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Astaxanthin – ein vielseitiges und starkes Antioxidans

Mikroalgen welche im Mikroskop vergroessert werden

Inhalt

Innerhalb der Gruppe der Carotinoide besitzt Astaxanthin besonders starke antioxidative Eigenschaften. Durch das polare/apolare/polare Strukturgerüst kann sich Astaxanthin gut in Zellmembranen einlagern und somit die Fette vor Lipidperoxidation schützen. Dies ist sehr wichtig, wenn unser Körper oxidativem Stress ausgesetzt ist.

Oxidativer Stress und Mitochondrien

Oxidativer Stress ist durch eine überschiessende Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen (Reactive Oxygen Species; ROS) gekennzeichnet, die vom Organismus auf Dauer nicht neutralisiert  werden können. Übermässiger oxidativer Stress hat ein erhebliches Schädigungspotenzial und ist an vorzeitiger Alterung und der Entstehung chronischer Erkrankungen beteiligt (siehe Grafik). Zu einem langfristigen Überschuss an freien Radikalen führen unter anderem Alltagslasten wie Stress, Rauchen, Alkohol, ungesunde Essgewohnheiten und Schadstoffbelastungen.

Abbildung 1 Modifiziert nach Kim SH & Kim H, 2018
ROS: reaktive Sauerstoffverbindungen

Die Mitochondrien, als Zentrum der Energieproduktion und der natürlichen Entstehung von ROS in der Zelle, haben ein erhöhtes Risiko, durch zu viel ROS geschädigt zu werden. Unter normalen physiologischen Bedingungen entfernen antioxidativ wirkende Enzyme wie die Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase diese unerwünschten ROS sehr effizient. Eine anhaltende Überproduktion von ROS führt aber über kurz oder lang zu einer Fehlfunktion der Mitochondrien und zu einer reduzierten Energiebereitstellung. Bei zu hoher ROS-Belastung wird  mitochondriales Cytochrom c ins Cytoplasma freigesetzt, wo dieses über eine Signalkaskade den programmierten Zelltod auslöst.

Astaxanthin bei mitochondrialer Dysfunktion

In einem Studien-Review von 2018 wurde die Bedeutung von Astaxanthin bei mitochondrialer Dysfunktion und assoziierten Erkrankungen zusammengefasst und diskutiert.
Wissenschaftliche Untersuchungen zeigten, dass Astaxanthin die mitochondriale Funktion aufrechterhalten kann, indem es das feine Gleichgewicht von im Körper stattfindenden Sauerstoff-Reaktionen (sog. Oxidationen und Reduktionen) schützt. Dies kann bei Erkrankungen, bei denen oxidativer Stress mitbeteiligt ist, von Bedeutung sein. Beispielsweise beim metabolischen Syndrom, bei der koronaren Herzkrankheit oder auch bei neurodegenerativen und entzündlichen Erkrankungen. Bei verschiedenen In-vitro- und In-vivo-Krankheitsmodellen konnte bereits ein positiver Effekt von Astaxanthin auf zugrunde liegende pathologische Mechanismen beobachtet werden: So zum Beispiel bei der nicht alkoholischen Fettleber, bei welcher die Ansammlung von Fett und oxidativer Stress die Funktionalität der Mitochondrien der Leberzellen beeinträchtigen. Astaxanthin konnte die Fettakkumulation in der Leber und Entzündungsprozesse reduzieren.

Auch das Nervensystem ist aufgrund seines hohen Lipidgehalts und seiner metabolischen Aktivität anfällig auf oxidativen Stress. Astaxanthin kann die Blut-Hirn-Schranke passieren und somit Schädigungen der Mitochondrien auch in Hirnzellen reduzieren, was bei neurodegenerativen Erkrankungen von erheblicher Bedeutung ist.

Astaxanthin schützt vor UV-bedingten Hautschäden

Himmel mit Sonnenstrahlen

Auch UV-Strahlung kann oxidativen Stress verursachen. Freie Radikale welche durch die Strahlung erzeugt werden, können  an Strukturen wie Lipiden, Proteinen und DNA Schäden anrichten. In der Natur besteht eine wichtige Funktion von Astaxanthin in der Schutzwirkung gegenüber den schädlichen Auswirkungen der UV-Strahlung. Dieser schützende Effekt in Bezug auf UV-induzierte Hautschäden wurde in einer randomisierten, doppelblinden, placebokontrollierten Studie an gesunden Probanden getestet.  Eine Gruppe von 23 japanischen Frauen und Männern nahm über einen Zeitraum von 9 Wochen täglich 4 mg Astaxanthin oder ein Placebopräparat ein. Zu Beginn und nach Ende der Supplementierung wurde die geringste Bestrahlungsdosis, die bei der Ablesung nach 16–24 Stunden eine scharf begrenzte Rötung der Haut verursacht (minimale Erythemdosis; MED), bestimmt. Auf dem bestrahlten Hautareal wurden zusätzlich die Hautfeuchtigkeit und der transepidermale Wasserverlust gemessen. Die subjektiv empfundene Hautbeschaffenheit wurde mittels Fragebogen beurteilt. Im Vergleich zur Placebogruppe kam es bei der Gruppe, die Astaxanthin eingenommen hat, zu einer signifikant erhöhten MED, also weniger Hautrötung,  und signifikant weniger Feuchtigkeitsverlust auf der bestrahlten Haut. Die Hautbeschaffenheit der Astaxanthin-Gruppe wurde als signifikant besser und die Haut als weniger rau beurteilt.

Empfehlungen hinsichtlich der Zufuhr von Astaxanthin in Prävention und Therapie

In der Prävention (z.B. als Sonnenschutz von Innen) und bei Sportlern wird Astaxanthin meist in Dosierungen von 4 – 8 mg/Tag empfohlen. Für therapeutische Anwendungen (Entzündungen, Arthritis, Herz-Kreislauf-Erkrankungen) sollten 4 – 12 mg/Tag, bei Störungen der männlichen Fertilität 16 mg Astaxanthin täglich eingenommen werden.

Schlussfolgerung

Astaxanthin als Antioxidans kann in der Prävention von verschiedenen Krankheiten, welche mit oxidativem Stress und der damit einhergehenden Schädigung der Mitochondrien assoziiert sind, eingesetzt werden. Auch zum Schutz vor UV-bedingten Hautschäden ist es ein vielversprechender, wirkungsvoller Ansatz.