Astaksantyna to bardzo ciekawa cząsteczka. Należy do grupy karotenoidów i jest naturalnym czerwono-różowym barwnikiem, który występuje w organizmach glonów, krylu, krewetek, łososia i ptaków. Spotkamy ją też w drożdżach. W ostatnich latach stała się popularnym składnikiem suplementów diety o działaniu przeciwutleniającym, bowiem – jak się okazało – ma od kilkudziesięciu do kilkuset razy większą moc niż witaminy C czy E1.

Co to są karotenoidy?

Karotenoidy to organiczne barwniki produkowane głównie przez glony i rośliny. To one nadają barwę marchewkom, pomidorom, kukurydzy, bananom. Ich głównymi zadaniami są: udział w procesach fotosyntezy oraz ochrona chlorofilu przed uszkodzeniami spowodowanymi nadmiernym promieniowaniem słonecznym.

Karotenoidy dzielą się na dwie grupy związków:

  • karoteny – syntetyzowane przez rośliny barwniki koloru pomarańczowego, biorące udział w fotosyntezie,
  • ksantofile – żółte barwniki, w strukturze i roli bardzo zbliżone do karotenów.

Zwierzęta posiadają zdolność gromadzenia karotenoidów w tkance tłuszczowej i wykorzystywania ich w kluczowych reakcjach metabolicznych. Dlatego też wiele z tych związków jest uznawanych za istotne składniki diety człowieka, np. β-karoten jest składnikiem niezbędnym do syntezy witaminy A przez organizm.

Astaksantyna – należąca do grupy ksantofili – była jednym z pierwszych wyizolowanych i zidentyfikowanych karotenoidów; w 1938 roku biochemik Richard Kuhn pozyskał ją z homara. Dzisiaj wiemy, że rozpuszcza się w tłuszczach, w wolnej formie występuje pod postacią ciemnoczerwonego proszku, jest stosunkowo niestabilna chemicznie i podatna na utlenianie, dlatego też jej przechowywanie musi odbywać się w odpowiednich warunkach.

W 2010 roku Amerykańska Agencja Żywności i Leków (Food and Drug Administration; FDA) przyznała astaksantynie status substancji uważanej za bezpieczną – GRAS (ang. Generally Recognized As Safe), dzięki czemu może być używana jako barwnik dodawany do żywności.

Właściwości biologiczne cząsteczki

To, że astaksantyna jest jednym z najsilniejszych antyoksydantów występujących w naturze, wynika z jej budowy. Składa się z długiego łańcucha węglowego zawierającego wiązania podwójne i dwóch pierścieni węglowych na końcach cząsteczki.

Wygląda to tak:

Dzięki takiej budowie astaksantyna może wnikać pomiędzy warstwy lipidów błonowych. Ponieważ lokuje się pionowo do płaszczyzny błony, więc zmienia jej przepuszczalność i usztywnia ją, utrudniając tym samym wnikanie związków utleniających do wnętrza komórki.

Niektóre badania sugerują, że oprócz działania wzmacniającego struktury komórkowe, astaksantyna ma także wpływ na dynamikę związków chemicznych kontrolujących funkcjonowanie i metabolizm komórek, a odpowiedzialnych za prawidłowe reakcje na liczne bodźce: substancje prozapalne, stres, wolne rodniki czy promieniowanie UV.

