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Glutathion

Abkürzung: GSH (reduzierte Form), GSSG (oxidierte Form)
Chemisch: γ-Glutamyl-Cysteinyl-Glycin
Englisch: Glutathione

1 Definition

Glutathion ist ein atypisches Tripeptid aus den Aminosäuren Glutamat, Cystein und Glycin. Atypisch ist die Bindung deshalb, weil sie unabhängig vom Proteinbiosyntheseapparat erfolgt und die γ-Carboxylgruppe des Glutamats die Peptidbindung eingeht. Katalysiert wird die Bildung durch die Glutathionsynthetase unter Verbrauch von ATP.

Glutathion kommt in sämtlichen Körperzellen vor, hat aber vor allem in den Erythrozyten eine herausragende Bedeutung.

2 Biologische Funktion

Glutathion sorgt für die Aufrechterhaltung reduzierender Bedingungen in den Körperzellen, d.h. es reduziert reaktive Sauerstoffverbindungen und schützt so die Zelle vor Schäden durch Radikale. Besonders wichtig ist seine Anwesenheit in den Erythrozyten: hier reduziert es Methämoglobin, welches keinen Sauerstoff mehr transportieren kann, zu funktionsfähigem Hämoglobin.

Wichtig für seine Funktion ist die Sulfhydrylgruppe (-SH) des Cysteins, die bei der Reduktion von Wasserstoffperoxid mittels der Glutathion-Peroxidase oxidiert wird und sich mit der analogen SH-Gruppe eines weiteren Glutathions zu einer Disulfidbrücke verbindet:

2 GSH + H2O2 --> GSSG + 2 H2O

Zur Regeneration dient die Glutathionreduktase, welche die Disulfidbrücke NADPH-abhängig reduziert. Das erforderliche NADPH stammt aus dem Pentosephosphatweg.

Glutathion dient außerdem der Bildung der Cysteinylleukotriene und der Konjugation (beispielsweise von aromatischen Kohlenwasserstoffen) im Rahmen der Biotransformation.

3 Pathologie

Glutathion kann seiner zellschützenden Funktion als wichtige reduzierende Verbindung dann nicht nachkommen, wenn die Bereitstellung von NADPH gestört ist. Mögliche Ursache ist ein Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel (Favismus), der die Kapazität des Pentosephosphatweges stark einschränkt. Die Folge kann eine hämolytische Anämie sein.

Die Hepatotoxizität von Paracetamol entsteht durch die Depletierung des GSH-Pools. Der Wirkstoff wird in der Leber zu N-Acetyl-p-Benzochinonimin (NAPQI) metabolisiert und normalerweise durch reduziertes Glutathion inaktiviert. Bei übermäßiger Aufnahme von Paracetamol liegt Glutathion überwiegend in der oxidierten Form vor. NAPQI wirkt selbst direkt hepatotoxisch und schädigt die Hepatozyten. Gleichzeitig erhöht sich der oxidative Stress in den Zellen durch den Mangel an reduziertem Glutathion.

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