Oxidativer Stress
Oxidativer Stress, ein Begriff, der oft in medizinischen und gesundheitsbewussten Kreisen hallt, ist von wesentlicher Bedeutung für unser Wohlbefinden. Die Balance zwischen oxidativen und antioxidativen Prozessen im Körper bestimmt maßgeblich die Integrität unserer Zellen und Gewebe. In diesem Artikel beleuchten wir die Grundlagen dieses komplexen Phänomens und seine vielschichtigen Auswirkungen auf unsere Gesundheit.
Was genau versteht man unter oxidativem Stress?
Definition von Oxidativem Stress
Unter Oxidativen Stress versteht man Moleküle, die hochreaktiv sind, Sauerstoff beinhalten und Schäden an unseren Zellen hervorrufen können. Sie entstehen, wenn ein Ungleichgewicht herrscht zwischen der Produktion von freien Radikalen und der Fähigkeit des Körpers, diese zu neutralisieren oder zu entschärfen. Wenn diese übermäßig produzierten freien Radikale mit Sauerstoff reagieren, entstehen ROS (=reaktive Sauerstoffspezies). ROS sind Moleküle, die Sauerstoff enthalten und eine hohe Reaktivität aufweisen. Dazu gehören unter anderem Superoxidradikale, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale.
Normalerweise entstehen ROS als Nebenprodukte des normalen Zellstoffwechsels und werden in geringen Mengen vom Körper selbst produziert. Sie spielen eine Rolle bei verschiedenen physiologischen Prozessen, einschließlich der Abwehr von Krankheitserregern durch das Immunsystem. Allerdings können verschiedene die ROS-Produktion erhöhen auf ein unnatürliches Niveau erhöhen.
Oxidativer Stress tritt auf, wenn die Menge an ROS die Fähigkeit des Körpers übersteigt, sie zu neutralisieren. Dieser Zustand unterscheidet sich grundlegend vom normalen metabolischen Prozess, indem er die Zellen einer ungewöhnlichen Belastung aussetzt. Dies kann zu Schäden an Zellen, Proteinen, Lipiden (Fetten), DNA und sogar zum Zelltod führen. Solche Schäden werden mit einer Vielzahl von Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Entzündungen, neurodegenerative Erkrankungen, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und altersbedingte Erkrankungen.
Die Quellen von oxidativem Stress sind vielfältig. Zu beachten ist, dass oxidativer Stress entsteht, wenn es zu einem Ungleichgewicht kommt zwischen der Produktion von freien Radikalen und der Fähigkeit des Körpers, diese in Schach zu halten und abzubauen. Zu einer Übermäßigen Produktion von freien Radikalen kann es durch exogene und endogene Faktoren kommen. Exogene Faktoren sind Stressoren von außen. Dazu zählen Umweltverschmutzung, Strahlung, Tabakrauch, Toxine aber auch Stress und schlechte Ernährung.
Zu den endogenen Faktoren gehören Entzündungen, Immunschwäche, bereits vorhandene Grunderkrankungen oder Überlastung der Verbrennungsprozesse in den Mitochondrien.
Häufig ist es eine Kombination aus exogenen und endogenen Faktoren die zu oxidativen Stress führen. Wenn schlechte, unausgewogene Ernährung bestehend auf Fertiggerichten und Fast-Food auf Stress am Arbeitsplatz oder im Privatleben trifft, ist oxidativer Stress eine mögliche Konsequenz. Weiters kann ein hoher Workload dazu führen, dass wir mehr Energie benötigen um diesen zu bewältigen. Dies veranlasst unsere Mitochondrien dazu mehr ATP zu produzieren, was zu mehr Ungenauigkeiten und so zur erhöhten Bildung von freien Radikalen führen kann (=Überlastung der Verbrennungsprozesse der Mitochondrien).
Dies kann bei chronischer Belastung zu chronischen Krankheiten wie Diabetes, neurodegenerativen Erkrankungen, Burnout, CFS und vielen mehr führen. Diese Krankheiten verursachen wiederum oxidativen Stress in unserem Körper. Dadurch ist oxidativer Stress nicht nur ein möglicher Auslöser vieler Erkrankungen, sondern auch eine Begleiterscheinung all dieser.
Auswirkungen auf den Körper.
