Astaxanthin – der rote Diamant unter den Antioxidantien

Abstract

Die menschliche Haut ist ein komplexes und multifunktionelles Organ, das den Körper vor äußerlichen physischen, chemischen und infektiösen Angriffen schützt. Aber sie bildet nicht nur ein Schutzschild, das den menschlichen Körper vor äußeren Faktoren bewahrt, sie agiert auch als sensorisches Organ, bewahrt den Organismus vor Dehydrierung und bietet immunologische Abwehrmechanismen sowie Biosynthese (z.B. von Vitamin D3).

Um diese vielfältigen Aufgaben zu erfüllen, muss die Haut gesund sein. Ein wichtiges Anzeichen für gesunde Haut ist ihr Erscheinungsbild. Eine straffe, jugendlich wirkende, natürlich strahlende Haut stellt nicht nur ein wünschenswertes Schönheitsmerkmal dar, sondern ist auch Anzeichen für gesunde Haut. Jedoch können innere und äußere Einflüsse wie Schlafmangel, schlechte Ernährung, Stress, Luftverschmutzung oder Sonnenstrahlung den Glanz der Haut verringern. Beide Faktoren fördern eine Überproduktion von hochreaktivem Sauerstoff (reactive oxygen species (ROS)) und lösen oxidativen Stress aus – ein Hauptgrund für Hautschäden und vorzeitige Hautalterung.[1]

Oxidativer Stress und sein Einfluss auf die Hautgesundheit

Typische Merkmale von junger gesunder Haut sind ein frisches Erscheinungsbild mit einem warmen, strahlenden Glanz sowie eine straffe, weiche und glatte, makellose Oberfläche (Abbildung 1). Wann immer die Haut inneren und äußeren Stressfaktoren ausgesetzt ist, treten Veränderungen in bestimmten Körpermolekülen auf, die zur Entstehung diverser ROS und freier Radikale führen und oxidatives Ungleichgewicht verursachen.

Abb. 1: Ein natürliches Erscheinungsbild zeigt den Gesundheitszustand der Haut an.

Wenn freie Radikale Zellmembranen angreifen, aktivieren sie Enzyme, die zu Zellsterben, Entzündungsreaktionen und verändertem Hauterscheinungen führen (Abb. 2). Sie können überdies die DNS beeinflussen und eine Reihe von schädlichen Zellprozessen und Zellmutationen auslösen, indem sie die DNS-Struktur beschädigen. Dies führt zu einer Kettenreaktion und verursacht verschiedenste Änderungen in den Hautschichten, einschließlich der Zerstörung von Kollagen und anderen Molekülen, die wichtig für die Hautelastizität sind. Zudem werden die natürliche Hauterneuerung und -reparatur beeinträchtigt, und die Funktionalität der Haut wird beeinträchtigt.[2]

Abb. 2: Freie Radikale greifen Zellmembranen an und verursachen oxidativen Stress.

Im 21. Jahrhundert steigt die Gefahr, schädlichen Umweltbedingungen (z.B. starke UV-Strahlen, Luftverschmutzung, Blaulicht), die Oxidation verursachen, ausgesetzt zu sein, weil diese eine chronische, anhaltend leichte Entzündung der Haut fördern. Dadurch verschlechtern sich Hautzellstruktur und -funktionalität rascher, wodurch die Haut empfindlicher gegenüber oxidativen Schäden wird und frühzeitige Hautalterungsprozesse (engl. inflammageing) beschleunigt werden. Die Gewebestruktur sowie -funktionalität der Haut verändern sich auch auf natürliche Weise mit steigendem Alter und hinsichtlich ihrer Fähigkeit, sich selbst vor oxidativem Stress zu schützen und bestmöglich zu funktionieren. Beschädigte oder gealterte Haut ist gekennzeichnet durch Trockenheit, fahle Erscheinung, tiefe Falten, Pigmentierung, Schlaffheit, höheren transepidermalen Wasserverlust (transepidermal water loss (TEWL)) sowie eine gestörte epidermale Schutzwand.[3]

Um die Hautfunktionen zu erhalten und sie vor ROS und entsprechenden degenerativen Behandlungswegen zu schützen, können verschiedenste natürliche und synthetische Bestandteile in kosmetischen Formulierungen verwendet werden. Antioxidantien sind Substanzen, die häufig in Kosmetikprodukten eingesetzt werden, um eine ganzheitlich gesunde Haut und eine jugendlich-glanzvolle Erscheinung zu bewahren.[2]

