Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC)

Die Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) (Trolox-äquivalente antioxidative Kapazität) ist ein photometrischer (lichtmessender), methodenabhängiger Summenparameter (Gesamtmesswert) zur Bestimmung der antioxidativen (gegen Oxidationsprozesse gerichteten) Reaktionskapazität biologischer Proben (Untersuchungsmaterialien). Sie beschreibt die Fähigkeit der in der Probe vorhandenen Antioxidantien (Radikalfänger), das ABTS•+-Radikalkation (reaktives geladenes Teilchen) unter definierten Assaybedingungen (Testbedingungen) zu reduzieren. TEAC wird in der klinischen Labordiagnostik (Laboruntersuchung) vor allem in Speziallaboren, in der Ernährungsmedizin (medizinisches Fachgebiet der Ernährung) und in der Forschung zur orientierenden Beurteilung der Total Antioxidant Capacity (TAC) (antioxidative Gesamtkapazität), des Redoxstatus (Gleichgewicht zwischen oxidierenden und reduzierenden Prozessen) und oxidativen Stresses (Zellbelastung durch aggressive Sauerstoffverbindungen) eingesetzt [1-7].

TEAC ist kein validierter (wissenschaftlich gesicherter) allgemeiner Screeningparameter (Suchtestwert), kein krankheitsspezifischer Diagnostikparameter (Untersuchungswert) und kein alleiniger Verlaufsparameter (Kontrollwert) für antioxidative Therapien (Behandlungen). Die Ergebnisse sind präanalytisch (vor der Laboranalyse betreffend), methodisch und matrixabhängig (von der Probenart abhängig) und müssen immer im klinischen Kontext (medizinischen Zusammenhang) sowie möglichst zusammen mit spezifischen Biomarkern (messbare Hinweisstoffe) oxidativer Schädigung (Zellschädigung durch Oxidationsprozesse) interpretiert werden [3-7].

Synonyme

• ABTS-Assay
• ABTS•+-Radikalkation-Decolorization-Assay
• Trolox-Äquivalent-Antioxidationskapazität
• Trolox Equivalent Antioxidative Capacity
• Trolox Equivalent Antioxidant Capacity
• TEAC-Test
• TAC mittels ABTS/TEAC

Das Verfahren

• Benötigtes Material
  • Serum (Blutflüssigkeit ohne Gerinnungsstoffe)
  • Plasma (Blutflüssigkeit mit Gerinnungsstoffen), methodenabhängig EDTA-Plasma, Heparinplasma oder Citratplasma
  • Weitere biologische Proben in Forschung und Spezialdiagnostik, z. B. Urin, Speichel, Liquor (Nervenwasser), Follikelflüssigkeit (Eibläschenflüssigkeit), Zelllysate (aufgeschlossene Zellbestandteile) oder Gewebeextrakte (Gewebeauszüge)
• Vorbereitung des Patienten
  • Keine allgemein standardisierte Patientenvorbereitung etabliert
  • Nüchternblutabnahme empfohlen, wenn TEAC zusammen mit metabolischen (stoffwechselbezogenen), lipämieempfindlichen (durch Blutfette störbaren) oder ernährungsmedizinischen Parametern bestimmt wird
  • Dokumentation von Nahrungsergänzungsmitteln, hochdosierter Vitamin-C-, Vitamin-E-, Polyphenol-, Carotinoid- oder Coenzym-Q10-Zufuhr
  • Bei Verlaufskontrollen möglichst standardisierte Abnahmebedingungen, gleiche Tageszeit, gleiche Matrix und gleiches Labor
• Störfaktoren
  • Hämolyse (Zerfall roter Blutkörperchen), da erythrozytäre (rote Blutkörperchen betreffende) und intrazelluläre (innerhalb der Zellen gelegene) antioxidative Komponenten die Messung verfälschen können
  • Lipämie (Trübung durch Blutfette) und Ikterus (Gelbsucht), da photometrische Messungen beeinflusst werden können
  • Urat, Albumin, Bilirubin, Ascorbinsäure, Tocopherole, Thiolgruppen und weitere reduzierende Substanzen als wesentliche matrixabhängige Einflussgrößen
  • Entzündungen, akute Erkrankungen, Nierenfunktionsstörungen, Leberfunktionsstörungen und Ernährungsstatus als biologische Einflussgrößen
  • Medikamente und Supplemente mit antioxidativen oder prooxidativen (oxidationsfördernden) Effekten
  • Probenlagerung, wiederholtes Einfrieren/Auftauen, Licht- und Temperaturexposition
  • Assayspezifische Unterschiede durch pH-Wert, Reaktionszeit, ABTS•+-Generierung, Kalibration, Matrixverdünnung und Auswertezeitpunkt
• Methode
  • Photometrischer Redox-Assay auf Basis des ABTS•+-Radikalkations
  • ABTS•+ wird durch Antioxidantien der Probe reduziert; die Entfärbung wird photometrisch, häufig bei 734 nm, gemessen [1]
  • Trolox, ein wasserlösliches Vitamin-E-Analogon, dient als Kalibrator
  • Ergebnisangabe meist in mmol Trolox-Äquivalente/l oder µmol Trolox-Äquivalente/l
  • Die Methode erfasst überwiegend nicht-enzymatische antioxidative Reaktionskapazität und bildet keine Aktivität einzelner antioxidativer Enzymsysteme wie Superoxiddismutase, Glutathionperoxidase oder Katalase ab
  • Die Vergleichbarkeit zwischen TEAC, FRAP, ORAC, CUPRAC und anderen TAC-Assays ist eingeschränkt, da unterschiedliche chemische Reaktionsmechanismen und unterschiedliche Antioxidantienanteile erfasst werden [3-7]

