Phaffia rhodozyma

Phaffia rhodozyma

Identidad y Nomenclatura

Phaffia rhodozyma es una levadura basidiomiceta pigmentada de color naranja-rojizo que ocupa una posición única en micología por ser la única especie fúngica conocida capaz de biosintetizar astaxantina como su carotenoide principal. El género Phaffia es un género de levaduras basidiomicetas de color naranja pertenecientes al orden Cystofilobasidiales. Se trata de una inusual levadura heterobasidiomiceta, ya que es la única levadura u hongo capaz de sintetizar astaxantina (ASX), un carotenoide pigmentario de gran valor con potentes propiedades antioxidantes.

El organismo posee dos nombres científicos aceptados que reflejan sus estados anamórfico y teleomórfico. La forma asexual (anamórfica) recibe la denominación Phaffia rhodozyma, mientras que la forma sexual (teleomórfica) es Xanthophyllomyces dendrorhous; esta levadura se ha encontrado en exudados de árboles del Hemisferio Norte, a grandes altitudes y latitudes. Representa el estado teleomórfico más comúnmente utilizado para la producción de la xantofila astaxantina. En la literatura micológica actual, ambos nombres siguen en uso, a menudo de forma intercambiable, según el contexto se refiera a la forma de cultivo asexual o al estado de reproducción sexual.

En términos de taxonomía formal, la levadura roja basidiomiceta Xanthophyllomyces dendrorhous (estado asexual Phaffia rhodozyma) pertenece a un linaje basal de Agaricomycotina dentro de Tremellomycetes. Las levaduras rojas se clasifican dentro del Filo Basidiomycota, en dos órdenes diferentes, Sporidiobolales y Cystofilobasidiales; el orden Cystofilobasidiales puede atribuirse principalmente a un único género, Phaffia.

El compuesto activo de interés principal es la astaxantina, cuya denominación química completa derivada de la IUPAC es 3,3′-dihidroxi-β,β-caroteno-4′-diona. La astaxantina se denomina de forma más completa como 3,3′-dihidroxi-β,β-caroteno-4,4′-diona (C₄₀H₅₂O₄) y se ha estudiado como un candidato prometedor para su uso como sustancia química fina en alimentos, productos farmacéuticos y cosméticos debido a sus propiedades antioxidantes.

La estereoquímica de la astaxantina producida por P. rhodozyma es digna de mención. La astaxantina producida por X. dendrorhous presenta estereoquímica (3R, 3′R). La astaxantina es un carotenoide de tipo xantofila con tres posibles estereoisómeros: 3S, 3′S; 3S, 3′R (meso); y 3R, 3′R. Se considera que el isómero (3R, 3R′) producido por P. rhodozyma se digiere con mayor facilidad que el isómero (3S, 3S′), lo que indica que esta levadura puede constituir una fuente biológica ventajosa de astaxantina.

Hábitat Natural y Distribución Ecológica

Phaffia rhodozyma fue descubierta originalmente en los exudados viscosos de especies de Betula y otros pocos árboles caducifolios del Hemisferio Norte. La levadura fue aislada originalmente a finales de la década de 1960 por Phaff y colaboradores, quienes recolectaron cepas de diversos árboles de hoja ancha en regiones montañosas de Japón y Alaska. Estas cepas presentaban un color rojo a naranja y podían fermentar glucosa y producir compuestos amiloides.

Esta levadura basidiomiceta fue posteriormente descrita formalmente como Phaffia rhodozyma, y se aislaron 67 cepas adicionales a partir de flujos de savia primaveral de Betula verrucosa en Rusia. Es psicrotolerante; fue originalmente aislada de árboles en regiones montañosas de Japón y Alaska, y desde entonces se ha aislado en localidades de todo el mundo, incluida la Antártida.

También se han obtenido aislados de X. dendrorhous del Hemisferio Sur (Patagonia, Argentina), donde se asociaban con cuerpos fructíferos de Cyttaria hariotii, un parásito ascomiceto de árboles del género Nothofagus. La comparación de filogenias basadas en el espaciador interno transcrito (ITS) de P. rhodozyma y sus árboles hospedadores (Betulaceae, Corneaceae, Fagaceae y Nothofagaceae) mostró que eran generalmente concordantes, lo que sugiere que diferentes linajes de levadura colonizan diferentes árboles.

