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Freie Radikale, Radikal-assoziierte Krankheiten, Umweltbedingte Krankheiten

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für Arzte und Patienten

Jeder Mensch genießt die vielen Annehmlichkeiten und Errungenschaften der "modernen", hochtechnisierten Industrienationen. Vergessen wird dabei aber oft, dass der Preis dafür eine reichlich mit Schadstoffen belastete Umwelt ist. Die Liste und chemische Zusammensetzung dieser Schadstoffe (Xenobiotika) ist lang, ihr Herkunftsort unterschiedlich (Haushalt, Arbeitsplatz, Nahrungskette, Autoverkehr, etc.) (Tab. 1).
Nicht unerwähnt bleiben soll die, sozusagen freiwillig durchgeführte, Belastung und Schädigung des Organismus mit den Schadstoffen des Zigarettenrauchens und eines übermäßigen Alkoholkonsums!

Gesundheitsschäden durch Umweltschadstoffe

Gemeinsam ist allen Umweltschadstoffen jedoch, dass sie beim Menschen zu bestimmten gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen können. Diese Beeinträchtigungen reichen von allgemeinen Befindlichkeitsstörungen wie Unwohlsein, Müdigkeit, Gereiztheit, Kopfschmerzen, Verdauungsstörungen, Gelenks- und Muskelbeschwerden bis hin zu chronischen, zum Teil nicht wieder rückgängig zu machenden Krankheiten (Arteriosklerose, Krebs, Lungenkrankheiten, u.a.).

Neuere Forschungen bei chronischen, umweltbedingten Schadstoffbelastungen ergaben keine Beziehung zwischen Dosis und Wirkung, d.h. körperliche Beschwerden sind nicht umso stärker, je höher die Belastung ist. Entscheidend ist allein die Dauer der Schadstoffwirkung! Auch lässt sich keine Organbezogenheit erkennen. Die gleichen Schadstoffe können bei verschiedenen Menschen zu unterschiedlichen Erkrankungen führen.

Kenntnisse über Schadstoffeinflüsse auf die menschliche Gesundheit werden in der Regel durch Tierversuche erworben. Dies ist aus mehrerlei Sicht sehr problematisch und die Ergebnisse nur sehr bedingt auf den Menschen übertragbar sind. Eine Ratte ist zum Beispiel in der Lage, selbst Vitamin C zu bilden.

Umweltschadstoffe als Radikalbildner

Stoffwechselprozesse im menschlichen Organismus sind nichts anderes als komplexe biochemische Reaktionsabläufe. Dabei entstehen unter anderem auch hochreaktive Moleküle, die als Freie Radikale bezeichnet werden.

Freie Radikale besitzen ein oder mehrere ungepaarte Elektronen und sind deshalb, chemisch gesehen, sehr aggressiv. Sie wirken oxidaktiv ("verbrennend"), neigen zu Kettenreaktionen und können jede beliebige biologische Struktur (z. B. Aminosäuren, Zellmembranen, Erbsubstanz) angreifen, diese schädigen oder gar zerstören. Freie Radikale entreißen dem angegriffenen Atom bzw. Molekül ein Elektron und machen es dadurch selbst zu einem Freien Radikal. Freie Radikale sind also starke Oxidaktien und die durch sie vermittelten Reaktionen Oxidationen, die meist in Form einer Kettenreaktion ablaufen. Die meisten Umweltschadstoffe führen nun zu einer vermehrten Bildung von Freien Radikalen, in der Fachsprache als "Oxidativer Stress" bezeichnet.

Die Medizin kennt nun eine ganze Reihe von Krankheiten, die in einem direkten Zusammenhang mit einem Oxidativen Stress stehen (Radikal-assoziierte Krankheiten) (Tab. 3).

Zellschutz durch Anti-Oxidantien

Prinzipiell setzt der Organismus diesen Oxidationen Reduktionen gegenüber, um so Freie Radikale unschädlich zu machen. Viele Mikronährstoffe (Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Glutathion, Cystein, Flavonoide, etc.) wirken reduzierend, indem sie ein Elektron an das Freie Radikal abgeben und es dadurch entschärfen. Man bezeichnet solche Stoffe aus medizinisch-biochemischer Sicht als Anti-oxidantien.

Sie schützen somit die Zelle und letztlich den ganzen Organismus vor Angriffen und damit verbundenen Schädigungen durch Freie Radikale.