Antioxidantien schützen gegen Hautverschlechterung

Antioxidantien bilden eine Stoffgruppe, die Hautverschlechterung entgegenwirken, indem reaktive Moleküle neutralisiert werden. Gesunde Haut produziert oder absorbiert natürlicherweise Antioxidantien im Hautgewebe, um schlimme Schäden zu verhindern und das oxidative Gleichgewicht in den Zellen zu erhalten. Länger anhaltende Stresssituationen überfordern dieses natürliche Abwehrsystem, und es kommt zu einer Überproduktion von freien Radikalen, was zu einem oxidativen Ungleichgewicht führt. Die Einlagerung von Antioxidantien in topische Hautpflegeprodukte ist eine weitverbreitete Methode, um besseren Schutz zu bieten und den körpereigenen Schutz zu unterstützen, um gesunde Haut zu fördern und frühzeitiges Altern zu verhindern. Erstens können sie oxidativen Stress reduzieren, und zweitens wirken sich einige auf spezielle biologische Mechanismen aus, um Hautschutz und Hautregeneration zu stärken.[2]

 

Bei der Wahl von Antioxidantien für kosmetische Formulierungen sollte beachtet werden, dass es zahlreiche Antioxidantien gibt, die in ihrer Wirksamkeit variieren. Das unterschiedliche Vermögen verschiedener Antioxidantien, Singulett-Sauerstoff zu neutralisieren, wurde von Nishida et al. erforscht. Die in dieser Studie getesteten Antioxidantien waren natürliches Astaxanthin, das Koenzym Q10, die Vitamine C und E sowie viele weitere bekannte Antioxidantien. Die Ergebnisse belegten, dass sich in der Neutralisierung von Singulett-Sauerstoff Astaxanthin 6.000-mal stärker zeigte als Vitamin C, 790-mal stärker als CoQ10 und 110-mal stärker als Vitamin E. Daher wird Astaxanthin auch als der rote Diamant unter den Antioxidantien bezeichnet.[4]

Astaxanthin – der rote Diamant unter den Antioxidantien

Astaxanthin, ein natürlich vorkommendes rötliches Pigment, gewonnen aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis (Abb. 3), wird als stärkstes natürliches Antioxidans ohne pro-oxidative Eigenschaft erachtet, das hocheffizient gegen ROS wirkt. Abgesehen von seinem antioxidativen Potenzial weist Astaxanthin gute entzündungshemmende Eigenschaften auf.[1] In zahlreichen Studien hat Astaxanthin bewiesen, dass es die allgemeine Hautgesundheit erhöht und gegen Hautalterung wirkt, indem es umfassenden Schutz gegen oxidativen Abbau bietet. Positive Auswirkungen zeigten sich insbesondere hinsichtlich Elastizität, Feuchtigkeitsspeicherung, Altersflecken, Faltentiefe und Hautbild. Astaxanthin verbessert die Hautelastizität, indem es die Kollagenschichten stärkt, und revitalisiert beanspruchte Haut, indem es freie Radikale in allen Hautschichten beseitigt. Es kann das natürliche antioxidative Gleichgewicht wiederherstellen und dabei Zellmembranen gegen Lipidperoxidation schützen.[5]

Abb. 3: Astaxanthin-haltige Zellen der Mikroalge Haematococcus pluvialis.

In vitro und In vivo wurde gezeigt, dass die topische Anwendung von Astaxanthin ausgezeichneten biologischen Zellschutz gegen entzündliche Reaktionen bietet. Daher könnte die Verwendung von Astaxanthin in kosmetischen Formulierungen entzündungsbedingte Verschlechterung der Hautstruktur und spätere Stadien von Hautkrankheiten verhindern.[6,7]

BDI-BioLife Science GmbH hat einen speziellen COSMOS-zertifizierten und von Natrue zugelassenen Wirkstoff entwickelt, um dieses einzigartige Antioxidans in kosmetische Formulierungen einzubringen. ASTACOS^® OL50 ist ein veganer, tierversuchsfreier Inhaltsstoff, gewonnen aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis, der bereits seine Wirkkraft für die Neutralisierung von freien Radikalen in verschiedenen In vivo– und In vitro-Versuchen gezeigt und sich als effizienter Wirkstoff für Anti-Ageing-Produkte erwiesen hat. Mit dem hausinternen Astaxanthin Kompetenzzentrum unterstützt BDI-BioLife Science mit großer Expertise bei der Verarbeitung und Formulierung von ASTACOS^® OL50, wie durch verschiedene Rahmenformulierungen und wissenschaftliche Dossiers belegt wurde.

