Astaxantinul – benefic in lupta cu stresul oxidativ

Rezumat:

Astaxantinul este un carotenoid xantofil si un nutrient cu actiune unica asupra membranei celulare. Neutralizeaza radicalii liberi si alti oxidanti prin acceptarea sau donarea de electroni fara a-i fi distrusa molecula. Succesul clinic se extinde de la protectia impotriva stresului oxidativ si impotriva inflamatiei pana la actiunea impotriva apoptozei celulare.

Abstract:

Astaxanthin is a xanthophyll carotenoid and a nutrient with unique cell membrane actions and clinical benefits. This molecule neutralizes free radicals or other oxidants by either accepting or donating electrons, and without being destroyed. Astaxanthin’s clinical success extends beyond protection against oxidative stress and inflammation, to action against slowing age-related functional decline.

Ce este astaxantinul

Astaxantinul (3,3’-dihidroxi-beta, beta-caroten-4,4’-diona) apartine subclasei carotinoidelor xantofile si clasei terpenelor cu 5 atomi de carbon procursori (isopentildifosfat si dimetilalil difosfat). Este un metabolit al zeaxantinului avand atat o grupare hidroxil, cat si una cetonica. Spre deosebire de alte subclase de carotenoide, astaxantinul are in compozitie oxigen molecular; are o zona polara si o zona centrala nepolara.  Structura polara si nucleul ionona au potential de a neutraliza radicalii liberi sau alti oxidanti in special in mediul apos, dar si in absenta apei.

Astaxantinul prezinta mai multi izomeri datorita structurii sale, insa numai izomerii trans-trans sunt utilizati in suplimentele alimentare si in studiile clinice. Un dezavantaj al astaxantinului este faptul ca in natura se gaseste esterificat cu unul sau doi acizi grasi sau conjugat cu proteine. Esterul cu 11-acril este prezent in mai mult de 99% din astaxantinul care se gaseste in Haematococcus pluvialis, alga unicelulara.

Fiind un compus nutritiv natural, este folosit ca supliment alimentar. Poate fi folosit atat din surse naturale, cat si sintetice. Surse naturale de astaxantin sunt Euphausia pacifica, Euphausia superba, Haematococcus pluvialis, Pandalus borealis, Xanthophyllomyces dendrorhous si  Phaffia rhodozyma (drojdie).

FDA a aprobat astaxantinul ca aditiv alimentar colorant (E161j) sau in hrana animalelor si a pestilor. Profesorul Basil Weedon a fost primul care a elucidat structura astaxantinului.

Astaxantinul este un antioxidant exogen care se gaseste exclusiv in sursele de hrana marina precum alge, bacterii, fungi. Coloreaza in rosu aprins exoscheletul si pielea crabilor, somonilor, homarilor. Astaxantinul apare in coloritul pasarilor flamingo si la prepelite.

Astaxantinul, proprietati biochimice si farmacocinetice

Astaxantinul este un carotenoid xantofil cu proprietati antioxidante prin acceptare sau donare de electroni; actiunea antioxidanta care se manifesta fara distrugerea moleculei si fara a deveni un prooxidant. Are molecula polara-apolara-polara, putandu-se lega atat de molecule hidrofile, cat si lipofile.

Proprietatile sale de a proteja mitocondria de radicalii liberi de oxigen si conservarea proprietatilor redox le sporeste eficienta in producerea de energie.

Astaxantinul protejeaza membrana celulara impotriva radicalilor liberi si impotriva stresului oxidativ. Studii experimentale au confirmat o capacitate crescuta de neutralizare a radicalilor liberi. Un studiu experimental a comparat actiunea antioxidanta asupra membranei celulare a astaxantinului, zeaxantinului, luteinei, beta-carotenului si licopenului.

Cu exceptia astaxantinului, carotenoizii induc procese peroxidative crescand temperatura sistemului. Astaxantinul protejeaza LDL impotriva atacurilor oxidative. ~ntr-un studiu japonez, s-a aratat ca suplimentarea dietei cu astaxantin scade peroxidarea lipidica in vivo. Administrarea intr-un studiu dublu orb a 8mg/zi de astaxantin pe zi timp de trei luni in Finlanda la barbati cu varste intre 19 si 33 de ani a aratat scaderea acizilor grasi 15-hidroxilati comparativ cu placebo.

Astaxantin actioneaza:

• donand electroni si neutralizand radicalii liberi;
• extragand un electron neimperecheat care poate neutraliza un radical;
•  legandu-se de radical si formand un aduct nereactiv;
• avand energie moleculara scazuta, prezinta rezistenta la transformarea intr-o molecula prooxidanta.

In studiile de farmacocinetica, dupa ingestia de astaxantin esterificat s-a constatat ca acesta ajunge in sange neesterificat, fapt datorat ruperii legaturilor esterice de catre enzimele digestive. Absorbtia are loc la nivelul enterocitelor prin difuzie facilitata de prezenta altor lipide prin incorporarea in chilomicroni. Ajunge la nivelul ficatului unde nu este transformat in vitamina A, ci este incorporat in HDL si LDL si distribuit catre tesuturi.

Pe langa protejarea membranei mitocondriale, astaxantinul are si efect antiinflamator si a demonstrat proprietati nutritive.

Proprietati farmacoterapice

Astaxantinul prezinta proprietati excelente de siguranta si tolerabilitate in studiile clinice. Studiile dublu-orb au aratat scaderea stresului oxidativ in cazul pacientilor obezi si la fumatori. Blocheaza distrugerea oxidativa a moleculei ADN-ului, scade nivelul proteinei C-reactive si a altor biomarkeri.  Scade trigliceridele si creste HDL-colesterolul.

A aratat beneficii in boala de reflux in cazul pacientilor cu infectie cu Helycobacter pylori. Astaxantin protejeaza mitocondria de radicalii liberi de oxigen, isi conserva potentialul redox si ii creste eficienta in producerea de energie.

Studii recente au aratat potentialul antioxidant benefic in afectiuni cardiovasculare, autoimune, boli inflamatorii sau neurodegenerative.

Stresul oxidativ si inflamatia sunt procese care contribuie la afectiunile cardiovasculare si la ateroscleroza. Prin actiunea antiinflamatoare si antioxidanta, astaxantinul se afla in studii clinice pentru actiuni benefice in ateroscleroza.

Ca prodrog, astaxantinul (CDX-085) s-a dovedit eficient ca antitrombotic. Administrarea orala de CDX-085 (500 mg/kg/zi) timp de 6-8 saptamani a dus la concentratii crescute de astaxantin liber in plasma, ficat, inima sau trombocite. Tratarea trombocitelor si a celulelor endoteliale venoase cu astaxantin liber a dus la nivele crescute de oxid nitric si la scaderi semnificative de peroxinitrati. Cresterea de NO si scaderea de ONOO la nivel endotelian sprijina efectul astaxantinului in preventia evenimentelor trombotice cardiovasculare.

Farmacotoxicologie

Astaxantinul a demonstrat cresteri ale bilirubinei, potasiului, creatinkinazei, dar in limitele normale. Scade enzima hepatica gama-glutamil-transpeptidazei. Studii clinice au aratat ca nivele de 120mg/zi de astaxantin nu prezinta niciun pericol pentru organism.

Dozele recomandate de astaxantin sunt de 1-40mg/zi, luat impreuna cu lipide sau imediat dupa masa pentru a-i creste absorbtia.

Bibliografie:

1. Iwamoto T, Hosoda K, Hirano R, et al. Inhibition of low-density lipoprotein oxidation by astaxanthin. J Atheroscler Throm 2000;7:216-222;
2. Fassett RG, Coombes JS. Astaxanthin: a potential therapeutic agent in cardiovascular disease. Mar Drugs 2011;9:447-465;
3. Choi HD, Kim JH, Chang MJ, et al. Effects of astaxanthin on oxidative stress in overweight and obese adults. Phytother Res 2011 Apr 8. doi: 10.1002/ptr.3494;
4.  Khan SK, Malinski T, Mason RP, Kubant R, Jacob RF, Fujioka K, Denstaedt SJ, King TJ, Jackson HL, Hieber AD, Lockwood SF, Goodin TH, Pashkow FJ, Bodary PF. Novel astaxanthin prodrug (CDX-085) attenuates thrombosis in a mouse model. Thromb Res. 2010 Oct;126(4):299-305. Epub 2010 Aug 21;
5. Fassett RG, Coombes JS. Astaxanthin in cardiovascular health and disease. Molecules. 2012 Feb 20;17(2):2030-48;
6. Mortensen, A.; Skibsted, L. H. (1997). „Importance of carotenoid structure in radical scavenging reactions”. J. Agric. Food Chem. 45 (8): 2970?7. doi:10.1021/jf970010s;
7. McGraw, Kevin; Hardy, Lisa (2006) (pdf). Astaxanthin is responsible for the pink plumage flush in Franklin’s and Ring-billed gulls. Tempe, AZ: School of Life Sciences, Arizona State University. pp. 5;
8. Guerin M, Huntley ME, Olaizola M (May 2003). „Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition”. Trends Biotechnol. 21 (5): 210–6. doi:10.1016/S0167-7799(03)00078-7.

Mirela Popa

Farmacist