Freie Radikale als Helfer und Heiler

Freie Radikale haben aber auch eine wichtige Schutzfunktion im menschlichen Körper. Sie werden von weißen Blutkörperchen (Immunsystem) zur Vernichtung von Bakterien, Viren und entarteten Zellen (Vorstufe Krebs) erzeugt und eingesetzt und sind deshalb, in physiologischen Grenzen, für den Menschen unentbehrlich.

Schädlich ist also nur ein Zuviel an Freien Radikalen.

Biochemisch-labormäßige Diagnostik

Aus dem Blickwinkel der Umweltschadstoffe und der umweltbedingten Krankheiten können verschiedene biochemische Laborparameter bestimmt werden (Tab. 2).

Dabei sei insbesondere auf die Bestimmung des Kryptopyrrols im Harn (Kryptopyrrolurie) hingewiesen. Menschen mit einer Kryptopyrrolurie sind besonders anfällig gegenüber Umweltschadstoffen. Diese, genetisch bedingte, Stoffwechselstörung findet sich bei etwa 10% der Bevölkerung.

Eher schwierig ist erfahrungsgemäß der direkte Schadstoffnachweis bzw. dessen Identifizierung als krankheitsauslösende Ursache.

Wichtig ist weiters die Analyse des Glutathionsystems und der Aminosäure Methionin.

Das Tripeptid Glutathion, bestehend aus den Aminosäuren Glycin, Cystein und Glutamin, ist die für den Menschen wichtigste intrazelluläre reduzierende Substanz. Beide sind für Entgiftungsreaktionen im menschlichen Organismus von überragender Bedeutung. Man findet deshalb sehr häufig bei umweltbedingten Krankheiten einen Mangel an diesen Substanzen, insbesondere beim Methionin.

Prävention und Schutz durch einen gesunden Lebensstil

Es versteht sich von selber, daß man den Umweltbelastungen kaum entkommen kann, mit Ausnahme des Rauchens und des übermäßigen Alkoholkonsums!

Besondere Bedeutung kommt auch in diesem Bereich einem gesunden Lebensstil zu, der im wesentlichen auf drei Säulen basiert:

  • Körperliche Aktivität
  • Richtige Ernährung
  • Seelisches Gleichgewicht

Körperliche Aktivität

Vor allem amerikanische Untersuchungen haben sehr schön die vielen Vorteile einer regelmäßigen körperlichen Aktivität für die Gesundheitsförderung bewiesen. Insbesondere wird dadurch das anti-oxidative Schutzsystem des Menschen gestärkt. Auch der regelmäßige (schnellere) Spaziergang zählt bereits zur körperlichen Aktivität. Nicht zu empfehlen beim Gesundheitssport ist jede Form einer extremen körperlichen Belastung (z. B. Marathon). Diese führt, im Gegenteil, zu einer vermehrten Radikalbildung und Oxidativem Stress!

Richtige Ernährung

Die Grundprinzipien einer richtigen Ernährung sind mehr biologische Vollwert- bzw. Vollkornprodukte und weniger Fleisch bzw. Wurst und raffinierter Zucker. Zentrale Bedeutung kommt dabei einer ausreichenden täglichen Aufnahme von anti-oxidativen Mikronährstoffen zu, wie sie reichlich in frischem, unbehandelten Obst und Gemüse enthalten sind.

Die vielzitierte "ausgewogene Ernährung" zur bedarfsgerechten Zufuhr an Mikronährstoffen ist eher ein Wunschtraum mancher "Spezialisten" und Theoretiker. Die Realität bezüglich der Ernährungsgewohnheiten vieler Menschen hierzulande ist, dass sie sich qualitativ und quantitativ falsch ernähren und damit den erforderlichen Tagesbedarf an anti-oxidativen Mikronährstoffen nicht erreichen! Anhand von systematisch durchgeführten Mikronährstoff-Analysen im Blut sowie lebensmittelchemischen Untersuchungen lässt sich dies auch leicht beweisen!

Dazu ein kleines Beispiel: Zur Verhütung von Krebs empfiehlt das amerikanische Krebsforschungs-Institut (National Cancer Institute), täglich 5 (fünf) Portionen Obst oder Gemüse zu essen in Hinblick auf eine ausreichende Zufuhr an anti-oxidativen Mikronährstoffen. Es gibt sicherlich nicht sehr viele Menschen, die dieser Empfehlung entsprechen!

