Reaktive Sauerstoffmetaboliten

Bildung der Sauerstoffradikale

gefördert durch PAF, C3a, C5a ==> "Resipratory burst"

Superoxid-Radikal-Anion: .O2-

synthetisiert in Monozyten / Makrophagen, Granulozyten

durch membranständige NADPH-Oxidase gebildet und in den EZR abgegeben:

Die basale Bildung durch die Phagozyten ist gering, bei Phagozytose erfolgt aber ein Anstieg um mehr als das Zehnfache (Respiratory burst)

Wasserstoffperoxid: H2O2

gebildet als Nebenprodukt der Oxidasen oder indirekt von .O2- unter Einwirkung der Superoxiddismutase (SOD)

Hyperoxylradikal: .OH

Singulett-Sauerstoff: *O2

molekularer Sauerstoff, dessen ungepaarte Elektronen sich auf einem höheren Energieniveau befinden, d.h. die ein Energiepotential haben, da für eine Reaktion verwendet werden kann.

 

Wirkung

Folgen der Sauerstoffradikale

Bei gramnegativen Infektionen kann es durch die Endotoxin-Freisetzung zu einer starken Komplementaktivierung und damit zu einer starken Bildung von C5a kommen. C5a bewirkt in den Leukozyten eine starke Produktion von reaktiven Sauerstoffmetaboliten ==> septischer Schock.

Die Sauerstoffmetaboliten schädigen nicht nur Erreger von Infektionen sondern auch das körpereigene Gewebe. Auch bei nicht-infektiösen Entzündungsreizen (Fremdkörper, Immunkomplexe, Zelldetrius,...) werden durch die Phagozyten Sauerstoffmetaboliten freigesetzt, was ebenfalls körpereigenes Gewebe schädigt.

Leukotaxis und Respiratory burst verstärken einander gegenseitig. Daher kommt es im Entzündungsgebiet zur Anhäufung von Phagozyten und zu einem Konzentrationsanstieg von Sauerstoffmetaboliten. Die Phagozyten setzen Elastase frei, die Kollagen abbaut. a1-Antitrypsin kann jedoch keine Schutzwirkung entfalten, da es durch die O2-Metaboliten irreversibel gehemmt wird.

 

Inaktivierung der Sauerstoffradikale

Gebildete Sauerstoffmetaboliten müssen wieder inaktiviert werden, da sie (wie oben erwähnt) für den Organismus schädlich sind. Dies geschieht durch folgende Enzyme:

Superoxyddismutase (SOD)

Im Zentrum des Moleküls steht ein Metall (Fe, Mn, Zn, Cu), dessen Oxidationsstufe geändert (reduziert) wird:

Katalase

Diese Enzyme kommen nur in den Peroxysomen der Leberzellen vor. Es handelt sich um Hämproteine, die H2O2 als Elektronendonator verwenden. Sie befreien den Organismus von Wasserstoffperoxid, ohne selbst neues entstehen zu lassen.

Glutathion-Peroxidase