Astaxantina: Il Carotenoide Miracoloso per la Salute del Cervello, della Pelle e del Cuore

I composti naturali possono esercitare effetti terapeutici contro varie condizioni croniche, dall’infiammazione al cancro. I nutraceutici sono componenti alimentari che possiedono sia proprietà nutrizionali che medicinali, e dal 1980 vengono utilizzati come parte essenziale del benessere e della salute complessiva. Possono essere estratti da piante, funghi, batteri o prodotti di origine animale, quindi concentrati e somministrati in forme farmaceutiche adatte per prevenire o trattare alcune condizioni patologiche umane. L’astaxantina (ASX) è un carotenoide liposolubile e un pigmento rosso-arancio. Svolge un ruolo nelle lipoproteine circolanti e nelle membrane cellulari, ed è dotata di una significativa attività antiossidante e antinfiammatoria. Può essere sintetizzata naturalmente da numerose microalghe, lieviti e batteri come metabolita secondario. Conferisce una tonalità rossastra alla carne di pesci rossi, orate, salmoni e crostacei (granchi e gamberi) che si nutrono di microrganismi produttori di ASX. La microalga Haematococcus pluvialis è considerata la fonte più importante per la produzione industriale biologica di ASX.

Le ricerche condotte sull’ASX dimostrano che contribuisce a ridurre gli effetti negativi dell’invecchiamento neutralizzando le specie reattive dell’ossigeno (ROS) e dell’azoto (RNS) all’interno delle cellule, che causano un sovraccarico dei sistemi di difesa e conseguenti danni ossidativi. Recentemente, è stato scoperto che l’ASX ha un’efficacia di gran lunga superiore rispetto al β-carotene nell’estinzione dell’ossigeno singoletto, e una funzione antiossidante fino a 100 volte maggiore rispetto alla vitamina E nella prevenzione della perossidazione lipidica. L’ASX è un agente antiossidante e antitumorale che previene le malattie cardiovascolari, il diabete e i disturbi neurodegenerativi, e stimola il sistema immunitario. Il suo ruolo anti-invecchiamento è attribuito alle sue proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, in quanto previene il deterioramento muscolare legato all’età e migliora la produzione di energia nei mitocondri. Grazie alle sue proprietà benefiche, l’ASX può essere usata anche come colorante alimentare e antiossidante per migliorare il valore nutrizionale e la qualità sensoriale degli alimenti. La Commissione Europea la considera un colorante alimentare identificato con la sigla E161.

I potenziali effetti farmacologici dell’ASX, che includono attività antinfiammatorie, antiossidanti, oltre a effetti neuro-protettivi e protettivi per la pelle, l’hanno portata all’attenzione pubblica. Studi precedenti hanno dimostrato che, grazie alla sua migliore biosicurezza e alta bio-disponibilità, l’ASX possiede un forte potenziale terapeutico contro molte malattie, come nella modulazione della neuro-infiammazione, nelle patologie oculari, e nelle malattie cardiovascolari, dell’invecchiamento, neuro-degenerative, respiratorie ed epatiche.

FONTI DELL’ASTAXANTINA

L’ASX è prodotta da numerosi microrganismi marini e d’acqua dolce, tra cui microalghe, funghi, licheni e batteri. Può anche essere ottenuta da pesci rossi e crostacei che si nutrono di microrganismi produttori di ASX. Le microalghe e i lieviti sono fonti commerciali molto importanti di ASX naturale. Le microalghe stanno acquisendo sempre più popolarità come fonte alimentare, facilitandone l’integrazione nei sistemi alimentari.

La microalga Haematococcus pluvialis è quella che sintetizza la quantità più elevata di ASX in natura, rendendola la scelta ottimale per la produzione commerciale. Può contenere fino al 3,8% di ASX sul peso secco. L’ASX naturale è prodotta anche da altre specie algali come Neochloris wimmeri, Enteromorpha intestinalis, Chlorococcum, Chromochloris zofingiensis, ecc. L’utilizzo di ASX da alghe potrebbe quindi aiutare a superare la dipendenza dalla produzione chimica. Il contenuto di ASX nella carne di salmone selvatico (specie Oncorhynchus) è compreso tra 26 e 38 mg/kg, mentre nei salmoni di allevamento si attesta tra 6 e 8 mg/kg, motivo per cui i consumatori preferiscono il salmone selvatico. Le trota di grandi dimensioni possono contenere 6-25 mg/kg di ASX. Recentemente, è stato proposto l’utilizzo di sottoprodotti dei crostacei come fonte di ASX. Anche gamberi, granchi, krill, gamberi di fiume e copepodi possono essere utilizzati come fonti.

