Zeaxanthin – Was steckt hinter dem gelben Augenpigment?

Im Zentrum des menschlichen Auges liegt ein winziger gelber Fleck, kaum größer als ein Stecknadelkopf. Dieser sogenannte Gelbe Fleck (Makula) verdankt seine Farbe einem Stoff, den der Körper nicht selbst herstellen kann: Zeaxanthin. Gemeinsam mit seinem chemischen Verwandten Lutein schützt es die empfindlichste Stelle der Netzhaut vor schädlichem Licht. Doch was kann dieses Carotinoid wirklich? Schützt es vor Augenerkrankungen? Verbessert es die geistige Leistung? Und wie viel davon braucht der Mensch? Die Antworten sind komplexer, als manche Werbeversprechen vermuten lassen.

Was ist Zeaxanthin?

Zeaxanthin gehört zur Gruppe der Carotinoide – das sind fettlösliche Pflanzenfarbstoffe, die Obst und Gemüse ihre gelbe, orange oder rote Farbe verleihen [1]. Genauer gesagt zählt Zeaxanthin zu den Xanthophyllen, einer Untergruppe der Carotinoide mit Sauerstoffatomen in ihrer chemischen Struktur. Der Name leitet sich vom griechischen Wort für gelb (xanthos) und dem lateinischen Begriff für Mais (Zea mays) ab, da der Stoff erstmals aus Mais isoliert wurde.

Die chemische Formel lautet C40H56O2. Das Molekül besteht aus einer langen Kette von 40 Kohlenstoffatomen mit elf sogenannten konjugierten Doppelbindungen [2]. Diese Doppelbindungen sind für zwei wichtige Eigenschaften verantwortlich: Sie absorbieren blaues Licht und können aggressive Sauerstoffverbindungen (freie Radikale) abfangen. Zeaxanthin existiert in drei verschiedenen räumlichen Formen (Isomeren). Die häufigste natürlich vorkommende Form ist das (3R,3'R)-Zeaxanthin. Eine weitere Form, das sogenannte Meso-Zeaxanthin, entsteht im menschlichen Körper durch Umwandlung aus Lutein [3].

Wichtig: Der menschliche Körper kann Zeaxanthin nicht selbst herstellen. Es muss vollständig über die Nahrung aufgenommen werden. Anders als Beta-Carotin kann Zeaxanthin zudem nicht in Vitamin A umgewandelt werden – es handelt sich um ein sogenanntes Non-Provitamin-A-Carotinoid [4].

Vorkommen in Lebensmitteln

Zeaxanthin findet sich in zahlreichen pflanzlichen Lebensmitteln, allerdings schwanken die Gehalte erheblich. In den meisten Datenbanken werden Lutein und Zeaxanthin gemeinsam erfasst, da sie in Lebensmitteln oft zusammen vorkommen und ähnliche Funktionen erfüllen. Die höchsten Konzentrationen finden sich in dunkelgrünem Blattgemüse wie Grünkohl und Spinat, wobei diese Gemüsesorten deutlich mehr Lutein als Zeaxanthin enthalten [5].

Die Werte basieren auf Daten des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) [6]. Auffällig ist: Während Blattgemüse zwar die höchsten Gesamtmengen liefert, enthält Mais verhältnismäßig mehr Zeaxanthin im Vergleich zu Lutein. Auch Eigelb gilt als gute Quelle – und zwar nicht wegen besonders hoher Mengen, sondern wegen der guten Aufnahme im Körper. Das im Eigelb enthaltene Fett verbessert die Bioverfügbarkeit der fettlöslichen Carotinoide deutlich [7].

Der durchschnittliche Erwachsene in westlichen Ländern nimmt täglich etwa 1 bis 3 mg Lutein und Zeaxanthin über die Nahrung auf [8]. Das liegt unter den oft empfohlenen 5 bis 6 mg pro Tag, die mit einem verringerten Risiko für bestimmte Augenerkrankungen in Verbindung gebracht werden. Wer seinen Konsum steigern möchte, erreicht dies am einfachsten durch regelmäßigen Verzehr von Grünkohl, Spinat oder Mais – idealerweise mit etwas Fett zubereitet.

