Découvertes scientifiques 28/09/2020

Die gesundheitlichen Vorteile und Eigenschaften von Carotinoiden

Carotinoide sind Pigmente, die natürlicherweise in vielen Früchten, Gemüsesorten, Algen und Pflanzen vorkommen. Als starke Antioxidantien sind sie für ihre zahlreichen gesundheitlichen Vorteile bekannt, insbesondere für Augen, Herz-Kreislauf-System und Haut. Die Vorteile von Carotinoiden wurden umfassend untersucht und waren Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Studien. Die Ergebnisse sind jedoch teilweise umstritten. Wie sieht die Realität aus? Ein Rückblick auf die Forschung von Eggersdorfer & Wyss.

Die 2018 im Fachjournal Archives of Biochemistry and Biophysics veröffentlichte Studie von Eggersdorfer & Wyss [1] bietet eine Zusammenfassung der in der wissenschaftlichen Literatur identifizierten gesundheitlichen Vorteile von Carotinoiden.

Aber bevor wir auf die Einzelheiten dieser Synthese eingehen, wissen Sie, warum und wie man Carotinoide zu sich nimmt?

Warum und wie sollte man Carotinoide zu sich nehmen?

Carotinoide sind eine Familie fettlöslicher Substanzen, die hauptsächlich aus Beta-Carotin, Astaxanthin, Lutein, Zeaxanthin und Lycopin bestehen. Obwohl sie in den meisten Obst- und Gemüsesorten vorkommen, können Carotinoide vom menschlichen Körper nicht synthetisiert werden [2]. Daher ist es wichtig, sie über externe Quellen aufzunehmen, entweder über die Nahrung oder als Teil eines Nahrungsergänzungsmittels.

In Lebensmitteln sind Carotinoide in den meisten bunten Früchten und grünem Blattgemüse enthalten. Beta-Carotin steckt beispielsweise in Karotten, Orangen, Brokkoli und Spinat. Lutein und Zeaxanthin sind in Grünkohl, Zucchini, Brokkoli, Erbsen und Kiwis enthalten. Wegen des Lycopins sind Tomaten, Wassermelonen und Guaven besonders empfehlenswert. Aber auch in Süßkartoffeln und bestimmten Kürbissorten sind Carotinoide enthalten. Einzige Ausnahme ist Astaxanthin, das nur in Schalentieren oder mikroskopisch kleinen Algen vorkommt. Darüber hinaus können Carotinoide auch in Form von Nahrungsergänzungsmitteln aufgenommen werden. Für Astaxanthin sind beispielsweise Kapseln praktisch, da man zu viele Schalentiere essen müsste, um eine ausreichende Dosis dieses Carotinoids zu erhalten. Während einige Nahrungsergänzungsmittel eine Carotinoid-Supplementierung im weitesten Sinne bieten, sind andere gezielter. Dazu gehören Nahrungsergänzungsmittel mit Beta-Carotin, Lutein, Zeaxanthin und Lycopin.

Ideal wäre es daher, in der Ernährung Carotinoidquellen zu bevorzugen und diese Zufuhr je nach Bedarf durch gezielte Nahrungsergänzungsmittel zu ergänzen.

Carotinoide und Gesundheit

Die Einnahme von Carotinoiden ist wichtig, da der menschliche Körper sie nicht selbst synthetisieren kann. Doch welche gesundheitlichen Vorteile bieten Carotinoide?

Studien zum gesundheitlichen Nutzen von Carotinoiden sind teilweise widersprüchlich. Um dies zu verdeutlichen, werfen wir einen Blick zurück auf die Forschung von Eggersdorfer & Wyss [1], die die Eigenschaften und die Rolle der in der wissenschaftlichen Literatur identifizierten Carotinoide hervorhob.

Dieser Forschung zufolge wirken sich Carotinoide auf verschiedene Weise auf die menschliche Gesundheit aus, insbesondere durch ihre antioxidative Wirkung, aber auch durch andere Mechanismen.

• Provitamin A: Zellerneuerung und Immunsystem
  Beta-Carotin, auch Provitamin A genannt, ist eine Vorstufe von Vitamin A. Je nach Bedarf des Körpers wird dieses Provitamin in das für unsere Gesundheit wichtige Vitamin A umgewandelt. Es spielt insbesondere in unseren Zellen und unserem Immunsystem eine wichtige Rolle.

• Augengesundheit
  Lutein und Zeaxanthin kommen in der menschlichen Netzhaut vor. Besonders konzentriert sind sie in der Makula, daher auch der Name Makulapigment. So tragen sie zur Gesundheit der Augen bei.
  
