Die Biochemie der freien Radikale und die Folgen von oxidativem Stress
Verfasst: 23.06.2018, 15:38
Das Thema ist nicht floxspezifisch sondern generell für jeden Menschen relevant der möglichst gesund altern möchte.
Der oxidative Stress wird verursacht durch die erhöhte Menge an freien Radikalen aufgrund der beschädigten Mitochondrien, ist der Hauptschadensmechanismus, da dieser monate- oder gar jahrelang andauern kann selbst wenn das Medikament bereits längst aus dem Körper ist und langsam Mitochondrien, Zellen und somit Organe beschädigt. Ein freies Radikal ist ein reaktionsfreudiges Molekül, wenn es auf ein Protein (Bausteine der Zellen) trifft reagiert es mit diesem und beschädigt es, falls es nicht zuvor von einem Antioxidanz abgefangen und neutralisiert wird.
Man kann die folgenden Gleichungen aufstellen:
Menge an freien Radikalen < antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = gesund
Menge an freien Radikalen > antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = Zellalterung
Menge an freien Radikalen >> antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = oxidativer Stress = Zell- sowie mDNA-Schäden entstehen + oxidativer Stress erhöht sich = Teufelskreis --> Floxschadensmechanismus
Die FC-Moleküle haben eine metallbindende Wirkungsweise und ziehen u.a. das wichtige Magnesium (aber auch Eisen, Kupfer und Zink) wie ein Magnet aus den Zellen und Mitochondrien, was die Atmungskette auf der inneren Membran (und mDNA durch Hemmung der Topoisomerase) der Mitochondrien beschädigt. Logischerweise denkt man (insbesondere Ärzte welche die Biochemie nicht verstehen), dass nach Absetzen des Medikaments die schädlichen Nebenwirkungen abklingen sollten. Das ist ein fataler Irrtum, denn der mitochondriale Schaden, eine sekundäre Mitochondriopathie, ist bereits angerichtet, die beschädigten und mutierten Mitochondrien sind nun quasi Radikalkanonen welche sich selbst und andere Zellbestandteile wie DNA oxidieren sowie Autoimmunreaktionen auslösen, der Körper zerstört sich somit langsam selbst. Das ist auch der Grund für das oftmals verzögerte Auftreten von floxbedingten Symptomen.
Beschädigte Mitochondrien produzieren ein vielfaches an freien Sauerstoffradikalen, welche die körpereigenen antioxidativen Systeme überfordern und somit immer weiter, über Monate oder gar Jahre, Schäden an mDNA und Zellen anrichten was mit der Zeit zu chronischen Organerkrankungen führt. Oxidativer Stress verlangsamt außerdem durch kontinuierliche Zellschäden den Heilungsprozess und hemmt wichtige Spurenelemente, da diese mit den Radikalen chemisch reagieren um diese zu reduzieren.
Grafische Übersicht der Reaktionsketten inkl. SOD:
Übersicht der GSH-Kette (ohne SOD):
Die wichtigsten Radikale im Detail, bei Flox sind einige (mindestens O2- und somit auch H2O2) oder gar alle pathologisch erhöht:
1. Superoxid O2-
In der mitochondrialen Atmungskette bei Erzeugung der Energie (ATP) entsteht als Nebenprodukt das Superoxid O2-, dieses kann durch die SOD (Superoxid Dismutase) neutralisiert werden, dabei entsteht jedoch das reaktive H2O2. Die SOD1 und SOD3 (Cofaktoren Kupfer, Zink) wirkt in der Zelle respektive außerhalb der Zelle (SOD3), die SOD2 (Cofaktor Mangan) wirkt im Mitochondrium, fängt die Radikale somit bereits direkt am Entstehungsort ein. Ein kürzlich entdecktes Enzym namens SOO (Superoxid Oxidase, Cofaktor Magnesium) wirkt direkt an der mitochondrialen Membran und oxidiert O2- direkt zurück zu O2 und gibt das e- (überschüssiges Elektron) an das Q10 in der Atmungskette zurück.
Je mehr Zucker und leichte Kohlenhydrate über Nahrung aufgenommen werden, desto größer ist die Menge an Sauerstoffradikalen. Bei der ketogenen (50-60% fettbasierten) Ernährung ist die Menge an O2- um rund 40% geringer. Das Superoxid hat eine wichtige Regulierungs- und Selektionfunktion im Körper in dem es schwache Zellen so weit beschädigt, dass diese vom Körper in die Apoptose geschickt werden, aber bei einer zu hohen Menge wie bei FC-Toxizität und Mitochondriopathie verursacht es oxidative Schäden an der mDNA und fördert die Entstehung von gefährlicheren Radikalen (HO, ONOO-) welche die Zellkern DNA mutieren können. Ein Teufelskreis aus oxidativem Stress kann entstehen. Je beschädigter und schwächer ein Mitochondrium, desto ineffizienter ist dessen Atmungskette und desto mehr O2- emittiert es.
