Astaxanthine en fucoxanthine

Beschrijving

Fucoxanthine en astaxanthine behoren tot de krachtigste ontstekingsremmers die er zijn. Het zijn zogenaamde xanthofyl-carotenoïden, pigmenten die zorgen voor de geel-oranje kleur in verschillende plantaardige en dierlijke producten. Bij de maaltijd ingenomen dragen ze bij aan het onder controle brengen van postprandiale en chronische laaggradige ontsteking. Rijke bronnen van het oranjekleurige fucoxanthine zijn bruine zeewieren zoals wakame, arame en kombu. Het roze-rode astaxanthine is onder meer te vinden in zalm, krill, garnalen, forel en de alg Haematococcus pluvialis.
   
Voedsel veroorzaakt na het eten ervan altijd een (postprandiale) ontstekingsreactie. Normaal gesproken houdt deze hooguit een paar uur aan en is mild van karakter. Deze immuunreactie is mogelijk bedoeld als voorbereiding op eventuele (levensbedreigende) toxines en microben in het voedsel. Een te krachtige en langdurige postprandiale ontsteking is echter onwenselijk. Het is een belangrijke aanjager van systemische, chronische laaggradige ontsteking en daarmee samenhangende aandoeningen waaronder metabool syndroom, diabetes type 2 en hart- en vaatziekten.

Oorzaken en preventie
Veel en vaak eten bevordert postprandiale ontsteking. Overtollige calorieën worden opgeslagen in de vorm van vet in vetweefsel (met name in de buikholte) en in en rondom organen zoals de lever. Dit vetweefsel kan ontsteken, mede door ongezonde voeding, en sterk bijdragen aan postprandiale en chronische laaggradige ontsteking. Voeding heeft een ontstekingsbevorderende werking als het arm is aan essentiële nutriënten, vezels en antioxidanten en rijk aan verzadigde vetten, transvetten, fructose en geraffineerde koolhydraten. De grootste boosdoeners zijn rood vlees, bewerkte vleesproducten, frisdrank, gefrituurde snacks, alcohol en geraffineerde granen.

Om postprandiale en chronische laaggradige ontsteking tegen te gaan is het belangrijk de calorie-inname te beperken en gezond en gevarieerd te eten (koolhydraten met lage glycemische index, vis, gevogelte, verse groenten, vers fruit, noten, zaden). Verschillende nutriënten in (volwaardige) voeding, waaronder langeketen omega-3 vetzuren, vitamine E, flavonoïden en carotenoïden hebben een ontstekingsremmende werking. Fucoxanthine en astaxanthine  dragen bij aan de preventie en behandeling van risicofactoren en aandoeningen waarbij chronische laaggradige ontsteking een belangrijke rol spelen.

Werking

Fucoxanthine
Stimulering vetverbranding
Postprandiale en chronische laaggradige ontsteking worden versterkt en in stand gehouden door ontstekingsmediatoren (waaronder TNF-α) die worden geproduceerd in vetweefsel (met name wit vetweefsel in de buik) door adipocyten zelf en door in vetweefsel geïnfiltreerde ontstekingcellen zoals macrofagen. Ontstoken vetweefsel bevordert insulineresistentie en vergroot de kans op onder meer metabool syndroom, diabetes type 2 en hart- en vaatziekten; insulineresistentie bevordert weer toename van de (buik)vetmassa en daarmee laaggradige ontsteking. Fucoxanthine stimuleert de abdominale vetverbranding en doorbreekt de vicieuze cirkel. Fucoxanthine induceert opregulatie van UCP1 (uncoupling protein-1) in wit vetweefsel waardoor vetzuuroxidatie en thermogenese toenemen. In een humane placebogecontroleerde studie met een groep obese postmenopauzale vrouwen zorgde fucoxanthine (> 2,4 mg/dag) voor significante toename van de ruststofwisseling.