Kurz vs. Langfristig
Kurzfristige Auswirkung von oxidativem Stress bezieht sich auf einen vorübergehenden Anstieg von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) im Körper, der durch verschiedene Faktoren wie intensive körperliche Aktivität, Infektionen oder Umweltbelastungen ausgelöst werden kann. Hier können ROS eine wichtige Rolle bei verschiedenen zellulären Prozessen spielen, einschließlich der Abwehr von Krankheitserregern. In moderaten Mengen sind ROS sogar notwendig, um normale zelluläre Funktionen aufrechtzuerhalten.
Jedoch kann bereits ein kurzfristiger Anstieg von ROS auch nachteilige Auswirkungen haben. Zum Beispiel können sie Zellmembranen, Proteine und DNA schädigen. Infolgedessen können kurzfristige Auswirkungen von oxidativem Stress Entzündungen, Gewebeschäden und vorübergehende Funktionsstörungen von Organen umfassen. Der Körper verfügt jedoch über verschiedene Mechanismen, um den oxidativen Stress zu bewältigen und die Schäden zu reparieren.
Wenn der Körper über einen längeren Zeitraum hinweg einem erhöhten ROS-Niveau ausgesetzt ist, ohne ausreichende Schutzmechanismen zur Verfügung zu haben, kommt es zur langfristigen Belastung durch oxidativen Stress. Dies kann auf chronische Überbelastung, Umweltbelastungen, ungesunde Ernährungsgewohnheiten oder bestimmte Krankheiten zurückzuführen sein.
Die langfristigen Auswirkungen von anhaltendem oxidativem Stress können schwerwiegender sein. Beispielsweise wird oxidativer Stress mit verschiedenen chronischen Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen und Krebs. ROS können kontinuierlich Zellen und Gewebe schädigen, was zu einer beschleunigten Alterung und einer erhöhten Anfälligkeit für Krankheiten führt. Das Immunsystem kann beschädigt werden und nicht mehr seine normale Funktion ausüben. Darüber hinaus wird angenommen, dass langfristiger oxidativer Stress eine Rolle bei der Entstehung von Entzündungen spielt, die wiederum zu einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen beitragen können.
Rolle in Krankheiten
Wie bereits erwähnt kann oxidativer Stress in vielen Krankheit Auslöser und/oder Begleiterscheinung sein. Dazu zählen:
- Burnout: Seit 2022 von der WHO klassifiziert als Krankheit die auftritt als Folge von chronischem Stress am Arbeitsplatz, der nicht erfolgreich bewältigt wurde.
- CFS: Das Chronic Fatigue Syndrom ist eine komplexe Krankheit die zur chronischen Müdigkeit bei Betroffenen führt. Bei diesem Krankheitsbild ist oxidativer Stress besonders stark ausgeprägt.
- Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Oxidativer Stress spielt eine Rolle bei der Entstehung von Atherosklerose, Herzinsuffizienz und anderen Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
- Neurodegenerative Erkrankungen: Alzheimer, Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen werden mit oxidativem Stress in Verbindung gebracht.
- Krebs: Oxidativer Stress kann die Entstehung von Krebs fördern, indem er genetische Mutationen und Zellschäden verursacht. Weiters kann es durch erhöhten oxidativen Stress zum metabolischen Syndrom kommen was zur Krebsbildung führen kann (Warburg Hypothese). Entzündliche Erkrankungen: Chronischer oxidativer Stress wird mit verschiedenen entzündlichen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis und entzündlichen Darmerkrankungen in Verbindung gebracht.
- Diabetes: Oxidativer Stress spielt eine Rolle bei der Insulinresistenz und den Komplikationen von Diabetes.
- Alterungsprozesse: Oxidativer Stress wird als einer der Faktoren betrachtet, die den Alterungsprozess beschleunigen können. Weiters ist sehr interessant das virale Infekte zur vermehrten Produktion von oxidativen Stress führen können. Dabei ist es wichtig zu erwähnen, das unser Immunsystem ROS nutz um Krankheitserreger abzuwehren (oxidativer Burst). Diese Reaktion kann jedoch zu intensiv ausfallen und überschießen. Dadurch wird können Zellen und verschiedenes Gewebe beschädigt werden, was zum Funktionsverlust führen kann. Einige Viren sorgen durch die Infektion der Wirtszelle dafür, das diese infizierten Zellen vermehrt oxidativen Stress produzieren und gesunde Zellen sowie unser Immunsystem so beschädigen.