L’ASX naturale è molto più efficace rispetto a quella sintetica, probabilmente perché quella sintetica contiene tre isomeri: due enantiomeri (3’R,3R e 3’S,3S) e una mesoforma (3R,3’S), mentre quella naturale contiene solo 3S,3’S o 3R,3’R.

Studi dimostrano che l’ASX naturale è:

• 6000 volte più potente della vitamina C

• 770 volte più attiva della coenzima Q10

• 100 volte più efficace della vitamina E

• 5 volte più potente del β-carotene nel neutralizzare l’ossigeno singoletto.

L’ASX neutralizza i ROS donando o accettando elettroni senza danneggiarsi. Ha 13 doppi legami coniugati (contro gli 11 del β-carotene) e gruppi osso in posizione 4 e 4’. Questa struttura determina un maggiore potenziale antiossidante rispetto ad altri carotenoidi.

È relativamente polare, grazie ai gruppi ossidrilici in posizione 3 e 3′. A differenza dei carotenoidi non polari (come β-carotene e licopene), che possono disturbare l’impacchettamento dei fosfolipidi nella membrana, l’ASX, con i suoi gruppi polari, può attraversare la membrana cellulare senza danneggiarla, agendo così come antiossidante “interrompente di catena”. I suoi anelli terminali eliminano i ROS sulla superficie della membrana, mentre la catena polienica neutralizza i ROS all’interno della membrana.

L’ASX agisce da antiossidante potente senza proprietà pro-ossidanti, rendendola efficace ma sicura per le cellule. La sua struttura unica le consente di neutralizzare i radicali sia in ambienti idrofili che idrofobi, superando l’efficacia di altri antiossidanti come β-carotene e vitamina E. Contrasta i ROS catturandone l’energia (quenching), trasferendo elettroni o idrogeni (scavenging).

IL RUOLO DELL’ASTAXANTINA NELLA GESTIONE DELLO STRESS OSSIDATIVO

Lo squilibrio tra i meccanismi ossidativi e quelli antiossidanti nelle cellule dell’organismo favorisce lo sviluppo eccessivo di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e di radicali liberi, portando a uno stato di stress ossidativo. Un aumento dei fattori ossidativi è un mediatore essenziale nello sviluppo patologico di molte malattie. Questi fattori possono interagire con proteine, lipidi e DNA, causando inattivazione proteica, ossidazione lipidica e danni al DNA in reazioni a catena, con conseguente insorgenza di diverse condizioni patologiche.

Le malattie più comuni associate allo stress ossidativo includono:

• Cancro

• Malattie cardiovascolari

• Malattie autoimmuni

• Patologie ischemiche

• Aterosclerosi

• Diabete mellito

• Ipertensione

Il ruolo dell’astaxantina (ASX) nel contrastare lo stress ossidativo è significativo. Con l’età, il sistema di difesa antiossidante dell’organismo si indebolisce. I ROS legati all’invecchiamento possono avere origine endogena o esogena, ma quelli di origine mitocondriale sono i più rilevanti nel processo di invecchiamento, poiché la disfunzione mitocondriale causata dallo stress ossidativo è considerata un fattore chiave dell’invecchiamento.