Remming toename abdominaal vetweefsel, anti-obese activiteit
Naast het stimuleren van vetzuuroxidatie gaat fucoxanthine toename van abdominaal vetweefsel tegen. In een diermodel voor metabool syndroom (insulineresistentiesyndroom) remde fucoxanthine significant toename van vetmassa en lichaamsgewicht door een calorierijk dieet. Fucoxanthine remt (in-vitro) de differentiatie van pre-adipocyten in adipocyten (door remming van de nucleaire transcriptiefactor PPAR-γ) en vermindert de vetaccumulatie in adipocyten. 

Remming leververvetting en verbetering vetstofwisseling
Fucoxanthine verbetert de lipiden- en cholesterolstofwisseling en remt leververvetting bij een vetrijke voeding (dierstudie). Terwijl het totale lipidengehalte en de gehalten totaalcholesterol en triglyceriden in de lever daalden door suppletie met fucoxanthine, nam de fecale uitscheiding van lipiden, cholesterol en triglyceriden significant toe. Tevens steeg de HDL-cholesterolspiegel in plasma. Naast het bevorderen van de vetuitscheiding remt fucoxanthine de-novo synthese van vetten in de lever door remming van de transcriptiefactor SREBP1-c (sterol regulatory element binding protein-1c) en enzymen zoals ACC (acetyl-CoA carboxylase), FAS (vetzuursynthase) en G6PDH (glucose-6-fosfaatdehydrogenase). Door opregulatie van CPT1 (carnitine palmitoyltransferase-1) verhoogt fucoxanthine de vetzuuroxidatie in de lever. Fucoxanthine remt daarnaast in het maagdarmkanaal de activiteit van het vetsplitsende enzym lipase, verlaagt de opname van triglyceriden via het lymfatische systeem en voorkomt stijging van de triglyceridenbloedspiegel (dierstudie).

Ontstekingsremming
Macrofagen spelen een centrale rol in (chronische) ontstekingen door het produceren van ontstekingsmediatoren zoals NO (stikstofoxide), COX-2 (cyclooxygenase-2), PGE2 (prostaglandine E2), IL-6 (interleukine-6), IL-1β en TNF-α (tumor necrose factor-alfa). In-vitro studies toonden aan dat fucoxanthine de productie van deze ontstekingsmediatoren door macrofagen sterk remt, mede door remming van NF-kB (nuclear factor kappa B) activering en MAPK (mitogen-activated protein kinases) fosforylering. In dieronderzoek (endotoxinegeïnduceerde uveïtis) is bevestigd dat fucoxanthine een sterke ontstekingsremmende activiteit bezit en zorgt voor daling van PGE2, NO en TNF-α. Het ontstekingsremmende effect was vergelijkbaar met een even grote dosis prednisolon.
Obesitas gaat gepaard met chronische laaggradige ontsteking. In obese proefdieren remde fucoxanthine significant obesitasgeïnduceerde synthese van NO, IL-1β, COX-2 en TNF-α.

Immunomodulerende activiteit
In-vitro onderzoek suggereert dat fucoxanthine de differentiatie van T-cellen in Th17-cellen remt. Dit impliceert dat fucoxanthine invloed kan hebben op chronische ontstekingsziekten die zijn geassocieerd met toename van Th17-cellen zoals auto-immuunziekten en inflammatoire darmziekten. Tevens remt fucoxanthine degranulatie van mestcellen, wat een rol speelt bij ontstekingen en allergische reacties.

Antioxidantactiviteit
Naast chronische laaggradige ontsteking draagt oxidatieve stress bij aan de ontwikkeling van chronische (welvaarts)ziekten zoals hart- en vaatziekten en diabetes type 2. Fucoxanthine is een sterke antioxidant en vrije radicalenvanger, ook in een zuurstofarm milieu. Een vetrijk dieet induceert oxidatieve stress; fucoxanthine gaat (in-vivo) oxidatieve stress tegen en verbetert de antioxidantcapaciteit door activering van de transcriptiefactor Nrf2 (nuclear erythroid factor like 2), die de expressie van belangrijke antioxidant- en detoxificatiegenen reguleert. Bij obese proefdieren leidde fucoxanthinesuppletie tot daling van de malondialdehydespiegel, biomarker voor lipidenperoxidatie.

