Moderne Antioxidanziendiagnostik - was ist gesichert?
Seit 1946 ist bekannt, dass Radikale und reaktive Sauerstoffspezies bei allen Organismen auftreten, die Sauerstoff verstoffwechseln. Radikale sind Teilchen/ Moleküle mit einem ungepaarten Elektron. Diese Spezies weisen eine sehr kurze Halbwertzeit auf: 10-9 bis 1 s und sind äußerst reaktionsfähig. Die Radikalgeneration kann durch eine symmetrische Bindungsspaltung oder durch Reaktion körpereigener Substanzen mit anderen Radikalen erfolgen. Umweltfaktoren können eine Radikalbildung verstärken bzw. induzieren.
Der Organismus braucht solche hochreaktiven Substanzen, um Zelltrümmer und Fremdorganismen (z. B. Bakterien und deren Stoffwechselprodukte) abzubauen und zu beseitigen. Die klinische Bedeutung dieser radikalischen Substanzklassen ist bei weitem noch nicht vollständig abgeklärt. Der gesunde Körper verfügt über ein sehr fein geregeltes System, um eine überschießende Generation von Radikalen und/ oder ROS (mit der Folge des "oxidativen Stress") abzupuffern.
In diesem Zusammenhang sind die endogenen Radikalvernichter (Scavenger) - GSH-Px, SOD, Katalase, Bilirubin, Harnsäure und eine Reihe weiterer körpereigener Substanzen - sowie die exogenen Scavenger (Vitamine A, C, E, Polyphenole, Selen u. a.) zu nennen.
Bei einer Vielzahl von Erkrankungen treten verstärkt Radikale auf (Atherosklerose, Pankreatitis, Karzinome, ARDS, um nur einige zu nennen). Man spricht in diesem Zusammenhang von sog. "Radikalerkrankungen". Ob diese erhöhten Radikalkonzentrationen Folge oder Ursache der Erkrankung sind, ist bislang ungeklärt. Alle biologischen Strukturen - Proteine, Lipide, Nukleinsäuren - können von Radikalen/ROS angegriffen werden.
Der Nachweis einer überschießenden Radikalgeneration kann
- direkt durch ESR (Schwierigkeiten bei der Messung !) oder
- indirekt durch sog. "Spin-trapping" erfolgen, weiterhin durch
- Messung von Oxidations- bzw. Folgeprodukten einer Reaktion von Radikalen
mit Proteinen,
Lipiden, Nukleinsäuren (Aldehyde: MDA, TBARS, Diene, 9-HODE, 8-Hydroxyguanosin, Proteinkarbonylverbindungen, Proteinperoxide u.a.). - Auch die körpereigenen Enzymsysteme mit antioxidativer Wirkung können zur Charakterisierung einer oxidativen Belastung herangezogen werden (GSH-Px, SOD, Katalase, Thioredoxinreduktase).
- Eine weitere Möglichkeit des Nachweises eines verstärkten "oxidativen Stress" besteht in der Messung der sog. "antioxidativen Kapazität" in unterschiedlichen Körperkompartimenten (Serum/Plasma, Speichel, Liquor cerebrospinalis, Samenflüssigkeit u. a.). Man versteht darunter die antioxidative Wirkung aller bisher genannten Parameter und Enzyme ohne diese jedoch einzeln zu messen.
Der gesunde Mensch vermag eine oxidative Belastung zu kompensieren; nicht jedoch der kranke Organismus (Sepsis, terminales Nierenversagen, Atherosklerose, Tumoren, Entzündungen, ...) und der ältere Mensch.
Bei diesen Personen sollte eine Abklärung der oxidativen Belastung erfolgen, um eine medikamentöse antioxidativ wirkende Therapie und / oder eine diätetische Behandlung mit funktionellen Nahrungsmitteln einzuleiten.
Klaus Winnefeld
Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik der Friedrich-Schiller-Universität
Jena
Literatur:
- Winnefeld, K.: Antioxidanzien und Radikale: Analytik und klinische Bedeutung. J. Lab. Med. 20 (1996), 199-204.
- Winnefeld, K., Streck, S., Treff, E., Jütte, H., Kroll,E., Marx, H.: Referenzbereiche antioxidativ wirkender Parameter im Vollblut (Erythrozyten) einer thüringer Region. Med. Klinik 94 (1999), Suppl. III, 101-102.