Ein kraftvoller roter Diamant für gesundes, strahlendes Aussehen

Eine strahlende, gesunde Haut ist stark abhängig vom Reflexionsvermögen epidermischer Hautzellen. Gesunde Haut mit einer homogenen glatten Beschaffenheit reflektiert Licht, während beschädigte, trockene Hautzellen mit oxidierter Lipidmembran und einer rauen, unebenen Beschaffenheit Licht absorbieren oder streuen. Oxidativer Stress schwächt den Regenerationsprozess der Haut – die Folge sind ein inhomogener Teint und eine Haut, die matt, müde und rau erscheint.

In einer In vivo-Studie mit 22 weiblichen Probanden zwischen 30 und 50 Jahren wurde die Ausstrahlung sowie der schimmernde Effekt von Astaxanthin auf der menschlichen Haut bewertet. Für den Test wurde eine Dosierung von vier bis fünf Tropfen von 0,05 Prozent ASTACOS^® OL50, aufgelöst in Jojobaöl, 28 Tage lang auf Gesicht und Dekolleté aufgetragen. Während der Testphase sowie 24 Stunden vor Testbeginn wurden keine anderen Produkte im genannten Bereich aufgetragen.

Die jeweils erforderlichen Werte wurden im Labor am Beginn der Studie vor der ersten Behandlung, 30 Minuten nach der ersten Anwendung des Produkts und am 28. Tag gemessen, nachdem das Testprodukt zweimal täglich auf die getestete Oberfläche aufgetragen worden war. Der aufhellende/strahlende Effekt wurde anhand von Fotos bestimmt, die mit dem Aufnahmesystem ColorFace® (Newtone) gemacht wurden, einem standardisierten System für Abbildungen des gesamten Gesichts.

Nachdem der astaxanthin-haltige Inhaltsstoff zweimal täglich über fast einen Monat aufgetragen worden war, wurde eine signifikante Verbesserung (p<0.01) der Hautgleichmäßigkeit festgestellt (Abb. 4). Zudem hatte sich der Hautschimmer bereits 30 Minuten nach der Anwendung deutlich verbessert (p<0.01) (Abb. 5). Eine dermatologische Überprüfung jeder Person an den Tagen 0 und 28 ergab keine Unverträglichkeitsreaktion.

Abb. 4: Darstellung der Gleichmäßigkeitsanalyse der Haut mit ColorFace® Tag 0 (links) und Tag 28 (rechts).

Darüber hinaus wurden von den Probandinnen am Ende der Testphase Fragebögen ausgefüllt, um die subjektive Empfindung, Effektivität und kosmetische Qualität des Produkts zu erheben (Abb. 6). Über 90 Prozent der Probandinnen gaben an, dass ihre Haut am Ende der Testperiode weicher und besser hydriert war, während 82 Prozent bestätigten, dass das Produkt der Haut einen gesunden Glanz verliehen hatte. Zusätzlich gaben mehr als 70 Prozent an, dass die behandelte Haut revitalisiert und strahlend aussah, der strahlende Effekt den ganzen Tag lang anhielt und sie von der Wirkung des Testprodukts überzeugt waren.[8]

Abb. 5: Darstellung der Analyse des Hautschimmers mit ColorFace® vor (links) und 30 Minuten nach der Anwendung (rechts) an Tag 0.

In einer anderen In vivo-Wirksamkeitsstudie wurde die Effektivität von Astaxanthin in einem Anwendungstest bestätigt. 25 weibliche und männliche Probanden zwischen 35 und 72 Jahren (Ø 52,9 Jahre; Hautprofil sensibel bis atopisch) nahmen unter Aufsicht eines Dermatologen an dieser In vivo-Studie teil. Alle Freiwilligen wurden angewiesen, ein Serum mit 0,05 Prozent des Wirkstoffs für Gesichtspflege einmal am Tag über einen Zeitraum von vier Wochen zu verwenden. Außerdem sollten sie ausschließlich das Testprodukt anwenden und ihre übliche Hautpflege vornehmen. Nach Anwendung der Testsubstanz über vier Wochen bestätigten über 80 Prozent der Probanden einen guten feuchtigkeitsspendenden Effekt, eine signifikante Verringerung von Falten und Runzeln als auch einen Rückgang von Altersflecken und Pigmentierung. Außerdem beschrieben sie ihre Haut nach dem Ende der Studie als straffer.[9, 10]

Conclusio

Abb. 6: Bewertung der Produktwirksamkeit 28 Tage nach der Anwendung.

Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen haben zu dem Schluss geführt, dass Astaxanthin die allgemeine Hautgesundheit verbessern sowie Hautalterung, entzündlichen Prozessen und einem Abbau der Hautfunktionen entgegenwirken kann. Dank seiner vielfachen Eigenschaften wirkt Astaxanthin genau dort, wo es nötig ist, und dringt tief in die Hautschichten ein; insbesondere kann die Tatsache, dass es biologischen Zellschutz bietet, hervorgehoben werden. Astaxanthin aus der Mikroalge ist die perfekte Wahl für Hautpflegeprodukte, da es die Haut gegen negative Umwelteinflüsse schützt und dabei hilft, eine gesunde, intakte Haut mit jugendlich-strahlendem Teint zu erhalten.

Über BDI-BioLife Science

BDI-BioLife Science ist spezialisiert auf die Entwicklung innovativer Technologien für die Produktion von hochqualitativen Algenwertstoffen für die Life-Science-Industrie. In der Produktionsstätte Ökopark Hartberg/Österreich erzeugt BDI-BioLife Science im betriebseigenen geschlossenen Algenkultivierungsprozess qualitativ hochwertiges, natürliches Astaxanthin, das auf die Kosmetik- (ASTACOS^®) sowie Nahrungsergänzungsmittelindustrie (ASTAFIT^®) zugeschnitten ist.

Literatur

[1] D. R. Bickers and M. Athar, “Oxidative stress in the pathogenesis of skin disease,” J. Invest. Dermatol., vol. 126, no. 12, pp. 2565–2575, 2006, doi: 10.1038/sj.jid.5700340.

[2] S. Davinelli, M. E. Nielsen, and G. Scapagnini, “Astaxanthin in skin health, repair, and disease: A comprehensive review,” Nutrients, vol. 10, no. 4, pp. 1–12, 2018, doi: 10.3390/nu10040522.

[3] S. M. Pilkington, S. Bulfone-Paus, C. E. M. Griffiths, and R. E. B. Watson, “Inflammaging and the Skin,” J. Invest. Dermatol., vol. 141, no. 4, pp. 1087–1095, 2021, doi: 10.1016/j.jid.2020.11.006.

[4] Y. Nishida, E. Yamashita, and W. Miki, “Quenching Activities of Common Hydrophilic and Lipophilic Antioxidants against Singlet Oxygen Using Chemiluminescence Detection System,” Carotenoid Sci., vol. 11, no. January 2007, pp. 16–20, 2007.

[5] K. N. Singh, S. Patil, and H. Barkate, “Protective effects of astaxanthin on skin: Recent scientific evidence, possible mechanisms, and potential indications,” Journal of Cosmetic Dermatology, vol. 19, no. 1. Blackwell Publishing Ltd, pp. 22–27, Jan. 01, 2020, doi: 10.1111/jocd.13019.

[6] D. Kopera and J. Kim, “UV-protective Properties of Topical of Astaxanthin Half side Controlled Pilot Study,” International Journal of Clinical & Experimental Dermatology, vol. 6, no. 1, pp. 13–16, 2021.

[7] D. G.-R. institute for reliable Results, “Physiological/Histological in vitro Expertise,” 2021.

[8] BIO-EC – Centre de Recherches Biologiques et d’Expérimentations Cutanées, “Radiance and Glow on a Panel of Volunteers: Report of the Study,” 2022.

[9] D. G. K. Institute for E. D. at Witten/Herdecke, “REPORT über einen Anwendungs- und Verträglichkeitstest des Prüfpräparates,“ 2021

[10] T. Seki, H. Sueki, H. Kohno, and K. Suganuma, “Effects of astaxanthin from Haematococcus pluvialis on human skin,” Fragr. J., pp. 98–103, 2001.