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Antioxidantien

Antioxidantien sind biochemische Verbindungen, welche zum einen endogen (vom menschlichen Körper selbst herstellbar) und zum anderen exogen (von außen zuzuführen, nicht vom menschlichen Körper selbst herstellbar) vorliegen. Sie wirken in  Lebewesen hauptsächlich als “Radikalfänger” und inaktivieren reaktive Sauerstoffspezies (ROS), welche im Übermaß zu oxidativem Stress führen.

Die Verhinderung oder Verlangsamung von Oxidationsprozessen durch Antioxidantien erfolgt, indem sie sauerstoffhaltigen Molekülen, welchen ein Elektron in der chemischen Struktur fehlt, ein überschüssiges Elektron abgeben. Somit wird verhindert, dass sich das “unvollständige Molekül” unkontrolliert als “freies Radikal/ROS” auf Elektronensuche macht und dabei einem anderen vollständigen Molekül eines entreißt, welches anschließend wiederum selbst zum “unvollständigen Molekül” werden würde usw. Eine solch ungebremste Kettenreaktion mündet in oxidativen Stress für den Körper und gilt als mitverantwortlich für den Alterungsprozess sowie bei der Entstehung zahlreicher Erkrankungen wie z.B.: Arteriosklerose, Krebs, Immunschwäche, Diabetes mellitus Typ II und Alzheimer.

Freie Radikale entstehen im Körper natürlicherweise u.a. als Abfallprodukte beim Glukoseabbau mittels Sauerstoff zur Energiegewinnung oder auch bei sportlichen Aktivitäten. Des Weiteren wird ihre Entstehung durch die Zufuhr von z.B. Zigarettenrauch, Luftschadstoffe, UV- und Röntgenstrahlen, Stress und manchen Medikamenten ausgelöst. In physiologischen, sprich dem Körper zuträglichen ggf. notwendigen Mengen, regen freie Radikale den Körper an, besser mit oxidativen Belastungen umzugehen und somit die Stressabwehrkapazität zu steigern. Unser Körper besitzt dazu zahlreiche Entgiftungsmechanismen, welche dabei ständig trainiert werden. Werden diese oxidativen Schutzsysteme allerdings überlastet bzw. ist deren Funktion eingeschränkt wird eine zusätzliche Zufuhr von Antioxidantien, um negative gesundheitliche Konsequenzen auszuschließen, unumgänglich.

  • endogene Antioxidantien
    • Glutathion, Harnsäure, Melatonin
    • Enzyme (z.B. Glutathionperoxidase, Superoxiddismutase, Katalase)
    • Proteine (Transferrin, Albumin, Coeruloplasmin, Hämopexin, Haptoglobin)
    • vitaminähnliche Substanzen ( Coenzym Q10, Alpha-Liponsäure)
  • exogene Antioxidantien
    • Vitamine (Vitamin C, E, A und Beta-Karotin)
    • sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe (Carotinoide, Polyphenole, Catechine)

Fettlösliche und wasserlösliche Antioxidantien

Antioxidantien müssen unterschiedliche chemische Eigenschaften aufweisen, damit sie oxidative Prozesse in den verschiedenen Bereichen außerhalb und innerhalb der Zellen entsprechend beeinflussen können. Dabei werden fettlösliche und wasserlösliche Antioxidantien unterschieden.

Fettlösliche Antioxidantien wie z.B. Vitamin E, können die schädliche Wirkung von freien Radikalen überall da im Körper abwehren, wo mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind, wie z.B. in den Zellmembranen, Nervenzellen, Arterien sowie im Blut, Thymus und Auge. Sie haben eine immunstärkende und entzündungshemmende Wirkung.

Wasserlösliche Antioxidantien entfalten ihre Wirkung in wässrigen Gewebeflüssigkeiten und regenerieren wie im Fall von z.B. Vitamin C verbrauchte fettlösliche Antioxidantien wie z.B. das Vitamin-E-Radikal. Sie sorgen für eine Verstärkung der antioxidativen Wirkung.


Verschiedene oxidative Prozesse bedürfen unterschiedliche Antioxidantien

Freie Radikale außerhalb der Zellen (d.h. im Extrazellularraum) kommen z.B. in Form von oxidierten LDL (Low Density Lipoprotein) Partikeln vor. Diese so veränderten Partikel werden von den Zellen abgestoßen bzw. nicht mehr erkannt und die weitere natürliche Verarbeitung des LDLs kommt ins Stocken. Oxidiertes LDL verbleibt vermehrt im Blutkreislauf, was sich diagnostisch in einem erhöhten LDL-Serumwert abzeichnet. Unerwünschten Wirkungen wie die Herabsetzung der Gefäßwandelastizität, was wiederum Bluthockdruck verursachen kann, sind die Folge. Zudem kann es zu Ablagerungen des LDLs an den Gefäßwänden (auch Plaques) kommen, was in weiterer Konsequenz zu Arteriosklerose und Herz-Kreislauferkrankungen führt.

  • Werden die oxidierten LDL Partikel durch Antioxidantien regeneriert bzw. die Oxidierung des LDLs bereits vorab durch einen hohen Antioxidantiengehalt des LDL-Partikels vorgebeugt, können diese wieder in das Zellinnere aufgenommen werden wo Cholesterin frei gesetzt und zur weiteren Verarbeitung benötigt wird. Der LDL-Serumwert wird dadurch  reguliert, was das Risiko für Bluthochdruck, Arteriosklerose und Herz-Kreislauferkrankungen deutlich reduziert.