Możliwe korzyści z zastosowania astaksantyny

  • Wpływ na poziom utleniania cholesterolu

Cholesterol LDL (ang. low-density lipoprotein), potocznie nazywany przez pacjentów „złym” cholesterolem, pełni rolę transportera cząsteczek tłuszczu z wątroby do wszystkich komórek organizmu. To bardzo ważne zadanie, niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu, problem w tym, że jeśli tego rodzaju cholesterolu jest za dużo, jego część odkłada się w ścianach tętnic w postaci składowej blaszek miażdżycowych i – z czasem – może przyczynić się do rozwoju chorób układu krwionośnego, takich jak miażdżyca czy choroba wieńcowa. W procesie miażdżycowym na skutek braku określonych aminokwasów, składników mineralnych i witamin oraz działania czynników prozapalnych, dochodzi bowiem do uszkodzeń w nabłonku tętnic. Powstałe ubytki są wypełniane właśnie cholesterolem, choć trzeba pamiętać, że tworząca się blaszka miażdżycowa odgrywa rolę wypełniacza, który w tej sytuacji naprawia ścianki naczyń krwionośnych. Problem powstaje dopiero wtedy, gdy ilość blaszki miażdżycowej jest tak duża, że zaczyna zamykać światło naczynia lub kiedy nieustannie pracujące naczynia – kurczące się i rozkurczające – z wiekiem twardnieją. Właśnie wtedy płytka miażdżycowa może ulec rozerwaniu, a kiedy jej fragment oderwie się, może spowodować zatkanie kolejnego, większego naczynia. Zakrzep w tętnicy powoduje zablokowanie przepływu krwi, co prowadzi do niedoboru krwi utlenowanej, wywołując bóle w klatce piersiowej. Gdy dochodzi do zamknięcia tętnicy wieńcowej, mamy do czynienia z zawałem serca, gdy zatkana zostanie tętnica szyjna – z udarem mózgu. Dbałość o odpowiedni poziom naturalnych związków przeciwutleniających w diecie jest jednym ze sposobów, którym można ograniczyć tworzenie się blaszek miażdżycowych na samym początku ich powstawania.

W jednym z badań dotyczących wpływu astaksantyny na zmniejszenie stopnia utleniania się cholesterolu LDL, dowiedziono, że po 14-dniowej suplementacji dawkami rzędu 3,6 mg dziennie, doszło do istotnego statystycznie zmniejszenia poziomów oksydacji „złego” cholesterolu. W przypadku grupy kontrolnej, która nie dostawała astaksantyny, poziom oksydacji pozostał bez zmian przez cały okres badania. Poziomy cholesterolu LDL i HDL utrzymywały się na stałym poziomie w obu grupach. Co ciekawe, badania in vitro przeprowadzone przez tych samych specjalistów wykazały, że astaksantyna posiada nawet do 10-krotnie mocniejsze właściwości antyoksydacyjne niż α-tokoferol (witamina E) czy luteina3.

  • Stany zapalne

Proces zapalny to naturalna odpowiedź organizmu na czynniki drażniące, np. działanie bakterii i ich toksyn, wirusów, obcych białek. Zainicjowanie procesu zapalnego pozwala na poradzenie sobie z inwazją patogenów i powrót do homeostazy ustroju. Jeśli jednak stan zapalny przedłuża się, jest silny, a odpowiedź układu odpornościowego zbyt słaba, może zacząć zagrażać okolicznym tkankom i wyrządzić poważne szkody w organizmie.

Zarówno rozpoczęcie, jak i regulacja intensywności stanu zapalnego odbywa się za pomocą szeregu czynników białkowych (cytokin prozapalnych, mediatorów stanu zapalnego, czynników transkrypcyjnych), które są wydzielane w dużych ilościach szczególnie w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów, astmy czy miażdżycy4. Wiele z tych czynników aktywowanych jest przez reaktywne formy tlenu i wolne rodniki. Cząsteczki te, będące naturalnymi produktami metabolizmu, w stanach zapalnych są wytwarzane w dużych ilościach i poprzez mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego powodują aktywację dodatkowych „porcji” czynników prozapalnych. Astaksantyna – będąc doskonałym przeciwutleniaczem – unieszkodliwia substancje utleniające, powodując tym samym złagodzenie stanu zapalnego.

Powyższy mechanizm działania astaksantyny potwierdzają badania laboratoryjne, w których testowano ją pod kątem wpływu, jaki ma na produkcję mediatorów stanu zapalnego i cytokin prozapalnych. Zarówno w badaniu in vitro na modelu laboratoryjnym komórek odpornościowych drażnionych białkiem, występującym w zewnętrznej błonie komórkowej bakterii, jak i w tych in vivo na surowicy krwi, astaksantyna hamowała ekspresję lub wytwarzanie prozapalnych czynników komórkowych4.

W innych badaniach, również na modelu laboratoryjnym wykazano, że w przypadku zakażenia Helicobacter pylori – bakterią odpowiedzialną za stany zapalne żołądka i wrzody – podawanie ekstraktu z komórek alg zawierającego astaksantynę redukowało ilość bakterii w przewodzie pokarmowym i łagodziło stan zapalny. Działanie to miało związek ze stymulacją układu odpornościowego5.

