Antioxidantien (freie Radikale, reaktive Sauerstoffspezies (ROS))

Wer kennt es nicht: man schneidet einen Apfel an, läßt ihn kurz liegen und er verfärbt sich braun.
Dies geschieht, weil die Substanzen an der Schnittfläche durch den Sauerstoff in der Luft oxidiert werden. Gibt man aber etwas Zitronensaft über die Schnittfläche, verfärbt sich der Apfel nicht!
Das Vitamin C in der Zitrone verhindert diesen „Alterungsprozess“, es wirkt gegen die Oxidation, ist also antioxidativ.

Eine Oxidation[1] ist eine chemische Reaktion, bei der ein Elektron auf ein anderes Molekül übertragen wird
(es wird reduziert), Antioxidantien sind also Stoffe, die diese Reaktion unterbinden können.

 

Zu den Antioxidantien zählt man:

  • Enzyme (Superoxiddismutase, Glutathionperoxidase,…),
  • Vitamine (Vitamin E, Vitamin C, b‑Carotin (->Vitamin A)),
  • Spurenelemente (Zink, Selen),
  • sek. Pflanzenstoffe (Polyphenole, OPC, Resveratol, Flavonoide, Anthocyane…)

Antioxidantien sollen gegen Krebs, neurodegenerative Erkrankungen (Demenz), Arteriosklerose, Parkinson oder dem grauen Star helfen – es gibt bisher aber keine Studie, die die Wirkung von Supplementen beweist…

Rechtlich erlaubt sind Aussagen wie:

Zink, Selen, Vitamin C, E, B2: "die Zellen vor oxidativem Stress zu schützen" oder

"Olivenöl-Polyphenole tragen dazu bei, die Blutfette vor oxidativem Stress zu schützen".

 

In der Lebensmittelchemie werden Antioxidantien schon seit langem eingesetzt, um das Verderben von Nahrungsmitteln durch Oxidation zu verhindern.
Hier wird z.B. Vitamin E i.d.R. a‑Tocopherol eingesetzt und es entsteht der Eindruck – DAS ist Vitamin E.
Vitamin E ist eine Gruppe von Molekülen, die Tocopherole und die interessanteren Tocotrienole mit recht unterschiedlicher Wirkung.[2]

 

Da alle atmenden Lebewesen Sauerstoff für Oxidationsprozesse im Körper benutzen, kommt es immer wieder, in ganz normalen physiologischen Vorgängen, zur Bildung von „Sauerstoff-Radikalen“ - also Molekülen, die ein ungepaartes Elektron besitzen und hoch reaktiv sind („freie Radikale“) und weiterer sog. reaktiver Sauerstoffspezies (ROS):

  • das Superoxid-Anion          
  • das Hydroxyl-Radikal           
  • Stickstoffmonoxid (reaktive Stickstoffspezies)
  • Wasserstoffperoxid  H2O2
  • Peroxynitrit (reaktive Stickstoffspezies)

In den 1950er stellte Denham Harman die These auf, dass diese freien Radikale die Ursache des Alterungsprozesses sind, eine Rolle spielen bei Krebs, Demenz und Arteriosklerose (Theorie der Freien Radikale). Die USDA hat diese Theorie 2012 offiziell ad acta gelegt.

 



[1] der Begriff Oxidation wurde ursprünglich von dem Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier geprägt

[2] außerdem gibt es noch die Tocomonoenole

 

Fakt ist, einige ROS sind für unseren Organismus wichtige Signalmoleküle und schützen uns vor schädlichen Mikroorganismen, aber diese Moleküle können auch die DNA schädigen, greifen Lipidmembranen (Lipidperoxidation) an und oxidieren Proteine, eine Stoffwechsellage, bei der ein (zu) hohes Ausmaß an ROS vorhanden sind, nennt man oxidativen Streß.

 

Diese drei Vorgänge gelten als mitursächlich für den Alterungsprozess und eine geringere Lebenserwartung (s.a. Hutchinson-Gilford-Syndrom).

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Entstehung von freien Radikalen fördern, z.B.:

  •  UV‑Licht (zu viel Sonne!)
  • Ozon
  • Stickoxide (Rauchen)

Die reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) führen zu endothelialer Dysfunktion, dies letztendlich zu einer Verletzung der Gefäßwand und dies begünstig Arteriosklerose.