Con l’età, il corpo diventa più sensibile allo stress ossidativo e più vulnerabile a malattie legate alla carenza di protezione antiossidante. Numerosi problemi di salute che colpiscono gli anziani sono mediati dallo stress ossidativo, tra cui:

• Ossidazione dei lipidi nel sangue (colesterolo e trigliceridi), con conseguente aumento del rischio cardiovascolare

• Dolori e rigidità articolare

• Declino cognitivo (compresa la memoria, la capacità di concentrazione e di elaborazione delle informazioni)

L’assunzione di ASX ha dimostrato inoltre di prevenire lo stress ossidativo mitocondriale e di migliorare l’integrità della membrana mitocondriale, favorendo una maggiore produzione di energia cellulare e migliorando lo stato energetico delle cellule. In una metanalisi di 12 studi clinici randomizzati su 380 partecipanti, Ma e colleghi hanno rilevato che l’ASX:

• Riduce i biomarcatori dello stress ossidativo e dell’infiammazione

• Abbassa i livelli ematici di malondialdeide

• Migliora l’attività della superossido dismutasi

• Riduce la concentrazione di isoprostani nel siero di pazienti in sovrappeso

IL RUOLO DELL’ASTAXANTINA NEL PROCESSO DI INVECCHIAMENTO

Durante l’invecchiamento si osserva una diminuzione della produzione energetica cellulare e un aumento nella produzione di radicali liberi, che sovraccaricano i sistemi di difesa dell’organismo, causando danni ossidativi. Da un punto di vista biologico, l’invecchiamento comporta un accumulo di danni ossidativi nelle cellule e nei tessuti. Mantenere uno stile di vita sano, insieme a un’alimentazione equilibrata e ricca di nutrienti, è associato a un invecchiamento in salute e a una prolungata qualità della vita. Per questo motivo, cresce il bisogno di alimenti salutari e adeguati alla popolazione anziana. Antiossidanti efficaci possono contribuire a promuovere un invecchiamento sano.

L’astaxantina (ASX) è considerata un potenziale candidato gero-protettore altamente promettente. Protegge efficacemente il doppio strato della membrana mitocondriale, migliorando l’efficienza della produzione energetica. I giovani sono naturalmente più protetti dai radicali liberi e da altre tossine grazie all’attività equilibrata dei mitocondri, a sistemi antiossidanti e di riparazione del DNA più efficienti e a un apparato di degradazione proteica attivo. I ROS (specie reattive dell’ossigeno), detti anche pro-ossidanti, si formano come sottoprodotti del metabolismo cellulare, ad esempio quando il cibo viene convertito in energia. La catena respiratoria mitocondriale è una delle principali fonti di ROS, così come le cellule immunitarie che li producono durante la lotta contro infezioni batteriche. Alti livelli di ROS possono danneggiare molecole fondamentali come lipidi, proteine e DNA.

In sintesi, si configura come un nutraceutico promettente per affrontare varie problematiche legate all’età, tra cui la perdita di capelli, in cui infiammazione e stress ossidativo giocano un ruolo cruciale. L’ASX ha anche dimostrato di migliorare la funzione cognitiva in persone anziane sane. Un trial clinico condotto su 44 soggetti ha valutato l’integrazione di 12 mg al giorno di ASX per 12 settimane, suggerendo che l’ASX può aiutare a proteggere dal declino cognitivo legato all’età.

Un altro studio clinico randomizzato, condotto su 32 soggetti sani di età compresa tra 60 e 70 anni con evidenti segni di stress ossidativo, ha valutato gli effetti dell’ASX sull’invecchiamento. L’integrazione con una formulazione lisosomiale di cioccolato fondente, contenente 7 mg di ASX co-cristallizzata con bio-disponibilità migliorata, ha prodotto risultati interessanti nel miglioramento dello stato ossidativo nei partecipanti anziani. Lo studio suggerisce anche potenziali benefici della combinazione di ASX con il cioccolato fondente.

IL RUOLO DELL’ASTAXANTINA NELL’INVECCHIAMENTO DELLA PELLE

L’astaxantina (ASX) aiuta a mantenere la pelle sana e giovane migliorandone elasticità, idratazione e riducendo la formazione di rughe. Possiede proprietà antinfiammatorie, immuno-modulanti e di riparazione del DNA, che contribuiscono a proteggere la salute della pelle.

• L’integrazione con 6-12 mg di ASX ha dimostrato di inibire la secrezione di citochine infiammatorie dalle cellule della pelle (cheratinociti) e di ridurre la secrezione della matrice metalloproteinasi-1 dai fibroblasti dermici, prevenendo danni cutanei.