  • Ochrona oczu przed skutkami promieniowania UV

Karotenoidy, takie jak luteina i zeaksantyna (obecne w szpinaku, jarmużu i innych zielonych warzywach liściastych), znane są z tego, że działają ochronnie na narząd wzroku, zabezpieczając nasze oczy przed szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi, jak promieniowanie UV. Szczególnie wysoka koncentracja tych związków występuje w plamce żółtej oka – obszarze siatkówki o największym zagęszczeniu fotoreceptorów – mającym kluczowe znaczenie dla tzw. widzenia centralnego.

Ponieważ astaksantyna ma zbliżoną budowę chemiczną do opisywanych karotenoidów, wydaje się, że może posiadać podobne korzystne właściwości. Potwierdzają to (nieliczne na razie) badania kliniczne. Jedno z badań – przeprowadzone w Japonii, na ochotnikach z uniwersyteckiej drużyny piłki ręcznej, z podwójnie ślepą próbą i placebo identycznym jak badany suplement – pokazało, że regularna suplementacja astaksantyną w dawce 6 mg dziennie poprawiła postrzeganie głębi i rozróżnianie szczegółów obrazu6. Inne badanie, wykonane na modelu laboratoryjnym, wykazało, że mimo iż astaksantyna nie została wykryta w ludzkim oku, jest w stanie przekraczać barierę krew-mózg i odkładać się w siatkówce oczu ssaków. Stąd wniosek, iż suplementacja astaksantyną może zapewniać ochronę przeciwko promieniowaniu UV i oksydacji tkanek siatkówki. Wskazuje to na jej potencjał w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania widzenia7.

  • Kondycja skóry

Astaksantyna – jako przeciwutleniacz – działa ochronnie przeciw wolnym rodnikom. W efekcie: przyspiesza procesy regeneracji skóry, i spowalnia procesy jej starzenia. Badania przeprowadzone w Japonii, zarówno wśród kobiet, jak i mężczyzn, wykazały, że stosowanie doustnej astaksantyny spowodowało redukcję głębokości zmarszczek i zajmowanej przez nie powierzchni, zmniejszenie widoczności przebarwień, poprawę elastyczności, tekstury oraz poziomu nawilżenia skóry8.

Badania na modelach laboratoryjnych sugerują, że astaksantyna stosowana bezpośrednio na skórę (samodzielnie lub w połączeniu z retinolem) może być efektywnym sposobem ochrony naskórka przed skutkami promieniowania UVA – poparzeniom, podrażnieniom oraz skórnym reakcjom alergicznym.

  • Pamięć i koncentracja

Układ nerwowy, tak jak i tkanki mózgu, są szczególnie podatne na stres oksydacyjny. Dzieje się tak, ponieważ mają wysoką zawartość tłuszczów nienasyconych – które łatwo się utleniają – oraz żelaza, znanego ze swoich silnych właściwości oksydacyjnych.

W przeciwieństwie do β-karotenu i likopenu astaksantyna jest substancją dobrze rozpuszczalną w tłuszczach i może swobodnie przenikać przez barierę krew-mózg, wpływając na ogólną poprawę funkcjonowania układu nerwowego.

Astaksantyna była wstępnie badana klinicznie pod kątem osłabienia pamięci związanego z wiekiem. Zdrowi mężczyźni w wieku 50–69 lat, uskarżający się na kłopoty z pamięcią, codziennie przez 12 tygodni zażywali kapsułki z olejem z alg naturalnie produkujących astaksantynę. U badanych sprawdzano potem zdolności psychoruchowe oraz przebieg procesu podejmowania decyzji. Wyniki testów wskazały na korzystne działanie astaksantyny – okazuje się, że może ona odgrywać pewną rolę we wspomaganiu wyższych funkcji mózgu u osób starszych, włączając w to percepcję, uwagę, pamięć czy przetwarzanie informacji9.

