Natürliches Astaxanthin aus Österreich – ein einzigartiger Wirkstoff für biologischen Zellschutz

Natürliches Astaxanthin aus Österreich

Abstract

Mit steigender Lebenserwartung und zunehmendem Stress im Alltag rückt gesundes Altern in den Mittelpunkt des Interesses. Durch einen gesunden Lebensstil und die Förderung der Funktionsfähigkeit unserer Haut versuchen wir, sichtbaren Alterserscheinungen und altersbedingten Erkrankungen vorzubeugen. Eine Sisyphusarbeit, denn wir können den Alterungsprozess unseres Körpers und insbesondere unserer Haut nicht aufhalten – aber durch vorbeugende Maßnahmen positiv beeinflussen und verzögern. Der Einsatz von Antioxidantien spielt vor allem im Bereich der Hautgesundheit eine wichtige Rolle. Astaxanthin ist ein hochwirksames natürliches Antioxidans, das durch seine biologische Wirkung einen effektiven Zellschutz bietet. Als natürliches Schutzschild gegen umweltbedingten Stress und degenerative Oxidationsprozesse ist es die perfekte Wahl für Anti-Ageing-Produkte. Zahlreiche klinische Studien belegen die positive Wirkung seiner einzigartigen Molekülstruktur auf den Hautalterungsprozess. BDI-BioLife Science konnte die positive Wirkung von Astaxanthin anhand eigener Studien im Kosmetikbereich mit seinem markengeschützten Wirkstoff, einem Oleoresin mit 5% Astaxanthingehalt, bestätigen.

Die Haut dient als inneres und äußeres Schutzschild und wird ständig durch schädliche Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung oder Luftverschmutzung, aber auch durch innere Stressfaktoren wie falsche Ernährung, Schlafmangel oder chronische Entzündungen beansprucht. Dauerhaft hohe Belastungen können die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen und den Alterungsprozess beschleunigen. Um die Haut als Schutzbarriere langfristig aufrechtzuerhalten und zu unterstützen, werden verschiedene Wirkstoffgruppen in Kosmetika eingesetzt. Antioxidantien, gehören zu diesen Wirkstoffen. Sie können oxidativen Stress in der Haut neutralisieren und so vor beschleunigten Alterungsprozessen schützen. Es gibt eine Vielzahl von Antioxidantien wie Vitamin C und Coenzym Q10, aber natürliches Astaxanthin hat sich als das bisher stärkste natürliche Antioxidans erwiesen, dessen Eigenschaften herkömmliche Antioxidantien übertreffen. Im direkten Vergleich ist Astaxanthin bei der Neutralisierung von Singulett-Sauerstoff 6.000 Mal wirksamer als Vitamin C und 100 Mal wirksamer als Vitamin E.[1]

Astaxanthin – der rote Diamant unter den Antioxidantien

Astaxanthin gehört zur Gruppe der Carotinoide, genauer gesagt zu den Xanthophyllen. In der Natur kommt das rote Pigment in photosynthetischen Organismen wie Bakterien, Algen und Hefen vor. Die höchsten Konzentrationen an natürlichem Astaxanthin können aus der Süßwasseralge Haematococcus pluvialis gewonnen werden. Aufgrund seiner enormen antioxidativen Wirkung gilt Astaxanthin als der rote Diamant unter den Radikalfängern und ist im Vergleich zu anderen Antioxidantien nachweislich effizienter bei der Neutralisierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). Dank seiner einzigartigen molekularen Struktur wirkt Astaxanthin niemals prooxidativ und zählt somit zu den reinen Antioxidantien.[2] Astaxanthin ist nicht nur ein unglaublich starkes Antioxidans, sondern auch einzigartig in seiner Funktion in unserem Körper. Die lipophile-hydrophile-lipophile Struktur der Astaxanthinmoleküle und ihre Länge ermöglichen es, dass sie alle Schichten der Zellmembran durchdringen (Abb. 1).

Abb. 1: Astaxanthin nimmt eine transmembrane Orientierung ein und legt sich durch die gesamte Zellmembran.