Dentro de la célula, la levadura es conocida principalmente por producir cantidades industriales del carotenoide astaxantina; los carotenoides se producen en X. dendrorhous para sobrevivir a condiciones ambientales de estrés, como la exposición elevada a rayos UV, el estrés oxidativo derivado de antimicrobianos producidos por el árbol hospedador o patógenos vegetales. Las células de P. rhodozyma acumulan astaxantina y adquieren una coloración roja-rosada intensa al enfrentarse a condiciones estresantes tales como limitaciones de nutrientes (por ejemplo, de nitrógeno o cobre), la presencia de sustancias tóxicas (por ejemplo, antimicina A), o mutaciones en genes implicados en el metabolismo del nitrógeno o la respiración; dado que la acumulación celular de astaxantina se produce en una amplia variedad de condiciones, esta levadura representa un modelo valioso para el estudio del estrés oxidativo en células de levadura.

Historia Taxonómica

Phaffia rhodozyma fue descrita tentativamente bajo el nombre de Rhodozyma montanae por Phaff et al. (1972); este binomio constituía un nomen nudum, ya que no se proporcionó una descripción en latín. M.W. Miller et al. (1976) renombraron la levadura como Phaffia rhodozyma, aportando un diagnóstico en latín y propiedades descriptivas fisiológicas y morfológicas adicionales. Golubev (1995) propuso que P. rhodozyma es el estado anamórfico de Xanthophyllomyces y un sinónimo de Rhodomyces dendrorhous, una levadura descrita de forma superficial por Ludwig (1891, 1896).

Preparaciones Comunes y Formas Comerciales

Phaffia rhodozyma se produce comercialmente mediante fermentación sumergida y está disponible en varias formas procesadas:

• Biomasa de levadura seca en células enteras: La levadura fermentada se cosecha y se seca para obtener una biomasa que contiene astaxantina en su forma unida a la célula.
• Preparaciones con células rotas o hidrolizadas: Cuando se administraba a la trucha arcoíris, la depósito de astaxantina en la carne del pez dependía de una preparación adecuada de las células de levadura antes de su incorporación al alimento. No había astaxantina disponible nutricionalmente a partir de la levadura intacta; si P. rhodozyma se rompía mecánicamente, sus pigmentos se transferían a la carne de la trucha arcoíris, tiñéndola de color rosa salmón. El depósito más eficiente de astaxantina en la trucha se produjo cuando la pared celular de P. rhodozyma se eliminó parcialmente mediante digestión enzimática.
• Astaxantina extraída y purificada: La astaxantina se aísla y se formula en cápsulas o cápsulas de gelatina blanda estandarizadas para uso nutracéutico. El producto comercial AstaFerm™ es un suplemento dietético de astaxantina derivado de la levadura Phaffia rhodozyma; además de su capacidad colorante, también es un ingrediente antioxidante potente con propiedades promotoras de la salud.
• Formas de aditivo para alimentación animal: La biomasa de P. rhodozyma derivada de fermentación tiene una composición rica en astaxantina, proteínas, lípidos, minerales y ácidos grasos insaturados, y cumple con las normativas sobre aditivos para alimentación animal establecidas por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de EE. UU., la Comisión Europea y el Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales de China.

La viabilidad de la producción comercial de biomasa y astaxantina de P. rhodozyma se ha demostrado utilizando medios sintéticos, jugo de alfalfa, melaza y permeado de suero en cultivo único, o medios sintéticos en cultivo mixto con Bacillus circulans. Esta levadura puede utilizar diversos azúcares como fuente de carbono, crece rápidamente con un ciclo de cultivo corto, presenta condiciones de cultivo más sencillas, permite lograr una fermentación de alta densidad, requiere menos espacio de producción, y está generalmente reconocida como segura (GRAS).

Uso Histórico y Tradicional

Phaffia rhodozyma no tiene un historial documentado de uso en la medicina tradicional humana ni en prácticas populares. A diferencia de muchos suplementos botánicos, se identificó como una especie distinta únicamente en el siglo XX, y su uso aplicado es enteramente producto de la ciencia alimentaria moderna y la biotecnología de la acuicultura.

La levadura que contiene astaxantina, Phaffia rhodozyma, se aisló por primera vez a principios de la década de 1970 a partir de exudados de árboles caducifolios en regiones montañosas de Japón y Alaska. Tras su descripción formal en 1976, los investigadores reconocieron casi de inmediato su potencial comercial como fuente de pigmento. Se demostró por primera vez que Phaffia rhodozyma pigmentaba a peces salmónidos en 1977.