Bezpieczeństwo stosowania

  • Astaksantyna została zbadana przez wiodące organizacje zajmujące się bezpieczeństwem żywności. W 2010 roku w USA FDA (Amerykańska Agencja Żywności i Leków) przyznała jej status substancji uważanej za bezpieczną, dzięki czemu może być używana jako zwykły dodatek do żywności (barwnik). Natomiast w 2014 roku panel EFSA (Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności), wydając opinię na temat produktu zawierającego astaksantynę, stwierdził, iż jest to substancja o wysokim profilu bezpieczeństwa, tym samym nie ustalił dla niej górnego limitu spożycia10.
  • Pozyskiwanie astaksantyny z alg niesie ze sobą ryzyko, że w suplementach znajdą się pozostałości pochodzenia zwierzęcego (np. ryby i owoce morza). Osoby z nietolerancją i alergią na te składniki żywności powinny przeanalizować korzyści i ryzyko spożywania astaksantyny i przed jej suplementacją zasięgnąć porady lekarza lub farmaceuty.

Optymalna suplementacja astaksantyną

  • Astaksantyna jest wysoce nienasyconą cząsteczką, dlatego jest bardzo wrażliwa na rozkład pod wpływem temperatury, światła i tlenu. Z tego powodu należy odpowiednio ją przechowywać: w chłodnym miejscu, w ciemnym i szczelnym opakowaniu.
  • Zaleca się stosowanie produktów wysokiej jakości, w standaryzowanej formie (z określonymi zawartościami składników aktywnych), umieszczonych w opakowaniach ze szkła farmaceutycznego, które chroni delikatne składniki astaksantyny przed działaniem czynników zewnętrznych. Najwyższej jakości preparaty w butelkach z ciemnego szkła farmaceutycznego są standaryzowane, hipoalergiczne i nie zawierają żadnych sztucznych dodatków konserwujących, barwiących, czy smakowych. Preparaty zawierające astaksantynę najlepiej nabywać w aptece, farmaceuta z pewnością doradzi, co do rodzaju preparatu, możliwości zastosowania i sposobu spożywania.
  • Typowa porcja suplementacyjna astaksantyny to 3–12 mg dziennie.
  • Z powodu dobrej rozpuszczalności astaksantyny w tłuszczach zaleca się jej przyjmowanie podczas posiłku.

Piśmiennictwo:

Bibliografia:

  1. Shimidzu N., Shizuoka S., Goto M., Miki W.: Carotenoids as singlet oxygen quenchers in marine organisms. Fisheries Science. Feb 1996.
  2. Kuhn R., Sorensen N.A.: The coloring matters of the lobster (Astacus gammarus ). Angewandte Chemie. 1938; 51: 465–466.
  3. Iwamoto et al.: Inhibition of Low-Density Lipoprotein Oxidation by Astaxanthin. Journal of Atherosclerosis and Thrombosis. 2000; Vol., No. 4.
  4. Lee S. et al.: Astaxanthin Inhibits Nitric Oxide Production and Inflammatory Gene Expression by Suppressing IκB Kinase-dependent NF-κB Activation. Molecules and Cells. 2003; Vol. 16, No. 1: 97–
  5. Bennedsen M. et al.: Treatment of pylori infected mice with antioxidant astaxanthin reduces gastric inflammation, bacterial load and modulates cytokine release by splenocytes. Immunology Letters. 2000; Vol. 70, Issue 3, 1: 185–189.
  6. Sawaki K. et al.: Sports Performance Benefits from Taking Natural Astaxanthin Characterized by Visual Acuity and Muscular Fatigue Improvements in Humans. Journal of Traditional Medicines. 2002; 19 (5): 170–
  7. Guerin M., Huntley M.E., Olaizola M.: Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition. TRENDS in Biotechnology. 2003; Vol.21, No.5.
  8. Tominaga K. et al.: Cosmetic benefits of astaxanthin on humans subjects. Acta Biochemica Polonica. 2012; Vol. 59, No 1: 43–47.
  9. Satoh A. et al.: Preliminary Clinical Evaluation of Toxicity and Efficacy of A New Astaxanthin-rich Haematococcus pluvialis Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. May 2009; 44: 280–284.
  10. European Food Safety Authority (EFSA), Parma, Italy Scientific Opinion on the safety of astaxanthin-rich ingredients (AstaREAL A1010 and AstaREAL L10) as novel food ingredients. EFSA Journal. 2014; 12 (7): 3757.