Freie Radikale (die oft auch als Radikale bezeichnet werden) sind Atome, Moleküle oder Ionen mit einer ungeraden Anzahl an Elektronen. Freie Radikale sind im Allgemeinen keine Nebenprodukte. Freie Radikale sind nicht begrenzt auf Arten mit einer geraden Anzahl an Elektronen, sondern schließen auch einige solcher mit ein, die eine gerade Anzahl aber ungepaarte Elektronen haben wie das Sauerstoffmolekül. Aufgrund eines Übereinkommens sind Metalle, Metallionen und ihre Verbindungen aus ungepaarten Elektronen keine freien Radikale.
Normaler Bio-Stoffwechsel erzeugt Nebenprodukte in Form von gesundheitsschädlichen freien Radikalen - Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und verursacht oxidativen Stress.
Die Oxidation von Fett, Eiweiß und Kohlenhydraten durch Sauerstoff (O2) erzeugt körpereigene Energie (als ATP gespeichert), Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) im normalen Bio-Stoffwechsel. Die treibende Kraft für diesen Bio-Stoffwechsel ist, dass das reaktive Sauerstoffmolekül ein Diradikal ist, das eine Affinität für Elektronen hat. Wenn ein Sauerstoffmolekül (O2) ein Elektron annimmt, wird es zu einem anionischen Radikal (O2-•), welches ein Proton (H+) in der Mitte fangen kann und sofort in ein Hydroxyl-Radikal (HOO•) umgewandelt wird. Dieses Hydroxyl-Radikal (HOO•) erhält ein weiteres Elektron, um ein Wasserstoffperoxid Anion (HOO-) zu bilden, welches ein Proton in der Mitte fangen kann, um ein Wasserstoffperoxid (HOO oder H2O2) zu bilden ...
Zu den reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) gehören Wasserstoffperoxid-Radikale (HOO•), Wasserstoffperoxid-Anione (HOO-•), Wasserstoffperoxide (HOOH oder H2O2), Hydroxyl-Radikale (HO•) usw.
Was ist oxidativer Stress?
Im normalen Stoffwechsel-Prozess führt ein Sauerstoffmolekül zur Bildung von 2 Wassermolekülen. Wenn dieser normale Stoffwechselprozess des Körpers strikt abläuft, würde es keine schädlichen Radikalen geben. Allerdings lagern sich Sauerstoff-Radikale ab und Wasserstoffperoxide (HOO•, HOOH, HO•) sind sehr reaktionsfreudig, so dass sie dazu neigen, nach allem zu greifen bzw. daran hängenzubleiben und Schäden zu verursachen. Darüber hinaus sind die Mengen dieser Sauerstoff-Radikalen Zwischenprodukte und Wasserstoffperoxide gewaltig. Jedes Sauerstoffmolekül, welches wir beim Atmen aufnehmen, muss durch Zwischenprodukte von Sauerstoff-Radikalen und/oder Wasserstoffperoxiden gehen.
Oxidativer Stress ist ein allgemeiner Begriff, der die Schäden an den Zellen, Organen und dem Körper durch die freien Radikalen beschreibt. Der oxidative Stress ist vorhanden, wenn die Schäden durch freie Radikale das Ausmaß überschreiten, welches vom Immunsystem bewältigt werden kann. Oxidativer Stress kann alternativ als ein physikalischer Zustand im menschlichen Körper beschrieben werden, der durch einen ungewöhnlich hohen Level an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) charakterisiert ist.
Menschliche Gene verschlüsseln mehrere funktionelle Enzyme - antioxidative Enzyme, die diese besondere Aufgabe zur Beseitigung der schädlichen freien Sauerstoffradikale durchführen, und so den oxidativen Stress bekämpfen. Menschliche Gene verschlüsseln auch Reparaturenzyme, welche die meisten Schäden, die vom durch freie Radikale induzierten oxidativen Stress abstammen, beheben können. Dennoch führt oxidativer Stress zu einigen seltenen, nicht behebbaren Schädigungen. Die tägliche Anhäufung der Schädigungen kann zu Krankheiten oder vorzeitiger Alterung führen. Beim Alterungsprozess nimmt die Aktivität der antoxidativen Enzyme und der Reparaturenzyme ab und der oxidative Stress wird mehr und mehr vorherrschend, wodurch der Alterungsprozess beschleunigt wird.
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