2. Wasserstoffperoxid H2O2
Im zweiten Schritt muss das H2O2 zu H2O (Wasser) neutralisiert werden, hierzu hat der Körper folgende Mechanismen: Katalase (Cofaktor Eisen), Peroxidase (Prx) sowie Glutathion-Peroxidase (GPx, benötigt reduziertes Glutathion (GSH), Cofaktor-Selen), GSH wird bei dem Vorgang zu GSSG oxidiert.
O2- sowie H2O2 beschädigen die mDNA sobald SOD, Katalase und GPx wegen Cofaktoren- und GSH-Mangel nicht mehr funktionieren.
In dem Zusammenhang muss auch die Glutathion-Reduktase ansprechen, welches GSSG wieder zu GSH reduziert und somit wiederverwendbar macht. Die geschieht mittels den Stoffwechselprodukten FADH (Cofaktor Vitamin B2) und NADPH (Cofaktor Vitamin B3).
3. Hydroxyl-Radikal HO
Ein weiteres Radikal und Folgeprodukt von H2O2, das mittels der sog. Fenton-Reaktion (zweiwertiges Eisen reagiert mit H2O2) entstehen kann, ist das äußerst reaktive Hydoxyl-Radikal HO. Es ist gefährlicher als O2- und H2O2 und kann sogar die Zellkern DNA beschädigen und mutieren.
Der Körper hat keine internen Systeme um HO zu neutralisieren. Es muss daher mittels von außen über Nahrung zugeführter Ascorbinsäure (Vitamin C) neutralisiert werden.
4. Stickoxid-Radikal NO
Es wird für einige wichtige Organfunktionen wie z.B. der Entspannung von Arterien, Bronchien und Darm benötigt. Bei pathologischer Erhöhung richtet es jedoch Schäden an und hemmt Enzyme im mitochondrialen Stoffwechsel (Zitratzyklus) sowie Cytochom-C-Oxidase, es verursacht den sog. nitrosativen Stress. Die übermäßige Aufnahme von Nitrat über Kosmetik, Nahrung (vor allem Gemüse) und Trinkwasser (Düngemittel und Pestizid-Problematik) fördert die übermäßige Entstehung von NO.
Vitamin B12 hemmt die Entstehung von NO und ist daher wichtig um nitrosativen Stress sowie der Entstehung des Peroxynitrit-Anions vorzubeugen.
5. Peroxynitrit-Anion ONOO-
ONOO- ist ein Folgeprodukt der Reaktion von NO + O2- und wie HO äußerst reaktiv und gefährlich für die Zellkern DNA. Es hemmt ebenfalls Enzyme im mitochondrialen Stoffwechsel (Zitratzyklus) sowie Cytochom-C-Oxidase, im Gegensatz zu NO ist der Schaden am Mitochondrium jedoch irreversibel. Es kann von Vitamin C und Selen neutralisiert werden.
Ein Übermaß an HO und ONOO- können somit Zellkern DNA mutieren und Krebs verursachen. Generell erhöht oxidativer Stress das Risiko der Arteriosklerose, da diese durch die Oxidation von gesättigten Fettsäuren in den Arterien entsteht (Lipid-Peroxidation).
Umweltgifte, Medikamente (generell, selbst die harmlosen Aspirin und Paracetamol hemmen lokal die antioxidativen Schutzsysteme im Magen bzw. der Leber, FC's sind lediglich die Massenvernichtungswaffe), Strahlung, Rauchen sowie erhöhter Zuckerkonsum erhöht die Menge der freien Radikale und beschleunigen somit die Zellschädigung und somit -alterung.
