Oxidative Stress entsteht, wenn die zelluläre antioxidative Abwehr zu gering ist, um die reaktiven Sauerstoffradikalen zu kompensieren: Als Zwischenprodukte des Stoffwechsels entstehen Freie Radikale ständig in jeder Zelle des menschlichen Körpers. Die Sauerstoffverbindungen mit ungepaarten Elektronen sind bestrebt, einem anderen Atom oder Molekül Elektronen zu entreißen. Sie reagieren mit diesen und bilden dabei neue Radikale, die wiederum anderen Substanzen ebenfalls Elektronen entreißen und es kommt in einer Kettenreaktion zur stetigen Vermehrung der Radikale im Körper (= oxidativer Stress)

Physiologische Bildung von reaktiven Sauerstoff-Spezies (ROS)

• Mitochondriale Atmung (eine Zelle benötigt 10¹² Moleküle O₂ pro Tag)
• Bei der Aktivierung von Granulozyten und Makrophagen (Fresszellen)
• Fenton-Reaktion – durch Eisenverbindungen katalysierte Oxidation organischer Substrate mit Wasserstoffperoxid in saurem Medium. Fenton-ähnliche Reaktionen können auch unter Beteiligung anderer niedervalenter Metallkomplexe wie Cu(II), Ti(III), Cr(II) oder Co(II) stattfinden. Die Fenton-Reaktion wird als eine der wesentlichen Quellen der reaktiven Sauerstoffspezies in der Zelle gesehen (= oxidativer Stress)
• Durch Oxidasen wie beispielsweise Monoaminooxidase, Xanthinoxidase, L-Aminooxidase, Tyrosinhydrolase, Flavinoxidase etc.
• Im Arachidonsäuremetabolismus

Zellen halten eine Homöostase (Fließgleichgewicht; Gleichstand) zwischen Bildung und Abbau von reaktiven Sauerstoff-Spezies (ROS). Erhöhte Konzentrationen von ROS führen zu strukturellen und funktionellen Veränderungen von Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren.

Ursachen des oxidativen Stresses

Biographische Ursachen

• Genetische Belastungen durch Eltern, Großeltern (genetische Individualität, das bedeutet genetisch bedingte unterschiedliche Ausstattung z. B. mit Radikale fangenden Enzymen)
• Alter

Verhaltensbedingte Ursachen

• Vitalstoffarme Ernährung (wenig Getreideprodukte, weniger als 5 Portionen Gemüse und Obst (400-800 g/Tag), wenig Milch und Milchprodukte, weniger als ein bis zweimal Fisch pro Woche etc)
  
• Mangel- und Fehlernährung – inklusive Über- und Unterernährung
• Rauchen – die Substanzen, die mit einem einzigen Zug aus einer Zigarette eingeatmet werden, bilden in der Lunge 10¹⁵ freie Radikale – hundertmal mehr, als wir selbst Körperzellen besitzen. Bei der Entgiftung des gleichzeitig eingeatmeten Teers entstehen zusätzlich noch einmal 10¹⁴ freie Radikale.
• UV-Strahlen – beispielsweise Sonnenlicht, Solarium
• Extreme körperliche Arbeit
• Leistungs- und Hochleistungssport

Krankheitsbedingte Ursachen

• Akute Entzündungen
• Atherosklerose [1]
• Diabetes mellitus
• Hämochromatose
• Lungenerkrankungen wie beispielsweise Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS), Asthma bronchiale, Lungenemphysem, Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD)
• Neurodegenerative Erkrankungen wie beispielsweise Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, amyotrophische Lateralsklerose (ALS)

Labordiagnosen

• Malonaldehyd (MDA), 4-Hydroxy-2-Nonenal (HNE) und 2-Propenal (Acrolein) – indirekte Indikatoren des oxidativen Stresses (als Endprodukte der Lipidperoxidation)

Medikamente

• Hormonelle Kontrazeptiva – bei 40- bis 48-jährigen Frauen, die orale Kontrazeptiva anwandten, wurde eine signifikant verstärkte Peroxidation von Lipiden registriert [1]. Dieses kann ein Hinweis für ein erhöhtes kardio-vaskuläres Risiko sein.

Röntgenstrahlen

• Bestrahlung bei Tumorerkrankungen
• Ionisierende Strahlen

Chemotherapien

Operationen

Umweltbelastungen – Intoxikationen

• Beruflicher Kontakt mit Karzinogenen
• Leberschädigungen durch beispielsweise Tetrachlorwasserstoff-Vergiftung, Äthanol etc.aaa