อันที่จริงแล้วกิจกรรมทางกายภาพทุกกิจกรรม ไม่ว่า การทำงาน การกีฬา และสันทนาการ ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระ และอนุมูลอิสระจะเพิ่มมากขึ้นหากท่านออกแรงเพิ่มขึ้น อนุมูลอิสระจะส่งผลกระทบและสร้างความเสียหายต่อสมรรถภาพของกล้ามเนื้อและการฟื้นตัว การวิจัยมากมาย (ทั้งที่ตีพิมพ์แล้วและอยู่ระหว่างดำเนินการซึ่งเน้นด้านการเพิ่มความทนทานและการลดเวลาฟื้นสภาพ) แสดงถึงอรรถประโยชน์มากมายที่เกี่ยวข้องกับแคโรทีนอยด์- แอสตาแซนธิน สิ่งที่ค้นพบเหล่านี้ทำให้แอสตาแซนธินกลายเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเสริมระดับแนวหน้าสำหรับนักกีฬามืออาชีพ และผู้ที่มีความกระตือรือร้นด้านกายภาพ เนื่องจากสิ่งที่มีความสำคัญต่อกิจกรรมทางกายภาพ ได้แก่ ไมโตรคอนเดรียในเซลล์ ซึ่งมักนิยมเรียกว่า “สถานีพลังงานของเซลล์” สถานีพลังงานนี้ทำหน้าที่ให้พลังงานแก่ร่างกายมากถึง 95% ของพลังงานบริสุทธิ์ (ส่วนใหญ่ได้จากการเผาผลาญไกลโคเจนในกล้ามเนื้อและกรดไขมัน) บางส่วนของพลังงานชนิดนี้จะผลิตสารอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาสูงและเป็นอันตรายต่อร่างกาย อนุมูลอิสระจะสร้างความเสียหายให้แก่เซลล์ โดยเหนี่ยวนำการเกิดเพอรอกซิเดชั่นของส่วนประกอบเยื่อหุ้มเซลล์ และการออกซิเดชั่นของ DNA และโปรตีน อนุมูลอิสระยังมีผลกระทบต่อกล้ามเนื้อหลังจากการออกกำลังกายอย่างหนัก โดยสารอนุมูลอิสระจะกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองของการอักเสบ เม็ดเลือดขาวชนิด Monocyte จะเคลื่อนที่ไปสู่เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและทำให้เซลล์ได้รับความเสียหายเพิ่มขึ้น เราจะรู้สึกถึงกล้ามเนื้อที่เสียหายในระหว่างที่กำลังฟื้นสภาพในรูปแบบของความเมื่อยล้าและความเจ็บปวด นอกจากการปรับปรุงสมรรถภาพของกล้ามเนื้อผ่านการออกกำลังที่มีแบบแผนแล้ว ในวงการวิจัยทางการกีฬาอยู่ระหว่างการค้นคว้าหาวิธีการอื่นๆ เช่น คิดค้นสารอาหารที่เป็นพลังงานและปกป้องร่างกายจากการออกกำลังกายอย่างหนัก เป็นต้น ในอดีตวิตามิน E และ C นิยมใช้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อต้านการทำลายเซลล์ที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นระหว่างทำกิจกรรมทางกายภาพ แต่ในปัจจุบันรายงานการวิจัยชี้ให้เห็นว่า แอสตาแซนธินเป็นทางเลือกของสารต้านอนุมูลอิสระสำหรับสมรรถภาพทางกีฬา

แอสตาแซนธินแสดงคุณประโยชน์ทางกายภาพที่สำคัญ 2 ประการในการศึกษาทางคลินิกและการศึกษาสนับสนุนต่างๆ แอสตาแซนธินช่วยเพิ่มความทนทานและลดความเสียหายของกล้ามเนื้อในสัตว์ทดลอง

