Warum altern wir? Zur Rolle Freier Radikale bei der Begrenzung der Lebenszeit

Blickpunkt der Mann 2004; 2 (3): 7-12

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Keywords: Alter,  Andrologie,  Antioxidantien,  Freie Radikale,  Oxidativer Stress,  RNS,  ROS

Oxidativer Stress verursacht Schäden in Zellen, Geweben und Organen und führt so zu Zelltod, degenerativen Erkrankungen und Altern. Oxidativer Stress entsteht hauptsächlich durch die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) durch Elektronen-Leckage aus der mitochondrialen Atmungskette (oxidative Phosphorylierung). Verschiedene Enzyme (Oxidasen) tragen zur Produktion von ROS bei, die zum Teil als intrazelluläre Signale fungieren. Stickstoffmonoxid (NO) und andere reaktive Stickstoffspezies (RNS) spielen ebenfalls eine wichtige Rolle als intrazelluläre Signale und oxidative Stressoren. Schließlich wird oxidativer Stress auch durch externe Faktoren wie Strahlung oder Entzündungszytokine erzeugt. Zahlreiche präventive und reaktive Abwehrmechanismen sind von Zellen im Laufe der Evolution entwickelt worden. Die präventiven Abwehrmechanismen stören die Entstehung von ROS/RNS oder fangen sie ein, während reaktive Abwehrmechanismen auf oxidative Schäden reagieren, diese reparieren, die präventive Abwehr verstärken, geschädigte Moleküle abbauen oder dysfunktionale Zellen durch programmierten Zelltod (Apoptose) zerstören. Die Produktionsrate von ROS korreliert negativ mit der durchschnittlichen Lebensdauer von Arten. Die Akkumulation von dysfunktionalen Molekülen und Mutationen wird als eine Art Sanduhrmechanismus verstanden, der die maximale Lebensdauer bestimmt. Diese Akkumulation von Defekten findet vor allem in postmitotischen Zellen (Neurone, quergestreifte Muskelzellen) statt und führt teilweise zu Apoptose. Neurone im Gehirn sind besonders empfindlich gegen oxidativen Stress, was zu neuronalen Dysfunktionen wie Alzheimer und Parkinson führen kann. Verringerung der Nahrungsaufnahme (caloric restriction) verlängert die Lebenszeit in einer Reihe von Studien an Tieren. Wichtig ist, daß die Nahrung genügend Antioxidantien enthält oder diese zugefügt werden.