• L’ASX riduce la perdita transepidermica di acqua causata dall’esposizione ai raggi UV, abbassando l’espressione di proteine come l’aquaporina 3, contribuendo così a proteggere la pelle.

• L’assunzione di 4 mg/die di ASX per 4 settimane ha migliorato la pelle riducendo l’ossidazione dei lipidi e la desquamazione delle cellule morte in soggetti sopra i 40 anni, grazie soprattutto alle sue proprietà antiossidanti.

• Studi sull’uomo indicano che 6 mg/die per 6-8 settimane possono ridurre rughe, perdita d’acqua e macchie dell’età, migliorando elasticità, idratazione e texture della pelle. Questi effetti risultano potenziati se l’ASX viene anche applicata topicamente.

• Un trial in doppio cieco su soggetti giapponesi ha mostrato che 4 mg di ASX riducono significativamente i danni cutanei causati dai raggi UV.

• L’ASX aiuta anche a mantenere l’idratazione cutanea e a ridurre i danni alla pelle più efficacemente rispetto al placebo.

• L’invecchiamento cutaneo comporta tipicamente perdita di elasticità, ridotta funzione delle ghiandole sebacee, assottigliamento degli strati cutanei e accumulo di pigmenti, con conseguente formazione di rughe, macchie e pelle secca o rilassata.

• Chung e colleghi hanno dimostrato che l’ASX inibisce significativamente la citotossicità indotta dai raggi UV e la morte dei cheratinociti epidermici.

• Studi clinici supportano l’uso di 3-6 mg/die di ASX per migliorare la pelle foto-invecchiata, con la supplementazione che riduce la formazione di rughe indotte dai raggi UV e aumenta la quantità di fibre di collagene nella pelle.

IL RUOLO DELL’ASTAXANTINA NELL’INVECCHIAMENTO DEL CERVELLO

L’invecchiamento cerebrale è associato a un declino delle funzioni cognitive e motorie. L’astaxantina (ASX) è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica e il suo consumo potrebbe avere un effetto benefico sul rallentamento dell’invecchiamento cerebrale. Recenti studi hanno confermato la capacità dell’ASX di proteggere il sistema nervoso centrale, con particolare attenzione ai suoi benefici neuro-protettivi. In questo ambito sono stati condotti due studi clinici su esseri umani in Giappone. Nel primo studio, dieci anziani con perdita di memoria legata all’età hanno assunto 12 mg di ASX al giorno per 12 settimane. I ricercatori hanno osservato un miglioramento delle funzioni cognitive e psicomotorie legate all’età. Il secondo studio, randomizzato, in doppio cieco e controllato con placebo, ha coinvolto volontari umani: dopo 12 settimane di assunzione giornaliera di ASX a 6 o 12 mg, è stata riscontrata una diminuzione dei livelli di idroperossidi dei fosfolipidi (che si accumulano nei pazienti con demenza) e un miglioramento dello stato antiossidante degli eritrociti. I ricercatori hanno concluso che l’integrazione con ASX potrebbe contribuire a prevenire la demenza negli anziani.

Cellule cerebrali umane sono state sottoposte a danni neuronali indotti da stress ossidativo presso l’Università di Nagoya in Giappone, e le cellule pretrattate con ASX hanno mostrato una protezione significativa. Inoltre, il pretrattamento con ASX ha inibito la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Gli autori hanno concluso che l’effetto neuro-protettivo dell’ASX dipende dal suo potenziale antiossidante e dalla protezione dei mitocondri; pertanto, si suggerisce fortemente che il trattamento con ASX possa essere efficace per la neuro-degenerazione associata allo stress ossidativo ed è un potenziale candidato come alimento naturale per il cervello.

L’ASX può proteggere dai danni causati dall’ischemia, una condizione dovuta a un insufficiente apporto di sangue al cervello causato dall’ostruzione delle arterie, che provoca ictus, morte cellulare cerebrale e compromissione della funzione cerebrale. I ricercatori attribuiscono i benefici dell’ASX alla sua intensa attività antiossidante. Un altro studio ha rilevato che il pretrattamento con ASX per cinque ore, e nuovamente un’ora prima dell’ischemia, proteggeva dai danni cerebrali. L’ASX si è dimostrata un potente agente contro le malattie neuro-degenerative, riducendo la morte delle cellule cerebrali e migliorando la proliferazione delle cellule staminali neurali.