Diese besondere transmembrane Orientierung ermöglicht einen ganzheitlichen Schutz der Zelle von innen und außen vor freien Radikalen. Astaxanthin wird nachweislich im Blutstrom, im Muskelgewebe, in der Haut und in verschiedenen wichtigen Organen aufgenommen, was es zusammen mit seiner schützenden und entzündungshemmenden Wirkung zu einem wirksamen Antioxidans für ein gesundes Altern macht.[3]

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Astaxanthin die Hautgesundheit verbessert und der Hautalterung entgegenwirkt, indem es einen umfassenden Schutz gegen ROS-bedingte Schäden bietet und Entzündungen hemmt. Positive Effekte auf die menschliche Haut wurden insbesondere in Bezug auf Elastizität, Faltentiefe, Feuchtigkeitsgehalt, Altersflecken und Hautbeschaffenheit nachgewiesen. Astaxanthin verbessert die Hautelastizität, indem es die Kollagenschichten stärkt und revitalisiert von Lichtalterung betroffene Haut, indem es schädliche Radikale in allen Hautschichten neutralisiert. Eine positive Wirkung auf die Gesundheit der Haut wurde sowohl bei oraler Aufnahme über Nahrungsergänzungsmittel als auch bei topischer Anwendung in Kosmetika festgestellt. Diese Anwendungen können auch kombiniert werden, um die Wirkung zusätzlich zu steigern.[4]

Hautalterung – Ursache und Wirkung

Als äußerste Schutzschicht ist unsere Haut ständig großen Mengen an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und anderen freien Radikalen ausgesetzt. Eine Überlastung führt zu oxidativem Stress, der die Gesundheit und Funktion der Haut erheblich beeinträchtigt. Wenn Singulett-Sauerstoff die Zellmembranen angreift, werden Enzyme aktiviert, die degenerative Prozesse fördern und zu einer optischen Veränderung des Hautbildes bis hin zum Zelltod führen. Singulett-Sauerstoff kann auch die DNA schädigen und Entzündungen auslösen.[5] Viele altersbedingte Beschwerden werden durch einen erhöhten Spiegel proinflammatorischer Zytokine und Zellseneszenz verursacht. Die generelle Zunahme pro-oxidativer Lebensbedingungen und ein hohes Lebensalter fördern das Auftreten chronischer Entzündungen und begünstigen den Abbau der normalen Zellstruktur und -funktion.  Dadurch wird die Haut empfindlicher und anfälliger für oxidative Schäden, wodurch Alterungsprozesse und altersbedingte Erkrankungen beschleunigt werden.[6]

Mit steigendem Alter verschlechtert sich nicht nur die Barrierefunktion der Haut, sondern auch die Stoffwechselaktivität der Zellen. Ein gesunder Mensch verfügt über natürliche Abwehrmechanismen in Form von körpereigenen Antioxidantien, um sich vor freien Radikalen und den negativen Auswirkungen von oxidativem Stress zu schützen. Nimmt die Stoffwechselaktivität mit zunehmendem Alter ab, sinkt die Bildung körpereigener Antioxidantien, was wiederum oxidativen Stress und damit Entzündungsreaktionen begünstigt.

Die tägliche Belastung durch freie Radikale und die mit dem Alter abnehmende Fähigkeit, sich vor der Bildung und den Auswirkungen dieser toxischen Substanzen zu schützen, macht es notwendig, unseren Körper bei der Abwehr von oxidativem Stress und Zellschäden zu unterstützen. Der Einsatz von Antioxidantien in kosmetischen Formulierungen ist eine Möglichkeit, die Funktionalität und Gesundheit der Haut langfristig zu schützen und vorzeitige Alterungsprozesse zu unterbinden.

