17.09.10

Chemie

Warum freie Radikale manchmal auch gesund sind

Antioxidantien wie zum Beispiel Vitamin C sollen vor freien Radikalen schützen. Vitaminzusätze können aber auch zuviel des Guten sein.

Von Wolfgang W. Merkel

Gut oder böse? Die Antwort fällt auch in der Chemie nicht immer leicht. Bei Ozon (O ₃ ) zum Beispiel. Das ist der chemisch weit reaktionsfreudigere Bruder des "normalen" Sauerstoffs (O2). Das O ₃ -Molekül schützt in der stratosphärischen Ozonschicht vor starker UV-Strahlung, es ist aber auch ein aggressiver "Bösewicht", weil es Körperzellen zerstören kann. Eng damit verknüpft ist der Begriff "Radikale".

Dass damit chemische Stoffe gemeint sind und nicht politische Extremisten, hat sich herumgesprochen. Aber was hat es mit ihnen auf sich? Zunächst einmal: Atome bestehen aus einem Kern aus Protonen und Neutronen und einer Hülle aus darum kreisenden Elektronen. Die Elektronen sorgen für Bindungen des Atoms zu anderen Atomen und bestimmen die chemischen Eigenschaften eines Stoffes.

In den Elektronenhüllen der Atome und Atomverbände (Moleküle) schweben die Elektronen zumeist in Zweiergruppen – was komplexe quantenphysikalische Gründe hat. Kurz gesagt: Elektronen sind nicht gern allein, sondern lieben die Zweisamkeit. Hin und wieder kommt es dennoch vor, dass durch einen äußeren Impuls – etwa Hitze oder Licht – ein Atom ein Elektron verliert und somit ein Elektron allein zurückbleibt. Ein Atom mit solch einem einzelnen ungepaarten Elektron nennt der Chemiker Radikal und kennzeichnet es mit einem Punkt – ein Elektronenpaar kennzeichnet er mit einem Strich.

Weil nun aber das einsame Elektron den Drang zur Zweisamkeit verspürt, ist das Radikal meist instabil, sucht sich schnell ein weiteres Elektron und geht eine neue Bindung ein. Oft suchen sich Radikale aber nicht ein anderes einzelnes Elektron, sondern reißen eines aus einer bestehenden Zweierbeziehung heraus – Radikale sind also chemisch hoch "reaktiv", aggressiv und zerstörerisch.

In einem Organismus kann das fatal sein, Radikale verursachen "oxidativen Stress", schädigen das Erbmolekül DNA, Eiweiße, die fettähnlichen Lipide und somit auch ganze Zellen. Ein biochemisches Modell, die Freie-Radikale-Theorie, geht davon aus, dass Radikale das Altern beschleunigen und Krankheiten (mit) auslösen, etwa Diabetes, Arteriosklerose, Lungenleiden, die Alzheimerkrankheit und Krebs.

Für seinen Schutz hat der Organismus allerdings Gegenspieler: Antioxidantien wie die Vitamine A, C und E, bestimmte Pflanzenfarbstoffe (Anthocyane, Flavonoide), sowie Enzyme; sie machen Radikale unschädlich. Aber als wäre das Spiel zwischen Radikalen und ihrer Abwehr nicht schon kompliziert genug, haben Forscher herausgefunden, dass es durchaus ungesund sein kann, Antioxidanzien wie etwa Vitamine zusätzlich zur Nahrung gegen Radikale einzusetzen.

So sind Radikale beispielsweise notwendig für das Abtöten von Krebszellen in der Chemo- und Strahlentherapie. Und wer Sport treibt, verliert seine Trainingseffekte, wenn er zusätzlich zur normalen Nahrung Vitamin C und E schluckt. Über ein Zuviel an Obst und Gemüse ist indes bisher nichts bekannt geworden.