Warum Haut auf Sonne nicht immer gleich reagiert
Mit den ersten warmen Wochen des Jahres verändert sich nicht nur das Licht, sondern auch die Belastung, der unsere Haut täglich ausgesetzt ist.
UV-Strahlung gehört zu den stärksten Auslösern oxidativer Prozesse im menschlichen Gewebe. Betroffen sind vor allem Zellmembranen, Kollagenstrukturen und mitochondriale Prozesse innerhalb der Hautzellen. Genau dort entstehen freie Radikale, die langfristig mit Feuchtigkeitsverlust, Elastizitätsverlust und lichtbedingter Hautalterung in Verbindung gebracht werden.[1]
Interessant ist dabei, dass die Haut über eigene Schutzmechanismen verfügt. Melanin entsteht nicht zufällig. Es ist eine direkte Reaktion des Körpers auf UV-Belastung. Bräune ist biologisch betrachtet daher kein rein kosmetischer Effekt, sondern Teil eines komplexen Schutzsystems.
Besondere Aufmerksamkeit erhält in diesem Zusammenhang Astaxanthin.
Was ist Astaxanthin genau?
Astaxanthin ist ein tiefrotes Carotinoid aus der Mikroalge Haematococcus pluvialis. Die Alge produziert diesen Stoff unter intensiver Sonneneinstrahlung als natürlichen Schutzmechanismus gegen oxidative Belastung.[2]
Entscheidend ist dabei vor allem die besondere molekulare Struktur von Astaxanthin.
Anders als viele andere antioxidative Substanzen kann sich Astaxanthin direkt in Zellmembranen einlagern und dort unterschiedliche Bereiche der Membranstruktur stabilisieren.[3]
Dadurch wird Astaxanthin insbesondere dort wissenschaftlich untersucht, wo freie Radikale und oxidative Prozesse eine besondere Rolle spielen – etwa in Haut, Retina und anderen stoffwechselaktiven Geweben.
Haut, UV-Strahlung und lichtbedingter Zellstress
Besonders intensiv erforscht wird derzeit die Rolle von Astaxanthin bei lichtbedingter Hautalterung und UV-induziertem Zellstress.
In einer Untersuchung mit gesunden Probanden wurden nach mehrwöchiger Einnahme von Astaxanthin verschiedene Parameter der Haut untersucht, darunter Hautfeuchtigkeit und Elastizität.[4]
Interessant ist außerdem die sogenannte minimale Erythemdosis. Gemeint ist die Menge an UV-Strahlung, die nötig ist, um eine sichtbare Hautrötung auszulösen.
In einer randomisierten, doppelblinden und placebokontrollierten Humanstudie wurde untersucht, wie sich die Einnahme von Astaxanthin über mehrere Wochen auf die Reaktion der Haut gegenüber UV-Strahlung auswirkt. Dabei wurden unter anderem Veränderungen der minimalen Erythemdosis sowie der Hautfeuchtigkeit erfasst.[5]
Astaxanthin interagiert aufgrund seiner fettlöslichen Struktur mit den Lipidschichten biologischer Membranen. Genau diese Eigenschaft ist ein Grund dafür, warum das Carotinoid im Zusammenhang mit oxidativer Belastung der Haut wissenschaftlich interessant ist.[2,3]
Retina, Licht und visuelle Belastung
Neben der Haut rückt zunehmend auch die Retina in den Fokus.
Die Netzhaut zählt zu den stoffwechselaktivsten Geweben des Körpers und reagiert empfindlich auf lichtinduzierten oxidativen Stress.
Experimentelle Untersuchungen beschäftigen sich deshalb mit der Frage, welchen Einfluss Astaxanthin auf oxidative Prozesse in retinalen Zellen haben könnte.[7]
Auch beim Menschen wurde Astaxanthin bereits im Zusammenhang mit visueller Belastung untersucht. Dabei standen unter anderem visuelle Ermüdung sowie die Akkommodation im Mittelpunkt – also die Fähigkeit des Auges, zwischen unterschiedlichen Fokusdistanzen zu wechseln.[8]
Diese Forschungsrichtung ist besonders interessant, weil unsere Augen heute im Alltag häufig über lange Zeiträume visuell beansprucht werden, beispielsweise durch Bildschirmarbeit und dauerhafte Nahfokussierung.
Belastung, Regeneration und körperliche Leistungsfähigkeit
Auch bei intensiver körperlicher Aktivität steigt die Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen deutlich an.
Vor allem Muskulatur und Mitochondrien reagieren empfindlich auf anhaltenden oxidativen Stress, da dort permanent hohe Energiemengen umgesetzt werden.
Astaxanthin rückt dabei in den Fokus, weil oxidative Belastung in Muskelzellen eng mit den Membranen der Mitochondrien und damit mit Prozessen der zellulären Energieproduktion verbunden ist.