Die besondere Bedeutung der Mikronährstoffe liegt in ihrer Unentbehrlichkeit für den Menschen (Tab. 4). Sie müssen mit der Nahrung aufgenommen werden, weil der menschliche Organismus sie nicht selbst herstellen kann. Allen Mikronährstoffen ist weiter gemeinsam, dass sie wahre Multitalente mit mannigfaltigen Funktionen im komplizierten menschlichen Stoffwechselgeschehen sind.

Eine der Hauptfunktionen von zahlreichen Mikronährstoffen liegt, wie schon oben beschrieben, in ihrer Wirkung als wichtige Anti-oxidantiken im menschlichen Körper!

Gerade aus dem Blickwinkel der Umweltschadstoffe ist also, neben einer möglichst ausgewogenen und vielseitigen Ernährung, die tägliche, zusätzliche Einnahme eines (niedrig dosierten!) Mikronährstoff-Präparates (Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente) durchaus empfehlenswert.

Es hat sich zum Beispiel gezeigt, dass Vitamin C wirksam gegen Bleiakkumulationen in Knochen und Gehirn wirkt oder dass Vitamin E und das Spurenelement Selen effektive Helfer gegen Schadstoffe aus der Luft sind. Raucherhaushalten ist überdies die Anschaffung eines elektrostatischen Luftfilters zur Eliminierung von Luftschadstoffen zu empfehlen.

Gewarnt werden muss an dieser Stelle allerdings vor einer unkontrollierten Einnahme von Mikronährstoffen nach eigenem "Guttünchen"! Vor allem die Spurenelemente sind in dieser Hinsicht problematisch.

Sprechen Sie darüber mit Ihrem Arzt!

Seelisches Gleichgewicht

Hierbei gibt es keine allgemeingültigen Empfehlungen. Jeder Mensch muss seine individuelle Strategie entwickeln, um zum seelischen Gleichgewicht zu finden! Ein Schlüssel dazu liegt sicher im Slogan "Zurück zur Natur". Es gibt gerade in Österreich viele Möglichkeiten, die Schönheit , Ruhe und Kraft der Natur zu genießen und so zum seelischen Gleichgewicht zu finden.

Tab. 1

Beispiele für Umweltschadstoffe

  • Formaldehyd
  • Schwermetalle (v.a. Blei, Cadmium, Quecksilber)
  • Stickstoffhaltige Verbindungen (Nitrate)
  • Halogenierte/chlorierte Kohlenwasserstoffe
  • Strahlung
  • Elektrosmog
  • u.v.a.m.

Tab. 2

Laboranalysen bei Umweltbedingten Krankheiten (Auswahl)

  • Gesamtplasmatische Redoxkapazität nach Rice-Evans
  • Malondialdehyd
  • Vitamine
  • Zink, Selen, Mangan, Kupfer, Magnesium
  • Kryptopyrrol im Harn (+ Vit. B6 im Blut)
  • Gesamtcholesterin, Triglyceride
  • Laktat, Pyruvat (Ruhe, Belastung)
  • Glutathionsystem
  • Homocystein
  • Inesterase

Tab. 3

Radikal-assoziierte Krankheiten (Oxidativer Stress)

  • Krebs
  • Arteriosklerose und Infarkt (Herz, Gehirn)
  • Arthrose
  • Lungenkrankheiten
  • AIDS
  • Erkrankungen des Zentralnervensystems
  • Vorzeitige Alterungserscheinungen (Haut, Gehirn, Auge, etc.)
  • Leberschäden
  • Allergien
  • Chronisch entzündliche Erkrankungen ("Rheumatismus")

Tab. 4

Wichtige Mikronährstoffe

  • Vitamine (z. B. A, Beta-Karotin, C, E, B-Komplex, Folsäure)
  • Mineralstoffe (z.B. Kalium, Kalzium, Phosphor, Magnesium)
  • Spurenelemente (z.B. Selen, Zink, Kupfer, Mangan, Eisen, Chrom)
  • Bestimmte Proteine und Aminosäuren (z. B. Methionin, Cystein, Glutamat)
  • Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe (z. B. Flavonoide, Allicin, Indole, Saponin)
  • Coenzyme (z. B. Coenzym Q 10)
  • Fettsäuren (z. B. Omega-3-Fettsäuren)

Vielzahl weiterer Substanzen (z. B. Cholin, Ginseng, Lecithin, Propolis, Algen).