- COVID-19: Dies kann unter anderem beim COVID-19 Virus, Influenza, Eppstein-Barr und einigen anderen der Fall sein. Diese Mechanismen können die Entstehung von Post-viralen Erschöpfungszuständen (z.B. Post-COVID) begünstigen. Einige wissenschaftliche Publikationen besagen bereits, das es bei einem Infekt genauso wichtig ist das Mitochondrium zu schützen wie das Virus zu bekämpfen.
Ernährung und Oxidativer Stress
Die Ernährung spielt eine zentrale Rolle bei der Regulierung von oxidativem Stress. Nahrungsmittel, die reich an Antioxidantien sind – wie Beeren, dunkles Blattgemüse und bestimmte Nüsse –, können helfen, die Balance im Körper länger aufrecht zu erhalten. Umgekehrt kann eine Ernährung reich an Transfetten, Zucker und Zusatzstoffen wie Süßungs- und Konservierungsmitteln zur vermehrten Produktion von oxidativem Stress beitragen.
Eine ausgewogene Ernährung sollte die Basis zur Prävention und zur Bekämpfung von oxidativem Stress sein. Natürlich betrachtet nicht jeder eine ausgewogene Ernährung gleich wie der andere.
Allgemein kann aber gesagt werden das sich eine ausgewogene Ernährung auf die Aufnahme einer angemessenen Menge an Nährstoffen bezieht, um die Gesundheit zu erhalten und das Wohlbefinden zu fördern. Es bedeutet, eine Vielzahl von Lebensmitteln aus allen Nahrungsmittelgruppen in geeigneten Mengen zu konsumieren. Eine ausgewogene Ernährung sollte normalerweise die folgenden Prinzipien berücksichtigen:
- Vielfalt: Essen Sie eine breite Palette von Lebensmitteln aus allen Lebensmittelgruppen, einschließlich Obst, Gemüse, , magerem Eiweiß, Milchprodukten und gesunden Fetten. Dies stellt sicher, dass Sie eine Vielzahl von Nährstoffen erhalten.
- Moderation: Achten Sie auf Portionsgrößen und vermeiden Sie übermäßiges Essen. Selbst gesunde Lebensmittel sollten in angemessenen Mengen konsumiert werden. Ausgewogene Makronährstoffe: Stellen Sie sicher, dass Sie angemessene Mengen an Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten zu sich nehmen. Jeder dieser Makronährstoffe spielt eine wichtige Rolle im Körper.
- Frische, ganze Lebensmittel: Bevorzugen Sie frische, unverarbeitete Lebensmittel gegenüber stark verarbeiteten Produkten. Frische Lebensmittel enthalten oft mehr Nährstoffe und weniger Zusatzstoffe.
- Hydration: Trinken Sie ausreichend Wasser, um den Flüssigkeitsbedarf des Körpers zu decken. Wasser ist entscheidend für viele Körperfunktionen. Achten Sie dabei auf die Qualität des Wassers.
- Mäßiger Konsum von Zucker und Salz: Begrenzen Sie den Konsum von zugesetztem Zucker und Salz. Zu viel Zucker und Salz können zu verschiedenen Gesundheitsproblemen führen.
- Berücksichtigung individueller Bedürfnisse: Die Ernährung sollte den individuellen Bedürfnissen, einschließlich Alter, Geschlecht, Aktivitätsniveau und gesundheitlichem Zustand, angepasst werden. Es ist wichtig zu beachten, dass die genauen Ernährungsbedürfnisse von Person zu Person variieren können. Bei speziellen Gesundheitszuständen oder individuellen Anforderungen ist es ratsam, einen Ernährungsexperten oder Arzt zu konsultieren, um eine maßgeschneiderte Ernährungsberatung zu erhalten.
Lebensstil und Prävention
Ein Gleichgewicht im oxidativen Stress ist wichtig für die Aufrechterhaltung der Zellgesundheit und spielt eine Rolle bei der Prävention von verschiedenen Krankheiten.
Ein aktiver Lebensstil, der regelmäßige Bewegung, ausgewogene Ernährung und effektives Stressmanagement umfasst, kann oxidativen Stress reduzieren. Ebenso ist es wichtig, die Exposition gegenüber schädlichen Umweltfaktoren zu minimieren.