Antioxidative Substanzen:
- Coenzym Q10 welches als Elektronentransporter die mitochondriale Atmungskette optimiert
- Glutathion, welches aus den Aminosäuren Cystein, Glutamin sowie Glycin besteht (Bestandteile von Protein Whey)
- schwefelhaltige Aminosäuren wie Cystein (respektive NAC) und Methionin
- Magnesium, kein direktes Antioxidant aber an der Glutathionbildung sowie 300 Enzymen beteiligt. Studien haben gezeigt, dass bei einem Magnesiummangel der oxidative Stress allgemein erhöht ist
- Alpha-Liponsäure, reaktiviert Vitamin C, Vitamin E sowie Glutathion
- Vitamin C mit Bioflavonoiden
- Vitamin E, wirkt außerhalb von Zellen an der Zellmembran
- Spurenelemente, vor allem Mangan, Zink, Selen und Kupfer. Eisen ist wichtig für die Katalase, spielt wegen der Fentonreaktion aber eine zwiespältige Rolle und sollte niemals hochdosiert (über 20 mg/d) werden
- Vitamin B2 und B3 reaktivieren im Rahmen der Glutathion-Reduktase aufgebrauchtes Glutathion (GSSG) zurück in seine reduzierte Form (GSH)
Vitalstoffe mit antioxidativer Wirkung:
- Resveratrol, enthalten in Rotwein (inbesondere Pinot Noir mit 10mg/l), starkes Antioxidanz in der Haut der Weintraube welches die Weintraube vor der Oxidation durch UV-Licht schützt
- Polyphenole
- Astaxanthin
- Curcumin
- Schwarzkümmel
- ...
Aus der o.g. Biochemie kann man folgenden Basistherapieansatz ableiten:
A) die Menge freier Radikale verringern
- ketogene Ernährung mit 50-60% Fettanteil, Kohlehydrate bei 10-20%
- Autophagie und Mitophagie mittels regelmäßigem Fasten fördern, dauerhaft mittels Intervallfasten oder jährlichen Fastenphasen
- Entspannung und Meditation, mit sog. Alltagsstress schädigt man sich daher selbst, der sog. Burn-Out z.B. ist eine Folge des oxidativen Stresses im Gehirn, psychische Erkrankungen generell
B) die antioxidative Kapazität im Körper erhöhen
- mittels Ergänzung der o.g. Antioxidantien, Vitaminen und Spurenelemente die als Cofaktoren für die antioxidativen Schutzsysteme benötigt werden, orale Ergänzung oder bei diagnostizierten schwerwiegenden Mängeln auch intravenös. Bei oxidativem Stress ist der tägliche Vitamin- und Spurenelementbedarf logischerweise erhöht
Quellen:
http://www.gesundheits-lexikon.com/Anti ... -Radikale/
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/ ... s.vlu.html
https://www.dr-kuklinski.info/publikati ... hismus.pdf
http://www.vitaminb12.de/nitrosativer-stress/
http://www.laborzentrum.org/dokumente/o ... ortrag.pdf
http://www.laborzentrum.org/dokumente/info.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5112180/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5012517/
Der oxidative Stress wird verursacht durch die erhöhte Menge an freien Radikalen aufgrund der beschädigten Mitochondrien, ist der Hauptschadensmechanismus, da dieser monate- oder gar jahrelang andauern kann selbst wenn das Medikament bereits längst aus dem Körper ist und langsam Mitochondrien, Zellen und somit Organe beschädigt. Ein freies Radikal ist ein reaktionsfreudiges Molekül, wenn es auf ein Protein (Bausteine der Zellen) trifft reagiert es mit diesem und beschädigt es, falls es nicht zuvor von einem Antioxidanz abgefangen und neutralisiert wird.
Man kann die folgenden Gleichungen aufstellen:
Menge an freien Radikalen < antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = gesund
Menge an freien Radikalen > antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = Zellalterung
Menge an freien Radikalen >> antioxidative Kapazität (SOD, GSH, Vit C etc) = oxidativer Stress = Zell- sowie mDNA-Schäden entstehen + oxidativer Stress erhöht sich = Teufelskreis --> Floxschadensmechanismus
Die FC-Moleküle haben eine metallbindende Wirkungsweise und ziehen u.a. das wichtige Magnesium (aber auch Eisen, Kupfer und Zink) wie ein Magnet aus den Zellen und Mitochondrien, was die Atmungskette auf der inneren Membran (und mDNA durch Hemmung der Topoisomerase) der Mitochondrien beschädigt. Logischerweise denkt man (insbesondere Ärzte welche die Biochemie nicht verstehen), dass nach Absetzen des Medikaments die schädlichen Nebenwirkungen abklingen sollten. Das ist ein fataler Irrtum, denn der mitochondriale Schaden, eine sekundäre Mitochondriopathie, ist bereits angerichtet, die beschädigten und mutierten Mitochondrien sind nun quasi Radikalkanonen welche sich selbst und andere Zellbestandteile wie DNA oxidieren sowie Autoimmunreaktionen auslösen, der Körper zerstört sich somit langsam selbst. Das ist auch der Grund für das oftmals verzögerte Auftreten von floxbedingten Symptomen.