คุณรู้หรือไม่
นักกีฬาที่ทำกิจกรรมซึ่งอาศัยความทนทานระดับ 70% VO2 max (อัตราการใช้ออกซิเจนที่มากที่สุด)อาจก่อให้เกิดอัตรา ROS ภายในที่สูงกว่า 12 เท่า พบในเซลล์เดียวกันในขณะการพักผ่อน หรือ นอนหลับ

ความทนทาน
ในปี 1998 Malmsten (สถาบัน Karolinska, ประเทศสวีเดน) ทำศึกษาแบบสุ่มและปกปิดทั้งสองฝ่ายร่วมกับการใช้ยาหลอกในผู้ชายสุขภาพดีซึ่งได้รับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารแอสตาแซนธินขนาด 4 มิลลิกรัมต่อวันเป็นเวลา 6 เดือน การทดสอบการออกกำลังกายแบบมาตรฐานแสดงให้เห็นว่า ค่าเฉลี่ยแล้วจำนวนครั้งของการย่อเข่าเพิ่มขึ้นเฉพาะกลุ่มทดลองที่ได้รับแอสตาแซนธินเป็นเวลา 3 เดือน และเมื่อได้รับเป็นเวลา 6 เดือนกลุ่มทดลองจะสามารถย่อเข่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 1)  การค้นพบนี้แสดงว่าแอสตาแซนธินช่วยเพิ่มระดับความทนทานของร่างกายได้นั่นเอง นอกจากนี้ Sawaki และคณะ(2002) แห่งมหาวิทยาลัยจุนเทนโด ประเทศญี่ปุ่น ทำการวิจัยนักกรีฑาประเภทลู่วิ่ง 1200 เมตร ซึ่งได้รับแอสตาแซนธิน 6 มิลลิกรัมต่อวันเป็นเวลา 4 สัปดาห์ พบว่าร่างกายของนักกีฬามีกรดแลคติกน้อยลง (รูปที่ 2) เมื่อร่างกายทำกิจกรรมที่ต้องใช้พละกำลังมหาศาลนั้น กรดแลคติกจะเกิดจากกระบวนการเผาผลาญพลังงานแบบไม่ใช้อากาศ หรือเกิดจากภาวะที่ออกซิเจนไม่เพียงพอต่อความต้องการของกล้ามเนื้อ ภายใต้สภาวะดังกล่าวหากระดับกรดแลกติกของร่างกายลดต่ำลง จะหมายถึงความสามารถด้านความทนทานของกล้ามเนื้อที่เพิ่มขึ้น (รูปที่1และ 2)

รูปที่ 1   การเปลี่ยนแปลงด้านความแข็งแรง/ความอดทน

แอสตาแซนธินเพิ่มความแข็งแรง/ความทนทาน เปรียบเทียบผลเมื่อรับประทานแอสตาแซนธินเป็นเวลา 0, 3 และ 6 เดือนและทดสอบค่าเฉลี่ยของจำนวนการย่อเข่าของแต่ละคน

รูปที่ 2 การลดการสร้างกรดแลคติกภายหลังจากการให้แอสตาแซนธินเสริมในอาสาสมัครที่เป็นนักกีฬาประเภทลู่ (กลุ่ม B)



 

