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Antioxidatives Schutzsystem

Hydroperoxide als Entzündungsmediatoren im Immunsystem

Wird die Membran einer Zelle z.B. bei einer Verwundung verletzt, setzt eine Kaskade von Reaktionen ein, die dem Immunsystem diese Verletzung anzeigt. Die Bildung von Hydroperoxiden spielt dabei eine wichtige Rolle. Hydroperoxide als Vermittler (Entzündungsmediatoren) sorgen im Organismus dafür, dass Zellen des Immunsystems an den Ort der Verletzung gelangen und dort gezielt aktiviert werden. Sie sind zudem an allergischen Reaktionen beteiligt.

Beschädigte Zellmembranen setzen zunächst die mehrfach ungesättigte C20-Fettsäure Arachidonsäure frei. Ausgehend von der Arachidonsäure werden dann eine Reihe von Hydroperoxiden synthetisiert, die ähnlich wie Hormone wirken: Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene.

Abb.1
Gezielte Hydroperoxid-Bildung in der Arachidonsäure-Kaskade

Leukotrien-Synthese durch Lipoxygenasen

Abb.2
Strukturformel eines Leukotriens (LTB4)

Leukotriene leiten sich chemisch von der Arachidonsäure ab und wurden erstmalig in weißen Blutkörperchen (Leukocyten) entdeckt - daher stammt auch der Name. Wenn Leukotriene ausgeschüttet werden, erhöht sich die Durchlässigkeit von Blutgefäßen, die Leukocyten können besser an die Gefäße binden und schütten mehr Enzyme aus. Leukotriene können auch eine Kontraktion der Bronchialmuskulatur auslösen und damit einen asthmatischen Anfall mitverursachen.

Der erste Schritt der Leukotrien-Synthese wird von Lipoxygenasen katalysiert, Metalloenzymen mit einem Eisen-Atom im aktiven Zentrum.Viele entzündungshemmende Medikamente (Diclophenac, Zileuton) wirken so, dass sie in den Lipoxygenase-Stoffwechsel eingreifen. Auch Omega-3-Fettsäuren hemmen die Lipoxygenase.

Prostaglandin-Synthese durch Cyclooxygenasen

Abb.3
Strukturformel eines Prostaglandins (PGF)

Die Arachidonsäure ist neben der 5'-Lipoxygenase auch das Substrat für ein weiteres Enzym: die Cyclooxygenase. Dieses Enzym ist an der Synthese von Prostaglandinen beteiligt. Diese Hydroperoxide wirken gefäßerweiternd, sie erhöhen die Gefäßdurchlässigkeit und senken die Aggregationsfähigkeit von Blutplättchen. Auch Fieber und Schmerz sind Reaktionen, die von Prostaglandinen gesteuert werden. Hier greift der Wirkstoff Acetylsalicylsäure (ASS) ein. ASS unterbricht die Prostaglandin-Synthese, indem es die Cyclooxygenase blockiert, und wirkt daher schmerzstillend und fiebersenkend.

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