  Ihre antioxidativen Eigenschaften neutralisieren vermutlich Singulett-Sauerstoff, schützen vor UV-induzierter Peroxidation und reduzieren die Lipofuszinbildung [3]. Diese Carotinoide absorbieren außerdem blaue Wellenlängen des Lichts und können so die Augen vor photochemischen Schäden schützen [4]. Andere Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Lutein/Zeaxanthin die Sehleistung, einschließlich Kontrastempfindlichkeit und Blendtoleranz, verbessern kann [5,6,7]. Schließlich könnten sie eine schützende Wirkung gegen altersbedingte Makuladegeneration (AMD) haben. Laut einer Sekundäranalyse von AREDS2 [8] kann die Einnahme von Lutein/Zeaxanthin das Risiko einer fortgeschrittenen AMD senken.

• Sonnenschutz
  Carotinoide sollen außerdem die Haut vor Alterung, UV-Schäden und Sonnenbrand schützen. Dies liegt insbesondere an ihrer einzigartigen Struktur aus mindestens zehn konjugierten Doppelbindungen. Diese Struktur verleiht ihnen ein hohes Potenzial, reaktive Sauerstoffspezies wie Peroxid- oder Singulett-Sauerstoffmoleküle einzufangen [9]. Der Lichtschutz durch Carotinoide aus der Nahrung ist jedoch geringer als der durch die Anwendung von Sonnenschutzmitteln. Sie ersetzen daher keine Sonnenschutzmittel, können aber aufgrund ihrer Fähigkeit, vor UV-Strahlung zu schützen und die Hautgesundheit zu erhalten, ein guter Verbündeter beim Sonnenschutz sein.

• Kognitive Leistung
  Obwohl die zugrunde liegenden Mechanismen unklar sind, scheinen mehrere Carotinoide Auswirkungen auf die kognitiven Funktionen zu haben. Diese Effekte scheinen mit der antioxidativen Aktivität verbunden zu sein [10]. Dies gilt insbesondere für Beta-Carotin, das zur Aufrechterhaltung der kognitiven Leistungsfähigkeit beiträgt [11], sowie für Lutein und Zeaxanthin, die Auswirkungen auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis und kognitive Flexibilität haben [12].

• Herz-Kreislauf-Gesundheit
  Insbesondere Astaxanthin und Lutein scheinen bei der Vorbeugung von Herzerkrankungen zu helfen.
  
  Astaxanthin soll die LDL-Peroxidation reduzieren [13] und die Blutfettwerte verbessern [14]. Darüber hinaus kann es die mittlere Bluttransitzeit verkürzen, was sich positiv auf die Mikrozirkulation auswirken kann.
  
  Was Lutein betrifft, so wäre dessen Konsum und Konzentration im Blut mit einem geringeren Risiko für koronare Herzkrankheiten und Schlaganfälle verbunden [15].

• Gewichtskontrolle
  Die antioxidativen Eigenschaften von Carotinoiden könnten durch die Verringerung der oxidativen Gesamtbelastung positive Auswirkungen auf die Gewichtskontrolle und die Bekämpfung von Fettleibigkeit haben [16]. Darüber hinaus könnten Carotinoide neueren Erkenntnissen zufolge einen positiven Effekt auf die Adipozytendifferenzierung haben [16], was zu einer Reduzierung von Bauch- und Unterhautfettgewebe führen würde.

Quellen

[1] Eggersdorfer, M. & Wyss, A. „Carotinoide in der menschlichen Ernährung und Gesundheit“ Archives of biochemistry and biophysics 652 (2018): 18-26.

[2] Zimmer, JP, Hammond BR Jr. „Mögliche Einflüsse von Lutein und Zeaxanthin auf die sich entwickelnde Netzhaut“ Clin. Ophthalmol. 1 (2007): 25–35 .

[3] Bernstein, PS, Li, B., Vachali, PP, Gorusupudi, A., Shyam, R., Henriksen, BS, Nolan, JM „Lutein, Zeaxanthin und Meso-Zeaxanthin: die Grundlagen- und klinischen Erkenntnisse, die Carotinoid-basierten Ernährungsinterventionen gegen Augenerkrankungen zugrunde liegen“ Prog. Retina. Eye Res. 50 (2016): 34–66 .

