Woher kommen freie Radikale? – Herkunft & Vorkommen

Intro

Chemieunterricht: Freie Radikale sind sauerstoffhaltige Moleküle, die hochreaktiv, instabil und jeweils mit einem oder mehreren ungepaarten Elektronen ausgestattet sind. Sie entstehen, wenn Moleküle oder Atome Elektrone aufnehmen oder abgeben. Diese ungepaarten Elektrone reagieren leicht mit anderen Molekülen und durchsuchen dabei unseren Körper auf der Suche nach einem Elektron mit dem sie sich paaren können. Dieser Vorgang kann Schäden an unseren Körperzellen verursachen. Doch woher kommen freie Radikale? 

Unser Körper produziert sie einerseits während normalen Stoffwechselprozessen, aber auch externe Substanzen wie z. B. Zigarettenrauch, Pestizide oder auch Ozon können die Bildung von freien Radikalen im Körper begünstigen. 

Schauen wir uns nun an wo überall freie Radikale vorkommen?

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Herkunft & Vorkommen von freien Radikalen

Freie Radikale können auf verschiedene Arten entstehen. Einerseits durch normale Stoffwechselvorgänge im Körper, andererseits aber auch durch die Einwirkung von karzinogenen, krebserregenden Stoffen sowie anderen schädlichen Substanzen in der Umwelt.

Stoffe, welche freie Radikale erzeugen, finden wir z. B. in unserer Nahrung, die wir essen, sowie in Medikamenten, die wir einnehmen, aber auch in der Luft, die wir atmen und im Wasser, das wir trinken. In der Ernährung zählen zu diesen Stoffen vorwiegend gebratene oder frittierte Lebensmittel wie auch Alkohol. Aber auch in Tabakrauch, Pestiziden und Luftverunreinigungen kommen sie vor. Mehr zu freien Radikalen in der Ernährung später im Text.

Freie Radikale sind nicht von Grund aus negativ, denn sie helfen unserem Körper dabei eindringende Viren und Bakterien abzuwehren. Problematisch wird es erst, wenn zu viele davon ins Spiel kommen. Die Folge davon … oxidativer Stress.

Oxidativer Stress

Das Vorhandensein von freien Radikalen führt im Körper zu einem so genannten oxidativen Stress. Dieser wird so genannt, weil die chemischen Reaktionen, die dazu führen, dass freie Radikale ein Elektron erhalten, immer in Gegenwart von Sauerstoff ablaufen. Stiehlt ein freies Radikal einem Molekül ein Elektron, wird dieses Molekül zu einem weiteren freien Radikal, weil ihm ein entsprechendes Elektron fehlt. Freie Radikale können u. a. die körpereigene DNA sowie auch Proteine, Lipide und Zellmembranen schädigen und damit verschiedene unterschiedliche Erkrankungen hervorrufen.

Körpereigene Produktion

Unsere Körperzellen enthalten kleine Strukturen, die sogenannten Mitochondrien. Sie kombinieren Sauerstoff und Glukose um Kohlendioxid, Wasser wie auch ATP zu erzeugen. Freie Radikale sind das, was als Nebenprodukte dieses Stoffwechsels entsteht.

Sport

Ausdauertraining kann die Sauerstoffversorgung gegenüber dem Ruhezustand um das 10-20 fache steigern. Was die Bildung freier Radikale ebenfalls entsprechend erhöht. Hingegen verbessert regelmässige körperliche Bewegung das antioxidative Abwehrsystem und schützt somit vor Schäden durch freie Radikale.

Exogene Faktoren

Exogene Faktoren zur Bildung von freien Radikalen können chemischer, wie auch physikalischer Natur sein, dazu gehören: 

• Hitzeeinwirkung: UV Strahlung 
• Elektrosmog 
• ionisierende Strahlung 
• Röntgenstrahlung 
• Zigarettenrauch 
• Umweltgifte: Exposition gegenüber giftigen Chemikalien oder Pestiziden
• Umwelteinflüsse wie z. B. Luftverschmutzung
• Lebensmittel: Freie Radikale entstehen, wenn Lebensmittel gebraten oder frittiert werden. Fast Food, Fertiggerichte sowie zuckerhaltige Lebensmittel können somit alle ebenfalls die Bildung von freien Radikalen fördern