กลไกการออกฤทธิ์
Aoi และคณะ (2003) จากมหาวิทยาลัยเกียวโต ใช้หนูขนาดเล็กเป็นแบบจำลองในการทดสอบซึ่งอาจอธิบายประสิทธิภาพของแอสตาแซนธินได้บางส่วน พวกเขาทำการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่มควบคุม กลุ่มที่ได้รับยาหลอก และกลุ่มที่ได้รับแอสตาแซนธินภายหลังจากออกกำลังกายอย่างหนัก การวิเคราะห์โดยการย้อมเซลล์กล้ามเนื้อน่องและกล้ามเนื้อหัวใจพบว่าการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์จากปฏิกิริยาเพอรอกซิเดชั่นลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ตัวบ่งชี้ทางชีวเคมีซึ่งแสดงปริมาณการทำลาย DNA (8-OHdG) และโปรตีน (4-hydroxy-2-nonenal modified-proteins) มีปริมาณลดลงในกลุ่มที่ได้รับแอสตาแซนธิน (รูปที่ 3) ในขณะเดียวกันการถูกทำลายของกล้ามเนื้อส่วนอื่นและข้อบ่งชี้ของการอักเสบแสดงถึงการปรับลดของครีเอทีนไคเนส (รูปที่ 4)และแอคติวิตีของเอนไซม์ myeloperoxidase (รูปที่ 5 ) ผลเหล่านี้แสดงว่า แอสตาแซนธินมีส่วนช่วยป้องกันส่วนประกอบของเซลล์กล้ามเนื้อและลดกระบวนการอักเสบ  การศึกษาของ Lee และคณะ (2003) อธิบายว่า แอสตาแซนธินมีผลโดยตรงต่อการปรับลดลงการอักเสบซึ่งมีสาเหตุเกิดจากการหลั่งสารก่อการอักเสบไซโตไคน์และสารสื่อกลาง การทดสอบในสิ่งมีชีวิตและในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่า แอสตาแซนธินช่วยยับยั้ง IκB Kinase (IKK) dependant activation ของ Nuclear Factor-kB (NF-κB) pathway ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญของขั้นตอนการผลิตสารก่อการอักเสบและสารสื่อกลางการอักเสบ (รูปที่ 3 4 5)

รูปที่ 3   ความเสียหายของ DNA

แอสตาแซนธินลดความเสียหายของ DNA ในกล้ามเนื้อภายหลังจากกิจกรรมที่ร่างกายต้องออกแรงมาก

รูปที่ 4   ความเสียหายของเยื่อหุ้มเซลล์

แอสตาแซนธินลดความเสียหายของเยื่อหุ้มเซลล์ภายหลังจากกิจกรรมที่ร่างกายต้องออกแรงมาก

รูปที่ 5   การอักเสบ



แอสตาแซนธิน ชุดควบคุม

การอักเสบของกล้ามเนื้อลดลงด้วยการใช้แอสตาแซนธิน ภายหลังจากกิจกรรมที่ร่างกายต้องออกแรงมาก

อนาคต
แอสตาแซนธินสามารถใช้เป็นอาหารเสริมของนักกีฬา เพื่อเพิ่มความทนทานและลดความเสียหายของกล้ามเนื้อโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกิจกรรมหรือกีฬาที่ต้องใช้พละกำลังมาก ผลจากการวิจัยแสดงให้เห็นว่า นักกีฬาหลายกลุ่มอาจสามารถรักษาหรือเพิ่มระดับความสามารถด้านการแข่งขันและความพร้อมของร่างกายได้

References
1. Aoi, W et al. (2008) Astaxanthin improves muscle lipid metabolism in exercise via inhibitory effect of oxidative CPT I modification. Biochem. Biophys. Res. Com. 366 (2008) 892–897.
2. Ikeuchi et al. (2006) Effects of astaxanthin supplementation on exercise-induced fatigue in mice. Bio. Pharm. Bull. 29(10):2106-2110. 3. Aoi, W. et al. (2003) Astaxanthin limits exercise-induced skeletal and cardiac muscle damage in mice. Antioxid Redox Signal 5(1):139-144.
4. Sawaki, K. et al. (2002) Sports performance benefits from taking natural astaxanthin characterized by visual activity and muscle fatigue improvements in humans. Journal of Clinical Therapeutics & Medicine 18(9):73-88.
5. Malmsten, C. (1998) Dietary supplementation with astaxanthin rich algal meal improves muscle endurance - a double blind study on male students. Karolinska Institute, Stockholm (Unpublished). 
6. Lee et al., (2003) Astaxanthin Inhibits Nitric Oxide Production and Inflammatory Gene Expression by Suppressing lκB Kinase-dependent NF-κB Activation. Mol. Cells, Vol. 16, No. 1, pp. 97-105.