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Freie Radikale: Unterschied zwischen den Versionen

 
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'''Freie Radikale''' sind Teile von [[Molekül]]en. An der Bruchstelle befindet sich ein [[Atom]] mit einem so genannten ungepaarten [[Elektron]] (Englisch: ''odd electron'').
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'''''Englisch''': free radicals''
  
Freie, also ungebundene Radikale versetzen biologisches [[Gewebe (Biologie)|Gewebe]] in [[oxidativer Stress |oxidativen Stress]] und können es zerstören, indem sie als ''Initiator'' eine [[Kettenreaktion]] auslösen. Darin kann sich ein freies Radikal mit dem Teil eines bestehenden Moleküles zu einem neuen Molekül verbinden. Wird der neue Reaktionspartner ebenfalls als freies Radikal freigesetzt, so kann er eine analoge Reaktion verursachen. In solch einer Ketten-Reaktion verschwinden vom Körper gewünschte Moleküle und es entstehen unerwünschte oder gefährliche Moleküle. Bruchstellen in der [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] sind an sich schon gefährlich, weil Lesefehler der DNA [[Krebs (Medizin)|Krebs]] verursachen können.
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==Definition==
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'''Freie Radikale''' sind [[Molekül]]e, [[Ion]]en oder [[Atom]]e mit einem ungepaarten [[Elektron]]. Sie sind hochgradig reaktiv.
  
== Entstehung ==
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==Entstehung==
Freie Radikale entstehen im Körper durch Überlastung der Verbrennungsprozesse in [[Mitochondrien]] oder durch extreme äußere Einflüsse:
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Freie Radikale entstehen in [[Organismus|Organismen]] durch [[exogen]]e oder [[endogen]]e Faktoren. Ein Beispiel für endogene Faktoren ist die Überlastung der Verbrennungsprozesse in den [[Mitochondrien]]. Exogene Faktoren können [[Chemie|chemischer]] oder [[Physik|physikalischer]] Natur sein, dazu gehören u.a.:
 
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* Hitzeeinwirkung
* Extreme Hitze ([[Feuer]])
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* [[UV-Strahlung]]
 
* [[UV-Strahlung]]
* [[Röntgen-Strahlung]] und andere [[Ionisierende Strahlung]]
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* [[Ionisierende Strahlung]]
 
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*[[Röntgenstrahlen]]
Freie Radikale können in den Körper gelangen, indem einer der obigen Einflüsse von außen Moleküle des Körpers in freie Radikale zerteilt. Direkte Einwirkung extremer Hitze ist hier unwichtig, weil der sonstige Schaden durch Feuer viel größer ist. Freie Radikale können auch durch Essen, Trinken oder Einatmen von irgend etwas, das freie Radikale enthält, in den Körper gelangen, zum Beispiel:
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* [[Zigarettenrauch]]
 
* [[Zigarettenrauch]]
* Essen, das [[ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlung]] ausgesetzt war
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* [[Umweltgift]]e
 