Alle diese Lifestyle-Faktoren werden u. a. mit Krankheiten wie Krebs sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Vorkommen in der Ernährung

Fette und Öle

Werden Fette oder Öle auf hohe Temperaturen erhitzt, wie z. B. beim Frittieren von Lebensmitteln, können diese oxidieren und dabei freie Radikale bilden. Bei gesättigten Fetten ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie oxidieren, geringer als bei ungesättigten Fetten. Werden Speisefette wiederverwendet, werden diese stärker oxidiert und bilden entsprechend auch mehr freie Radikale. Dies ist auch der Grund dafür, dass der Konsum von Fast Food oft mit oxidativem Stress in Verbindung gebracht wird.

Gekochtes und verarbeitetes Fleisch

Fleisch enthält Fette, diese können bei hohen Temperaturen oxidieren. Auch Konservierungsmittel, die vor allem in verarbeitetem Fleisch wie z. B. Würstchen, Speck, Schinken, Hotdogs, Salami, Corned Beef sowie auch vielen Wurstwaren verwendet werden, können ebenfalls die Freisetzung von freien Radikalen begünstigen.

Alkohol

Auch alkoholische Getränke können nach Angaben des National Cancer Institute krebserregend sein. Denn Alkohol erhöht u. a. auch durch die Bildung freier Radikale im Körper das Krebsrisiko.

Antioxidantien und freie Radikale

Antioxidantien werden auch als Radikalfänger bezeichnet. Denn Antioxidantien hemmen die Bildung freier Radikale und können somit helfen die Schäden, die sie im Körper verursachen, zu verringern. Man geht davon aus, dass dies zumindest teilweise der Grund dafür ist, dass eine Ernährung die reich an Obst und Gemüse ist, mit einem geringeren Risiko für viele Krankheiten in Verbindung gebracht wird. Antioxidantien finden wir in Vitaminen (Vitamin-E und Vitamin-A), Mineralstoffen (Zink und Selen) wie auch in Phytonährstoffen wie z. B. Beta-Carotin. Studien haben ergeben, dass der Verzehr von Lebensmitteln, die reich an Antioxidantien sind, mit einem geringeren Risiko für die Entstehung von Krankheiten, einschliesslich Krebs, verbunden ist. 

Alles über Antioxidantien hier

Fazit 

Es ist unmöglich, die Exposition gegenüber freien Radikalen vollständig zu vermeiden, zumal diese allein schon durch normale Stoffwechselprozesse im Körper entstehen. Aber auch durch die Einwirkung von karzinogenen, krebserregenden Stoffen oder anderen schädlichen Substanzen in der Umwelt entstehen freie Radikale. Stoffe, welche freie Radikale erzeugen, finden wir in unserer Ernährung, in Medikamenten, aber auch in der Luft sowie im Wasser. In der Ernährung zählen zu diesen Stoffen vorwiegend gebratene oder frittierte Lebensmittel sowie auch Alkohol. In der Luft finden wir freie Radikale im Tabakrauch sowie Pestiziden.

Ausdauertraining kann die Sauerstoffversorgung gegenüber dem Ruhezustand um das 10-20 fache steigern. Regelmässige körperliche Bewegung verbessert somit das antioxidative Abwehrsystem und schützt vor Schäden durch freie Radikale. Exogene Faktoren zur Bildung von freien Radikalen können chemischer, wie auch physikalischer Natur sein und werden dabei mit Krankheiten wie Krebs sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Werden Fette oder Öle auf hohe Temperaturen erhitzt, wie z. B. beim Frittieren, können diese oxidieren und dabei freie Radikale bilden. Bei gesättigten Fetten ist diese Wahrscheinlichkeit geringer als bei ungesättigten Fetten. Dies ist auch der Grund dafür, dass der Konsum von Fast Food oft mit oxidativem Stress in Verbindung gebracht wird. Auch Konservierungsmittel, die vorallem in verarbeitetem Fleisch sowie in vielen Wurstwaren verwendet werden, können ebenfalls die Freisetzung von freien Radikalen begünstigen.