Beschädigte Mitochondrien produzieren ein vielfaches an freien Sauerstoffradikalen, welche die körpereigenen antioxidativen Systeme überfordern und somit immer weiter, über Monate oder gar Jahre, Schäden an mDNA und Zellen anrichten was mit der Zeit zu chronischen Organerkrankungen führt. Oxidativer Stress verlangsamt außerdem durch kontinuierliche Zellschäden den Heilungsprozess und hemmt wichtige Spurenelemente, da diese mit den Radikalen chemisch reagieren um diese zu reduzieren.
Grafische Übersicht der Reaktionsketten inkl. SOD:
Übersicht der GSH-Kette (ohne SOD):
Die wichtigsten Radikale im Detail, bei Flox sind einige (mindestens O2- und somit auch H2O2) oder gar alle pathologisch erhöht:
1. Superoxid O2-
In der mitochondrialen Atmungskette bei Erzeugung der Energie (ATP) entsteht als Nebenprodukt das Superoxid O2-, dieses kann durch die SOD (Superoxid Dismutase) neutralisiert werden, dabei entsteht jedoch das reaktive H2O2. Die SOD1 und SOD3 (Cofaktoren Kupfer, Zink) wirkt in der Zelle respektive außerhalb der Zelle (SOD3), die SOD2 (Cofaktor Mangan) wirkt im Mitochondrium, fängt die Radikale somit bereits direkt am Entstehungsort ein. Ein kürzlich entdecktes Enzym namens SOO (Superoxid Oxidase, Cofaktor Magnesium) wirkt direkt an der mitochondrialen Membran und oxidiert O2- direkt zurück zu O2 und gibt das e- (überschüssiges Elektron) an das Q10 in der Atmungskette zurück.
Je mehr Zucker und leichte Kohlenhydrate über Nahrung aufgenommen werden, desto größer ist die Menge an Sauerstoffradikalen. Bei der ketogenen (50-60% fettbasierten) Ernährung ist die Menge an O2- um rund 40% geringer. Das Superoxid hat eine wichtige Regulierungs- und Selektionfunktion im Körper in dem es schwache Zellen so weit beschädigt, dass diese vom Körper in die Apoptose geschickt werden, aber bei einer zu hohen Menge wie bei FC-Toxizität und Mitochondriopathie verursacht es oxidative Schäden an der mDNA und fördert die Entstehung von gefährlicheren Radikalen (HO, ONOO-) welche die Zellkern DNA mutieren können. Ein Teufelskreis aus oxidativem Stress kann entstehen. Je beschädigter und schwächer ein Mitochondrium, desto ineffizienter ist dessen Atmungskette und desto mehr O2- emittiert es.
2. Wasserstoffperoxid H2O2
Im zweiten Schritt muss das H2O2 zu H2O (Wasser) neutralisiert werden, hierzu hat der Körper folgende Mechanismen: Katalase (Cofaktor Eisen), Peroxidase (Prx) sowie Glutathion-Peroxidase (GPx, benötigt reduziertes Glutathion (GSH), Cofaktor-Selen), GSH wird bei dem Vorgang zu GSSG oxidiert.
O2- sowie H2O2 beschädigen die mDNA sobald SOD, Katalase und GPx wegen Cofaktoren- und GSH-Mangel nicht mehr funktionieren.
In dem Zusammenhang muss auch die Glutathion-Reduktase ansprechen, welches GSSG wieder zu GSH reduziert und somit wiederverwendbar macht. Die geschieht mittels den Stoffwechselprodukten FADH (Cofaktor Vitamin B2) und NADPH (Cofaktor Vitamin B3).
3. Hydroxyl-Radikal HO
Ein weiteres Radikal und Folgeprodukt von H2O2, das mittels der sog. Fenton-Reaktion (zweiwertiges Eisen reagiert mit H2O2) entstehen kann, ist das äußerst reaktive Hydoxyl-Radikal HO. Es ist gefährlicher als O2- und H2O2 und kann sogar die Zellkern DNA beschädigen und mutieren.
Der Körper hat keine internen Systeme um HO zu neutralisieren. Es muss daher mittels von außen über Nahrung zugeführter Ascorbinsäure (Vitamin C) neutralisiert werden.
4. Stickoxid-Radikal NO
Es wird für einige wichtige Organfunktionen wie z.B. der Entspannung von Arterien, Bronchien und Darm benötigt. Bei pathologischer Erhöhung richtet es jedoch Schäden an und hemmt Enzyme im mitochondrialen Stoffwechsel (Zitratzyklus) sowie Cytochom-C-Oxidase, es verursacht den sog. nitrosativen Stress. Die übermäßige Aufnahme von Nitrat über Kosmetik, Nahrung (vor allem Gemüse) und Trinkwasser (Düngemittel und Pestizid-Problematik) fördert die übermäßige Entstehung von NO.
