zur Navigation zum Inhalt
 

Diagnose von oxidativem Stress und Entzündung

Gerät das oxidative/antioxidative Gleichgewicht aus der Balance und mehren sich die Entzündungsparameter, droht eine Zunahme von altersbedingten Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Atherosklerose. Zur Messung des oxidativen Stresses gibt es verschiedene Methoden.

Verschiedenste wissenschaftliche Ansätze verfolgen das Ziel, den Alterungsprozess zu erklären und damit Anknüpfungspunkte für eine mögliche Intervention zu finden. Schon 1956 formulierte Denham Harman die Theorie, dass die Bildung von so genannten freien Radikalen, also von sehr reaktiven Sauerstoff- oder Stickstoffspezies, zu einer kumulativen Schädigung von Zellen und damit zu deren „Ergreisung“ führt. Dies geht einher mit einem leichten, aber chronischen Anstieg von Entzündungsparametern, der ebenfalls in einer Gewebsschädigung mündet und letztlich für ein erhöhtes Erkrankungsrisiko älterer Menschen verantwortlich gemacht wird. Was liegt also näher, als die Dimension der Belastung bestimmen zu wollen, um entsprechend gegensteuern zu können?

Schwierige Messung

Wenn das Ausmaß der gebildeten freien Radikale die protektive antioxidative Kapazität übersteigt, spricht man vom „oxidativen Stress“. Methodisch gesehen stehen verschiedene Strategien zur Verfügung, diesen zu messen (siehe Kasten). Die direkte Determination reaktiver Spezies ist schwierig und nur mittels technologisch aufwändiger Elektronenspinresonanz (ESR) zu bewerkstelligen. Aus diesem Grund greift man meist auf indirekte Methoden zurück und bestimmt die bereits erfolgte Schädigung von Lipiden, Proteinen oder DNA. Verschiedenste Studien belegen altersbedingte Anstiege von Malondialdehyd, einem Marker für Lipidperoxidation, von Proteincarbonylen, einem Marker für Proteinoxidation, und von 8-Hydroxy-2-Deoxyguanosin (OH8dG), einem Marker für die oxidative Schädigung von DNA-Molekülen.
Ebenso häufig erfolgt jedoch die Bestimmung von Antioxidantien. Zu diesen zählen einerseits die nicht enzymatischen Antioxidantien wie Albumin, Cystein, Glutathion, Vitamin C, Vitamin E, Betakarotin, Lykopen, Harnsäure, Bilirubin, Ubiquinon-10, Flavonoide, aber auch Mikronährstoffe wie Zink, Selen, Mangan und Kupfer, die vor allem als Kofaktoren antioxidativer Enzyme wirken. Die bekanntesten protektiv wirksamen Enzymsysteme umfassen die Superoxiddismutase, die Katalase, die Xanthinoxidase und die Glutathionperoxidase.
Allein diese sicher nicht vollständige Aufzählung antioxidativ wirkender Substanzen lässt vermuten, dass deren separate Messung ebenfalls anspruchsvoll ist. Folglich wurden Methoden entwickelt (FRAP, TRAP, TEAC, ORAC), die die gesamte „antioxidative Kapazität“ biologischer Proben determinieren. Diese so genannten Inhibierungsmethoden haben die Erzeugung künstlicher Radikale gemeinsam, die von in der Probe vorhandenen Antioxidantien abgefangen werden. Mittels eines geeigneten Testsystems wird das Ausmaß der Inhibierung aufgezeichnet.
Beachtenswert ist hier, dass die antioxidative Kapazität im Plasma vor allem von Albumin, Harnsäure und Bilirubin abhängig ist, deren Konzentration die der anderen Antioxidantien generell übersteigt und deren (krankheitsbedingter) Anstieg meist kein positives Zeichen darstellt.

Beginn einer Signalkaskade

Das Auftreten von akutem, aber auch chronischem oxidativen Stress setzt intrazellulär eine Signalkaskade in Gang, die hauptsächlich über den nukleären Transkriptionsfaktor-kappaB (NF-?B) mediiert wird. Dieser liegt in inaktiver Form im Zytoplasma vor und wandert nach Aktivierung in den Zellkern, um die Expression einer Reihe von inflammatorischen Molekülen wie Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-a), Interleukin-6 (IL-6), Interleukin-1ß, Cyclo­oxygenase-2 oder Adhesionsmoleküle zu induzieren. Die Methoden zur Messung dieser inflammatorischen Parameter sind mannigfaltig und reichen von der routinemäßig angewendeten Bestimmung von C-reaktivem Protein (CRP) und der Leukozytenzahl bis hin zur serologischen Bestimmung von Zytokinen und Chemokinen (TNF-a, IL-6, IL-8, RANTES, MIP-1a).
Es besteht kein Zweifel, dass eine Imbalance im oxidativen/antioxidativen Gleichgewicht, gepaart mit dem Auftreten inflammatorischer Parameter, mit einer Zunahme von altersbedingten Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson, Atherosklerose, Typ-2-Diabetes, Sarkopenie (altersbedingtem Muskelschwund) und anderen im Zusammenhang steht. Zusammenfassend lässt sich jedoch feststellen, dass keine der genannten Methoden den goldenen Standard zur Diagnose von oxidativem Stress und/oder Entzündung darstellt. Vielmehr erscheint für eine valide Aussage die Messung eines Sets von verschiedenen Parametern notwendig.

 Bestimmung des oxidativen Stresses

Barbara Wessner
Universitätsklinik für Chirurgie,
Medizinische Universität Wien

Literatur
Harman D. J Gerontol. 1956;11(3):298-300.
Bruunsgaard H, et al. Immunol Allergy Clin North Am. 2003;23(1):15-39.
Roth E, et al. Curr Opin Clin Nutr Metab
Care. 2004;7(2):161-8.

Barbara Wessner, Ärzte Woche 20/2001

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben