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Die bunte Welt der Carotinoide: Wie diese antioxidativen Pigmente ein gesundes Altern unterstützen, von Mitochondrien über Muskeln bis hin zum Gedächtnis

Die bunte Welt der Carotinoide: Wie diese antioxidativen Pigmente ein gesundes Altern unterstützen, von Mitochondrien über Muskeln bis hin zum Gedächtnis

Von den leuchtenden Rosatönen von Lachs und Garnelen über die leuchtenden Orange- und Rottöne des Herbstlaubs bis hin zum goldenen Gelb von Eigelb – Pigmente namens Carotinoide tragen dazu bei, die satten Farbtöne unserer farbenfrohen Welt zu erzeugen. Aber diese Verbindungen in Pflanzen und Tieren sind nicht nur schön für unsere Augen – sie wirken auch stark antioxidativ und unterstützen ein gesundes Altern.

Diese Pigmente, die nach ihrer Entdeckung in Karotten Carotinoide genannt wurden, spielen heute eine wichtige Rolle bei vielen Prozessen, von der Gesundheit der Mitochondrien und Muskelfunktionen bis hin zur Gesundheit der Haut und des Sehvermögens. In den letzten Jahren wurde die nachlassende Funktion der Mitochondrien – der Energieproduktionszentren unserer Zellen – mit vielen altersbedingten Prozessen in Verbindung gebracht, darunter Entzündungen und oxidativer Stress, eine Ansammlung schädlicher Verbindungen, die als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bezeichnet werden. Eine Ernährung, die reich an Carotinoiden ist, sei es über die Nahrung oder durch Nahrungsergänzungsmittel, könnte eine Möglichkeit sein, sowohl altersbedingte mitochondriale Funktionsstörungen als auch körperlichen Abbau zu bekämpfen – werfen wir einen genaueren Blick auf die fünf wichtigsten Carotinoide, die sich bekanntermaßen positiv auf die Gesundheit auswirken. 

Carotinoide, von A bis Z 

Während Forscher in der Natur über 750 verschiedene Carotinoide identifiziert haben, verwendet der Mensch nur etwa 20 davon. Die am häufigsten vorkommenden Carotinoide, die wir konsumieren und verwenden, sind α-Carotin, β-Carotin, β-Cryptoxanthin, Lutein, Lycopin und Zeaxanthin. Die Carotinfamilie besteht aus α-Carotin, β-Carotin und Lycopin, während β-Cryptoxanthin, Lutein und Zeaxanthin (unter anderem) als Xanthophylle bekannt sind. 

Obwohl alle diese pigmentierten Verbindungen als Antioxidantien wirken, gelten Astaxanthin und Lycopin als die wirksamsten Mittel, um freie Radikale und ROS zu fangen und Entzündungen im gesamten Körper zu bekämpfen. Die Carotinoide Lutein und Zeaxanthin kommen jedoch im Auge in großen Mengen vor und werden am häufigsten mit der Unterstützung des Sehvermögens und der Augengesundheit in Verbindung gebracht. 

Es gibt auch einige Unterschiede in Bezug darauf, in was diese Verbindungen umgewandelt werden, wenn wir sie essen. Obwohl sie aus unterschiedlichen Familien stammen, gelten α-Carotin, β-Carotin und β-Cryptoxanthin als Provitamin-A-Carotinoide, was bedeutet, dass sie im Körper in Form von Retinol in Vitamin A umgewandelt werden können. Umgekehrt kann durch den Verzehr von Lutein, Lycopin oder Zeaxanthin keine Vitamin-A-Aktivität entstehen – aber das bedeutet nicht, dass sie nicht nützlich sind. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Astaxanthin, β-Carotin, Lutein, Lycopin und Zeaxanthin und wie sie einen gesünderen Alterungsprozess unterstützen. 

Die bunte Welt der Carotinoide: Wie diese antioxidativen Pigmente ein gesundes Altern unterstützen, von Mitochondrien über Muskeln bis hin zum Gedächtnis

Astaxanthin

Astaxanthin ist ein Carotinoid, das bestimmten Tieren ihre rosa oder rote Farbe verleiht, darunter Lachs, Forelle, Krill, Garnelen, Krabben und Hummer. Astaxanthin wird von Algen und Bakterien produziert, die von Fischen und Meeresfrüchten gefressen werden und so in der Nahrungskette weiterwandern. Es verleiht Flamingos auch ihre rosa Farbe, da die Vögel astaxanthinreiche Algen fressen.  

Forschung zeigt, dass Astaxanthin möglicherweise eine höhere antioxidative Wirkung hat als andere Carotinoide, darunter Lutein, Lycopin und β-Carotin. Dies liegt an der einzigartigen Struktur von Astaxanthin – die Verbindung verbleibt sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zellmembran, wodurch sie die Fettoxidation hemmen und entzündliche ROS von allen Seiten abfangen kann. 