Astaxanthin und seine biologischen Zellschutzeigenschaften

Zellen haben ein natürliches Stresslevel (6,25% in der Negativkontrolle in Abb. 2), welches durch die Exposition gegenüber ROS erhöht wird. Erhöhter intrazellulärer Stress beschleunigt die Zellalterung und fördert altersbedingte Hautveränderungen wie Falten und Altersflecken. In einer in vitro Studie wurde der Einfluss von Oleoresin mit 5 % Astaxanthin auf die antioxidative Wirksamkeit gegen ROS untersucht.

Zur Bestimmung der antioxidativen Wirkung wurden humane Keratinozyten mit 0,01%, 0,05% und 0,1% Oleoresin mit einem Astaxanthingehalt von 5% für 24 Stunden behandelt. Nach der Inkubation wurden 10µM H₂DCFDA (Chemikalie zum Nachweis vorhandener oxidativer Moleküle) für eine Stunde appliziert. Anschließend wurden als Sauerstoffradikale (ROS) 500µM H₂O₂ zugegeben. Unbehandelte Zellen ohne ROS-Exposition wurden als Negativkontrolle und unbehandelte Zellen mit ROS-Induktion als Positivkontrolle verwendet. Wie in Abbildung 2 dargestellt, kann der Wirkstoff den oxidativen Stress dosisabhängig signifikant reduzieren. [7]

Abb. 2: Zellstress 24h nach ROS-Induktion durch H₂O₂  in Zellen, die mit verschiedenen Konzentrationen von Oleoresin mit 5% Astaxanthin  in Olivenöl gelöst behandelt wurden.

Astaxanthin und seine Anti-Ageing-Eigenschaften

Trockene Haut, tiefe Falten, Erschlaffung, erhöhter transepidermaler Wasserverlust (TEWL) und eine Verschlechterung der epidermalen Barrierefunktion sind typische Merkmale alternder Haut. Astaxanthin aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis hat positive Effekte speziell hinsichtlich dieser Merkmale gezeigt.

Für eine in vivo Studie wurden 20 gesunde weibliche Testpersonen im Alter von 24 bis 56 Jahren (Ø 34) mit normaler Haut rekrutiert. Alle Tests wurden innerhalb eines Tages an der Innenseite des Unterarms durchgeführt. Die Testsubstanzen 0,05% ASTACOS® OL50, verdünnt mit biologischem Jojobaöl, sowie reines Jojobaöl wurden getestet.

Zur Bestimmung der Hautfeuchtigkeit wurde ein Corneometer MPA 5 CPU verwendet. Die Hautrauheit (Hautfestigkeit) wurde mit einem Fricometer MPA 5 CPU gemessen. Die Ergebnisse wurden mittels deskriptiver Statistik und dem Wilcoxon Rank Test (statistisches Modell zur Gewährleistung zuverlässiger Ergebnisse) ausgewertet. Die Testpersonen wurden angewiesen, sieben Tage vor Beginn der Studie bis zum Ende der Studie keine topischen Präparate auf die Testareale aufzutragen. Zu Beginn der Studie wurden die Werte in den relevanten Testarealen als Negativkontrolle bestimmt. Anschließend wurden die Testprodukte, 0,05% ASTACOS® OL50 verdünnt mit Bio-Jojobaöl und 100% Bio-Jojobaöl, auf die entsprechenden Stellen aufgetragen. Nach einer Inkubationszeit von zwei Stunden wurden die Werte für Hautfeuchtigkeit und Hautfestigkeit an den Testzonen erneut gemessen. Bereits nach einmaliger Anwendung von 0,05% ASTACOS® OL50, verdünnt mit biologischem Jojobaöl, verbesserte sich die Hautrauigkeit (Hautfestigkeit) und der Feuchtigkeitsgehalt der Haut deutlich, wie in Abbildung 3 zu sehen ist.[8]

Abb. 3: Veränderung der Hautfeuchtigkeit und Hautrauheit nach der Applikation von 100% Jojobaöl und und Jojobaöl mit 0,5% ASTACOS® OL50 nach 2h Inkubationszeit

