Redoxhaushalt

Redoxhaushalt bezeichnet den dynamischen Ausgleich zwischen Oxidations- und Reduktionsprozessen in einem biologischen System. Er bestimmt das zelluläre Redoxpotential und wird durch Redoxpaare wie NAD+/NADH, NADP+/NADPH, GSH/GSSG sowie durch Enzyme und Antioxidantien aufrechterhalten. Der Haushalt umfasst sowohl zentrale Stoffwechselreaktionen als auch redoxabhängige Signalkaskaden.

Zentrale Quellen oxidativer Belastung sind mitochondriale Atmungskettenreaktionen, die reaktive Sauerstoffspezies freisetzen, darunter Superoxid und Wasserstoffperoxid. Antioxidative Systeme wie Glutathion, Thioredoxin, Superoxiddismutase, Katalase und Peroxiredoxine neutralisieren ROS und regulieren Redoxzustände. Redoxreaktionen betreffen auch Proteine durch reversible Redoxmodifikationen an Cysteine-Resten, die als Schalter für Signale dienen können.

Redoxhaushalt beeinflusst Signale und Genexpression. Verschiedene Signale, darunter NRF2, NF-κB und HIF-1, können durch Veränderungen im Redoxzustand aktiviert oder gehemmt werden. Die Balance bedeutet nicht das vollständige Verhindern von ROS, sondern eine kontrollierte, belastungsabhängige Signalebene.

Ein Ungleichgewicht führt zu oxidativem Stress, der Lipide, Proteine und DNA schädigen kann. Chronische Störungen wurden mit Alterung, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, neurodegenerativen Erkrankungen, Entzündungen und Stoffwechselstörungen assoziiert. Umweltfaktoren wie Sauerstoffverfügbarkeit, Strahlung und Umweltgifte sowie der Lebensstil beeinflussen den Redoxhaushalt.

Die Messung erfolgt über Biomarker wie das Verhältnis von GSH zu GSSG, das NAD+/NADH-Verhältnis oder Indizes der Lipidperoxidation. Maßnahmen zur Unterstützung des Redoxhaushalts umfassen eine ausgewogene Ernährung, regelmäßige körperliche Aktivität und Reduktion schädlicher Umwelteinflüsse; in der Forschung werden Ansätze wie die Aktivierung des NRF2-Signalwegs untersucht.