Dieses Carotinoid schützt auch die Mitochondrienfunktion. Mit zunehmendem Alter nehmen die Qualität und Funktion der energieproduzierenden Mitochondrien in unseren Zellen ab. Wenn Mitochondrien ATP (Adenosintriphosphat) zur Energiegewinnung produzieren, entsteht als Nebenprodukt eine kleine Menge ROS, die durch Antioxidantien neutralisiert werden muss. Wenn nicht genügend Antioxidantien vorhanden sind oder die Mitochondrienfunktion nachlässt – wie dies mit zunehmendem Alter der Fall ist –, sammeln sich die schädlichen ROS an und es können chronische Erkrankungen entstehen. 

Astaxanthin hemmt diesen durch oxidativen Stress verursachten mitochondrialen Niedergang, schützt die mitochondriale Integrität und verhindert beschleunigte Alterung und mit oxidativem Stress verbundene Krankheiten. Astaxanthin hemmt auch die Produktion und Freisetzung entzündungsfördernder Signalmoleküle, sogenannter Zytokine, was zu gedämpften Entzündungsreaktionen führt. 

In einer Studie mit älteren Erwachsenen Im Alter von 65 bis 82 Jahren verbesserte die Kombination von Astaxanthin-Ergänzungsmitteln und körperlichem Training die Muskelausdauer, die Trainingseffizienz und die Fettoxidation – das heißt, der Körper konnte während des Trainings Fett besser zur Energiegewinnung verbrennen. Diese Stoffwechselverbesserungen in Kombination mit einer trainingsbedingten Zunahme der Muskelkraft und -größe lassen darauf schließen, dass Astaxanthin die Lebensqualität und die körperlichen Fähigkeiten älterer Erwachsener verbessern könnte. 

Schließlich wird angenommen, dass dieses starke Carotinoid auch unterstützt auge, gehirn, Und gemeinsam Gesundheit. Insbesondere eine studie mit mäusen fanden heraus, dass astaxanthin signifikant mit einer verbesserung des räumlichen gedächtnisses und der neurogenese verbunden ist – der bildung neuer neuronen, die die alterung des gehirns verlangsamen, wahrnehmung und gedächtnis bewahren und das risiko der entwicklung kognitiver erkrankungen verringern können.

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β-Carotin

Das andere Carotin, β-Carotin, ist in vielen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten, insbesondere in orangefarbenem und rotem Obst und Gemüse wie Karotten, Tomaten, Süßkartoffeln, Kürbis, rotem Paprika, Melone und Kürbis. Es ist auch in einigen grünen Gemüsesorten wie Spinat enthalten, aber das Chlorophyll in diesen grünen Pflanzen überdeckt die orangeroten Pigmente. 

Wie bereits erwähnt, ist β-Carotin ein Provitamin-A-Carotinoid, das in westlichen Ländern etwa ein Drittel der gesamten Vitamin-A-Aufnahme über die Nahrung ausmacht. Untersuchungen zeigen jedoch, dass die Aufnahme von β-Carotin aus pflanzlichen Lebensmitteln sowohl gering als auch unterschiedlich ist. 5 bis 65 % des Carotinoids werden vom Menschen aufgenommen und verwertet. Diese Variabilität hängt von vielen Faktoren ab, darunter Fett und Ballaststoffe in der Nahrung – während Nahrungsfett die Bioverfügbarkeit von β-Carotin erhöht, verringert der Ballaststoffgehalt sie. Da die meisten β-Carotin-reichen Lebensmittel auch Ballaststoffe enthalten, kann der Verzehr von Nahrungsfett zusammen mit den Lebensmitteln dazu beitragen, die Bioverfügbarkeit zu steigern. Wenn Sie beispielsweise Avocado zusammen mit β-Carotin-haltigen Lebensmitteln essen, erhöht sich die Aufnahme des Carotinoids um das bis zu Sechsfache. 

Dieses orangerote Carotinoid wird mit der Gesundheit von Augen, Gehirn und Haut in Verbindung gebracht – wahrscheinlich aufgrund seines Status als Antioxidans (wenn auch ein weniger wirksames als Astaxanthin und Lycopin). In einer Studie an männlichen Arbeitern, die Blei ausgesetzt waren, zusätzliches β-Carotin (10 mg pro Tag für 12 Wochen) erhöhte die Aktivität von drei Enzymen (G6PD, Katalase und Superoxiddismutase), die oxidativen Stress bekämpfen. Allerdings wurde in der β-Carotin-Gruppe auch eine Verringerung der Glutathionperoxidase festgestellt, einem wichtigen Enzym zur Neutralisierung bestimmter freier Radikale. 