Vermindering insulineresistentie
Fucoxanthine verbetert de insulinegevoeligheid, verlaagt de insuline- en bloedglucosespiegels en remt toename van abdominaal vetweefsel in diermodellen voor diabetes en obesitas.

Astaxanthine
Antioxidantactiviteit
Astaxanthine is een zeer krachtige antioxidant en radicaalvanger, mede omdat de carotenoïde werkzaam is in zowel hydrofiel als lipofiel milieu. Naast het wegvangen van vrije radicalen en het voorkomen van lipidenperoxidatie activeert astaxanthine het eigen antioxidantsysteem door activering van de transcriptiefactor Nrf2. De antioxidantactiviteit van astaxanthine is 10 tot 1000 keer krachtiger dan van vitamine E, vitamine C en carotenoïden zoals luteïne, lycopeen, α-caroteen, β-caroteen en zeaxanthine. In humane studies is bevestigd dat astaxanthine een sterke antioxidant en ontstekingsremmer is. Astaxanthinesuppletie zorgt onder meer voor afname van lipidenperoxidatie en verlaging van de plasmaspiegel van 8-OHdG (8-hydroxydeoxyguanosine), een biomarker voor oxidatieve DNA-beschadiging. Deze effecten zijn al waarneembaar bij doseringen vanaf 2 mg per dag.

Ontstekingsremming
Preklininische studies hebben aangetoond dat astaxanthine, net als fucoxanthine, de productie van ontstekingsmediatoren (TNF-α, IL-1β, IL-6, NO, PGE2) door macrofagen sterk remt door inhibitie van NF-κB activering. Tevens zorgt astaxanthine voor significante verlaging van de bloedspiegel van C-reactief proteïne (CRP), biomarker voor systemische ontsteking (humane studie). Deze ontstekingsmediatoren zijn geassocieerd met chronische laaggradige ontsteking en chronische ontstekingsziekten zoals atherosclerose, hart- en vaatziekten, diabetes type 2, obesitas en astma. Een recente dierstudie concludeert dat astaxanthine postprandiale ontsteking en insulineresistentie tegengaat. Suppletie met astaxanthine remde significant NF-κB activering en endoplasmatisch reticulum stress, geïnduceerd door een vet- en fructoserijke maaltijd.

Remming toename abdominaal vetweefsel, anti-obese activiteit
Astaxanthine remt dosisafhankelijk gewichtstoename bij proefdieren die vetrijke of vet- en fructoserijke voeding eten. De vetverbranding in skeletspieren verbetert door astaxanthinesuppletie, met name in combinatie met lichaamsbeweging. Hierbij neemt de activiteit toe van de mitochondriale enzymen 3-HAD (3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase) en CPT1 (carnitine palmitoyltransferase I), die de vetzuuroxidatie in spierweefsel verhogen. Daarnaast verbetert astaxanthine het uithoudingsvermogen door het tegengaan van inspanningsgeïnduceerde oxidatieve stress en ontsteking en het verbeteren van de bloedviscositeit.

Remming leververvetting
Door astaxanthinesuppletie vermindert leververvetting bij proefdieren die ontstekingsbevorderende en obesogene voeding consumeren. Dergelijke voeding is rijk aan vetten en fructose. Astaxanthine gaat leververvetting mede tegen door sterke remming van endoplasmatisch reticulum stress. Verder reguleert astaxanthine de vetstofwisseling doordat het een agonist van PPAR-α en antagonist van PPAR-γ is, de galzuursynthese bevordert en de cholesterolbiosynthese remt. Tevens verhoogt astaxanthine de antioxidantstatus in de lever. Een belangrijk deel van het ingenomen astaxanthine concentreert zich in de lever.