Aufnahme und Stoffwechsel im Körper

Die Aufnahme von Zeaxanthin aus der Nahrung ist ein mehrstufiger Prozess, der im Verdauungstrakt beginnt. Carotinoide sind generell schlecht wasserlöslich und werden daher nur in begrenztem Umfang aufgenommen. Die Absorptionsrate schwankt je nach Mahlzeit und individuellen Faktoren zwischen 5 und 50 Prozent [9].

Faktoren, die die Aufnahme beeinflussen

Mehrere Einflüsse bestimmen, wie viel Zeaxanthin tatsächlich ins Blut gelangt. An erster Stelle steht die gleichzeitige Aufnahme von Fett. Da Zeaxanthin fettlöslich ist, verbessert sich die Aufnahme deutlich, wenn die Mahlzeit mindestens 3 bis 5 Gramm Fett enthält [10]. Eine Studie zeigte, dass die Aufnahme aus Eigelb besser funktioniert als aus Spinat oder Nahrungsergänzungsmitteln, vermutlich wegen des natürlichen Fettgehalts im Eigelb [11].

Auch die Zubereitung der Lebensmittel hat Einfluss. Leichtes Erhitzen kann die Freisetzung aus der pflanzlichen Zellstruktur verbessern. Zu starkes Kochen hingegen zerstört einen Teil der Carotinoide. Die Art der Darreichungsform bei Nahrungsergänzungsmitteln beeinflusst ebenfalls die Bioverfügbarkeit. Studien zeigen, dass Zeaxanthin in einer Stärkematrix besser aufgenommen wird als in einer Alginatmatrix [12].

Nach der Aufnahme im Darm wird Zeaxanthin in sogenannte Chylomikronen eingebaut – das sind Fetttröpfchen, die Carotinoide und andere fettlösliche Stoffe transportieren. Über das Lymphsystem gelangen diese ins Blut und werden dann in der Leber weiterverarbeitet. Von dort aus verteilt sich Zeaxanthin im Körper, wobei es sich bevorzugt in bestimmten Geweben anreichert: im Auge (besonders in der Makula), im Gehirn und im Fettgewebe [13].

Funktion im Auge

Die Makula, der Bereich des schärfsten Sehens in der Netzhaut, enthält besonders hohe Konzentrationen von Zeaxanthin, Lutein und Meso-Zeaxanthin. Gemeinsam bilden diese drei Carotinoide das sogenannte Makulapigment. Die Verteilung ist dabei nicht gleichmäßig: Zeaxanthin dominiert im Zentrum der Makula, während Lutein eher in den äußeren Bereichen vorherrscht [14].

Schutz vor blauem Licht

Das Makulapigment wirkt wie ein natürlicher Lichtfilter. Es absorbiert energiereiches blaues Licht mit Wellenlängen zwischen 400 und 500 Nanometern, bevor dieses die lichtempfindlichen Photorezeptoren erreicht [15]. Diese Filterfunktion ist wichtig, weil blaues Licht photochemische Reaktionen auslösen kann, die zu oxidativem Stress in der Netzhaut führen.

Antioxidative Wirkung

Neben der Lichtfilterfunktion besitzt Zeaxanthin ausgeprägte antioxidative Eigenschaften. Die konjugierten Doppelbindungen im Molekül können energiereiche Sauerstoffverbindungen (Singulett-Sauerstoff) abfangen und die aufgenommene Energie als Wärme abgeben, ohne dabei selbst Schaden zu nehmen [16]. Laborversuche zeigen, dass Zeaxanthin aufgrund seiner leicht polaren Struktur sogar effizienter mit Singulett-Sauerstoff reagiert als weniger polare Carotinoide wie Beta-Carotin oder Lycopin [17].

In Zellkulturexperimenten wurde beobachtet, dass Zeaxanthin die körpereigene Glutathion-Produktion anregen kann. Glutathion ist eines der wichtigsten körpereigenen Antioxidantien. Diese Wirkung erfolgt offenbar über die Aktivierung des Nrf2-Signalwegs, der verschiedene Schutzenzyme reguliert [18].

Zeaxanthin und Augenerkrankungen

Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist eine der häufigsten Ursachen für schweren Sehverlust bei Menschen über 50 Jahren. Bei dieser Erkrankung gehen nach und nach die Zellen in der Makula zugrunde, was zu einer Verschlechterung des zentralen Sehens führt. Die mögliche Schutzwirkung von Zeaxanthin und Lutein gegen AMD wurde in mehreren großen Studien untersucht.

