Oxidativer Stress

Das Stichwort oxidativer Stress fällt häufig dann, wenn mögliche Ursachen von unter anderem Herz-Kreislauferkrankungen, Diabetes oder auch Krebs verhandelt werden. Um sich dem Phänomen anzunähern, ist zunächst ein Blick auf sogenannte freie Radikale sinnvoll. Hierbei handelt es sich um Sauerstoffverbindungen, die durch eine erhöhte Reaktionsbereitschaft auffallen. Superoxide gehören zu diesen Verbindungen aber auch das Hydroxyl-Radikal.

Ein Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatome ergeben eine stabile Verbindung

Hintergrund für die Bildung dieser freien Radikale ist immer, dass eine stabile Verbindung oder ein Edelgaszustand nicht erreicht werden konnte. Hier spielen die aussenliegenden Elektronen der jeweiligen Atome, sie werden auch Valenzelektrone genannt, eine bedeutende Rolle. Sauerstoff verfügt über sechs dieser negativ geladenen Teilchen. Für einen stabilen Edelgaszustand braucht es aber acht. Wasserstoff hat ein Valenzelektron und benötigt zwei für einen stabilen Zustand. Gehen also ein Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatome eine Verbindung zu einem Molekül ein, sind für alle Beteiligten die Bedingungen für eine Edelgaskonfiguration erfüllt. Das Ergebnis ist H2O, besser bekannt als Wasser.

Fehlt in einer Verbindung ein Valenzelektron entstehen freie Radikale

Gelingt dies jedoch nicht und verbindet sich nur ein Wasserstoffatom mit einem Sauerstoffatom, kommen sieben Valenzelektronen zusammen und es fehlt eines für einen stabilen Zustand. Da alles in der Physik nach Stabilität strebt, ist dieses OH-Molekül oder Hydroxyl-Radikal nun aufs Äusserste bemüht, ein weiteres Valenzelektron hinzuzugewinnen. Dazu ist es bereit, sich mit allem zu verbinden, worauf es trifft. Es ist also extrem reaktiv. Normalerweise sind im Organismus genügend Verbindungen wie die Enzyme der Superoxiddismutase oder andere Antioxidantien vorhanden, an denen sich freie Radikale "abreagieren" können. Wenn das aber nicht der Fall ist, greifen freie Radikale unter anderem andere Proteine sowie Erbgut-Moleküle oder das Genom an. Dies führt beispielsweise zu Zellschädigungen. Noch problematischer daran ist, dass bei diesen aggressiven Reaktionen mit freien Radikalen weitere freie Radikale entstehen, also ein Domino-Effekt in Gang gesetzt wird. Die Folge ist oxidativer Stress.