Vermindering insulineresistentie
Verschillende dierstudies hebben uitgewezen dat astaxanthine de insulinegevoeligheid en glucosestofwisseling verbetert bij een vet- en fructoserijk dieet. De insulinegevoeligheid verbetert onder meer door afname van oxidatieve stress en ontsteking en activering van de IRS-PI3K-PKB (insuline receptor substraten, fosfatidylinositol 3-kinase, proteïnekinase)  signaalroute in lever en skeletspieren. Astaxanthinesuppletie verlaagt de kans dat insulineresistentie leidt tot diabetes type 2. Astaxanthine beschermt β-cellen in de alvleesklier tegen beschadiging door oxidatieve stress en ontsteking, veroorzaakt door een verhoogde bloedglucosespiegel als gevolg van insulineresistentie. Ook beschermt astaxanthine de nieren tegen schade door glucose-geïnduceerde oxidatieve stress en ontsteking.

Bescherming tegen hart- en vaatziekten
Astaxanthine heeft een bloeddrukverlagend effect door verbetering van de elasticiteit van de vaatwand en toename van de stikstofoxidegeïnduceerde vaatverwijding. Daarnaast verbetert astaxanthine de bloedviscositeit (humane studie) en zorgt astaxanthine voor verlaging van de triglyceridenspiegel en verhoging van de HDL- en adiponectinespiegel (humane studie). Preklinische studies wijzen op een beschermend effect van astaxanthine tegen atherosclerose waarbij astaxanthine het ontstekingsproces in de vaatwand remt en de kans op trombose door plaqueruptuur verlaagt.

Indicaties

Preventie en behandeling van risicofactoren en (vele) aandoeningen waarbij chronische laaggradige ontsteking en oxidatieve stress een belangrijke rol spelen, onder meer:
•    Obesitas, metabool syndroom, diabetes type 2
•    Atherosclerose, hart- en vaatziekten
•    Leververvetting, steatohepatitis
•    Neuropsychiatrische aandoeningen (depressie, angststoornis e.a.)
•    Neurodegeneratieve aandoeningen (alzheimer e.a.)
•    COPD, astma
•    Osteoartritis, osteoporose

Contra-Indicaties

Niet bekend.

Bijwerkingen

Fucoxanthine en astaxanthine zijn veilig voor consumptie en hebben geen significante bijwerkingen. De xanthofyl-carotenoïden komen voor in voedingsmiddelen die mensen van oudsher consumeren en hun veiligheid is aangetoond in toxicologisch onderzoek.

Interacties

Astaxanthine kan de bloedglucosespiegel en bloeddruk verlagen. Hiermee dient rekening te worden gehouden bij gebruik van medicijnen tegen hyperglykemie of hypertensie. Meer interacties zijn mogelijk. Raadpleeg hiervoor een deskundige.

Dosering

Fucoxanthine is in humane studies gesuppleerd in doseringen van 2,4-8 mg per dag. Voor astaxanthine zijn doseringen gebruikt variërend van 2 tot 40 mg per dag. Voor remming van postprandiale ontsteking dienen deze twee carotenoïden vlak voor iedere maaltijd te worden ingenomen. Fucoxanthine is vetoplosbaar en wordt beter opgenomen in combinatie met vetten.

Synergisme

De werking van fucoxanthine en astaxanthine wordt versterkt door visolie.