ALTRE ATTIVITÀ FARMACOLOGICHE DELL’ASTAXANTINA

Studi mostrano che l’ASX aiuta a bilanciare il sistema immunitario e a sopprimere risposte immunitarie iperattive che possono causare infiammazione. L’ASX supporta la salute cardiovascolare migliorando il profilo lipidico nel sangue negli anziani sani. Come composto bioattivo, l’ASX ha effetti benefici sulla salute umana nella prevenzione di sindromi degenerative, come il cancro e le malattie cardiovascolari. Una dose elevata (circa 20 mg/giorno) di ASX ha mostrato un significativo effetto antiossidante dopo un intervento di 3 settimane.

L’attività antiossidante dell’ASX è molte volte superiore rispetto ad altri antiossidanti, come il β-carotene o l’alfa-tocoferolo. Questa caratteristica spiega i suoi effetti terapeutici su alcuni disturbi metabolici. È stato dimostrato che l’ASX migliora il metabolismo del glucosio nei diabetici. La somministrazione di ASX per 8 settimane ha migliorato i livelli di glucosio e ridotto la massa di grasso viscerale. Un trial clinico randomizzato ha indagato i potenziali effetti della supplementazione di ASX sulla perossidazione lipidica, la sensibilità all’insulina e gli indici antropometrici in pazienti con diabete di tipo 2. I risultati hanno mostrato che l’ASX può migliorare il metabolismo lipidico negli esseri umani.

Aiuta inoltre a potenziare la produzione di energia mitocondriale, permettendo al muscolo cardiaco di contrarsi in modo più efficiente e potente. La ricerca indica che molte malattie cerebrali derivano da ossidazione e/o infiammazione. Antiossidanti capaci di attraversare la barriera emato-encefalica sono essenziali per proteggere il cervello e il sistema nervoso centrale con l’invecchiamento. Il corpo umano può perdere la capacità di produrre alti livelli di antiossidanti normalmente sintetizzati internamente, come superossido dismutasi (SOD), catalasi e glutatione perossidasi. Inoltre, oggi siamo esposti a livelli senza precedenti di ossidazione causata da fattori ambientali, come inquinamento, metalli tossici diffusi, contaminanti, cibi processati e alti livelli di stress. Tutto ciò provoca un attacco agli organi vitali durante l’invecchiamento, in particolare cervello e occhi.

L’ASX ha aiutato a supportare la salute degli occhi proteggendoli dai danni ossidativi e migliorando il flusso sanguigno nei capillari. Studi su soggetti con degenerazione maculare legata all’età hanno mostrato miglioramenti significativi nella salute retinica con l’assunzione di ASX e altri carotenoidi. L’ASX incapsulata in liposomi ha dimostrato un effetto epatoprotettivo in casi di epatotossicità acuta indotta da lipopolisaccaridi.

È stata riscontrata una significativa attività antibatterica dell’estratto grezzo di ASX ottenuto da Haematococcus pluvialis contro Escherichia coli, Salmonella typhi, Vibrio cholera e Staphylococcus aureus da parte di Rather e collaboratori. L’importante attività antiossidante, anti-infiammatoria, neuro-protettiva, protettiva della pelle, immuno-modulatrice, antimicrobica e anticancro, così come la capacità di migliorare il metabolismo lipidico, rendono l’ASX un composto promettente per la prevenzione o persino il trattamento di diverse condizioni di salute. Un ulteriore ruolo importante dell’ASX è la soppressione dello sviluppo di malattie legate allo stile di vita, come il diabete. I ricercatori hanno convalidato i benefici significativi della supplementazione di ASX per un invecchiamento sano. Di conseguenza, la domanda e la ricerca sull’ASX naturale per la salute umana stanno aumentando considerevolmente a livello mondiale.

BIBLIOGRAFIA

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