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Oxidativer Stress - Rationelle Labordiagnostik
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Physiologie
Freie Radikale wie ROS und RNS (reactive oxygen and nitrogen species) entstehen nicht nur beim lebensnotwendigen Atmungs- und Verbrennungsprozess, sondern auch durch äußere Einflüsse wie UV-Licht, Radioaktivität, Ozon, Umweltschadstoffe und Medikamente. Besonders das Rauchen produziert zusätzliche Radikalmoleküle. Zur Abwehr der schädigenden Wirkung der freien Radikale verfügt der Organismus über Schutzsubstanzen, die als Antioxidanzien bezeichnet werden. Kurzen Phasen der oxidativen Belastung kann durch das antioxidative Gleichgewicht entgegengewirkt werden, während permanenter oxidativer Stress eher zur Erschöpfung der antioxidativen Kapazität führt. Unter oxidativem Stress versteht man ein gestörtes Gleichgewicht zwischen Bildung und Abbau von reaktiven ROS und RNS.

Klinik
Die hoch reaktiven, energiereichen Verbindungen (freie Radikale) zirkulieren im Blut und haben damit Zugang zu allen Organen und Geweben. Besonders gefährdet sind Endothelzellen, neuronale Zellen und Epithelien. Es treten schädigende Wirkungen bei biologischen Zellvorgängen auf, welche für verschiedene Krankheiten und Prozesse mit verantwortlich sind:
• Alterungsprozess
• Entwicklung von Thrombosen und Atherosklerose sowie kardiovaskulären
   Erkrankungen
• Leber-, Nieren- und Lungenerkrankungen
• Ausbildung neurodegenerativer Erkrankungen wie M. Parkinson und
   M. Alzheimer
• Entwicklung von Krebserkrankungen

Diagnostik
Meßgrößen zur Bestimmung des oxidativen Status sind:
• Totale Antioxidative Kapazität (TAS)
• Malondialdehyd (MDA)
• Glutathionperoxidase (GPx)
• Vitamin C
• Vitamin E
• Selen
• Zink
• Homocystein

Untersuchungsmaterial
Zur Untersuchung des Oxidativen Status benötigen wir ein Li-Heparin-Blut-, ein EDTA-Blut- und zwei Vollblut-Röhrchen ohne Zusätze (Serum). Bei Anforderung von einzelnen Parametern siehe unten.

Totale Antioxidative Kapazität (TAS)
Der Körper besitzt ein eigenes antioxidatives System, das die Konzentration von freien Radikalen kontrolliert und Überschüsse durch seine verschiedenen Komponenten, u.a. Harnsäure, Enzyme, Metallbindungsproteine neutralisiert. Der Schutz durch Antioxidanzien kann mit der Totalen Antioxidativen Kapazität, als Gesamtwert gemessen werden. Bei oxidativem Stress sind die Antioxidanzien im Plasma vermindert.
Ein verminderter Gesamt-Antioxidanzien-Spiegel ist bei Koronarleiden, Hypertonie, akutem Herzinfarkt, Krebs und männlicher Infertilität zu beobachten.
Testmethode:                    Photometrie
Untersuchungsmaterial:      Vollblut, Serum 
                                        Transport gekühlt

Referenzbereich:                niedrige Kapazität         < 280 µmol/l 
                                        mittlere Kapazität          280-320 µmol/l 
                                        hohe Kapazität              >320 µmol/l

Malondialdehyd (MDA)
Bei den Lipiden bieten die mehrfach ungesättigten Fettsäuren der Zellmembranen den Hauptangriffspunkt für freie Radikale, wobei Malondialdehyd als Oxidationsprodukt entsteht. Somit ist Malondialdehyd ein labordiagnostischer Marker für die Lipidperoxidation.
Testmethode:                    HPLC
Untersuchungsmaterial:      frisches EDTA-Plasma
                                        Transport gekühlt
Referenzbereich:               < 0,21 µmol/l

Glutathionperoxidase (GPx)
Die Glutathionperoxidase ist ein Maß für die Entgiftungskapazität. Glutathion ist das wichtigste zelluläre Schutzsystem gegenüber toxischen Wirkungen von Metallen. Mit Hilfe von Glutathionperoxidase wirkt es als Antioxidanz, wobei Glutathion selbst oxidiert wird.
Verminderte Konzentrationen an Gluthathionperoxidase sind bei Selenmangelzuständen, Koronararterienerkrankungen, ß-Thalassämie, Diabetes und Dialyse zu beobachten.
Testmethode:                    Photometrie
Untersuchungsmaterial:      frisches Li-Heparin-Blut
                                        Transport gekühlt oder gefroren
Referenzbereich:               4171 – 10881 U/l Vollblut