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig.

Indikationen (Anwendungsbereiche)

• Forschungsdiagnostik bei oxidativem Stress
• Ernährungsmedizinische Studien zur antioxidativen Gesamtkapazität von Plasma, Serum oder anderen biologischen Proben
• Untersuchungen bei metabolischem Syndrom (Stoffwechselstörung mit mehreren Risikofaktoren), Adipositas (Fettleibigkeit), Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit), kardiovaskulären Erkrankungen (Herz-Kreislauf-Erkrankungen), Infertilität (Unfruchtbarkeit) und endokrinen Störungen (Hormonstörungen) im Rahmen wissenschaftlicher Fragestellungen [5, 6]
• Orientierende Beurteilung der nichtenzymatischen antioxidativen Kapazität in Speziallaboren
• Verlaufskontrollen in Studien zu Ernährung, Gewichtsreduktion, Supplementierung oder Lebensstilinterventionen, sofern Methode und Präanalytik standardisiert sind
• Methodenvergleich und Assayvalidierung in der analytischen Forschung

Interpretation

• Erhöhte Werte
  • Vermehrte Zufuhr exogener (von außen zugeführter) Antioxidantien, z. B. durch Ernährung oder Supplementierung
  • Erhöhte Konzentration einzelner dominanter Antioxidantien, insbesondere Urat, Albumin, Bilirubin oder Ascorbinsäure
  • Kompensatorische Antwort auf vermehrte Radikalbildung oder oxidativen Stress
  • Methodische Überhöhung durch Hämolyse, Matrixeffekte oder ungeeignete Präanalytik
• Erniedrigte Werte
  • Verminderte antioxidative Reaktionskapazität der untersuchten Probe
  • Erhöhter Verbrauch antioxidativer Komponenten bei oxidativem Stress
  • Chronische Entzündung, metabolisches Syndrom, Adipositas, kardiovaskuläre Erkrankungen oder Infertilität im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen beschrieben [5, 6]
  • Proteinmangel, Hypoalbuminämie (vermindertes Albumin im Blut), eingeschränkte Mikronährstoffzufuhr oder schwere systemische Erkrankung (den ganzen Körper betreffende Erkrankung) als mögliche Einflussgrößen
  • Methodische Erniedrigung durch Probenalterung, wiederholtes Einfrieren/Auftauen oder unzureichende Standardisierung
• Spezifische Konstellationen
  • TEAC misst eine Summenreaktion und erlaubt keine Aussage über einzelne Antioxidantien wie Vitamin C, Vitamin E, Urat, Bilirubin, Glutathion oder Coenzym Q10
  • Hohe TEAC-Werte sind nicht automatisch günstig, da sie auch Ausdruck einer kompensatorischen oder dysregulierten (fehlgesteuerten) Redoxantwort sein können [6]
  • Niedrige TEAC-Werte sind nicht krankheitsspezifisch und beweisen keinen isolierten Antioxidantienmangel
  • TEAC ersetzt keine spezifische Diagnostik oxidativer Schäden, z. B. Malondialdehyd, F2-Isoprostane, oxidiertes LDL oder 8-Hydroxy-2'-desoxyguanosin
  • TEAC-Ergebnisse verschiedener Assays und Labore sind nur eingeschränkt vergleichbar [3, 4]