In einer weiteren in vivo Wirksamkeitsstudie mit einem Serum mit 0,05% Wirkstoffgehalt wurde die Effektivität von Astaxanthin in einem vierwöchigen Anwendungstest bestätigt. Insgesamt nahmen 25 weibliche und männliche Probanden im Alter von 35 bis 72 Jahren (Ø 52,9 Jahre; Hauttyp empfindlich bis atopisch) unter dermatologischer Anleitung und Beobachtung an dieser in vivo Studie teil. Alle Probanden wurden angewiesen, das untersuchte Produkt einmal täglich aufzutragen und die übliche Hautpflege durchzuführen. Die Testpersonen berichteten anschließend von einer deutlichen Faltenreduktion sowie einer Verminderung von Alters- und Pigmentflecken. Bemerkenswert ist auch, dass über 60% der Teilnehmer ihr Hautbild nach Abschluss der Studie als feiner beschrieben.[9][10]

Zusammenfassung

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Astaxanthin die allgemeine Hautgesundheit verbessern und der Hautalterung sowie entzündlichen Prozessen entgegenwirken kann. Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften dringt Astaxanthin tief in die Haut ein und wirkt genau dort, wo es benötigt wird, um unsere Haut vor oxidativem Stress und den damit verbundenen degenerativen Prozessen zu schützen. Astaxanthin aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis eignet sich hervorragend für den Einsatz in Leave-on-Produkten und verleiht diesen neben seiner antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkung auch eine natürliche rosa bis pfirsichfarbene Tönung. Als Oleoresin kann das starke Antioxidans in eine Vielzahl von Formulierungen für einen natürlichen Zellschutz eingearbeitet werden, um unsere Haut vor belastenden Umwelteinflüssen zu schützen und ihre natürlichen Abwehrmechanismen zu stärken.

Die BDI-BioLife Science GmbH hat einen speziellen COSMOS-zertifizierten und NATRUE-anerkannten Wirkstoff entwickelt, um dieses einzigartige Antioxidans in kosmetischen Formulierungen einzusetzen. ASTACOS® OL50 (Abb. 4) ist ein veganer, nicht an Tieren getesteter Inhaltsstoff, gewonnen aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis mit 5% natürlichem Astaxanthin. Der Wirkstoff hat bereits in verschiedenen in vivo und in vitro Studien sein Potential zur Neutralisierung von freien Radikalen unter Beweis gestellt und sich als wirksamer Anti-Aging-Wirkstoff erwiesen. Mit dem hauseigenen Astaxanthin-Kompetenzzentrum begleitet die BDI-BioLife Science ihre Kunden gerne mit ihrer Expertise in der Verarbeitung und Formulierung von ASTACOS® OL50, unterstützt durch eigene Rahmenformulierungen und Studien.

Abb. 4: ASTACOS® OL50, Oleoresin mit 5% Astaxanthingehalt

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[1] 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. December, pp. 16–20, 2007.

[2] R. R. Ambati, P. S. Moi, S. Ravi, and R. G. Aswathanarayana, “Astaxanthin: Sources, extraction, stability, biological activities and its commercial applications – A review,” Mar. Drugs, vol. 12, pp. 128–152, 2014.

[3] B. Capelli, S. Talbott, and L. Ding, “Astaxanthin sources: Suitability for human health and nutrition,” Funct. Foods Heal. Dis., vol. 9, no. 6, pp. 430–445, 2019.

[4] K. Tominaga, N. Hongo, M. Karato, and E. Yamashita, “Cosmetic benefits of astaxanthin on human subjects,” Acta Biochim. Pol., vol. 59, no. 1, pp. 43–47, 2012.

[5] K. Scharffetter-Kochanek et al., “Photoaging of the skin from phenotype to mechanisms,” Exp. Gerontol., vol. 35, no. 3, pp. 307–316, 2000.

[6] 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.

[7] D. G.-R. institute for reliable Results, “Physiological/Histological in vitro Expertise,” no. March, 2021.

[8] Dr. Hauck R&D GmbH, “Efficacy Test in vivo conducted with ASTACOS OL50 (Cosmetic Study),” 2021.

[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,” pp. 98–103, 2001.