Die AREDS2-Studie

Die bisher größte und aussagekräftigste Studie zu diesem Thema ist die Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2), die vom amerikanischen National Eye Institute durchgeführt wurde. An dieser randomisierten, placebokontrollierten Studie nahmen 4.203 Personen im Alter von 50 bis 85 Jahren teil, die bereits ein mittleres Stadium der AMD aufwiesen [19].

Die Teilnehmer erhielten zusätzlich zur Basisformulierung (Vitamin C, Vitamin E, Zink, Kupfer) entweder 10 mg Lutein plus 2 mg Zeaxanthin, Omega-3-Fettsäuren, beides oder ein Placebo. Nach fünf Jahren zeigte sich in der Hauptanalyse kein statistisch deutlicher Unterschied zwischen den Gruppen in Bezug auf das Fortschreiten zur fortgeschrittenen AMD [20].

Allerdings ergaben sich wichtige Zusatzerkenntnisse: Bei Teilnehmern, die über die Nahrung nur wenig Lutein und Zeaxanthin aufnahmen, verringerte die Supplementierung das Risiko für das Fortschreiten zur späten AMD um 26 Prozent im Vergleich zu jenen, die die ursprüngliche AREDS-Formel mit Beta-Carotin erhielten [21]. Ein direkter Vergleich zwischen Lutein/Zeaxanthin und Beta-Carotin zeigte zudem ein um 18 Prozent geringeres Risiko für das Fortschreiten zur fortgeschrittenen AMD bei der Lutein/Zeaxanthin-Gruppe [22].

Langzeitbeobachtung

Nach weiteren fünf Jahren Beobachtung (insgesamt zehn Jahre nach Studienbeginn) bestätigten sich diese Ergebnisse. Die Langzeitdaten zeigten, dass Lutein/Zeaxanthin im Vergleich zu Beta-Carotin mit einem geringeren Risiko für das Fortschreiten zur späten AMD verbunden war [23]. Wichtig: Beta-Carotin verdoppelte nahezu das Lungenkrebsrisiko bei ehemaligen Rauchern, während für Lutein/Zeaxanthin kein erhöhtes Risiko festgestellt wurde.

Diese Erkenntnisse führten dazu, dass die aktuelle AREDS2-Formel Beta-Carotin durch Lutein und Zeaxanthin ersetzt hat. Das National Eye Institute betont jedoch, dass die Nahrungsergänzung den Beginn einer AMD nicht verhindert und auch bei Menschen ohne AMD oder mit nur frühen Stadien keinen nachgewiesenen Nutzen hat [24].

Grauer Star (Katarakt)

Für die Wirkung von Zeaxanthin auf Katarakte ist die Datenlage weniger überzeugend. In der AREDS2-Studie zeigte die Supplementierung mit Lutein/Zeaxanthin insgesamt keinen statistisch bedeutsamen Effekt auf die Rate von Kataraktoperationen [25]. Nur bei Teilnehmern mit der niedrigsten Nahrungsaufnahme von Lutein und Zeaxanthin wurde eine Verringerung der Kataraktoperationen um 32 Prozent beobachtet – allerdings handelt es sich hierbei um eine Subgruppenanalyse, die mit Vorsicht zu interpretieren ist.

Makulapigment-Dichte als Biomarker

Die Konzentration von Lutein, Zeaxanthin und Meso-Zeaxanthin in der Makula lässt sich über die sogenannte Makulapigmentdichte (MPOD, Macular Pigment Optical Density) messen. Verschiedene nicht-invasive Verfahren stehen dafür zur Verfügung, darunter die heterochromatische Flickerphotometrie und die Autofluoreszenz-Bildgebung [26].

Eine Meta-Analyse von 20 randomisierten kontrollierten Studien mit insgesamt 938 AMD-Patienten und 826 gesunden Personen ergab, dass die Supplementierung mit Xanthophyll-Carotinoiden die MPOD sowohl bei AMD-Patienten als auch bei gesunden Personen messbar erhöht [27]. Die Zunahme war bei höheren Dosierungen und längerer Einnahmedauer größer.