Weiterführende Diagnostik

• Spezifische antioxidative Parameter
  • Glutathion reduziert/oxidiert (GSH/GSSG)
  • Superoxiddismutase (SOD)
  • Glutathionperoxidase
  • Katalase
  • Coenzym Q10
  • Vitamin C, Vitamin E, Carotinoide
  • Urat, Bilirubin, Albumin
• Marker oxidativer Lipidschädigung
  • Malondialdehyd (MDA)
  • F2-Isoprostane
  • Oxidiertes LDL
• Marker oxidativer DNA- und Proteinschädigung
  • 8-Hydroxy-2'-desoxyguanosin
  • Protein-Carbonyle
  • Nitrotyrosin
• Basisdiagnostik zur klinischen Einordnung
  • Kleines Blutbild
  • Entzündungsparameter – CRP (C-reaktives Protein) bzw. BSG (Blutsenkungsgeschwindigkeit)
  • Elektrolyte – Calcium, Chlorid, Kalium, Magnesium, Natrium, Phosphat
  • Nüchternglucose, HbA1c, Insulin, ggf. oraler Glucosetoleranztest
  • Leberparameter – Alanin-Aminotransferase (ALT, GPT), Aspartat-Aminotransferase (AST, GOT), Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT, GGT), alkalische Phosphatase (AP), Bilirubin
  • Nierenparameter – Harnstoff, Kreatinin, ggf. Cystatin C bzw. Kreatinin-Clearance
  • Atherosklerose-Parameter – Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin, HDL-Cholesterin, Triglyceride, Lipoprotein (a), Homocystein

Klinische Hinweise

• TEAC ist primär ein Forschungs- und Speziallaborparameter und sollte nicht als Routineparameter zur individuellen Diagnostik von oxidativem Stress eingesetzt werden.
• Ein Einzelwert erlaubt keine sichere Aussage über Krankheitsrisiko, antioxidative Ernährung, Supplementierungsbedarf oder Therapieeffekt.
• Für klinische Entscheidungen ist TEAC allein ungeeignet; erforderlich sind klinischer Kontext, Präanalytik, Verlauf, Begleitlabor und gegebenenfalls spezifische Marker oxidativer Schäden.
• Die häufige Vermarktung als „Anti-Aging“- oder allgemeiner Gesundheitsparameter ist wissenschaftlich nicht ausreichend validiert.

Literatur

1. Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med. 1999;26(9-10):1231-1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
2. Arts MJTJ, Dallinga JW, Voss HP, Haenen GRMM, Bast A. A new approach to assess the total antioxidant capacity using the TEAC assay. Food Chem. 2004;88:567-570. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.02.008
3. Schaich KM, Tian X, Xie J. Hurdles and pitfalls in measuring antioxidant efficacy: A critical evaluation of ABTS, DPPH, and ORAC assays. J Funct Foods. 2015;14:111-125. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.01.043
4. Fraga CG, Oteiza PI, Galleano M. In vitro measurements and interpretation of total antioxidant capacity. Biochim Biophys Acta. 2014;1840(2):931-934. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.06.030
5. Silvestrini A, Meucci E, Ricerca BM, Mancini A. Total Antioxidant Capacity: Biochemical Aspects and Clinical Significance. Int J Mol Sci. 2023;24(13):10978. https://doi.org/10.3390/ijms241310978
6. Silvestrini A, Mancini A. The Double-Edged Sword of Total Antioxidant Capacity: Clinical Significance and Personal Experience. Antioxidants. 2024;13(8):933. https://doi.org/10.3390/antiox13080933
7. Tran MT, Barua A, Chace AH, Bishop GW. A Paper-Based Assay for the Determination of Total Antioxidant Capacity in Human Serum Samples. Biosensors. 2024;14(11):559. https://doi.org/10.3390/bios14110559