Referenties

  1. Abidov M, Ramazanov Z, Seifulla R et al. The effects of Xanthigen in the weight management of obese premenopausal women with non-alcoholic fatty liver disease and normal liver fat. Diabetes Obes Metab. 2010;12(1):72-81.
  2. Aggarwal BB, Kirshnan S, Guha S, ed. Inflammation, lifestyle, and chronic disease. The silent link. CRC Press, 2012. ISBN 978-1-4398-3989-8.
  3. Ambati RR, Phang SM, Ravi S et al. Astaxanthin: sources, extraction, stability, biological activities and its commercial applications--a review. Mar Drugs. 2014;12(1):128-52.
  4. Aoi W, Naito Y, Takanami Y et al. Astaxanthin improves muscle lipid metabolism in exercise via inhibitory effect of oxidative CPT I modification. Biochem Biophys Res Commun. 2008;366(4):892-7.
  5. Arunkumar E, Bhuvaneswari S, Anuradha CV. An intervention study in obese mice with astaxanthin, a marine carotenoid - effects on insulin signaling and pro-inflammatory cytokines. Food Funct. 2012;3(2):120-6.
  6. Bhuvaneswari S, Anuradha CV. Astaxanthin prevents loss of insulin signaling and improves glucose metabolism in liver of insulin resistant mice. Can J Physiol Pharmacol. 2012;90(11):1544-52.
  7. Bhuvaneswari S, Yogalakshmi B, Sreeja S et al. Astaxanthin reduces hepatic endoplasmic reticulum stress and nuclear factor-κB-mediated inflammation in high fructose and high fat diet-fed mice. Cell Stress Chaperones. 2014;19(2):183-91.
  8. Bosma-den Boer MM, van Wetten ML, Pruimboom L. Chronic inflammatory diseases are stimulated by current lifestyle: how diet, stress levels and medication prevent our body from recovering. Nutr Metab (Lond). 2012;9(1):32.
  9. Calder PC, Ahluwalia N, Brouns F et al. Dietary factors and low-grade inflammation in relation to overweight and obesity. Br J Nutr. 2011;106:S5–78.
  10. de Vries MA, Klop B, Eskes SA et al. The postprandial situation as a pro-inflammatory condition. Clin Investig Arterioscler. 2014;26(4):184-92.
  11. degranulation of mast cells via suppression of antigen-induced aggregation of high affinity IgE receptor. J Biol Chem. 2009;284:28172-28179.
  12. D'Orazio N, Gemello E, Gammone MA et al. Fucoxantin: a treasure from the sea. Mar Drugs. 2012;10(3):604-16.
  13. Fassett RG, Coombes JS. Astaxanthin in cardiovascular health and disease. Molecules. 2012;17(2):2030-48.
  14. Fassett RG, Coombes JS. Astaxanthin in cardiovascular health and disease. Molecules 2012;17:2030-2048.
  15. Ha AW, Kim WK. The effect of fucoxanthin rich powder on the lipid metabolism in rats with a high fat diet. Nutr Res Pract. 2013;7(4):287-93.
  16. Ha AW, Na SJ, Kim WK. Antioxidant effects of fucoxanthin rich powder in rats fed with high fat diet. Nutr Res Pract. 2013;7(6):475-80.
  17. Heo SJ, Yoon WJ, Kim KN et al. Evaluation of anti-inflammatory effect of fucoxanthin isolated from brown algae in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages. Food Chem Toxicol. 2010;48:2045-2051.
  18. Hosokawa M, Miyashita T, Nishikawa S et al. Fucoxanthin regulates adipocytokine mRNA expression in white adipose tissue of diabetic/obese KK-Ay mice. Arch Biochem Biophys. 2010;504(1):17-25.
  19. Hotamisligil GS, Erbay E. Nutrient sensing and inflammation in metabolic diseases. Nat Rev Immunol. 2008;8(12):923-34.
  20. Ikeuchi M, Koyama T, Takahashi J et al. Effects of astaxanthin in obese mice fed a high-fat diet. Biosci Biotechnol Biochem. 2007;71:893-899.
