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Lexikon der Ernährung: reaktive Sauerstoffspezies

reaktive Sauerstoffspezies, ROS, reaktive Sauerstoffintermediate, Sauerstoffradikale, Ereactive oxygen intermediates, ROI, oxygen radicals, Sammelbegriff für die verschiedenen Radikale des Sauerstoffs. In seinem Grundzustand (Triplett-Sauerstoff 3O2) ist Sauerstoff reaktionsträge. Die schrittweise Reduktion des Sauerstoffmoleküls führt zur Bildung des Superoxidradikalanions (.O2), des Wasserstoffperoxides (H2O2), des Hydroxylradikals (.OH) und schließlich des Wassers (H2O), die bis auf das Wasser stärkere Oxidationsmittel als Triplett-Sauerstoff sind (s. a. AntioxidanzienTab. 1).
Das Superoxidradikalanion.O2 wird durch Aufnahme eines Elektrons durch das Sauerstoffmolekül gebildet. Es handelt sich dabei um eine starke Base, die Protonen aus verschiedenen Verbindungen abspalten kann. Darüber hinaus wirkt es als Reduktionsmittel, z. B. für die Übergangsmetalle Eisen und Kupfer oder die Chinone. Außerdem ist es ein Nucleophil und reagiert mit elektrophilen Gruppen und kann als schwaches Oxidationsmittel einige Verbindungen (z. B. Ascorbinsäure) oxidieren.
Singulett-Sauerstoff entsteht durch energieabhängige Spinkonversion eines der beiden ungepaarten Elektronen des molekularen Sauerstoffs. Diese energiereiche Sauerstoff-Form hat im wässrigen Milieu nur eine sehr kurze Lebensdauer (ca. 2 µs). Sie wird bei einigen physiologischen und pathophysiologischen Prozessen gebildet, so bei der Biosynthese der Prostaglandine oder der Phagocytose. Durch weitere Reduktion des Superoxidradikalanions oder durch eine Zweielektronenübertragung auf das Sauerstoffmolekül entsteht
Wasserstoffperoxyd, eine stabile Verbindung, die auch das Endprodukt vieler Reaktionen in lebenden Zellen ist. H2O2 ist selbst kein Radikal, bildet aber die Vorstufe für mittels Fenton-Reaktion gebildete Hydroxylradikale. Das Hydroxylradikal (.OH) wirkt als ein starkes Oxidationsmittel.
Die Quellen für r. S. sind vielfältig (vgl. oxidativer Stress). So wirken verschiedene Enzyme (Cytochrom-P450-abhängige Monooxygenasen, Xanthinoxidase, Aldehydoxidase, Prostaglandin-Synthase) sauerstoffaktivierend. Ebenso sind Autoxidationsreaktionen z. B. von Thiolen, Flavinen oder Catecholaminen eine mögliche Quelle. Nicht zuletzt werden auch von phagocytierenden Zellen sowie innerhalb der mitochondrialen und der mikrosomalen Elektronentransportkette r. S. gebildet.
Zur physiologischen Wirkung von r. S. Radikale, Antioxidanzien.

  • Die Autoren

Albus, Christian, Dr., Köln
Alexy, Ute, Dr., Witten
Anastassiades, Alkistis, Ravensburg
Biesalski, Hans Konrad, Prof. Dr., Stuttgart-Hohenheim
Brombach, Christine, Dr., Gießen
Bub, Achim, Dr., Karlsruhe
Daniel, Hannelore, Prof. Dr., Weihenstephan
Dorn, Prof. Dr., Jena
Empen, Klaus, Dr., München
Falkenburg, Patricia, Dr., Pulheim
Finkewirth-Zoller, Uta, Kerpen-Buir
Fresemann, Anne Georga, Dr., Biebertal-Frankenbach
Frenz, Renate, Ratingen
Gehrmann-Gödde, Susanne, Bonn
Geiss, Christian, Dr., München
Glei, Michael, Dr., Jena (auch BA)
Greiner, Ralf, Dr., Karlsruhe
Heine, Willi, Prof. Dr., Rostock
Hiller, Karl, Prof. Dr., Berlin (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Just, Margit, Wolfenbüttel
Kersting, Mathilde, Dr., Dortmund
Kirchner, Vanessa, Reiskirchen
Kluthe, Bertil, Dr., Bad Rippoldsau
Kohlenberg-Müller, Kathrin, Prof. Dr., Fulda
Kohnhorst, Marie-Luise, Bonn
Köpp, Werner, Dr., Berlin
Krück, Elke, Gießen
Kulzer, Bernd, Bad Mergentheim
Küpper, Claudia, Dr., Köln
Laubach, Ester, Dr., München
Lehmkühler, Stephanie, Gießen
Leitzmann, Claus, Prof. Dr., Gießen
Leonhäuser, Ingrid-Ute, Prof. Dr., Gießen
Lück, Erich, Dr., Bad Soden am Taunus
Lutz, Thomas A., Dr., Zürich
Maid-Kohnert, Udo, Dr., Pohlheim
Maier, Hans Gerhard, Prof. Dr., Braunschweig
Matheis, Günter, Dr., Holzminden (auch BA)
Moch, Klaus-Jürgen, Dr., Gießen
Neuß, Britta, Erftstadt
Niedenthal, Renate, Hannover
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Oberritter, Helmut, Dr., Bonn
Öhrig, Edith, Dr., München
Otto, Carsten, Dr., München
Parhofer, K., Dr., München
Petutschnig, Karl, Oberhaching
Pfau, Cornelie, Dr., Karlsruhe
Pfitzner, Inka, Stuttgart-Hohenheim
Pool-Zobel, Beatrice, Prof. Dr., Jena
Raatz, Ulrich, Prof. Dr., Düsseldorf
Rauh, Michael, Bad Rippoldsau
Rebscher, Kerstin, Karlsruhe
Roser, Silvia, Karlsruhe
Schek, Alexandra, Dr., Gießen
Schemann, Michael, Prof. Dr., Hannover (auch BA)
Schiele, Karin, Dr., Heilbronn
Schmid, Almut, Dr., Paderborn
Schmidt, Sabine, Dr., Gießen
Scholz, Vera, Dr., Langenfeld
Schorr-Neufing, Ulrike, Dr., Berlin
Schwandt, Peter, Prof. Dr., München
Sendtko, Andreas, Dr., Gundelfingen
Stangl, Gabriele, Dr. Dr., Weihenstephan
Stehle, Peter, Prof. Dr., Bonn
Stein, Jürgen, Prof. Dr. Dr., Frankfurt
Steinmüller, Rolf, Dr., Biebertal
Stremmel, Helga, Bad Rippoldsau
Ulbricht, Gottfried, Dr., Potsdam-Rehbrücke
Vieths, Stephan, Dr., Langen
Wächtershäuser, Astrid, Frankfurt
Wahrburg, Ursel, Prof. Dr., Münster
Weiß, Claudia, Karlsruhe
Wienken, Elisabeth, Neuss
Wisker, Elisabeth, Dr., Kiel
Wolter, Freya, Frankfurt
Zunft, Hans-Joachim F., Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke

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