Körpereigene Antioxidantien – Du immer mit deinem Vitamin C!

Jeder kennt heute Antioxidantien. Antioxidantien sind so genannte „Radikal-Fänger“, die „freie Radikale“ (engl. reactive oxygen species, ROS) unschädlich machen können. Viele wissen um die Wirkung von Vitamin C, Vitamin E und ß-Carotin, doch nur sehr wenige haben sich schon intensiv mit der körpereigenen Abwehr von Radikalen befasst.

Freie Radikale – ein schwammiger Begriff

Jeder kennt die Bezeichnung, doch niemand weiß so recht, was das eigentlich ist. Als freies Radikal bezeichnet man Moleküle, die ein ungepaartes Elektron bei sich tragen. Dadurch werden sie extrem reaktiv und heften sich überall an, auch dort, wo es absolut nicht von Vorteil ist. Sie zerstören auf diese Art und Weise die Funktion der Zellmembran, der DNA und anderen Substanzen innerhalb des Organismus‘.

Das wichtigste Radikal ist das Superoxid-Anion. Superoxid – wer auf den Namen achtet, der kann schnell schlussfolgern, dass es sich hierbei um eine Substanz handelt, die Sauerstoff enthält. „Anion“ heißt es deshalb, weil es – wie besprochen – ein Elektron zu viel mit sich trägt.

Superoxid entsteht an dem Ort, der das Leben – so wie wir es kennen – überhaupt erst ermöglicht: Im Mitochondrium! Mitochondrien – über diese Mini-Kraftwerke rede ich immer mit euch, weil sie im direkten Zusammenhang mit eurer Lebensqualität und -spanne stehen.

Doch: Wo gehobelt wird, da fallen auch Späne. 

Mitochondrien betreiben einen „oxidativen Stoffwechsel“. Oxidativ deshalb, weil dieser Stoffwechsel nur mit Sauerstoff funktioniert. Zusammen mit Sauerstoff kann das Mitochondrium ATP, den universellen Energieträger,  produzieren – nämlich aus Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen (präferiert in dieser Reihenfolge). Und dieser ganze Prozess wird betrieben mit Hilfe von Elektronen, präzise: Einer Elektronen-Kette.

Je intensiver diese „Atmung“ (engl. respiration), um so stärker werden Substanzen durch die Mitochondrien-Membran gejagt. Völlig normal ist dabei, dass Elektronen „abhauen“ und sich mit dem Sauerstoff zusammen tun. Das nennt man dann Superoxid.

Das heißt: Es ist völlig normal, dass freie Radikale entstehen.

Von der „Free Radical Theory of Aging“

Mittlerweile sind tausende Arbeiten zu diesem Thema erschienen. Alle mit folgender Botschaft:

[su_quote]The “free radical production hypothesis of aging” is proposed: a decrease in oxygen radical production per unit of O2 consumption near critical DNA targets (mitochondria or nucleus) increases the maximum life span of extraordinarily long-lived species like birds, primates, and man. Free radical production near these DNA sites would be a main factor responsible for aging in all the species […][/su_quote] (Barja, 1994)

(Deutsch: Die „free radical theory of aging“ wird nahe gelegt: Eine Senkung der Radikal-Produktion pro Einheit Sauerstoff-Aufnahme in der Nähe von wichtigen Zielen (Mitochondrium oder DNA), erhöht die maximale Lebensspanne von langlebigen Spezies wie Vögel, Primaten oder Menschen. Radikalen-Produktion nahe der DNA wäre demnach ein Hauptfaktor, der für das Altern zuständig ist …)

Tatsächlich ist es so, und darüber schreibe ich auch in meinem Buch, dass Mitochondrien im Alter weniger ATP produzieren bei gleichzeitiger Mehr-Produktion von ROS, also freien Radikalen. Das scheint ein universelles Phänomen zu sein.

Doppelt blöd: Weniger ATP meint auch weniger Energie für zelluläre Prozesse. Mehr ROS meint auch, dass noch mehr Mitochondrien kaputt gehen werden, denn logischerweise bombardieren ROS auch Mitochondrien.

Außerdem muss man mittlerweile anerkennen, dass ROS eine Rolle spielen bei nahezu jeder Erkrankung. Die Zelle stirbt immer nur dann, wenn sie zu stark unter oxidativem Stress leidet. Das gilt für alle Zellen und für alle Krankheiten: Von Arteriosklerose, über lethale Fettleber (Leberzirrhose), hin zu Krebs.

