## 19.4 Oxidatieve stress beschadigt de cel

Een belangrijke oorzaak van DNA schade komt uit een wellicht onverwachte hoek. De zuurstof die we inademen en waar ons metabolisme afhankelijk van is, brengt continu schade toe aan onze cellen. Dit wordt ook wel de zuurstofparadox genoemd. In de mitochondriën is zuurstof nodig om de elektronentransportketen te laten verlopen. Deze keten vormt, samen met de citroenzuurcyclus, de essentie van onze stofwisseling. Door onder andere de reductie van zuurstof tot water wordt de energie geleverd waarmee ADP omgezet kan worden tot ATP. ATP levert de energie voor allerlei processen in de cel. Doordat de mitochondriën dit proces huisvesten worden deze ook wel de ‘energiefabrieken van de cel’ genoemd. Bij ongeveer 1% van alle elektronentransporten ontstaat echter een zeer schadelijk bijproduct: reactieve zuurstof. Dit reactieve zuurstof (reactive oxygen species, ROS) is een verzamelnaam voor verschillende zuurstofverbindingen met een ongepaard elektron. Deze worden ook wel zuurstofradicalen genoemd. Radicalen zijn moleculen die doordat ze een ongepaard elektron bevatten zeer reactief zijn. Voor de cel betekent dit dat een zuurstofradicaal zal reageren met het eerste het beste molecuul dat hij tegenkomt. Dit kan ieder type molecuul zijn: DNA, RNA, eiwitten, vetten et cetera. Deze moleculen worden geoxideerd door het zuurstofradicaal, ze verliezen een elektron. Hierdoor raken de moleculen beschadigd. Zo is bijvoorbeeld gevonden dat zuurstofradicalen telomeren aantasten waardoor cellen sneller verouderen.

Omdat zuurstofradicalen nu eenmaal voortdurend ontstaan in de cel, bestaan hiertegen beschermingsmechanismen. Antioxidanten geven zelf een elektron af aan de zuurstofradicalen, waardoor deze onschadelijk worden voordat ze belangrijke celstructuren kunnen aantasten. Er bestaan twee groepen antioxidanten. Tot de eerste groep behoren de enzymatische anti-oxidanten, waaronder superoxide dismutase, catalase en peroxidase. Daarnaast bestaan non-enzymatische antioxidanten zoals vitamines A, C en E en glutathion. Van de genoemde vitamines is belangrijk voldoende binnen te krijgen via de voeding. Glutathion wordt in de cel zelf aangemaakt. Wanneer in een cel de verhouding tussen zuurstofradicalen en antioxidanten verstoord raakt, bijvoorbeeld door verhoogde aanmaak van radicalen of tekort aan antioxidanten, ontstaat oxidatieve stress in de cel. Oxidatieve stress kan schade toebrengen overal in de cel en is dan ook geassocieerd met veel ziekten. Fabrikanten van voedingsmiddelen en supplementen springen graag in op het belang van antioxidanten. Het slikken van extra veel antioxidanten heeft echter geen bewezen positief effect op de gezondheid. Ook hebben zuurstofradicalen een andere rol in het lichaam: immuuncellen gebruiken zuurstofradicalen om bacteriën te doden.

Het inademen van zuurstof is niet de enige manier waarop zuurstofradicalen ontstaan. Reactieve zuurstof ontstaat ook bij andere biologische processen, zoals het vetzuurmetabolisme en ontsteking. Een vetrijk dieet en infecties kunnen hierdoor ook bijdragen aan oxidatieve stress. Ook andere leefstijl en omgevingsfactoren kunnen de aanmaak van zuurstofradicalen veroorzaken. Reactieve zuurstof en ook reactieve stikstof worden gevormd door UV-straling van de zon, luchtvervuiling, radioactieve straling en sigarettenrook.