  21. Jia Y, Kim JY, Jun HJ et al. The natural carotenoid astaxanthin, a PPAR-α agonist and PPAR-γ antagonist, reduces hepatic lipid accumulation by rewiring the transcriptome in lipid-loaded hepatocytes. Mol Nutr Food Res. 2012;56(6):878-88.
  22. Kawashima T. A marine carotenoid, fucoxanthin, induces regulatory T cells and inhibits Th17 cell differentiation in vitro. Biosci Biotechnol Biochem. 2011;75(10):2066-2069.
  23. Kim KN, Heo SJ, Yoon WJ et al. Fucoxanthin inhibits the inflammatory response by suppressing the activation of NF-jB and MAPKs in lipopolysaccharide-induced RAW 264.7 macrophages. Eur J Pharmacol. 2010;649:369-375.
  24. Li W, Hellsten A, Jacobsson LS et al. Alpha-tocopherol and astaxanthin decrease macrophage infiltration, apoptosis and vulnerability in atheroma of hyperlipidaemic rabbits. J Mol Cell Cardiol. 2004;37(5):969-78.
  25. Maeda H et al. Fucoxanthin from edible seaweed, Undaria pinnatifida, shows antiobesity effect through UCP1 expression in white adipose tissues. Biochem Biophys Res Commun. 2005;332(2):392-7. Maeda H et al. Fucoxanthin and its metabolite, fucoxanthinol, suppress adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. Int J Mol Med. 2006;18(1):147-52.
  26. Matsumoto M, Hosokawa M, Matsukawa N et al. Suppressive effects of the marine carotenoids, fucoxanthin and fucoxanthinol on triglyceride absorption in lymph duct-cannulated rats. Eur J Nutr. 2010;49(4):243-9.
  27. Miyawaki H, Takahashi J, Tsukahara H et al. Effects of astaxanthin on human blood rheology. J Clin Biochem Nutr. 2008;43(2):69-74.
  28. Nakagawa K, Kiko T, Miyazawa T et al. Antioxidant effect of astaxanthin on phospholipid peroxidation in human erythrocytes. Br J Nutr. 2011;105(11):1563-71.
  29. Park HJ, Lee MK, Park YB et al. Beneficial effects of Undaria pinnatifida ethanol extract on diet-induced-insulin resistance in C57BL/6J mice. Food Chem Toxicol. 2010;13:357-363.
  30. Park JS, Chyun JH, Kim YK et al. Astaxanthin decreased oxidative stress and inflammation and enhanced immune response in humans. Nutr Metab. 2010;7:1-10.
  31. Riccioni G, D'Orazio N, Franceschelli S et al. Marine carotenoids and cardiovascular risk markers. Mar Drugs. 2011;9(7):1166-75.
  32. Riccioni G. Marine carotenoids and oxidative stress. Mar Drugs. 2012;10(1):116-8.
  33. Sakai S, Sugawara T, Matsubara K et al. Inhibitory effect of carotenoids on the
  34. Shiratori K, Ohgami K, Ilieva I et al. Effects of fucoxanthin on lipopolysaccharide-induced inflammation in vitro and in vivo. Exp Eye Res. 2005;81(4):422-8.
  35. Spiller GA, Dewell A. Safety of an astaxanthin-rich Haematococcus pluvialis algal extract: a randomized clinical trial. J Med Food. 2003;6(1):51-6.
  36. Tan CP, Hou YH. First evidence for the anti-inflammatory activity of fucoxanthin in high-fat-diet-induced obesity in mice and the antioxidant functions in PC12 cells. Inflammation. 2014;37(2):443-50.
  37. Yang Y, Kim B, Lee JY. Astaxanthin structure, metabolism, and health benefits. J Hum Nutr Food Sci. 2013;1:1003.

Cookies

Als u verder klikt op onze website, gaat u er ook mee akkoord dat we cookies gebruiken. Daarmee verzamelen we gegevens en volgen we wat bezoekers doen op onze website. Met die informatie verbeteren we onze website en tonen we informatie die aansluit bij wat u interesseert. Als u geen cookies accepteert, kunt u geen video's bekijken of content delen op social media. Meer informatie.

Cookies zelf instellen