Astaxanthin und die Alterung des Gehirns: Was die Forschung über Neuroprotektion und kognitive Funktionen zeigt

Die meisten Antioxidantien gelangen nie in nennenswerten Mengen ins Gehirn – die Blut-Hirn-Schranke ist so aufgebaut, dass sie die meisten Moleküle fernhält. Astaxanthin, ein rot-orangefarbenes Carotinoid, das vor allem dafür bekannt ist, Lachs und Krill ihre Farbe zu verleihen, ist eines der wenigen, das dank einer Molekülstruktur, die es ermöglicht, sich quer über Zellmembranen anzulagern, anstatt nur um sie herumzuschweben, problemlos hindurchgelangt. Diese Eigenschaft hat es in den letzten Jahren zu einem der am intensivsten untersuchten Wirkstoffe im Zusammenhang mit der Alterung des Gehirns gemacht.

Woher Astaxanthin stammt

Astaxanthin wird von der Mikroalge Haematococcus pluvialis als Schutzreaktion auf Umweltstress produziert und reichert sich entlang der Nahrungskette in Lachs, Forelle, Krill und Garnelen an – was zum Teil erklärt, warum Wildlachs rosa aussieht. Kommerziell wird es aus derselben Alge gewonnen oder aus der Hefe Phaffia hergestellt. Seit 1999 ist es von der FDA als sicher anerkannt; Studien am Menschen berichten von keinen Nebenwirkungen bei einer Einnahme von bis zu 40 mg pro Tag, was deutlich über dem in Nahrungsergänzungsmitteln üblicherweise verwendeten Bereich von 2–12 mg liegt.

Wie es ins Gehirn gelangt – und dort wirkt

Antioxidative Wirkung

Die Struktur von Astaxanthin – zwei endständige Ringe, die durch eine lange konjugierte Kette verbunden sind – macht es ungewöhnlich wirksam bei der Neutralisierung reaktiver Sauerstoffspezies. Laborvergleiche beziffern seine Fähigkeit, Singulett-Sauerstoff zu neutralisieren, auf etwa das 550-Fache der von Vitamin E, außerdem aktiviert es den körpereigenen Antioxidationsmechanismus, indem es den Transkriptionsfaktor Nrf2 stabilisiert, der unter oxidativem Stress eine Reihe von schützenden Enzymen (darunter Häm-Oxygenase-1 und NADPH-Chinon-Dehydrogenase) in den Zellen aktiviert.

Reduzierung neuroinflammatorischer Prozesse

Chronische, schwach ausgeprägte Entzündungen im Gehirn – die größtenteils durch überaktive Mikroglia, die im Gehirn ansässigen Immunzellen, ausgelöst werden – sind ein anerkanntes Merkmal des Alterns und stehen im Zusammenhang mit einer nachlassenden Neurogenese. In Tier- und Zellstudien wurde gezeigt, dass Astaxanthin den NF-κB-Signalweg unterdrückt, der diese Entzündungsreaktion antreibt, wodurch proinflammatorische Zytokine wie TNF, IL-1 und IL-6 reduziert und gleichzeitig das entzündungshemmende Signal IL-10 verstärkt werden.

Förderung des Wachstums neuer Neuronen

Die adulte Neurogenese – die fortlaufende Bildung neuer Neuronen in bestimmten Hirnregionen wie dem Hippocampus – nimmt mit zunehmendem Alter ab und steht in Zusammenhang mit der Gedächtnis- und Lernfähigkeit. In-vitro- und Tierstudien zeigen, dass Astaxanthin die Proliferation neuraler Vorläuferzellen fördern kann, unter anderem durch die Erhöhung von BDNF (brain-derived neurotrophic factor) und die Aktivierung des mit Langlebigkeit assoziierten FOXO3-Gen-Netzwerks – beides ist entscheidend für die Aufrechterhaltung eines gesunden Bestands an Stammzellen für eine lebenslange Neurogenese.

So sieht das in der Praxis aus

Bei älteren Mäusen verbesserte eine einmonatige Astaxanthin-Supplementierung die kognitive Funktion des Hippocampus und verstärkte die Langzeitpotenzierung – die zelluläre Grundlage von Lernen und Gedächtnis – sowie messbare Fortschritte bei räumlichen Lerntests wie dem Morris-Wasserlabyrinth. Ähnliche Muster zeigten sich in mehreren Nagetiermodellen, darunter eine verbesserte kognitive und Gedächtnisleistung in Alzheimer-ähnlichen Modellen sowie eine verringerte kognitive Beeinträchtigung nach induziertem oxidativem Stress.

Fazit

Die Wirksamkeit von Astaxanthin als neuroprotektive Verbindung beruht auf drei sich ergänzenden Mechanismen – direkter antioxidativer Wirkung, Unterdrückung chronischer Neuroentzündungen und Unterstützung der molekularen Signalwege (Nrf2, BDNF, FOXO3), die die Neurogenese im alternden Gehirn aufrechterhalten. Klinische Daten am Menschen, die sich speziell auf kognitive Ergebnisse beziehen, sind im Vergleich zur Tierliteratur noch begrenzt, doch das Sicherheitsprofil ist gut belegt, und die mechanistischen Grundlagen hinsichtlich der Gehirnalterung sind für ein Carotinoid aus der Nahrung ungewöhnlich gut aufgearbeitet.

Literaturverzeichnis
[1] Medoro, A.; Davinelli, S.; Milella, L.; Willcox, B.J.; Allsopp, R.C.; Scapagnini, G.; Willcox, D.C. „Astaxanthin aus der Nahrung: Ein vielversprechendes Antioxidans und entzündungshemmendes Mittel gegen die Alterung des Gehirns und zur Förderung der Neurogenese bei Erwachsenen.“ Mar. Drugs 2023, 21, 643. https://doi.org/10.3390/md21120643 (Open Access)