Interessant ist der biochemische Prozess, bei dem die Aktivierung von Mitochondrien zu einer vermehrten Bildung freier Radikale in der Zelle führt, was wiederum zu einer Aktivierung der zelleigenen Abwehr führt: die Mitohermesis.

Die seit langem bekannte gesundheitsfördernde und lebensverlängernde Wirkung von Ausdauersport beruht auf der Wirkung von freien Radikalen bzw. ROS, das geht soweit, dass die zusätzliche Einnahme von Antioxidantien die Wirkung des Sports verhindern.

 

Es wurde in verschiedenen Studien sogar belegt, das Supplemente mit beta-Carotin, Vitamin E und Vitamin A die Mortalität erhöhen (insbesondere bei Rauchern).

Bei einem Test mit Fadenwürmern zeigte sich, dass die Fadenwürmer mit höheren Konzentrationen an freien Radikalen – länger leben…gibt man Ihnen nun Vitamin C & Vitamin E verkürzt sich die Lebenszeit.

An der Sporthochschule Köln wurde ein Experiment durchgeführt und gezeigt, dass „Antioxidantien“ – in Form eines Smoothies - beim Sport eher kontraproduktiv sind.

 

Aussagen zu Antioxidantien aus verschiedenen Lebensmitteln

Antioxidantien aus der Nahrung sind zum Beispiel Vitamin C und E, Selen oder sekundäre Pflanzenstoffe, wie Beta-Carotin, OPC (Oligomere Proanthocyanidine), Flavonoide, Lycopin (in Tomaten), Zeaxanthin (Spinat, Paprika) oder Allicin (in Knoblauch).
Resveratrol (ein Polyphenol) findet sich in einer Anzahl von Pflanzen und pflanzlichen Lebensmitteln, vor allem in Rotwein, Weintrauben, Himbeeren, Maulbeeren, Pflaumen, Erdnüssen und im Japanischen Staudenknöterich, es wirkt antioxidativ, hat möglicherweise einen geringen Blutdruck senkenden Effekt (vor Allem, wenn man T2DM hat), Resveratrol hat eine neuroprotektive Wirkung beim Glaukom und in vitro zeigt es Wirkung gegen Krebszellen.

Reich an Anthocyanen sind zum Beispiel die Açaí-Beere, Aronia, Kirschen, blaue Trauben, Heidelbeeren und Rotkohl sowie Usambaraveilchen – sie sollen antioxidativ, entzündungshemmend und gefäßschützend wirken.

 

In einer Studie wurde also z.B. Resveratrol getestet, um auf die entsprechende Dosis zu kommen, müßte man ca. 10L Rotwein trinken! Alle Aussagen zu Tests mit isolierten "Wirkstoffen" sollte man, wenn man optimistisch sein möchte, maximal als Hinweis deuten....

Quellen:

Antioxidantien: Helfer gegen freie Radikale – Verbraucherzentrale

Antioxidantien – netdoktor.de

Oxidativer Stress lässt die Haut alt aussehen – PharmazeutischeZeitung

 

Biochemie für Einsteiger – Antioxidantien - Thieme

Aging: A Theory Based on Free Radical and Radiation Chemistry (Denham Harman, 1956)

Is the Oxidative Stress Theory of Aging Dead? - 2009

Wirkungen reaktiver Sauerstoffspezies -Dissertation Stephanie Baudler, Uni Köln (2001)

Hutchinson-Gilford-Syndrom

Mitochondrial ROS signaling in organismal homeostasis, Cell 2015

Extending Life Span by Increasing Oxidative Stress, Free Radical Biology & Medicin 2011

Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases, Cochrane Database Rev 2012

 

Für immer jung mit Resveratrol oder OPC? – Verbraucherzentrale, 2018

Cardiovascular effects of flavonoids are not caused only by direct antioxidant activity, 2010

Resveratrol (trans-3, 5, 4'-trihydroxystilbene) induces SIRT1 and down-regulates NF-κB activation to abrogate DSS-induced colitis, 2009

Effect of resveratrol on blood pressure: a meta-analysis of randomized controlled trials, Clinical Nutrition Feb. 2015

Effect of resveratrol on blood pressure: A systematic review and meta-analysis of randomized, controlled, clinical trials, Food Science and Nutrition 2018

The potential value of natural antioxidative treatment in glaucoma, Surv Ophthalmol. 2008