[4] Barker 2nd, FM, Snodderly, DM, Johnson, EJ, Schalch, W., Koepcke, W., Gerss, J., Neuringer, M. „Ernährungsmanipulation der Netzhaut von Primaten, V: Auswirkungen von Lutein, Zeaxanthin und n-3-Fettsäuren auf die Netzhautempfindlichkeit gegenüber durch blaues Licht verursachten Schäden“ Invest. Ophthalmol. Screw. Sci. 52 (2011): 3934–3942.

[5] Hammond, BR, Fletcher, LM, Roos, F., Wittwer, J., Schalch, W. „Eine doppelblinde, placebokontrollierte Studie über die Auswirkungen von Lutein und Zeaxanthin auf die Erholung nach Lichtstress, Blendungsbehinderung und chromatischen Kontrast“ Invest. Ophthalmol. Screw. Sci. 55 (12) (2014): 8583–8589 .

[6] Loughman, J., Nolan, JM, Howard, AN, Connolly, E., Meagher, K., Beatty, S. „Der Einfluss der Makulapigmentvergrößerung auf die Sehleistung bei Verwendung verschiedener Carotinoidformulierungen“ Invest. Ophthalmol. Screw. Sci. 53 (2012): 7871–7880 .

[7] Nolan, JM, Power, R., Stringham, J., Dennison, J., Stack, J., Kelly, D., Moran, R., Akuffo, KO, Corcoran, L., Beatty, S. „Anreicherung von Makulapigment verbessert die Kontrastempfindlichkeit bei Personen ohne Netzhauterkrankung: Versuche zur Ergänzung mit zentraler Netzhautanreicherung – Bericht 1“ Invest. Ophthalmol. Screw. Sci. 57 (2016): 3429–3439 .

[8] Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2) Forschungsgruppe, „Sekundäranalysen der Auswirkungen von Lutein/Zeaxanthin auf das Fortschreiten der altersbedingten Makuladegeneration: AREDS2-Bericht Nr. 3“ JAMA Ophthalmol 132 (2014): 142–149 .

[9] Stahl, W., Sies, H. „β-Carotin und andere Carotinoide zum Schutz vor Sonnenlicht“ Am. J. Clin. Nutr. 96 (2012): 1179S-1184S .

[10] Keller, JN, Schmitt, FA, Scheff, SW, Ding, Q., Chen, Q., Butterfield, DA, Markesbery, WR „Nachweis erhöhter oxidativer Schäden bei Personen mit leichter kognitiver Beeinträchtigung“ Neurology 64 (2005): 1152–1156 .

[11] Grodstein F., Kang, JH, Glynn, RJ, Cook, NR, Gaziano JM „Eine randomisierte Studie zur Beta-Carotin-Supplementierung und kognitiven Funktionen bei Männern: die Physicians‘ Health Study II“ Arch. Intern. Med. 167 (2007) 2184–2190 .

[12] Hammond Jr., BR, Miller, LS, Bello, MO, Lindbergh, CA, Mewborn, C., Renzi-Hammond, LM „Auswirkungen einer Lutein/Zeaxanthin-Supplementierung auf die kognitive Funktion von älteren Menschen, die in der Gemeinschaft leben: eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Studie“ Front. Aging Neuroscience.

[13] Iwamoto, T., Hosoda, K., Hirano, R., Kurata, H., Matsumoto, A., Miki, W., Kamiyama, M., Itakura, H., Yamamoto, S., Kondo, K. „Hemmung der Oxidation von Lipoproteinen niedriger Dichte durch Astaxanthin“ J. Atherosclerosis Thromb. 7 (2000) 216–222 .

[14] Yoshida, H., Yanai, H., Ito, K., Tomono, Y., Koikeda, T., Tsukahara, H., Tada, N. „Die Verabreichung von natürlichem Astaxanthin erhöht Serum-HDL-Cholesterin und Adiponektinin bei Patienten mit leichter Hyperlipidämie“ Atherosclerosis 209 (2010) 520–523.

[15] Leermakers, ET, Darweesh, SK, Baena, CP, Moreira, EM, Melo van Lent, D., Tielemans, MJ, Muka, T., Vitezova, A., Chowdhury, R., Bramer, WM et al. „Die Auswirkungen von Lutein auf die kardiometabolische Gesundheit im Laufe des Lebens: eine systematische Überprüfung und Metaanalyse“ Am. J. Clin. Nutr. 103 (2016) 481–494 .

[16] Bonet, ML, Canas, JA, Ribot, J., Palou, A. „Carotinoide und ihre Umwandlungsprodukte bei der Kontrolle der Adipozytenfunktion, Adipositas und Fettleibigkeit“ Arch. Biochem. Biophys. 572 (2015) 112–125 .