Vitamin B12 hemmt die Entstehung von NO und ist daher wichtig um nitrosativen Stress sowie der Entstehung des Peroxynitrit-Anions vorzubeugen.
5. Peroxynitrit-Anion ONOO-
ONOO- ist ein Folgeprodukt der Reaktion von NO + O2- und wie HO äußerst reaktiv und gefährlich für die Zellkern DNA. Es hemmt ebenfalls Enzyme im mitochondrialen Stoffwechsel (Zitratzyklus) sowie Cytochom-C-Oxidase, im Gegensatz zu NO ist der Schaden am Mitochondrium jedoch irreversibel. Es kann von Vitamin C und Selen neutralisiert werden.
Ein Übermaß an HO und ONOO- können somit Zellkern DNA mutieren und Krebs verursachen. Generell erhöht oxidativer Stress das Risiko der Arteriosklerose, da diese durch die Oxidation von gesättigten Fettsäuren in den Arterien entsteht (Lipid-Peroxidation).
Umweltgifte, Medikamente (generell, selbst die harmlosen Aspirin und Paracetamol hemmen lokal die antioxidativen Schutzsysteme im Magen bzw. der Leber, FC's sind lediglich die Massenvernichtungswaffe), Strahlung, Rauchen sowie erhöhter Zuckerkonsum erhöht die Menge der freien Radikale und beschleunigen somit die Zellschädigung und somit -alterung.
Antioxidative Substanzen:
- Coenzym Q10 welches als Elektronentransporter die mitochondriale Atmungskette optimiert
- Glutathion, welches aus den Aminosäuren Cystein, Glutamin sowie Glycin besteht (Bestandteile von Protein Whey)
- schwefelhaltige Aminosäuren wie Cystein (respektive NAC) und Methionin
- Magnesium, kein direktes Antioxidant aber an der Glutathionbildung sowie 300 Enzymen beteiligt. Studien haben gezeigt, dass bei einem Magnesiummangel der oxidative Stress allgemein erhöht ist
- Alpha-Liponsäure, reaktiviert Vitamin C, Vitamin E sowie Glutathion
- Vitamin C mit Bioflavonoiden
- Vitamin E, wirkt außerhalb von Zellen an der Zellmembran
- Spurenelemente, vor allem Mangan, Zink, Selen und Kupfer. Eisen ist wichtig für die Katalase, spielt wegen der Fentonreaktion aber eine zwiespältige Rolle und sollte niemals hochdosiert (über 20 mg/d) werden
- Vitamin B2 und B3 reaktivieren im Rahmen der Glutathion-Reduktase aufgebrauchtes Glutathion (GSSG) zurück in seine reduzierte Form (GSH)
Vitalstoffe mit antioxidativer Wirkung:
- Resveratrol, enthalten in Rotwein (inbesondere Pinot Noir mit 10mg/l), starkes Antioxidanz in der Haut der Weintraube welches die Weintraube vor der Oxidation durch UV-Licht schützt
- Polyphenole
- Astaxanthin
- Curcumin
- Schwarzkümmel
- ...
Aus der o.g. Biochemie kann man folgenden Basistherapieansatz ableiten:
A) die Menge freier Radikale verringern
- ketogene Ernährung mit 50-60% Fettanteil, Kohlehydrate bei 10-20%
- Autophagie und Mitophagie mittels regelmäßigem Fasten fördern, dauerhaft mittels Intervallfasten oder jährlichen Fastenphasen
- Entspannung und Meditation, mit sog. Alltagsstress schädigt man sich daher selbst, der sog. Burn-Out z.B. ist eine Folge des oxidativen Stresses im Gehirn, psychische Erkrankungen generell
B) die antioxidative Kapazität im Körper erhöhen
- mittels Ergänzung der o.g. Antioxidantien, Vitaminen und Spurenelemente die als Cofaktoren für die antioxidativen Schutzsysteme benötigt werden, orale Ergänzung oder bei diagnostizierten schwerwiegenden Mängeln auch intravenös. Bei oxidativem Stress ist der tägliche Vitamin- und Spurenelementbedarf logischerweise erhöht
Quellen:
http://www.gesundheits-lexikon.com/Anti ... -Radikale/
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/ ... s.vlu.html
https://www.dr-kuklinski.info/publikati ... hismus.pdf
http://www.vitaminb12.de/nitrosativer-stress/
http://www.laborzentrum.org/dokumente/o ... ortrag.pdf
http://www.laborzentrum.org/dokumente/info.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5112180/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5012517/