Diese Daten stammen aus einer systematischen Übersichtsarbeit [28]. Ob eine höhere MPOD tatsächlich vor Augenerkrankungen schützt, lässt sich daraus jedoch nicht direkt ableiten. Der Zusammenhang zwischen MPOD und AMD-Risiko ist zwar in Beobachtungsstudien dokumentiert, aber die genaue Bedeutung als Biomarker für die Augengesundheit wird noch erforscht.

Zeaxanthin und Gehirngesundheit

Lutein und Zeaxanthin reichern sich nicht nur im Auge an, sondern auch im Gehirn. Tatsächlich machen diese beiden Carotinoide 66 bis 77 Prozent der gesamten Carotinoid-Konzentration im menschlichen Gehirngewebe aus [29]. Sie wurden im Hippocampus, im Kleinhirn sowie in frontalen, okzipitalen und temporalen Hirnarealen nachgewiesen.

Diese Beobachtung hat zu Forschungen über mögliche Zusammenhänge zwischen Zeaxanthin und kognitiven Funktionen geführt. Mehrere Studien zeigen Korrelationen zwischen höheren Carotinoid-Spiegeln im Blut oder höherer MPOD und besserer geistiger Leistungsfähigkeit bei älteren Erwachsenen [30].

Studienergebnisse zur kognitiven Funktion

In einer randomisierten, placebokontrollierten Studie erhielten 62 ältere Erwachsene (Durchschnittsalter 73,7 Jahre) entweder 12 mg Lutein plus Zeaxanthin oder ein Placebo über ein Jahr [31]. Die Supplementierungsgruppe zeigte Verbesserungen bei der komplexen Aufmerksamkeit und der kognitiven Flexibilität. Bei Männern verbesserte sich zusätzlich das zusammengesetzte Gedächtnis.

Eine weitere Studie untersuchte die Wirkung bei jüngeren, gesunden Erwachsenen (18 bis 30 Jahre) über ein Jahr [32]. Hier zeigten sich Verbesserungen beim räumlichen Gedächtnis und beim logischen Denken, allerdings nur bei Teilnehmern, deren Makulapigmentdichte während der Studie anstieg – unabhängig davon, ob sie das Supplement oder das Placebo erhielten.

Bei Erwachsenen mit selbstberichteten leichten kognitiven Beschwerden führte eine sechsmonatige Einnahme von 10 mg Lutein und 2 mg Zeaxanthin zu Verbesserungen beim visuellen Gedächtnis und Lernen im Vergleich zur Placebogruppe [33]. Allerdings zeigten sich keine Effekte auf andere kognitive Bereiche wie Aufmerksamkeit oder exekutive Funktionen.

Die bisherigen Ergebnisse sind durchaus interessant, aber noch nicht ausreichend, um klare Empfehlungen abzuleiten. Die Studien waren relativ klein, von kurzer Dauer und zeigten uneinheitliche Ergebnisse je nach gemessenem Parameter. Zudem ist es schwierig, in Studien zu Nährstoffen, die in alltäglichen Lebensmitteln vorkommen, die Ernährungsgewohnheiten der Teilnehmer vollständig zu kontrollieren.

Dosierung und Sicherheit

Für Zeaxanthin existiert keine offiziell empfohlene Tagesdosis. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) kam 2012 zu dem Schluss, dass eine tägliche Aufnahme von 0,75 mg pro Kilogramm Körpergewicht für synthetisches Zeaxanthin keine Sicherheitsbedenken aufwirft [34]. Das entspricht etwa 53 mg pro Tag für einen 70 kg schweren Erwachsenen – eine Menge, die weit über den üblichen Supplementdosierungen liegt.

Übliche Dosierungen in Studien und Nahrungsergänzungsmitteln

In der AREDS2-Studie wurde eine Kombination aus 10 mg Lutein und 2 mg Zeaxanthin täglich verwendet [35]. Diese Dosierung hat sich als Referenz etabliert und findet sich in vielen handelsüblichen Augenpräparaten. Über einen Zeitraum von fünf Jahren zeigten sich in der AREDS2-Studie keine schwerwiegenden Nebenwirkungen dieser Dosierung.

• Die einzige häufiger berichtete Nebenwirkung war eine gelbliche Verfärbung der Haut (Karotinämie), die harmlos ist und nach Absetzen der Supplementierung wieder verschwindet [36].
• In einem Einzelfall wurde bei einer Frau, die über acht Jahre täglich 20 mg Lutein einnahm und zusätzlich sehr viel Lutein über die Nahrung aufnahm, eine Kristallbildung in der Netzhaut beobachtet [37]. Nach Absetzen des Supplements bildeten sich die Kristalle zurück.

