Freie Radikale haben einen schlechten Ruf. Sie gelten als Hauptverursacher von Alterung, Entzündungen und zahlreichen chronischen Erkrankungen. Entsprechend groß ist der Markt für Antioxidantien, die versprechen, diese gefährlichen Moleküle unschädlich zu machen.

Doch die Wahrheit ist komplexer – und deutlich spannender.

Dieser Beitrag erklärt freie Radikale, oxidativen Stress und Antioxidantien anhand einfacher Analogien, so wie sie auch in der funktionell-genomischen Betrachtung verwendet werden.

Freie Radikale – das Feuer des Lebens
Freie Radikale sind vergleichbar mit Feuer.
Feuer kann wärmen, Nahrung zubereiten und Leben ermöglichen – aber außer Kontrolle geraten, kann es zerstören.

Genauso ist es mit freien Radikalen. Sie entstehen ganz natürlich im Körper, vor allem bei der Energiegewinnung in den Mitochondrien. Ohne sie könnten wir nicht leben. Problematisch werden sie erst dann, wenn sie außer Kontrolle geraten.

Wie entstehen freie Radikale?
Man kann sich den Körper wie ein Auto mit Verbrennungsmotor vorstellen.
Sobald Energie erzeugt wird, entstehen Abgase. Niemand käme auf die Idee, das Auto abzuschaffen, nur weil Abgase entstehen. Stattdessen nutzt man Katalysatoren und Filtersysteme.

Im Körper entstehen bei der Energieproduktion sogenannte reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies (ROS & RNS). Sie sind Nebenprodukte eines lebenswichtigen Prozesses – kein Fehler des Systems.

Zu den wichtigsten gehören:

• Superoxid (O₂•⁻): Entsteht, wenn Sauerstoff bei der mitochondrialen Energiegewinnung ein Elektron aufnimmt. Es ist meist der erste Funke, aus dem weitere Radikale entstehen.
• Wasserstoffperoxid (H₂O₂): Entsteht aus Superoxid durch das Enzym Superoxiddismutase (SOD). Es ist selbst kein freies Radikal, aber hochreaktiv und dient zugleich als wichtiges Signalmolekül.
• Hydroxylradikal (•OH): Entsteht, wenn Wasserstoffperoxid mit freien Eisen- oder Kupferionen reagiert. Es ist das aggressivste Radikal im Körper und kann DNA, Proteine und Zellmembranen unmittelbar schädigen.
• Stickstoffmonoxid (NO•): Wird gezielt aus der Aminosäure L-Arginin gebildet. Es reguliert Blutgefäße, Nervensignale und Immunreaktionen – ein essenzieller Botenstoff.
• Peroxynitrit (ONOO⁻): Entsteht, wenn Superoxid und Stickstoffmonoxid aufeinandertreffen. Diese Verbindung ist besonders schädlich für Mitochondrien und Enzyme.

Daneben gibt es weitere Sauerstoffradikale und lipidbasierte Radikale, die vor allem in Zellmembranen bei Entzündungen oder Umweltstress entstehen.

Oxidativer Stress – Rost im biologischen System
Oxidativer Stress lässt sich gut mit Rost an Metall vergleichen.
Ein bisschen Feuchtigkeit macht noch keinen Schaden. Wird das Metall jedoch dauerhaft dem Regen ausgesetzt, beginnt es zu rosten und seine Struktur zu verlieren.

Im Körper spricht man von oxidativem Stress, wenn mehr reaktive Spezies entstehen, als neutralisiert oder kontrolliert werden können. Dann beginnen sie, Zellmembranen, Proteine, Mitochondrien und sogar die DNA zu schädigen.

Warum freie Radikale auch nützlich sind
Freie Radikale sind nicht nur schädlich – sie sind unverzichtbar. Besonders das Immunsystem nutzt sie gezielt.

Eine passende Analogie ist das Militär:

• Freie Radikale sind wie Soldaten
• Sie bekämpfen Krankheitserreger
• Sie zerstören entartete oder infizierte Zellen

Würden wir alle freien Radikale eliminieren, würden wir auch unsere Immunabwehr schwächen.