Im Gehirn kann β-Carotin Aspekte der kognitiven Fähigkeiten verbessern. klinische studie mit fast 6.000 ärzten, schnitten diejenigen, die langfristig (bis zu 18 Jahre!) β-Carotin einnahmen, bei kognitiven Aufgaben, einschließlich allgemeiner Wahrnehmung, verbalem Gedächtnis und verbaler Gewandtheit, deutlich besser ab. Eine kurzfristige Supplementierung von weniger als einem Jahr zeigte jedoch nicht die gleichen Vorteile. 

Ein Vorbehalt bei der β-Carotin-Supplementierung ist, dass nicht alle Bevölkerungsgruppen davon profitieren – in einigen Fällen treten Nebenwirkungen auf. Zwei große randomisierte kontrollierte Studien (Goodman, 2004; Middha, 2019) fanden heraus, dass hohe Dosen von β-Carotin-Ergänzungsmitteln das Sterberisiko und die Krebsentstehung in Lunge, Magen oder Blase bei Rauchern, starken Alkoholkonsumenten und Arbeitern, die Asbest ausgesetzt waren, deutlich erhöhten. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass diese giftigen Verbindungen (Zigarettenrauch, Alkohol, Asbest) den normalen β-Carotin-Stoffwechsel stören und es in andere hochreaktive Verbindungen umwandeln. Aus diesem Grund ist es normalerweise besser, β-Carotin über die Nahrung aufzunehmen als Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen – insbesondere, wenn Sie aktuell oder früher rauchen. 

Lutein

Ähnlich wie β-Carotin verleiht Lutein orange-gelben Lebensmitteln wie Mais, Karotten und Eigelb Pigmente, kommt aber auch in dunkelgrünem Gemüse wie Spinat, Grünkohl und Petersilie in großen Mengen vor. Lutein und Zeaxanthin werden in der Forschung und in Nahrungsergänzungsmitteln häufig gemeinsam verwendet, da sie beide in hoher Konzentration im Auge vorkommen. Lutein und Zeaxanthin sind die einzigen Nahrungskarotinoide, die den gelben Fleck der Netzhaut pigmentieren, der die Makula des Auges vor Schäden durch blaues Licht schützt und ROS im Auge abfängt. 

Die Erhaltung der Makulagesundheit im Alter ist für die Erhaltung des normalen Sehvermögens von entscheidender Bedeutung. Die Fähigkeit von Lutein (und Zeaxanthin), blaues Licht zu filtern, ist für die Erhaltung des Sehvermögens von entscheidender Bedeutung, da diese spezielle Wellenlänge des Lichts hochreaktiv ist, oxidative Schäden in empfindlichen Schichten des Auges verstärkt und zu Makuladegeneration führt – der Hauptursache für Blindheit bei älteren Erwachsenen. Lutein verbessert auch die Funktion gesunder Augen, was sich in einer verbesserten Kontrastempfindlichkeit, einer besseren Verarbeitung visueller Signale und einer geringeren Blendung zeigt.

Lutein ist das Carotinoid mit der höchsten Konzentration im Gehirngewebe und unterstützt die Verarbeitung visueller und akustischer Signale, die motorische Koordination und die visuelle Wahrnehmung. In einer Studie mit Hundertjährigen (Menschen über 100 Jahre) waren höhere Blutwerte von Lutein, Zeaxanthin und β-Carotin durchweg mit besseren kognitiven Fähigkeiten verbunden. Bei den Achtzigjährigen (Menschen über 80 Jahre) war nur Lutein mit den kognitiven Verbesserungen verbunden. 

Weiter, eine sechsmonatige testversion der täglichen Lutein-Zeaxanthin-Ergänzung bei Erwachsenen im Alter von 40-75 Jahren ergaben signifikante Verbesserungen bei Computertests des visuellen Lernens und des episodischen Gedächtnisses – des Langzeitgedächtnisses, das bestimmte Ereignisse oder Erfahrungen in Ihrer Vergangenheit abruft. Es gab jedoch keine Änderungen bei den selbstberichteten Messungen der exekutiven Funktionen, des Gedächtnisses, der Stimmung oder der körperlichen Funktionen. 

Lycopin

Lycopin, ein rot pigmentiertes Carotinoid und Antioxidans, wird vor allem für seine Rolle bei der Unterstützung der männlichen Prostatagesundheit geschätzt. Während Tomaten das bekannteste Lebensmittel mit hohem Lycopingehalt sind, kommt es auch in Guaven, Wassermelonen, Grapefruits, roten Paprikaschoten und Papayas vor.