Dabei ist zu beachten das übermäßiger und falsch ausgeübter Sport ebenfalls zu oxidativem Stress führen kann. Während intensiver körperlicher Aktivität wird vermehrt Sauerstoff und ATP verbraucht. Das kann zu einer erhöhten Produktion von ROS führen. Intensives Training kann Entzündungsreaktionen im Körper auslösen, die zwar Teil des Heilungsprozesses sind, aber auch zur erhöhten ROS-Bildung führen können.
Bei bestimmten Arten von Training, insbesondere bei intermittierender Aktivität, kann es zu einem Ischämie-Reperfusions-Effekt kommen. Das bedeutet, dass während des Trainings die Blutzufuhr zu bestimmten Geweben vorübergehend unterbrochen wird und dann wiederhergestellt wird, was zu zusätzlichem oxidativem Stress führen kann.
Während moderate körperliche Aktivität normalerweise förderlich für die Gesundheit ist, kann übermäßiges Training, insbesondere ohne ausreichende Erholungsphasen, zu einem Ungleichgewicht zwischen oxidativen Belastungen und den schützenden Mechanismen des Körpers führen. Es ist wichtig, dass Sportler angemessene Erholungszeiten einhalten und ihre Ernährung sorgfältig planen, um die Auswirkungen von oxidativem Stress zu minimieren.
Weiters ist Stressmanagement im Berufs- sowie Privatleben sehr wichtig. Medizinische Diagnosen werden nach der Internationalen Klassifikation der Erkrankungen (ICD) der Weltgesundheitsorganisation WHO vergeben. Es gibt schon eine neuere Version, die ICD-11, die seit Anfang 2022 gültig ist. Dort wird zum Beispiel Burnout als Krankheit klassifiziert, welche die Folge von chronischem Stress am Arbeitsplatz, der nicht erfolgreich bewältigt wurde auftritt. Es ist essentiell sich sowohl im Berufs- als auch im Privatleben nicht mehr zu belasten als man es tatsächlich langfristig tun kann. Während kurze intensive Belastungsphasen normal sind und bei vielen Menschen auftreten, sollte man darauf achten das diese Phasen erhöhter Belastung nicht Überhand gewinnen und so zu chronischem Stress führen.
Wussten Sie schon...
Diagnose und Messmethoden
Der Körper verfügt über verschiedene Mechanismen, um oxidativen Stress zu bekämpfen. Dazu gehören Enzyme wie Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxid, die dazu dienen, ROS zu neutralisieren. Antioxidantien aus der Nahrung, wie Vitamin C, Vitamin E und bestimmte Mineralstoffe, tragen ebenfalls dazu bei, oxidativen Stress zu reduzieren.
All diese Parameter können durch spezielle Blutbilder zielgerichtet erfasst werden. Diese können detailliert aufschlüsseln, wie effizient unsere Körpereigenen Abwehrsysteme funktionieren. Ein diagnostizierter Mikronährstoffmangel kann ebenfalls zu einer eingeschränkten körpereigenen Abwehr führen.
Weiters gibt es spezielle Parameter die direkt zeigen können, wie viel Schaden durch oxidativen Stress in unserem Körper angerichtet wurden. Zu diesen Parameter gehören oxidiertes LDL (oxLDL), Isoprostane (IP), Carbonylproteine (CP), Malondialdehyd (MDA) und noch einige mehr. All diese Biomarker können dabei helfen, oxidatien Stress zu diagnostizieren. Für viele Ärzte ist jedoch auch eine vollständige und detaillierte Anamnese ein wichtiger Faktor. Jemand der im Alltag sehr belastet ist durch berufliche und/oder Private Herausforderungen ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit durch oxidativen Stress belastet.
Aktuelle Forschung und Zukunftsperspektiven
Die Forschung zu oxidativem Stress entwickelt sich ständig weiter, mit dem Ziel, effektivere Therapien zu entwickeln. Neue Ansätze in der Medizin und Biotechnologie versprechen ein tieferes Verständnis und innovative Behandlungsmethoden für durch oxidativen Stress verursachte Erkrankungen. Wir werden versuchen dich in unserem Wissensportal auf dem aktuellen Stand zu halten und dir Updates zur aktuellen Forschung zu liefern.