When things go wrong – Schwarz/Weiß-Denken nix gut

Wann immer du mehr ATP produzieren musst (Beispiel Sport), wird auch die Radikalen-Produktion, als Abfallprodukt, zunehmen.

Viele Menschen dachten jahrelang, dass freie Radikale völlig unnötige und störende Substanzen sind, die alles kaputt machen. So genanntes „mega dosing“ von Vitaminen etc. wurde vorgeschlagen, um Schäden zu minimieren.

… Und dann kam Ristow. 2009 konnte der deutsche Wissenschaftler zeigen, dass die Gabe von Antioxidantien, hier Vitamin C (1000 mg) und E (400 IE) pro Tag,  dafür sorgt, dass keine zelluläre Adaptation nach Sporteinheiten zu beobachten ist. Anders ausgedrückt: Antioxidantien verhindern, dass der Muskel sich ordentlich anpasst nach dem Sport. Das ist blöd, dann hättest du nämlich auch daheim bleiben können.

Jeder, der diesen Blog hier liest, weiß, dass wir uns immer um PGC1-alpha kümmern sollten. Dieses Protein nämlich ist der Master-Regulator unserer Mitochondrien-Anzahl und -Funktion.

Dumm: PGC1-alpha war nach Gabe von Antioxidantien einfach nicht aktiv. Umsonst trainiert. 

Ein Jahr später, also 2010, wurde gezeigt, dass der Fadenwurm länger lebt, wenn er freien Radikalen ausgesetzt ist – aber nicht die volle Ladung, sondern „mild“ (Lee, 2010). Ein bisschen mehr freie Radikale tun also gut. Offensichtlich.

Klar wurde vor 4-5 Jahren also, dass freie Radikale nicht nur irgendwelche Katastrophen-Bringer sind, sondern womöglich äußerst wichtige Signalmoleküle, die den (zellulären Stoffwechsel) regulieren.

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Abb. 1: Freie Radikale in dualer Position – die Waagen-Analogie

Es bedarf somit nicht viel Sachverstand, um zu realisieren, dass freie Radikale nicht nur verlust-, sondern auch gewinnbringend sind. Oder, wie Paracelsus das ausdrückte: Sola dosis facit venenumdie Dosis ist schuld.

Je länger man sich mit Körper-Thematiken befasst, um so stärker wird man davon überzeugt, dass es sich immer um Gleichgewichtsprozesse handelt, um gewisse Verhältnisse die gewahrt bleiben müssen, damit ein System nicht aus dem Gleichgewicht gerät.

Körpereigene Antioxidantien – dein wahres Problem

Der Körper ist nicht blöd. Ich habe mehrfach geschrieben, dass Kalorien-Restriktion ein adäquates Mittel ist, um dein Leben zu verlängern. Das geschieht deshalb, weil

  • Mitochondrien-Funktion erhalten bleibt
  • ATP-Produktion nicht so dramatisch abfällt
  • weniger freie Radikale vorhanden sind

Ist das so schwer zu verstehen?

Kalorien-Restriktion macht diese Effekte deshalb, weil es Sirtuine, „Langlebigkeitsgene“, aktiv macht. Zwei sind besonders wichtig:

  • Sirt1 
  • Sirt3

Es gibt insgesamt 7.

Während Sirt1 dafür sorgt, dass Mitochondrien gebildet werden (via PGC1-alpha), ist Sirt3 im Mitochondrium selbst gelagert, wo es (unter anderem) dafür sorgt, dass körpereigene Antioxidantien gebildet werden (Kincaid, 2013).

Und genau das ist der Grund, warum die Mitochondrien-Funktion erhalten bleibt: Diese körpereigenen Abwehrsysteme sorgen dafür, dass die Mitochondrien nicht kaputt gehen.

Wir beheben die (im Alter zu beobachtende) mitochondriale Dysfunktion also über zwei Wege:

  • Vermehrung und Ausbau der mitochondrialen Dichte und Funktion
  • Hemmung von ROS via körpereigener Antioxidantien 

Das ist also der wahre Grund, warum du länger leben wirst, wenn du so lebst, wie ich das hier vorschlage. Stichwort Mitochondrium. Wie immer.

Jetzt kommt aber dein Problem … Körpereigene Antioxidantien müssen ja gebildet werden.

