Astaksantyna - organiczny barwnik o korzystnych cechach

Astaksantyna jest złożem organicznych substancji, które należą do grupy karotenoidów. W porównaniu z innymi składnikami tej klasy, charakteryzuje się ona wyższą odpornością i stabilnością. Jest bardziej odporna na wysokie temperatury i światło ze względu na swoją unikatową budowę chemiczną i fizyczną. Astaksantyna ma kolor brunatnoczerwony – jest zaliczana do naturalnych pigmentów, które są wykorzystywane w przemyśle spożywczym. Jako składnik żywności jest oznaczana symbolem E161j.

Astaksantyna jest wytwarzana przez niektóre mikroorganizmy i grzyby. Jej głównym producentem jest jednokomórkowe glony Hematococcus pluvialis (ok. 4% masy suchej tych organizmów). Astaksantyna jest także produkowana przez glony Chlorella zofingensis, które akumulują pigment nawet w warunkach braku oświetlenia. Inne cenne źródło astaksantyny stanowi drożdże Xanthophyllomyces dendrorhous. Chociaż wydajność produkcji z grzybów jest mniejsza niż z glonów, to ze względu na niższy koszt hodowli stanowią one cenny surowiec. Astaksantynę można wyizolować także z niektórych gatunków skorupiaków, takich jak: Euphausia pacifica (kryl pacyficzny), Euphausia superba (kryl antarktyczny) czy Pandalus borealis (krewetka północna) – u tych organizmów pigment występuje głównie w pancerzach. Część zwierząt, mimo braku zdolności własnej syntezy, może gromadzić astaksantynę drogą pokarmową, a kumulacja pigmentu w różnych narządach (głównie w mięśniach) nadaje im czerwony kolor. Zabarwienie pewnych gatunków ryb, homarów, krewetek oraz flamingów wynika właśnie z obecności astaksantyny. Łosoś, pstrąg różowy oraz owoce morza (w szczególności langusta, kraby, raki i krewetki) są jej naturalnym źródłem w diecie. Należy jednak podkreślić, że w zestawieniu z glonami zawartość pigmentu u tych organizmów jest niewielka. Astaksantynę można otrzymać również na drodze chemicznej syntezy.

Astaksantyna jest uznawana za jeden z naturalnych przeciwutleniaczy. Wykazuje ona silne właściwości antyoksydacyjne poprzez zwalczanie wolnych rodników, w tym reaktywnych form tlenu i azotu. Odkryto, że jej aktywność antyoksydacyjna jest znacznie wyższa niż innych znanych związków przeciwutleniających, takich jak α-tokoferol (witamina E), α-karoten, β-karoten, likopen i luteina (Y. Naguib 2000). Mocne potencjał antyoksydacyjne wynika również z możliwości stymulowania ludzkiego organizmu do zwiększania aktywności enzymów, które mają przeciwutleniający charakter, takich jak dysmutazy ponadtlenkowej (SOD). Właściwości te zostały potwierdzone w wielu badaniach naukowych. W jednym z nich zdrowym, niepalącym mężczyznom mieszkającym w Finlandii podawano astaksantynę w dawce 8 mg na dobę przez 3 miesiące. Po tym czasie zaobserwowano znaczący spadek stężenia utlenionych kwasów tłuszczowych w surowicy krwi badanych (J. Karppi i wsp. 2007). W innym badaniu sprawdzano antyoksydacyjne właściwości barwnika wśród 27 kobiet i mężczyzn ze zdiagnozowaną nadwagą lub otyłością. Przez 12 tygodni codziennie po śniadaniu przyjmowali oni 20 mg astaksantyny. Po zastosowaniu suplementacji stwierdzono obniżenie markerów stresu oksydacyjnego wywołanego wolnymi rodnikami, a także wzrost aktywności SOD i całkowitej pojemności antyoksydacyjnej osocza krwi (TAC – total antioxidant capacity of plasma). Efektów tych nie uzyskano w grupie placebo (H. Choi, Y. Youn, W. Shin 2011).

Astaksantyna wykazuje zdolności do zwalczania stanów zapalnych poprzez obniżanie poziomu związków świadczących o procesach zapalnych w organizmie. Należą do nich m.in. cytokiny prozapalne, takie jak interleukina-1, interleukina-6 oraz czynnik martwicy nowotworów (TNF-α). Astaksantyna także blokuje aktywność niektórych enzymów (syntaza tlenku azotu, cyklooksygenaza-2), które są kluczowe dla rozwoju procesów zapalnych. Udokumentowano, że ten barwnik zmniejsza obrzęk spowodowany przez zapalenie oraz obniża poziom białka C-reaktywnego (CRP), które jest głównym wskaźnikiem przewlekłego stanu zapalnego (J. Genest 2010). Właściwości zwalczania stanów zapalnych są ściśle powiązane z immunomodulującymi cechami astaksantyny.

Nadmiar wolnych rodników prowadzi do stresu oksydacyjnego, który osłabia cały organizm i przyczynia się do rozwoju różnych schorzeń. W celu zapobiegania tym schorzeniom, niezbędne jest utrzymywanie prawidłowego funkcjonowania układu immunologicznego. Astaksantyna wykazuje zdolność wzmocnienia reakcji obronnych organizmu, co prowadzi do zwiększenia produkcji komórek układu odpornościowego, w tym ludzkich limfocytów T i B oraz komórek NK, które stanowią pierwszą linię obrony przed infekcjami i zakażeniami. Właściwości immunomodulujące astaksantyny zostały potwierdzone przez badania (J. Park i wsp. 2010).