Wechselwirkungen

Zeaxanthin konkurriert im Darm mit anderen Carotinoiden um die Aufnahme. Hohe Dosen von Beta-Carotin können daher theoretisch die Zeaxanthin-Aufnahme verringern und umgekehrt [38]. In der Praxis ist dies bei üblichen Nahrungsmengen jedoch kaum relevant.

Menschen, die Fettsenker (Statine) oder Medikamente einnehmen, die die Fettaufnahme beeinflussen (wie Orlistat), könnten eine verringerte Carotinoid-Aufnahme haben. Konkrete Studien zu Wechselwirkungen zwischen Zeaxanthin-Supplementen und Medikamenten fehlen jedoch weitgehend.

Kritische Einordnung

Die Werbung für zeaxanthinhaltige Nahrungsergänzungsmittel ist manchmal etwas übertrieben. Begriffe wie „Schutzschild für die Augen" oder „natürliche Sonnenbrille" suggerieren einen umfassenden Schutzeffekt, der so nicht belegt ist. Eine kritische Betrachtung der Datenlage zeigt:

Erstens: Die AREDS2-Studie konnte in der Hauptanalyse keinen zusätzlichen Nutzen von Lutein/Zeaxanthin gegenüber der Basisformulierung nachweisen. Nur in Untergruppen (Menschen mit niedrigem Nahrungskonsum) und im Vergleich zu Beta-Carotin zeigten sich Vorteile. Für Menschen ohne AMD oder mit nur früher AMD gibt es keinen nachgewiesenen Nutzen der Supplementierung.

Zweitens: Die Studienlage zu kognitiven Effekten ist noch dünn und die Ergebnisse uneinheitlich. Hier wäre es vorschnell, Zeaxanthin als „Gehirnvitamin" zu vermarkten.

Drittens: Für gesunde Menschen ohne erhöhtes AMD-Risiko ist eine Supplementierung nicht notwendig, wenn sie sich abwechslungsreich ernähren. Mehrere Portionen grünes Blattgemüse pro Woche, gelegentlich Mais und Eier liefern ausreichend Lutein und Zeaxanthin.

Positiv ist, dass Zeaxanthin-Supplemente in den üblichen Dosierungen (2 bis 10 mg) nach aktuellem Kenntnisstand sicher sind. Anders als Beta-Carotin scheint Zeaxanthin auch bei Rauchern kein erhöhtes Lungenkrebsrisiko zu verursachen.

Praktische Empfehlungen

Wer seine Zeaxanthin-Aufnahme erhöhen möchte, sollte zunächst auf die Ernährung achten. Dunkelgrünes Blattgemüse wie Grünkohl, Spinat und Mangold liefern die höchsten Mengen an Lutein und Zeaxanthin. Mais und Eigelb sind gute Quellen für Zeaxanthin im engeren Sinne, da hier das Verhältnis von Zeaxanthin zu Lutein günstiger ist.

Die Zubereitung mit etwas Fett verbessert die Aufnahme deutlich. Ein Salat mit Olivenöl-Dressing, gedünsteter Spinat mit etwas Butter oder Rührei sind daher sinnvolle Optionen. Auch die Kombination verschiedener Quellen – etwa ein Salat mit Grünkohl, Mais und hartgekochtem Ei – kann die Versorgung optimieren.

Eine Supplementierung kann für bestimmte Personengruppen sinnvoll sein. Dazu gehören Menschen mit mittlerem bis fortgeschrittenem Stadium der altersbedingten Makuladegeneration. Für diese Gruppe hat die AREDS2-Formel (mit 10 mg Lutein und 2 mg Zeaxanthin) in Studien einen Nutzen gezeigt. Raucher und ehemalige Raucher sollten in jedem Fall Präparate ohne Beta-Carotin wählen.

Vor einer Supplementierung ist es ratsam, mit einem Augenarzt zu sprechen. Eine Untersuchung der Makula kann klären, ob überhaupt ein Risiko für AMD besteht und ob eine Nahrungsergänzung individuell sinnvoll ist.