Oxidativer Stress

Reaktive Sauerstoffspezies

Reaktive Sauerstoffspezies entstehen aus molekularem Sauerstoff durch verschiedene Nebenreaktionen und haben aufgrund ihrer ungepaarten Elektronen eine sehr hohen Reaktivität.

Allgemein werden diese Moleküle als ROS (reactive oxygen species) erfaßt, oder, wenngleich begrifflich zum Teil nicht korrekt (da einige von ihnen eben keine freien Radikale im Sinne der Definition sind), als ‚Sauerstoffradikale‘, bezeichnet.

Als oxidativen Stress bezeichnet man eine Stoffwechsellage, bei der die physiologische Konzentration reaktiver Sauerstoffverbindungen massiv erhöht ist. Hauptsächlich handelt es sich dabei um Superoxid, Wasserstoffperoxid und das Hydroxyl-Radikal.

Reaktive Stickstoffspezies

Damit werden jene reaktiven Moleküle bezeichnet, die auf Stickstoff (Englisch: RNS = reactive nitrogen species) basieren. Was zu ihren Sauerstoff basierten Verwandten geschrieben wurde, gilt auch hier.

Der Begriff nitrosativer Stress wird in den letzten Jahren dem des oxidativen Stresses an die Seite gestellt. Es zeigte sich, dass viele Erscheinungen der Zellpathologie, die bisher den Folgen eines oxidativen Stresses zugeordnet wurden, zumindest teilweise als Ergebnis einer gesteigerten Produktion des Stickoxids zu erklären sind. Zum anderen demonstrieren neuere Experimente, dass die destruktiven Eigenschaften des Stickoxids nicht, wie längere Zeit angenommen, von diesem selbst stammen, sondern vielmehr durch eines seiner Folgeprodukte, das Peroxynitrit, vermittelt sind. Peroxynitrit entsteht durch die diffusionslimitierte Reaktion von Superoxid (Hyperoxid) und Stickoxid und ist aufgrund seines hohen Redoxpotentials wesentlich aggressiver als seine Vorläufermoleküle. Es ist daher geboten, Superoxid und Stickoxid im Zusammenhang zu sehen, da beide metabolisch gekoppelt sind.

ROS & RNS

In dieser Liste sind die wesentlichen Radikale aufgelistet die in zu hoher Konzentraion zu oxidativem oder nitrosatvem Stress führen können. Links gibt es die Übersicht als Bild (hohe Auflösung) zum Mitnehmen.

Formel	Bezeichnung	Anmerkung
Reaktive Sauerstoffspezies
O₂·^-	Hyperoxid-Anion	Alte Bezeichnung: Superoxid
HO·	Hydroxyl-Radikal	Entsteht in der Atmosphäre aus Ozon und Wassermolekülen beim Auftreffen von UV-Strahlen
HOO·	Hydroperoxyl-Radikal	Lipidperoxidation
ROO·	Peroxyl-Radikal	Lipidperoxidation
RO·	Alkoxyl-Radikal	Lipidperoxidation
(Stabile) Oxidantien (Keine Radikale im eigentlichem Sinne, aber auch recht reaktiv):
H₂O₂	Wasserstoffperoxid	Bleichmittel
ROOH	Hydroperoxid	Entsteht bei Auto-Oxidations-Prozessen, sehr instabil
O₃	Ozon
OCl^-	Hypochlorit-Anion	Hypochlorige Säure (HOCl), Bleichmittel, recht schwach
¹O₂	Singulett-Sauerstoff	Angeregtes Sauerstoffmolekül
Reaktive Stickstoffspezies
NO·	Stickstoffmonoxid	Alte Bezeichnung: Stickoxid, Stickstoffoxid
(Stabile) Oxidantien (Kein Radikal und sehr reaktiv):
ONOO^-	Peroxynitrit	Bildung durch je ein Molekül Superoxid und NO

Nitrosativer Stress in kultivierten Gliazellen

Induzierende und protektive Faktoren

In der vorliegenden Arbeit wurde in vivo untersucht, inwieweit sich ein erhöhter oxidativer und nitrosativer Stress auf die Viabilität der Zellen auswirkt und inwiefern diese durch ihre Ausstattung mit Antioxidantien wie Ascorbinsäure, Glutathion und Superoxid-Dismutasen gegenüber einer Schädigung resistent sind. Dabei wurde auch die endogene Stickstoffmonoxid-Produktion sowie die Wirkung von künstlichen Radikal-Fängern wie Ebselen durch geeignete Methoden verifiziert.

Alle PDFs zum Download (zwischen 20kB und 400kB):

Einleitung: Oxidativer Stress - Nitrosativer Stress
Stickstoffmonoxid — Superoxid & Peroxynitrit Freie Radikale - Antioxidantien

Methoden: Chemikalien & Lösungen
Zellkultur Nitrit-Bestimmung Glutathion-Messung Gelelektrophorese & Western-Blot Mikroskopie

Ergebnisse: Induktion der Stickstoffmonoxid Synthase Oxidation von DCF-H im Reagenzglass / in aktivierten Mikroglia-Zellen

Diskussion: Expressionsmuster der iNOS DCF als Marker für Peroxynitrit

Zusammenfassung Abkürzungen Literatur