Oxidativer Stress

Wie definiert man oxidativen Stress?

Oxidativer Stress definiert sich als eine Verschiebung des Gleichgewichts zwischen Oxidation und Reduktion hin zu einem oxidativen Milieu, was grundsätzlich zu zellulären bzw. genetischen Schäden führen kann. Der Zustand wird durch sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) herbeigeführt, bei denen es sich um chemische Zwischenstufen des Sauerstoffs handelt, die meist über ein oder mehrere ungepaarte Elektronen (Radikale) verfügen. Diese wiederum begünstigen Elektroneninstabilität und entsprechend kurze Halbwertszeiten im Nano- bis Millisekundenbereich (10-9 – 10-3 s) mit hoher Molekülreaktivität. Die Radikale reagieren praktisch sofort an ihrem Entstehungsort. Bei den häufigsten RO-Spezies mit andrologischer Relevanz handelt es sich um das Hydroxyl-Radikal (OH), das Superoxid-Anion (O2) und Hydrogenperoxid (H2O2). Allerdings besteht ein Unterschied zwischen ROS, die nur fakultativ Radikale sind (Ausnahme: H2O2), und echten Radikalen.

Im Ejakulat liegen zwei Hauptquellen für ROS vor: Leukozyten und die männlichen Keimzellen selbst. Leukozyten produzieren im Rahmen ihrer normalen Physiologie große Mengen von ROS, ein Prozess, dem bei Infektionen, Entzündungen und zellulären Abwehrmechanismen gegen Krankheitserreger große Bedeutung zukommt. Bei Aktivierung kann die leukozytäre ROS-Produktion die der Spermatozoen um einen Faktor von bis zu 1000 übertreffen. Zur Entstehung von ROS und oxidativem Stress in Spermien kann es allerdings auch durch verschiedene andere Faktoren kommen, darunter externe Quellen wie Umweltverschmutzung mit Schwermetallen oder anderen chemischen Verbindungen, aber auch Lifestylefaktoren wie Fettleibigkeit, Rauchen, Alkoholgenuss und gewisse medizinische Probleme wie Rückenmarkverletzungen und Varikozelen.


ROS induziert Unfruchtbarkeit

Neue Befunde deuten darauf hin, dass der durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) verursachte Schaden an Spermien („oxidativer Stress“) in 30 bis 80 Prozent aller Fälle männlicher Unfruchtbarkeit eine wichtige Rolle spielt. ROS induzieren Unfruchtbarkeit durch zwei grundlegende Mechanismen: Zum einen schädigen sie die Zellmembran der Spermien, was wiederum deren Beweglichkeit und Fähigkeit zur Fusion mit der Oozyte mindert (Störung der Befruchtung). Darüber hinaus schädigen sie direkt die Spermien-DNA, in der der väterliche Teil des embryonalen Genoms gespeichert ist. Während IVF-ICSI nun zweifelsfrei der oxidativen Störung der Befruchtung entgegenwirkt, hat es keinerlei therapeutische Wirkung auf die Qualität des väterlichen Genoms. Daher kann es bei Injektion von Spermien mit oxidativ geschädigter DNA zur Störung der Blastozystenentwicklung, einer erhöhten Abortneigung und der Geburt eines Kinds mit suboptimaler väterlicher DNA kommen, die im späteren Leben ggf. zu Erkrankungen führt.

Quelle: Agarwal et al. Studies on Men´s Health and Fertility; 2012