Dieses Carotinoid wird am stärksten mit der Herz-Kreislauf-Gesundheit in Verbindung gebracht. Forschung zeigt, dass Lycopin das LDL-Cholesterin („schlechtes“ Cholesterin) senkt, das HDL-Cholesterin („gutes“ Cholesterin) erhöht und vor oxidativem Stress im Herz-Kreislauf- und Endothelsystem schützt. Einige Studien legen nahe, dass der Verzehr von vollwertigen, lycopinhaltigen Lebensmitteln wie Tomaten mehr Vorteile bringt als Lycopin-Ergänzungsmittel. Eine Überprüfung von Dutzenden Studien unterstützt den verzehr von lebensmitteln auf tomatenbasis als erste maßnahme zur unterstützung der herz-kreislauf-gesundheit – mit ausnahme der blutdruckkontrolle, bei der eine lycopin-ergänzung den tomaten überlegen war. 

Im gehirn, lycopin stärkt die antioxidativen abwehrsysteme in den zellen, darunter superoxiddismutase, katalase, glutathionperoxidase und glutathion, die für den schutz der mitochondrien wichtig sind. In den Muskeln, hat sich gezeigt, dass lycopin den stoffwechsel der skelettmuskulatur positiv beeinflusst und die aktivität langsam kontrahierender fasern erhöht – muskelfasern, die viele mitochondrien enthalten und für anhaltende, kleinere bewegungen verwendet werden (im gegensatz zu extremen energieschüben mit schnell kontrahierenden fasern). 

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Zeaxanthin

Schließlich ist Zeaxanthin ein Carotinoid, das in orangefarbenen Paprikaschoten, Mais, Eigelb, Gojibeeren und dunkelgrünem Blattgemüse vorkommt. Wie bereits erwähnt, wird Zeaxanthin aufgrund seiner ähnlichen Funktionen im Auge und weil der menschliche Körper Lutein aus der Nahrung in Zeaxanthin umwandeln kann, oft mit Lutein in eine Gruppe eingeordnet. 

Untersuchungen haben ergeben, dass Zeaxanthin eine bessere Photoschutzwirkung auf die Augen hat als Lutein, möglicherweise weil es eine stärkere antioxidative Wirkung hat. In einer Studie mit Mäusen, eine Zeaxanthin-Ergänzung erhöhte die antioxidativen Enzyme und schützte die Zellen im RPE (retinales Pigmentepithel) – einer pigmentierten Zellschicht, die Licht absorbiert und empfindliches Netzhautgewebe schützt. Zeaxanthin reduzierte den durch Mitochondrien induzierten oxidativen Stress im RPE, der eine der Hauptursachen für altersbedingte degenerative Augenerkrankungen ist. 

In Kombination mit Lutein bietet Zeaxanthin möglicherweise mehr Vorteile, der synergistische Effekt zwischen beiden ist jedoch nicht ganz klar. Eine klinische Studie untersuchten die Auswirkungen einer einjährigen Nahrungsergänzung mit Zeaxanthin und Lutein bei einer Gruppe gesunder junger Erwachsener. Die Forscher stellten fest, dass die Teilnehmer der Behandlungsgruppe die MPOD (optische Dichte des Makulapigments; ein Maß dafür, wie viele Carotinoide sich im zentralen Nervensystem befinden) deutlich erhöhten. Die kombinierte Behandlung verbesserte auch die kognitiven Fähigkeiten, darunter das räumliche Gedächtnis, die komplexe Aufmerksamkeit (Informationen für kurze Zeit im Gedächtnis behalten und diese Informationen verarbeiten, wie z. B. Kopfrechnen) und das Denkvermögen. Obwohl diese Studie mit jungen Erwachsenen durchgeführt wurde, spekulieren die Forscher, dass die Ergebnisse bei älteren Erwachsenen mit nachlassendem kognitiven Status möglicherweise noch ausgeprägter sind. 

Das Wichtigste zum Mitnehmen:

  • Carotinoide sind eine Gruppe pigmenthaltiger Verbindungen, die verschiedenen Pflanzen und Tieren Farbe verleihen. 
  • Die Carotinoide, deren gesundheitsfördernde Wirkung auf den Menschen am besten erforscht ist, sind Astaxanthin, β-Carotin, Lutein, Lycopin und Zeaxanthin. 
  • Diese Verbindungen werden häufig mit der Unterstützung der Sehkraft und Augengesundheit, der Gesundheit und Wahrnehmung des Gehirns, der Hautgesundheit, der Mitochondrienfunktion, der antioxidativen Aktivität und der Skelettmuskelfunktion in Verbindung gebracht. 
  • Manche Carotinoide sollten besser über die Nahrung anstatt über Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden – das gilt insbesondere für β-Carotin, das in Form von Nahrungsergänzungsmitteln für Raucher, starke Alkoholkonsumenten oder Personen, die Umweltgiften ausgesetzt sind, schädlich sein kann.
  • Um die Bioverfügbarkeit von Nahrungskarotinoiden zu erhöhen, nehmen Sie sie mit einer gesunden Fettquelle wie Avocado oder Olivenöl zu sich. 

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