Ze względu na właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne i immunostymulujące, astaksantyna prezentuje również działanie antynowotworowe. Potwierdzono, że astaksantyna może ograniczyć rozwój komórek nowotworowych oraz uruchomić ich destrukcję przy użyciu apoptozy (J. S. Bertram, A. L. Vine 2005). Działanie antyoksydacyjne astaksantyny owocuje zmniejszeniem substancji rakotwórczych poprzez obniżenie poziomu wolnych rodników. Ponadto, astaksantyna umacnia odpowiedź immunologiczną oraz produkcję komórek odpornościowych, co wspiera zwiększenie możliwości obronnych organizmu przed mutagennymi komórkami (P. Palloza i wsp. 2009). Stwierdzono także, że astaksantyna posiada właściwości antyproliferacyjne, które ograniczają zdolność komórek do namnażania się, a także potęgują skuteczność chemioterapii (I. Faraone i wsp. 2020).

Zastosowanie astaksantyny zapobiega rozwojowi cukrzycy typu 2 oraz wspiera poprawę parametrów glikemicznych u osób, u których choroba ta już się rozwinęła. Uzupełnienie naturalnym barwnikiem dzięki antyoksydacyjnej aktywności i zmniejszeniu stresu oksydacyjnego chroni komórki β trzustki (odpowiedzialne za produkcję insuliny) przed ich uszkodzeniem. To zapobiega powstawaniu zaburzeń związanych z metabolizmem glukozy. Istnieją badania potwierdzające pozytywny wpływ astaksantyny na gospodarkę węglowodanową. W jednym z nich naukowcy odnotowali zmniejszenie poziomu glukozy we krwi oraz wzrost stężenia adiponektyny, która odgrywa ważną rolę w metabolizmie i podnosi wrażliwość insulinową. Poprawa parametrów u osób ze zdiagnozowaną cukrzycą typu 2 nastąpiła po 8 tygodniach stosowania barwnika izolowanego z alg w ilości 8 mg na dobę. W tym samym badaniu potwierdzono także działanie obniżające poziom trójglicerydów i cholesterolu LDL (N. S. Mashhadi i wsp. 2018).

Astaksantyna pozytywnie wpływa na układ krążenia i chroni przed rozwojem chorób układu krążenia. Jej pozytywny wpływ wynika z opisanych wcześniej właściwości antyoksydacyjnych i przeciwzapalnych, a także jej udziału w metabolizmie lipidów. Badania naukowe sugerują, że ten barwnik może obniżać poziom cholesterolu LDL (tzw. zły cholesterol) i zwiększać poziom cholesterolu HDL (tzw. dobry cholesterol). Ponadto, astaksantyna wykazuje właściwości przeciwmiażdżycowe poprzez zwiększanie poziomu adiponektyny. W jednym z badań zaobserwowano poprawę parametrów lipidowych po stosowaniu suplementacji astaksantyną. Badanie zostało przeprowadzone na grupie 61 osób w wieku 25-60 lat, które zostały losowo podzielone na grupy i otrzymywały barwnik pozyskiwany z alg w ilości 6, 12 lub 18 mg dziennie, a także placebo jako grupę kontrolną. Po 12 tygodniach stosowania suplementacji zaobserwowano znaczący spadek poziomu trójglicerydów oraz wzrost poziomu cholesterolu HDL u osób przyjmujących suplement. Dodatkowo, stosowanie wyższych dawek (12 i 18 mg) przyczyniło się do zwiększenia ilości adiponektyny we krwi.

Właściwości przeciwutleniające i przeciwzapalne wywierają korzystny wpływ na obfitą działalność komórek wątroby, hepatocytów. Badania naukowe wykazały, że astaksantyna może służyć zarówno jako środek profilaktyczny, jak i leczniczy w przypadku różnorodnych schorzeń wątroby, w tym włóknienia, niealkoholowego tłuszczu wątroby (NAFLD), nowotworu i uszkodzeń wywołanych lekami (J. Li, C. Guo, J. Wu 2020).

Astaksantyna również wykazuje cechy ochronne wobec komórek nerwowych. To głównie efekt jej wysokiej aktywności przeciwutleniającej oraz umiejętności do hamowania stanów zapalnych. Utrzymujący się stres oksydacyjny oraz procesy zapalne mają negatywny wpływ na neurony. W związku z tym, cechy neuroprotekcyjne są kluczowe w zapobieganiu schorzeniom wynikającym z uszkodzenia komórek układu nerwowego, w tym chorób Alzheimera i Parkinsona. Te cechy zostały potwierdzone w badaniach naukowych (Ch. Galasso 2018; S. Fakhri i wsp. 2019).

Astaksantyna stanowi jeden z najsilniejszych antioxydantów pochodzenia naturalnego, który wykazuje szerokie działanie korzystne dla zdrowia człowieka. Można ją nabyć w formie tabletek lub kapsułek. W produkcji suplementów diety wykorzystuje się głównie astaksantynę pochodzącą z glonów, a w mniejszym stopniu także tę pozyskiwaną z drożdży. Do tej pory nie ustalono maksymalnej dawki, ponieważ nawet w dużych ilościach nie powodowała skutków niepożądanych. Astaksantyna została uznana za substancję bezpieczną.