Antioxidantien – die Feuerwehr
Antioxidantien wirken wie eine Feuerwehr.
Sie löschen nicht jedes Feuer pauschal, sondern greifen dort ein, wo ein Brand außer Kontrolle gerät.

Vitamine wie C und E können freie Radikale neutralisieren, indem sie ein Elektron abgeben. Doch hier liegt ein oft übersehener Punkt:
Dabei werden sie selbst instabil und müssen wieder regeneriert werden.

Der wahre Schlüssel liegt deshalb nicht in einzelnen Vitaminen, sondern in körpereigenen antioxidativen Enzymsystemen, insbesondere:

• Superoxiddismutase (SOD) – wandelt Superoxid in Wasserstoffperoxid um
• Katalase – zerlegt Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff
• Glutathion & Glutathionperoxidase – neutralisieren Peroxide und regenerieren andere Antioxidantien

Diese Systeme arbeiten millionenfach effizienter als isolierte Antioxidantien.

Das Antioxidantien-Paradoxon
Ein weitverbreiteter Irrtum lautet:
„Viel hilft viel.“

Doch das ist, als würde man eine Stadt mit so vielen Polizisten fluten, dass sich niemand mehr frei bewegen kann.

Zu viele Antioxidantien können:

• wichtige Signalprozesse blockieren
• das Immunsystem bremsen
• die natürliche Anpassungsfähigkeit des Körpers schwächen

Studien zeigen sogar, dass bestimmte Formen von kontrolliertem oxidativem Stress lebensverlängernd wirken können.

Mitochondriale Hormesis – Stress macht stärker
Hier kommt das Konzept der mitochondrialen Hormesis ins Spiel. Es lässt sich am besten mit Muskeltraining erklären:

• Kein Trainingsreiz → kein Muskelaufbau
• Zu viel Reiz → Verletzung
• Der richtige Reiz → Stärke

Kurzzeitiger, kontrollierter oxidativer Stress – etwa durch Bewegung, Kalorienreduktion oder Fasten – aktiviert körpereigene Schutzmechanismen. Die Zellen werden widerstandsfähiger und effizienter.

Die intelligente Lösung des Körpers
Der Körper besitzt ein hochentwickeltes Selbstregulationssystem. Über Prozesse wie Methylierung und den Nrf2-Signalweg stellt er genau die antioxidativen Enzyme her, die benötigt werden – zur richtigen Zeit und am richtigen Ort.

Man kann sich das wie einen Autopiloten vorstellen:
Er beschleunigt, bremst und korrigiert selbstständig, ohne dass wir ständig eingreifen müssen.

Fazit: Balance statt Bekämpfung
Freie Radikale sind keine Feinde, sondern Werkzeuge des Lebens. Nicht ihre Existenz ist das Problem, sondern ein dauerhaftes Ungleichgewicht.

Die moderne Sichtweise lautet daher:

• nicht „freie Radikale eliminieren“
• sondern Regulationsfähigkeit stärken

Gesunde Ernährung, Bewegung, Stressmanagement und die Unterstützung körpereigener Prozesse sind langfristig wirksamer als wahllose Antioxidantien-Supplementierung.

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Referenzen:

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11143644/
https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00380-7
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3124811/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38483584/
https://www.mdpi.com/1422-0067/26/15/7520?utm_source=chatgpt.com
https://www.frontiersin.org/journals/endocrinology/articles/10.3389/fendo.2021.718235/full?utm_source=chatgpt.com
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10206224/?utm_source=chatgpt.com
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4300202/?utm_source=chatgpt.com
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9605829/?utm_source=chatgpt.com

Molecular Biology of the Cell (Alberts et al.)
– Kapitel zu Zellstoffwechsel, ROS & antioxidativen Mechanismen.

Free Radicals in Biology and Medicine (Barry Halliwell & John Gutteridge)
– Definitives Standardwerk zu freien Radikalen, oxidativem Stress und Antioxidantien.

Biochemistry (Berg, Tymoczko & Stryer)
– Fundierte biochemische Erklärungen zur Entstehung reaktiver Spezies und Enzymen wie SOD, Katalase & Glutathionperoxidase.

Lehninger Principles of Biochemistry (Nelson & Cox)
– Große Übersicht über ROS, mitochondriale Prozesse und regulatorische Signalwege.