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Antioxidatives Schutzsystem

Externe Quellen für ROS

Zahlreiche Faktoren in der Umwelt führen zur einem Anstieg der ROS1)-Konzentration im Körper. Diese Faktoren können entweder die körpereigene ROS-Produktion stimulieren oder sie sind selbst Radikale oder hoch-reaktive Sauerstoff-Spezies. Neben UV-Strahlen, die unsere äußeren Hautschichten durchdringen, gelangen vor allem Gase und Luftpartikel durch Einatmen in unseren Körper. Gase sind teilweise hoch reaktiv, wie z.B. Ozon und viele Substanzen im Zigarettenrauch. Partikel wie Asbest, Schwermetall- oder Feinstäube können in den Lungen wiederum chronische Entzündungen hervorrufen und eine Ausschüttung von ROS durch Immunzellen im Lungengewebe verursachen.

Strahlung

Ultraviolett (UV)-Strahlung aus dem Sonnenlicht oder aus künstlichen UV-Quellen wie dem Solarium kann in unterschiedlichem Maß die Haut durchdringen. Während der kurzwellige UV-C-Anteil nur in die äußere Hautschicht (Epidermis) eindringt, erreichen UV-B-Strahlen noch die Dermis darunter und längerwellige UV-A-Strahlen sogar die Unterhaut (Subcutis). Dabei entstehen zahreiche Schäden:

  • Die UV-Strahlung kann das Erbgut direkt schädigen. Als Folge entstehen Mutationen in der DNA, die Krebserkrankungen wie z.B. schwarzen Hautkrebs (malignes Melanom) auslösen können.
  • UV-Strahlung erzeugt selbst ROS und Radikale im Gewebe.
  • Die UV-bedingten Schäden im Gewebe lösen eine Entzündungsreaktion aus, in deren Verlauf Zellen des Immunsystems vermehrt ROS produzieren.

Auch die in diesem Zusammenhang kaum untersuchte Infrarot (IR)-Strahlung kann möglicherweise oxidativen Stress erzeugen, obwohl diese Strahlung weitaus weniger Energie hat als die UV-Strahlung. IR-Strahlung stammt aus dem Sonnenlicht, wird aber auch für therapeutische Zwecke z.B. im Wellness-Sektor eingesetzt. Für den negativen Effekt, der vermutlich vor allem auf einer Schädigung der Mitochondrien beruht, ist vor allem der tief in die Haut eindringende IR-A-Anteil verantwortlich. IR-A beschleunigt die Hautalterung und die Bildung von Falten, indem Collagenasen stimuliert werden, die das Collagen der Haut abbauen.

Luftverschmutzung

Die Luftverschmutzung ist einer der wichtigsten externen Faktoren, die den Grad des oxidativen Stresses im Körper mitbestimmt. Quarzpartikel, Feinstäube und Asbestfasern, Ozon und Dieselabgase sind klassische Beispiele für Stoffe, die die Atemwege belasten. Aber auch Pollen können oxidativen Stress verursachen.

Feinstäube und Asbestfasern gelangen in die Lungen und verursachen dort Entzündungen, die zu einer massiven Freisetzung von ROS aus Makrophagen führen (oxidative burst). Anders wirken Gase wie z.B. Ozon (O3). Das Ozon-Molekül aus bodennahen Luftschichten ist sehr reaktiv und gelangt teilweise über die Atmung bis in das Lungenepithel. An den Epithelzellen oxidiert O3 ungesättigte Fettsäuren der Membranlipide, so dass langkettige Aldehyde und Hydroxyhydroperoxide (Ozonolyseprodukte oder Ozonoide) entstehen. Diese Oxidationsprodukte sind stabiler als das Ozon selbst. Sie können von der Membran in die Zelle diffundieren und auf diesem Weg weitere Veränderungen innerhalb der Epithelzelle, aber auch an weiter entfernt liegenden Geweben verursachen. Dabei spielen ebenfalls Entzündungsreaktionen und die Freisetzung von ROS aus Immunzellen eine Rolle.

Ernährung

Die Produktion von Radikalen und reaktiven Sauerstoff-Spezies kann auch durch die Ernährung ausgelöst werden. Bei der Entsorgung von Medikamenten oder Giftstoffen durch das Cytochrom-P450-System, aber auch bei einer durch Alkoholmissbrauch hervorgerufenen Entzündung der Leber oder Bauchspeicheldrüse werden erhebliche Mengen an ROS produziert. Direkt über den Magen aufgenommene Radikale oder ROS haben, außer beim Verzehr von Pestiziden oder chemischen Schadstoffen, nur einen geringen Anteil an den insgesamt im Körper existierenden reaktiven Molekülen.

1)ROS: reaktive Sauerstoff-Spezies
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