Wir kennen

  • Katalasen (dafür brauchst du Eisen und Mangan)
  • Glutathion (Glutaminsäure, Cystein, Glycin)
  • Glutathion-Peroxidase (Selen)
  • Superoxid-Dismutasen (Mangan, Kupfer, Zink) 

Die sind alle in der Zelle gelagert und sorgen dafür, dass anfallende Radikale entschärft werden.

Und dann frage ich mich immer, ob das bei euch allen so gut funktioniert. Das frage ich mich deshalb, weil ihr ja regelmäßig Blutwerte schickt, sowohl im Forum, als auch per Mail.

Ihr glaubt doch nicht im Ernst, dass Dismutasen super funktionieren, wenn ihr Mangan-Werte habt, die im untersten Fünftel des Referenzbereichs liegen?! Wer von euch lässt Mangan denn überhaupt messen?

Das heißt: Euer Körper wäre überhaupt nicht in der Lage adäquat auf freie Radikale reagieren zu können. Fairerweise: Es gibt Menschen unter euch, die gut versorgt sind, keine Frage!

Ich frage mich bei den restlichen Leuten halt immer, warum 10 g Vitamin C einverleibt werden, wenn man noch nicht einmal vorm eigenen Hof gekehrt hat. Da will jemand Bundesliga spielen, scheitert aber schon beim Schuss auf’s Tor.

Würde man nämlich aufhören irgendwelche Megadosen an Vitamin C einzuwerfen, dann könnte man die Radikal-Abwehr ja jemandem überlassen, der das seit Jahrmillionen ganz gut hinbekommt: Der Zelle!

Dann würde Ristow nicht mehr so laut über euch lachen …

Ausnahmen bestätigen die Regel

Ja, es gibt Ausnahmen. Wenn man das Gleichgewicht so verändert hat, dass wir aus dem „Radikalen-Sumpf“ nicht mehr herauskommen, dann sollten wir natürlich nachhelfen.

Zunächst über die Erhöhung des körpereigenen Abwehrsystems. Unterstützend kann man über die Gabe von beispielsweise alpha-Liponsäure nachhelfen, denkbar wäre auch Carnosin, das eine ähnliche antioxidative Wirkung hat.

Ein weiteres Szenario wäre auch denkbar: Parallel zum Anstieg des Alters, „puffern“ mit Hilfe von den gerade genannten Substanzen, dann, wenn man nicht in der Lage ist, generelle Life-Style-Optionen, wie hier ständig vorgeschlagen, umzusetzen.

Für den normal-gesunden 30-Jährigen aber gilt das, was hier besprochen wurde: Auf körpereigene Abwehrsysteme setzen, dort modulieren und zunächst auf „mega dosing“ von exogenen Antioxidantien verzichten.

Zusammenfassung

Freie Radikale sind in aller Munde. Jeder kennt sie doch keiner weiß, um was es sich hierbei eigentlich handelt. Das wichtigste freie Radikal ist das Superoxid-Anion. Es entsteht bei der Verstoffwechselung von Substraten (Fetten, Kohlenhydraten, Proteinen) in den Mitochondrien. Die Gabe von exogenen, „körperfremden“ Antioxidantien – wie Vitamin C und E – kann eine zelluläre Anpassung nach Sporteinheiten verhindern.

Freie Radikale sind Signalmoleküle, die essentiell sind für die Gesundheit. Hier zählt das Verhältnis beziehungsweise das Gleichgewicht im Körper und in der Zelle.

Ziel muss es sein, körpereigene Abwehrsysteme zu verstärken und so das Gleichgewicht bezogen auf das Kosten/Nutzen-Verhältnis zu wahren.

Hier spielen mehrere Interventionen eine Rolle, wie Kalorien-Restriktion (via Sirt3) und die Zufuhr von essentiellen Spurenelementen wie Selen, Zink, Kupfer und Mangan.

HIER geht’s zur Foren-Diskussion. 

Referenzen

  • Barja, G et al. „A decrease of free radical production near critical targets as a cause of maximum longevity in animals.“ Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry 108.4 (1994): 501-512.
  • Lee, Seung-Jae, Ara B Hwang, and Cynthia Kenyon. „Inhibition of Respiration Extends< i> C. elegans</i> Life Span via Reactive Oxygen Species that Increase HIF-1 Activity.“ Current Biology 20.23 (2010): 2131-2136.
  • Kincaid, Brad, and Ella Bossy-Wetzel. „Forever young: SIRT3 a shield against mitochondrial meltdown, aging, and neurodegeneration.“ Frontiers in aging neuroscience 5 (2013).
  • Ristow, Michael et al. „Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans.“ Proceedings of the National Academy of Sciences 106.21 (2009): 8665-8670.
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  • Marco Nykamp