An der Zellwand greifen ROS die in der Zellmembran eingebauten mehrfach ungesättigten Fettsäuren an, eine Kettenreaktion wird verursacht und die Membranstruktur verändert sich. Es kann bis zu Veränderungen von in der Zellmembran eingebauten Proteinen kommen, was dazu führt, dass weitere aus Proteinen bestehende Zellrezeptoren wie z.B. der Insulinrezeptor seine Ladung verändert, Insulin unwirksam wird und Zucker nicht mehr in die Zelle aufgenommen werden kann, woraus sich in weiterer Konsequenz eine Insulinresistenz entwickelt.

  • Antioxidantien, vor allem Tocopherole (Vitamin E) bewirken in der Zellmembran durch den Abbruch der Kettenreaktion eine Begrenzung der Oxidation ungesättigter Fettsäuren. So bleibt u.a. die Funktion des Insulinrezeptors erhalten,  was der Manifestation einer Insulinresistenz sowie einem Diabetes mellitus Typ II entgegenwirkt bzw. vorbeugt. Tocopherole sind auch für die fehlerfreie Funktion von Zellwänden insgesamt erforderlich. 

Setzt sich die Kettenreaktion in der Zelle weiter fort, kann dies bis zum Zellkern gehen. Wird der Zellkern von freien Radikalen angegriffen, verändert sich unsere Erbsubstanz/DNA was u.a. Auswirkungen auf die Zellteilung und somit eine krebserregende Wirkung zur Folge haben kann.

  • Wird auch hier die Kettenreaktion durch Antioxidantien vermieden bzw. unterbrochen, bleibt die Funktion der Erbsubstanz intakt und die Zellteilung bleibt innerhalb des natürlichen Ausmaßes. 
  • Beispielsweise kann durch Vitamin E die Funktion des Enzyms Proteinkinase C, welches zu schnellem Zellwachstum führt, gehemmt werden, was u.a. den antikanzerogenen (krebsverhindernden) Effekt von Tocopherolen  erklären könnte.

Antioxidantien können auch “verbrauchte” Antioxidantien wieder regenerieren. Das Antioxidants Vitamin C beispielsweise hat seine Hauptaufgabe in der Regeneration des Vitamin-E-Radikals. Durch die Abgabe eines Elektrons wird Vitamin E selbst zum Radikal und muss vor seinem erneuten Einsatz wieder mit einem Elektron aufgefüllt werden. Vitamin C stellt dabei ebenso wie die Alpha-Liponsäure und das Coenzym Q10 (auch Ubichinon) das Bindeglied im Vitamin-E-Regenerationsprozess dar.

Bei der lichtbedingten Hautalterung durch übermäßige und schockartige Sonnenexposition wird die Bildung von ROS durch die im Sonnenlicht enthaltene UV-Strahlung in den unterschiedlichen Hautschichten angeregt. ROS schädigen dort durch die oben beschriebenen Prozesse Lipide (= Fette und fettähnliche Substanzen), Proteine und DNA-Bausteine. Die Haut verliert an Elastizität, wird trockener, die Faltenbildung wird begünstigt die Hautzellen können entarten was die Entstehung von Hautkrebs begünstigt (6). Moderates und an dem Hauttypen angepasstes Besonnen, welches gleichzeitig zur Vitamin-D-Synthese auf der Haut führt, reduziert allerdings das Risiko maligne Melanome zu manifestieren. Verhindert wird eine Vitamin-D-Produktion auf der Haut durch reine UV-B-Blocker in Sonnenschutzmittel, die es zu vermeiden gilt. Ferner ist es wichtig, dass die Haut an die Sonne gewöhnt und Sonnenbrände vermieden werden.

  • Die wichtigsten Antioxidantien, welche vor UV-Schäden in der Haut schützen sind Vitamin C und E sowie Glutathion, Thioredoxin und Liponsäure. Die Schutzwirkung vor lichtbedingter Hautalterung von speziell mit Antioxidantien angereicherten Hautcremes basiert darauf.

Fazit:

Allgemein unterbinden Antioxidantien durch ROS verursachte Kettenreaktionen und verhindern somit deren unerwünschten Auswirkungen. Sie dienen als Schutzschild für Lipide, Proteine und DNA-Bausteine vor oxidativem Stress in und an Zellen sowie außerhalb der Zellen, damit diese ihre physiologische Arbeit ungestört verrichten können, der Körper gesund bleibt und vor vorzeitiger Hautalterung geschützt ist. Möglicherweise können sie auch bereits vorhandene Schäden wieder rückgängig machen.


Vorkommen

Carotinoide    rote Paprika, Spinat, Karotten

Lycopin        Tomaten

Vitamin C    Paprika, Zitrusfrüchte, Brokkolie, Beeren

Vitamin E    Olivenöl, Weizenkeimöl

Polyphenole    rote Trauben, Aroniabeeren,

Catechine     grüner Tee


Quellen

Den ganzen Artikel inkl. Quellenangaben können Sie bei der NährstoffAllianz, ein Projekt der DSGiP abrufen.