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Krankheiten wie
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* [[Arterienverkalkung]],
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* [[Rheuma]],
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* [[Alzheimer]] oder
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* [[Krebs]]
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werden durch die aggressive Wirkung von freien Radikalen verursacht.
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[[Antioxidantien]] schützen gegen freie Radikale im Körper, da diese freie Radikale dauerhaft binden.
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==Chemische Erklärung für Nicht-Chemiker==
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Moleküle bestehen aus Atomen, die durch Paare von Elektronen miteinander verbunden sind. Die Stärke der Bindung hängt von der Kombination der Atome ab. Wenn ein gebundenes Atom einem Atom mit einem ungepaarten Elektron begegnet, mit dem es stärker binden kann als mit einem seiner jetzigen 'Partner', dann wechselt es zum Atom mit dem ungepaarten Elektron über. Es nimmt dabei eines der Elektronen aus seiner früheren Bindung mit und dieses paart sich mit dem ungepaarten Elektron. Der frühere 'Partner' bleibt jetzt mit einem ungepaarten Elektron zurück. Das übergewechselte Atom hatte noch andere 'Partner', mit welchen es immer noch verbunden ist. Auch das Atom, das zu Anfang ein ungepaartes Elektron hatte, ist immer noch mit anderen Atomen verbunden. Das Ganze ist jetzt ein neues Molekül. Der frühere 'Partner' ist auch immer noch mit anderen Atomen verbunden, und diese Atomgruppe ist ein neues freies Radikal. Der Prozess könnte sich wiederholen mit dem neuen freien Radikal, aber nur mit Molekülen mit Bindungen, die schwächer sind als die, dessen Aufbrechen das neue schwächere freie Radikal geformt hat.             
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Eine komplexere Variante des Prozesses ist auch möglich: wenn ein Atom einem Atom mit einem ungepaarten Elektron begegnet und im selben Moment zufällig einen Stoß bekommt, dann kann es zu dem Atom überwechseln, auch wenn die neue Bindung ein kleines bisschen schwächer ist als die frühere Bindung. Atome bekommen wegen der Wärme-Bewegung oft Stöße ab. Dieser Prozess wird sich wiederholen, wobei immer mehr gleich starke Bindungen aufgebrochen werden, wobei ursprüngliche Moleküle zerstört werden und neue Moleküle geformt werden. Eine Kettenreaktion also, wobei das ursprüngliche freie Radikal als ''Initiator'' auftritt. Das ist nicht dasselbe wie ein ''[[Katalysator]]'' weil das ursprüngliche freie Radikal verbraucht wird. Bei normalen Reaktionen würde aber die Reaktion aufhören, wenn einer der Ausgangsstoffe verbraucht ist. Die Kettenreaktion bleibt aber in Gang, wobei immer ein freies Radikal beteiligt ist, das genau so 'stark' ist wie das ursprüngliche. Die Kettenreaktion gleicht also mehr einer katalysierten Reaktion als eine normale Reaktion und der Unterschied zwischen einem Initiator und einem Katalysator ist somit in vielen Fällen unwichtig.
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[[Inhibitor]]en stoppen die Ketten-Reaktion. Es sind Moleküle, die sehr schwache freie Radikalen abgeben, wobei also der zuerst beschriebene Prozess auftritt.
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Im Körper treten [[Antioxidantien]] als Inhibitoren auf. Zusammen mit Schutzenzymen werden sie als Maßnahmen gegen den [[oxidativer Stress|oxidativen Stress]] und damit gegen vorzeitiges [[Altern]] eingesetzt.
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Ein [[einsames Elektronenpaar]] (Englisch: ''lone pair'') hat mit freien Radikalen nichts zu tun.
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==Pathophysiologie==
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Freie Radikale versetzen biologisches [[Gewebe]] in [[oxidativer Stress|oxidativen Stress]]. Sie können als ''Initiator'' eine Kettenreaktion auslösen, die Moleküle, [[Zelle]]n und Gewebe schädigen oder irreparabel zerstört. Wird durch die Reaktion mit einem nicht-Radikal-Molekül der Reaktionspartner ebenfalls als freies Radikal freigesetzt, kann er eine analoge Reaktion verursachen. In solch einer Kettenreaktion werden funktionelle Moleküle zu unerwünschten bzw. dysfunktionellen Molekülen umgewandelt. Betreffen diese molekularen Veränderungen die [[DNA]], entstehen [[Mutation]]en und andere [[DNA-Schaden|DNA-Schäden]], die zu [[Degenerative Erkrankung|degenerativen Erkrankungen]] oder [[Krebs]] führen können.
  
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[[Antioxidantien]] (z.B. [[Glutathion]], [[Ascorbinsäure]]) schützen gegen freie Radikale, indem sie mit diesen reagieren und dadurch ihre Reaktivität herabsetzen.
Dieser Artikel aus [http://www.wikipedia.de Wikipedia] wird durch die [http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html GNU FDL] lizenziert.
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[[Fachgebiet:Biochemie]]
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[[Tag:Oxidation]]

Aktuelle Version vom 7. Januar 2020, 23:50 Uhr

Englisch: free radicals

1 Definition

Freie Radikale sind Moleküle, Ionen oder Atome mit einem ungepaarten Elektron. Sie sind hochgradig reaktiv.

2 Entstehung

Freie Radikale entstehen in Organismen durch exogene oder endogene Faktoren. Ein Beispiel für endogene Faktoren ist die Überlastung der Verbrennungsprozesse in den Mitochondrien. Exogene Faktoren können chemischer oder physikalischer Natur sein, dazu gehören u.a.:

3 Pathophysiologie

Freie Radikale versetzen biologisches Gewebe in oxidativen Stress. Sie können als Initiator eine Kettenreaktion auslösen, die Moleküle, Zellen und Gewebe schädigen oder irreparabel zerstört. Wird durch die Reaktion mit einem nicht-Radikal-Molekül der Reaktionspartner ebenfalls als freies Radikal freigesetzt, kann er eine analoge Reaktion verursachen. In solch einer Kettenreaktion werden funktionelle Moleküle zu unerwünschten bzw. dysfunktionellen Molekülen umgewandelt. Betreffen diese molekularen Veränderungen die DNA, entstehen Mutationen und andere DNA-Schäden, die zu degenerativen Erkrankungen oder Krebs führen können.

Antioxidantien (z.B. Glutathion, Ascorbinsäure) schützen gegen freie Radikale, indem sie mit diesen reagieren und dadurch ihre Reaktivität herabsetzen.

Tags:

Fachgebiete: Biochemie

Diese Seite wurde zuletzt am 9. März 2011 um 16:45 Uhr bearbeitet.

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