Was sind Antioxidantien und wie wirken sie?
Bei Antioxidantien handelt es sich um chemische Verbindungen, die andere Stoffe vor einer Reaktion mit Sauerstoff, der sogenannten Oxidation, schützen, indem sie diese Reaktion verhindern oder verlangsamen. Dabei reagieren sie selbst mit Sauerstoff und/oder fangen Sauerstoffverbindungen ab, die ein ungepaartes (einzelnes) Elektron besitzen und daher sehr reaktionsfreudig sind: die freien Radikale (Abb. 1).1
Abb. 1: Das Antioxidans (links) gibt ein Elektron an das freie Radikal (rechts) ab, das freie Radikal wird dadurch neutralisiert und eine mögliche Zell- oder Gewebeschädigung durch das freie Radikal verhindert.Freie Radikale entstehen unter anderem bei Stoffwechselvorgängen im Körper, aber auch durch Zigarettenrauch, Luftverschmutzung und Sonnenlicht.2 Im Idealfall befinden sich Antioxidantien und freie Radikale im Gleichgewicht. Werden die freien Radikale im Körper jedoch nicht ausreichend ausgebremst, so dass sich ihre Menge erhöht, kommt es zu oxidativem Stress. Hält dieser dauerhaft an, können Zell- und Gewebeschäden entstehen. Aufgrund zahlreicher Studiendaten wird angenommen, dass freie Radikale und oxidativer Stress eine große Rolle bei der Entstehung und Entwicklung verschiedener Erkrankungen spielen, wie z. B. Krebserkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes oder allergische Erkrankungen.1 Indem sie freie Radikale neutralisieren, können Antioxidantien also dazu beitragen, das Risiko für solche Erkrankungen zu reduzieren.
Studiendaten zeigen aber auch, dass manche Antioxidantien unter bestimmten Bedingungen – z. B. bei sehr hohen Konzentrationen – gegenteilig wirken können und als sogenannte „Pro-Oxidantien“ Elektronen aufnehmen, wodurch der oxidative Stress und das Risiko für das Entstehen verschiedener Erkrankungen erhöht sein können.3
Welche Stoffe sind Antioxidantien und wo kommen sie vor?
Es gibt zahlreiche verschiedene Substanzen, die antioxidativ wirken können. Die bekanntesten sind Vitamin A (Retinol), Vitamin C, Vitamin E (Tocopherol), Beta-Carotin (auch bekannt als Provitamin A) und andere verwandte Carotinoide sowie die Spurenelemente Selen und Mangan. Auch sekundäre Pflanzenstoffe wie Polyphenole, zu denen die Pflanzenfarbstoffe Flavonoide und Anthocyane gehören, zählen zu den Antioxidantien.
Besonders reich an den Antioxidantien Vitamin A, C und E sowie an Carotinoiden wie Beta-Carotin und Lycopin sind Nüsse wie z. B. Walnüsse und Pekannüsse, Gemüse wie Brokkoli, Paprika und Tomaten sowie Obst, vor allem Beeren wie Amlabeeren, Heidelbeeren/Blaubeeren oder Sanddornbeeren (Abb. 2).4
Abb. 2: Beeren als wertvolle Quelle für verschiedene natürliche Antioxidantien.Aber auch Gewürze und Kräuter wie Piment, Zimt, Minze und Oregano stecken voller wertvoller Inhaltsstoffe mit antioxidativen Eigenschaften.4 Studien zeigen mittlerweile, dass auch einige Mikroalgen besonders reich an antioxidativen Inhaltsstoffen sind. Im Fokus stehen hier insbesondere das Chlorophyll der Mikroalgen Spirulina und Chlorella sowie das Carotinoid Astaxanthin, das vor allem in der Blutregenalge (Haematococcus pluvialis) vorkommt. Astaxanthin unterscheidet sich von anderen Antioxidantien wie Vitamin C, Vitamin E und Beta-Carotin dadurch, dass es durch seine einzigartige Molekülstruktur keine pro-oxidative Wirkung entwickelt.
Welche gesundheitlichen Wirkungen haben Antioxidantien?
