Bei der Oxidation von Hämoglobin entsteht neben Methämoglobin auch das reaktive Superoxidanion, das gleichzeitig ein Superoxidradikal ist. Die Methämoglobinbildung ist allerdings nicht die einzige Stoffwechselreaktion des Körpers, bei der das Superoxidanion gebildet wird. Es entsteht beispielsweise auch im Purinabbau bei Reaktionen, die von der Xanthinoxidoreduktase katalysiert werden.
Das Superoxidanion (O2–•) gehört zu den reaktiven Sauerstoffspezies (ROS, reactive oxygen species) und stellt das Ausgangsmolekül für die Bildung weiterer ROS dar. Es reagiert spontan mit verschiedenen organischen Verbindungen wie ungesättigten Fettsäuren in der Zellmembran, wodurch es die Zellen schädigt.
Mithilfe der Superoxiddismutase, die Zink und Kupfer enthält, entstehen aus zwei Superoxidanionen durch Disproportionierung (Bildung eines reduzierten und eines oxidierten Reaktionsprodukts):
Kettenreaktion der Fettsäureoxidation
Die Oxidation verläuft in Form einer Kettenreaktion. Sie wird von einem Hydroxylradikal (●OH) in Gang gesetzt, das einer ungesättigten Fettsäure ein Wasserstoffatom entzieht. Dadurch entsteht ein Fettsäure-Perhydroxylradikal. Dieses reagiert mit molekularem Sauerstoff zu einem sehr reaktiven Fettsäure-Peroxylradikal (ROO●), das von einer weiteren Fettsäure ein Wasserstoffatom abziehen kann. Das Peroxylradikal wird dabei zu einem Fettsäure-Hydroperoxid (ROOH) reduziert. Im Verlauf dieser Kettenreaktion werden immer mehr Doppelbindungen von ungesättigten Fettsäuren oxidiert, sodass die Zahl an Fettsäure-Hydroperoxiden zunimmt.
(aus Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2012)