In einer Untersuchung mit jungen Fußballspielern wurde deshalb analysiert, wie sich eine Astaxanthin-Supplementierung auf verschiedene Marker von Muskelschädigung und oxidativem Stress auswirkt.[9]
Damit erweitert sich die Astaxanthin-Forschung über die Haut hinaus auf weitere Bereiche, in denen hohe metabolische Aktivität und oxidative Prozesse zusammentreffen.
Warum die Aufnahme von Astaxanthin eine Rolle spielt
Astaxanthin ist ein fettlösliches Carotinoid.
Entscheidend ist daher nicht nur die Menge des aufgenommenen Astaxanthins, sondern auch die Form, in der es dem Körper zur Verfügung gestellt wird.
Humanstudien zur Aufnahme von Astaxanthin zeigen, dass das Carotinoid nach oraler Einnahme im Blut nachweisbar ist und über Lipoproteine transportiert wird.[11]
Wie bei anderen fettlöslichen Carotinoiden spielt deshalb auch bei Astaxanthin die Bioverfügbarkeit eine wichtige Rolle für die wissenschaftliche Bewertung.
Astaxanthin im Kontext oxidativer Belastung
Die unterschiedlichen Forschungsbereiche wirken auf den ersten Blick sehr verschieden: Haut und UV-Strahlung, Retina und visuelle Belastung sowie Muskulatur und körperliche Aktivität.
Der gemeinsame Nenner liegt jedoch in den biologischen Prozessen dahinter.
In allen drei Bereichen treffen besonders stoffwechselaktive oder äußeren Belastungen ausgesetzte Gewebe auf eine erhöhte Bildung reaktiver Sauerstoffverbindungen.
Genau deshalb taucht Astaxanthin in so unterschiedlichen Forschungsfeldern auf.
Seine besondere molekulare Struktur und seine Fähigkeit, mit lipidreichen Zellmembranen zu interagieren, machen das Carotinoid zu einem interessanten Forschungsgegenstand im Zusammenhang mit oxidativer Belastung.
Einordnung der aktuellen Studienlage
Die aktuelle Forschung untersucht Astaxanthin vor allem im Zusammenhang mit:
- UV-induzierten Prozessen und Hautparametern
- oxidativem Stress in Zellmembranen
- retinalen und visuellen Belastungsprozessen
- körperlicher Belastung und Regeneration
- Bioverfügbarkeit und Aufnahme fettlöslicher Carotinoide
Dabei liegen neben experimentellen Untersuchungen auch erste Humanstudien vor.
Gleichzeitig unterscheiden sich Studiendesigns, Dosierungen, Untersuchungszeiträume und betrachtete Parameter teilweise deutlich voneinander. Die klinische Bedeutung einzelner Ergebnisse sowie mögliche langfristige Effekte bleiben deshalb Gegenstand weiterer Forschung.
Fazit
Astaxanthin ist vor allem deshalb wissenschaftlich interessant, weil seine besondere molekulare Struktur eng mit lipidreichen Zellmembranen verbunden ist.
Von der Haut über die Retina bis hin zur Muskulatur konzentriert sich die Forschung auf Gewebe, in denen oxidative Prozesse eine besondere Rolle spielen.
Gerade UV-Strahlung macht sichtbar, wie eng Umweltbelastung, Zellmembranen und körpereigene Schutzmechanismen miteinander verbunden sind.
Die aktuelle Forschung zu Astaxanthin versucht deshalb zunehmend zu verstehen, welche Rolle das Carotinoid innerhalb dieser komplexen Prozesse einnehmen kann.
Quellen
[1] Pillai S. et al. (2005). Ultraviolet radiation and skin aging: roles of reactive oxygen species, inflammation and protease activation. Free Radical Biology and Medicine, 40(9), 1603–1616.
[2] Ambati R.R. et al. (2014). Astaxanthin: sources, extraction, stability, biological activities and its commercial applications. Marine Drugs, 12(1), 128–152.
[3] Guerin M. et al. (2003). Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition. Trends in Biotechnology, 21(5), 210–216.
[4] Tominaga K. et al. (2012). Cosmetic benefits of astaxanthin on human subjects. Acta Biochimica Polonica, 59(1), 43–47.
[5] Ito N. et al. (2018). The protective role of astaxanthin for UV-induced skin deterioration in healthy people – a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Nutrients, 10(7), 817.
[7] Nakajima Y. et al. (2008). Astaxanthin, a dietary carotenoid, protects retinal cells against oxidative stress. British Journal of Nutrition, 100(2), 389–395.
[8] Nagaki Y. et al. (2002). Suppression of human accommodation fatigue by astaxanthin. Journal of Clinical Therapeutics and Medicines, 18(1), 73–79.
[9] Djordjevic B. et al. (2012). Effect of astaxanthin supplementation on muscle damage and oxidative stress markers in elite young soccer players. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 52(4), 382–392.
[11] Østerlie M. et al. (2000). Plasma appearance and distribution of astaxanthin E/Z and R/S isomers in plasma lipoproteins of men after single dose administration. Journal of Nutritional Biochemistry, 11(10), 482–490.