    Sehr schöner Artikel! Da fragt man sich, wieso es immernoch Hersteller wie egg.de gibt, die Whey-Präparate mit „unserer einzigartigen Vitaminmischung“ vertreiben. Die setzen ihrem Whey aus Weidemilch Vitamin C + E zu. Ist zwar nicht jeweils enthalten, aber dennoch ja vollkommen unnötig, oder eher kontraproduktiv.
    http://www.egg.de/shop/proteine/whey-protein.html

  • Thorsten Stock

    Interessanter Artikel, keine Frage.

    Aber ist es angebracht Vitamin C nur auf seine antioxidative Wirkung zu reduzieren?
    Ist Vitamin C nicht auch ein wichtiger Metabolit / Co-Faktor für eine Reihe andere Stoffwechselvorgänge (Kollagenaufbau, Zellteilung, etc.)? Da wäre es doch zu kurz gedacht, jetzt auf die von der DGE proklamierte Vitamin C Zufuhr zurück zu fahren.

    Allerdings, wenn ich das richtig verstehe, sind Deine Ausführungen durchaus ein Statement pro Nüchterntraining; mindestens im Ausdauerbereich. Schließlich hatte der Körper die ganze Nacht Zeit, seine Antioxidantienlevel auszugleichen bzw. auf angemessenen Werte zu reduzieren / anzupassen. Wenn man sich dann im Trainigstagesverlauf nicht die Mega-Antioxidantienmengen einverleibt, sollte man doch prinzipiell schon einiges richtig machen, oder?

    Unterm Strich bleibt für die Trainierenden die Feststellung, an Trainingstagen mit der Aufnahme von Antioxidantien zurückhaltend zu sein und ggf. an trainingsfreien Tagen etwas mehr zu nehmen.

    LG,
    Thorsten

  • Ulrich Schemmel

    Es ist mit Sicherheit die beste Lösung freie Radikale mit körpereigenen Substanzen sofort da zu entschärfen wo sie entstehen, in den Mitochondrien. Da bin ich ganz bei dir! Aber ich kann
    nicht ganz verstehen, warum Vitamin C ein Problem sein soll. Ob die freien Radikale jetzt per SOD oder VitC entschärft werden sollte eigentlich keinen Unterschied machen. In beiden Fällen sind sie weg und können ihre potentiell positive Wirkung nicht entfalten. Zudem: die missten Tiere produzieren VitC in der Leber in großen Mengen. Eine Ziege beispielsweise 13 Gramm pro Tag, direkt in den Blutstrom. Tiere scheinen damit kein Problem zu haben.

    Gruß
    Uli

    • edubilyde

      Na ja, weil es einen Unterschied macht, ob du ein Antoxidans, speziell Vitamin C, exogen zuführst oder ob du endogen regulieren lässt. MnSOD wird endogen nach Bedarf reguliert. Übrigens wie die C-Produktion bei Tieren auch.

      Der Mensch ist gewissermaßen „adaptiert“ daran, dass er weniger (also … kein) C endogen synthetisiert. Er recycelt das C viel besser via Erythrozyten und nutzt z. B. die erhöhten Harnsäure-Werte (im Vgl. zu anderen Spezies) als Antioxidans.

      Der entscheidende Punkt ist: Gibt man Tieren exogen Vitamin C, z. B. der Ratte, dann passieren unschöne Dinge mit Mitochondrien und z. B. der Ausdauerleistungsfähigkeit dieser Tiere. Das liegt daran, dass zusätzliches C die mitochondriale Anpassungsfähigkeit via PGC-1alpha (z. B.) hemmt. Das scheint also endogenes C nicht zu tun, weil das vermutlich autoregulativ gebildet wird.

      Ich würde darüber nicht schreiben, wären es Phänomene, die einmal irgendwo in irgendeiner Studie berichtet worden wären. Tatsächlich gibt es mittlerweile rel. viele Studien, die das zeigen. Ich habe z. B. eine Studie im Kopf, dort halbierte sich die Mito-Dichte bei C-Gabe, was einherging mit entsprechender Ausdauerleistung. Wohlgemerkt: Bei Vitamin-C-produzierenden Ratten! Bei Menschen sind die Effekte vermutlich nicht so stark ausgeprägt, aber die Studie von Ristow und Kollegen kennt ja mittlerweile auch jeder.