.
Freie Sauerstoffradikale sind jedoch nicht nur eine Bedrohung für die Gesundheit. In bestimmten Situationen schützen sie auch vor verschiedenen Infektionen und fungieren somit als Teil des Immunsystems. Kurzfristiger oxidativer Stress kann den Körper auch vor dem Altern schützen wegen Mitohormese.
Mitohormese
Mitohormese ist ein Begriff, der verwendet wird, um eine biologische Reaktion zu definieren, bei der mitochondrialer Stress zu einer Erhöhung der Gesundheit und Lebensfähigkeit in einer Zelle, einem Gewebe oder einem ganzen Organismus führt. Die durch einen potenziell schädliche Stimulus aktivierte Mitochondrienspannungsreaktion erfordert einen koordinierten Dialog mit dem zellulären Kern (Mitonuklearkommunikation). Diese durch die hormetische Reaktion in Mitochondrien induzierte Zusammenarbeit beruht auf einer Vielzahl von Signalen, deren wichtigste reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind.
Auch mitochondriale Metaboliten, proteotoxische Signale, die Reaktion der Mitochondrien -Cytosol -Stress und die Freisetzung von Mitokine spielen eine bedeutende Rolle in diesem Prozess. Es wurde festgestellt.
Antioxidantien beim Gleichgewicht des oxidativen Stresses
Nach der Hypothese der oxidativen Stress von den 1950er bis weit in den 1990er Jahren wurde angenommen, dass Antioxidantien bei der Behandlung fast jeder Krankheit wirksam waren. Es wurde auch angenommen, dass oxidativer Stress im Wesentlichen mit dem Altern verbunden ist. Dies wird als freie Radikalentheorie des Alterns bezeichnet (Frta). Seitdem wurde besser verstanden, dass die Verwendung von Antioxidantien allein keine Gesundheit garantiert und dass viele Krankheiten sowohl durch oxidativen Stress als auch durch andere zugrunde liegende Faktoren untermauert werden.
Antioxidantien haben jedoch einen Platz in jeder Ernährung, da übermäßiger oxidativer Stress und schwache antioxidative Kapazität für den Körper schädlich sind. Antioxidantien werden aus Lebensmitteln erhalten, aber der Körper hat auch intern Antioxidantien hergestellt, die normalerweise ausreichen, um normalen oxidativen Stress auszugleichen.
Die wichtigsten Antioxidantien in Lebensmitteln sind Vitamin C, Vitamin A (Carotinoide wie Beta-Carotin) und Vitamin E. Astaxanthin, Lycopin Und grüner Tee (insbesondere sein Epigallocatechin-3-Gallat, EKGC).
Bildquelle: Krumova, K. & Gonzalo, C. (2016). Überblick über reaktive Sauerstoffspezies. Singulett -Sauerstoff: Anwendungen in Biosciences und Nanowissenschaften 1: 1–21. London: Royal Society of Chemistry.
Die wichtigsten internen Antioxidantien im Körper sind Superoxiddismutase (SOD), Glutathion -Sulfhydryl (GSH), Coenzym Q10, Catalase und Glutathionperoxidase. Peroxydroxine und Sulfiredoxin spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Andere wichtige endogene Antioxidantien Zu Alpha-Liponsäure, Ferritin, Urat, Bilirubin, Metallothionein, L-Carnitin und Melatonin gehören.
Die Beziehung zwischen oxidativem Stress und der antioxidativen Kapazität des Körpers kann mit einer Vielzahl von Labormethoden genau gemessen werden (siehe später).
Orac
Der sogenannte ORAC-Wert gibt den antioxidativen Gehalt von Lebensmitteln oder Lebensmitteln an. Das Akronym ORAC stammt aus den englischen Wörtern Sauerstoffradikalabsorptionskapazität, was die Fähigkeit bedeutet, freie Sauerstoffradikale zu reduzieren. Der Wert wird beispielsweise durch Untersuchung einer Anlage oder Beere in einem Reagenzglas erhalten (in vitro) und seine Reaktion mit einem Superoxidanion. Der ORAC -Wert ist somit eine indikative Zahl, die uns nicht direkt über das Antioxidationsmittelpotential von Nahrungsmitteln im Körper zeigt.
Nach verschiedenen Schätzungen benötigt der Körper 3.000 bis 5.000 ORAC -Einheiten pro Tag, um Zellen vor oxidativem Stress zu schützen.
Im Jahr 2012 zog das USDA den ORAC -Wert für Lebensmittel aufgrund ihrer unzureichenden gesundheitlichen Beweise zurück. Es ist daher unklar, ob der ORAC -Wert direkt verwendet werden kann, um die gesundheitlichen Vorteile von Lebensmitteln zu bewerten.
Nahrungsantixidantien haben auch eine Fülle von Vorteilen außer ihrer Auswirkung auf freie Sauerstoffradikale. Durch die Kombination der Eigenschaften von Beeren, Gemüse, Obst, Gewürzen und Pilzen wie Kürbis kann der Schutz vor oxidativem Stress zur Unterstützung der allgemeinen Gesundheit erreicht werden.
Messung des oxidativen Stresses
Oxidativer Stress ist ein Ungleichgewicht zwischen der Produktion von freien Radikalen und der vorhandenen antioxidativen Kapazität (auch als Redox -Gleichgewicht bezeichnet). Im Allgemeinen ist die Abnahme der Bildung von freien Radikalen auf eine erhöhte Antioxidationskapazität zurückzuführen, und eine entsprechende Abnahme der antioxidativen Kapazität kann mit einer erhöhten Produktion von freien Sauerstoffradikalen verbunden sein. Durch die Bestimmung dieser Konzentrationen kann das Gleichgewicht der Oxidationsreduktionsreaktionen, d. H. Der allgemeine oxidative Stresszustand, ausführlicher untersucht werden.
Das Maß an oxidativem Stress kann auch durch andere Laborstudien bewertet werden. Die wichtigsten Studien zur Messung des oxidativen Stresses sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Tisch: Labormarker, die oxidativen Stress beschreiben.
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Marker |
Aktion |
Referenzbereich & optimaler Bereich |
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FRAS -Test (analytisches System für freie Radikale) |
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