In einer normalen Konzentration und sofern keine Kontraindikationen wie etwa Wechselwirkungen mit Medikamenten vorliegen, haben Antioxidantien zahlreiche positive Wirkungen auf die Gesundheit. So wird etwa Antioxidantien wie Carotinoiden in der Nahrung eine Verringerung des Risikos für bestimmte Krebsarten und für Augenkrankheiten und allgemein die Fähigkeit, Augen und Sehkraft zu stärken, zugeschrieben.3, 5
Das Herz und die Blutgefäße profitieren ebenfalls von den wertvollen Inhaltsstoffen: sie können vor Bluthochdruck schützen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken.5 Auch bei der Erhaltung von Knorpeln, Knochen und Zähnen spielen Antioxidantien eine große Rolle und gewährleisten die Funktion von Sehnen und Bändern. Für einige Antioxidantien sind auch antivirale, antibakterielle, neuroprotektive oder entzündungshemmende Wirkungen bekannt.5
Im Hinblick auf die Haut fördern Antioxidantien die Synthese des Kollagens, das ein wesentlicher Bestandteil des Bindegewebes ist, stärken dessen Struktur und fangen freie Radikale ab, bevor diese die Kollagenstruktur angreifen können. Zudem können sie die Haut vor UV-Schäden schützen und sind an der Gewebereparatur und an der Wundheilung beteiligt.5
Die besonderen Eigenschaften von Astaxanthin
Astaxanthin gehört zu den wenigen Carotinoiden, die keine pro-oxidative Wirkung entwickeln können und gilt als das kraftvollste Antioxidans. In Vergleichen mit anderen Antioxidantien zeigte sich, dass Astaxanthin freie Radikale in Form von angeregten Sauerstoffmolekülen, dem sogenannten Singulett-Sauerstoff, 6000-mal stärker neutralisieren kann als Vitamin C und 110-mal stärker als Vitamin E (Abb. 3).6
Abb. 3: Die Wirkung von Astaxanthin im Vergleich zu anderen Antioxidantien.
Die Fähigkeit von Astaxanthin, freie Radikale zu beseitigen, ist deutlich höher als die anderer Antioxidantien: in Vergleichsstudien war natürliches Astaxanthin 14-mal stärker als Vitamin E, 54-mal stärker als Beta-Carotin und 65-mal stärker als Vitamin C.7 Zwar ist Astaxanthin nach wie vor Gegenstand verschiedener Studien, seine antioxidative und entzündungshemmende Wirkung wird ergänzend zur Schulmedizin jedoch bereits bei einigen Erkrankungen genutzt.8 Aufgrund seiner entzündungshemmenden Eigenschaften kann Astaxanthin zur Reparatur von Hautschäden sowie zur Linderung von entzündlichen Hauterkrankungen wie Schuppenflechte (Psoriasis) und Neurodermitis (atopische Dermatitis) eingesetzt werden.8, 9
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Referenzen:
1 Robert Koch-Institut. 2008; 51:1464–1482. doi: 10.1007/s00103-008-0720-5.
2 National Center for Complementary and Integrative Health (NCCIH). Antioxidants: In Depth. Online verfügbar unter https://www.nccih.nih.gov/health/antioxidants-in-depth (letzter Zugriff: März 2021)
3 Vertuani S et al. Curr Pharm Des. 2004;10(14):1677-94. doi: 10.2174/1381612043384655.
4 Carlsen et al. Nutr J. 2010 Jan 22;9:3. doi: 10.1186/1475-2891-9-3.
5 Pisoschi AM et al. Eur J Med Chem. 2021 Jan 1;209:112891. doi: 10.1016/j.ejmech.2020.112891.
6 Nishida Y et al, Carotenoid Sci., vol. 11, no. January 2007, pp. 16–20, 2007.
7 Capelli B. Nutrafoods, vol. 12, no. 4, pp. 145–152, 2013, doi: 10.1007/s13749-013-0051-5.
8 Kohandel Z et al. Biomed Pharmacother. 2022 Jan;145:112179. doi: 10.1016/j.biopha.2021.112179.
9 Davinelli S et al. Nutrients. 2018 Apr 22;10(4):522. doi: 10.3390/nu10040522.