Vitamin C (Ascorbinsäure)
Vitamin C trägt auf zwei Arten zum antioxidativen Schutzsystem bei. Es schützt als Antioxidanz vor freien Radikalen und reaktiven Sauerstoffspezies. So vermag es die Lipidperoxidation durch Abfangen von wasserlöslichen Radikalen nahezu komplett zu verhindern. Fettlösliche membranständige Radikale werden zwar nicht von Vitamin C abgefangen, jedoch regeneriert Ascorbinsäure, die bei der Lipidperoxidation intermediär entstandenen, Vitamin E- Radikale zu Vitamin E (alpha-Tocopherol). So wirken Vitamin C und E synergistisch beim Schutz vor Lipidperoxidation.
Testmethode:                     HPLC
(Durch eine effektive Proteinfällung werden störende Komponenten abgetrennt und gleichzeitig Vitamin C stabilisiert)
Untersuchungsmaterial:       lichtgeschütztes, frisches Li-Heparin-Blut oder gefrorenes, unmittelbar nach der Blutabnahme abgetrenntes, Li-Heparin-Plasma. Wir empfehlen die Blutabnahme nach Terminabsprache bei uns im Labor.
Referenzbereich:                4,6-14,9 mg/l

Vitamin E (Tocopherol)
Vitamin E gehört zu den fettlöslichen Vitaminen und kann in großen Mengen im Fettgewebe gespeichert werden. Bei gestörter Fettresorption kann es dennoch zur Unterversorgung kommen. Vitamin E schützt, in seiner Funktion als natürliches Antioxidanz, verschiedene Vitamine und ungesättigte Fettsäuren vor Oxidation.
Testmethode:                     HPLC
Untersuchungsmaterial:       lichtgeschütztes EDTA-Plasma 
                                         (Serum ist ebenfalls möglich)
Referenzbereich:                1 - 12 Jahre:         3 - 9 mg/l 
                                        13 - 19 Jahre:        6 - 10 mg/l 
                                        ab 19 Jahre:          5 - 18 mg/l

Selen
Selen ist Bestandteil eines Enzyms, das in den Erythrozyten in verschiedenen Geweben vorkommt und die Zellen vor oxidativer Zerstörung durch freie Radikale schützt. Die Aufnahme von Selen aus der Nahrung ist wahrscheinlich in den Industrieländern bei einer "normalen" Ernährung gerade so ausreichend. Bei geschwächtem Immunsystem und erhöhtem Bedarf oder bei selenarmer Nahrung wird empfohlen, einem Selenmangel durch Supplementierung vorzubeugen.
Testmethode:                    Atomabsorptions spektroskopie (AAS)
Untersuchungsmaterial:      Serum
Referenzbereich:                Säuglinge 1-4 Monate            18 - 64 µg/l 
                                        Säuglinge 5-12 Monate           32 - 101 µg/l 
                                        Kleinkinder                            58 - 116 µg/l
                                        Schulkinder                           69 - 121 µg/l 
                                        Erwachsene                           74 - 139 µg/l

Zink
Die Superoxid-Dismutase (SOD) ist ein antioxidatives Enzym, welches in vielen biologischen Systemen vorkommt. Im aktiven Zentrum dieses Enzyms befindet sich das Zink.
Testmethode:                     Atomabsorptionsspektroskopie (AAS)
Untersuchungsmaterial:       Serum
Referenzbereich:                 Frauen:           66 – 110 µg/dl 
                                         Männer:           69 – 117 µg/dl 
                                         Kinder:            75 – 100 µg/dl

Homocystein
Die Untersuchung des Homocysteins erfolgt zur Prävention und Diagnostik von Arteriosklerose, oxidativem Stress, Vitaminmangel, neurodegenerativen Erkrankungen und Risikoschwangerschaft.
Testmethode:                     HPLC
Untersuchungsmaterial:       saures Citratblut
                                        (Stabilisierungsröhrchen für Homocystein) 
                                        oder Serum bzw. EDTA-Plasma
Referenzbereich:                Frauen/Männer      < 30 Jahre     < 8,1 µmol/l 
                                         Frauen                30-60 Jahre     < 7,9 µmol/l
                                         Männer               30-60 Jahre    < 11,2 µmol/l
                                         Frauen/Männer      > 60 Jahre    < 11,9 µmol/l

Abrechnung
Eine Abrechnung für kurative Leistungen ist im kassen- und privatärztlichen Bereich gegeben; ausgenommen sind die Parameter Totale Antioxidative Kapazität, Glutathionperoxidase und Malondialdehyd. Diese sind generell keine Kassenleistungen.
Als Vorsorgeuntersuchung im Rahmen der präventiven Diagnostik und auf Wunsch des Patienten sind die Untersuchungen als Individuelle Gesundheitsleistung (IGeL) durchführbar.
Weitere Informationen entnehmen Sie bitte unserem IGeL-Anforderungsschein.

Literatur
- Labor und Diagnose, Lothar Thomas, 5. Auflage 2000
- T.Grune, W.Siems, H. Esterbauer: Fresenius J Anal Chem 135-136, 1992
- R.W. Browne, D. Armstrong: Clinical Chemistry, 829-836, 2000
- W. Lee, S.M. Roberts, R.F. Labbe: Clinical Chemistry 43, 154-157, 1997


(Diagnostik-Info 138, Stand: Oktober 2010)

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