La levadura roja Phaffia rhodozyma tiene una posible aplicación como componente de dietas de uso en acuicultura; su valor principal radica en su contenido de astaxantina, que es mucho más alto (de 5 a 50 veces) que el que se encuentra en las harinas de crustáceos. El uso de esta levadura como suplemento dietético en dietas de salmónidos y crustáceos fue explorado por Eric A. Johnson y otros investigadores desde principios de la década de 1980. Este uso industrial y acuícola temprano representa la aplicación fundacional de P. rhodozyma, a partir de la cual se ha desarrollado todo el interés nutracéutico posterior.

Utilizada inicialmente como único ingrediente en alimentos para acuicultura, las aplicaciones de la astaxantina se han diversificado en las industrias nutracéutica, cosmética, alimentaria y de piensos, debido a su actividad antioxidante, junto con su protección frente a la luz UV y su función antiinflamatoria. El giro hacia aplicaciones nutracéuticas orientadas a los seres humanos refleja, por lo tanto, un desarrollo relativamente reciente, que comenzó en serio durante las décadas de 1990 y 2000.

Componentes Clave y Compuestos Activos

Astaxantina: El Principal Bioactivo

Phaffia rhodozyma sintetiza astaxantina como pigmento carotenoide principal y β-caroteno (el precursor de la astaxantina) como pigmento secundario abundante; la astaxantina constituye aproximadamente el 70% del total de moléculas pigmentarias en P. rhodozyma, y las células pueden utilizarse directamente como aditivo para alimentación animal. El contenido de astaxantina de X. dendrorhous puede alcanzar el 0.5% de la masa celular, lo que representa aproximadamente el 85% del contenido total de carotenoides.

Los carotenoides son pigmentos orgánicos lipofílicos, de color amarillo a naranja y rojizo, de naturaleza terpenoide, generalmente compuestos por ocho unidades de isopreno; este grupo de metabolitos secundarios incluye carotenos y xantofilas, que pueden obtenerse de forma natural de organismos fotosintéticos, algunos hongos y bacterias.

Las cepas de tipo silvestre presentan concentraciones más bajas de astaxantina. Las cepas de Phaffia rhodozyma actualmente disponibles producen, en general, entre 30 y 2,000 microgramos por gramo de masa celular.

Carotenoides Secundarios y Constituyentes Minoritarios

Phaffia rhodozyma se diferencia notablemente de otras levaduras pigmentadas en dos aspectos: fermenta glucosa y otros azúcares, y sintetiza astaxantina como su carotenoide principal. Otras levaduras pigmentadas de los géneros Cryptococcus, Rhodotorula, Rhodosporidium, Sporidiobolus y Sporobolomyces son estrictamente aerobias y sintetizan β-caroteno, γ-caroteno, torulena o torularhodina como pigmento principal. Además de la astaxantina y el β-caroteno, en las células de tipo silvestre están presentes, a bajas concentraciones, intermediarios menores de la ruta biosintética, incluidos la feniconxantina y la 3-hidroxiequinenona.

Composición Nutricional

La biomasa derivada de fermentación de P. rhodozyma es rica en astaxantina, proteínas, lípidos, minerales y ácidos grasos insaturados. La pared celular de la levadura contiene polisacáridos típicos de los hongos basidiomicetos, y la biomasa global puede servir como sustrato proteico, aunque su valor comercial principal radica en su contenido de carotenoides.

Ruta Biosintética

La astaxantina y el ergosterol son isoprenoides pertenecientes a la ruta conservada del mevalonato en P. rhodozyma; todos los compuestos isoprenoides se basan en la unidad de isopreno C5. En el paso inicial de la ruta del mevalonato, dos moléculas de acetil-CoA, que también constituye un sustrato de la ruta de síntesis de ácidos grasos, se condensan para producir acetoacetil-CoA, que luego se convierte en 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A (HMG-CoA).

En los hongos, incluido X. dendrorhous, todos los isoprenoides se biosintetizan a partir del precursor común mevalonato a través de la ruta de los terpenos; se ha demostrado que la suplementación con mevalonato es fundamental para incrementar el contenido de astaxantina en X. dendrorhous.

Dos enzimas clave son de particular importancia en la dirección del flujo hacia la astaxantina. Se han analizado ocho genes relacionados con las rutas dicíclica y monocíclica en tres cepas diferentes de P. rhodozyma; entre estos genes, CRTS y CRTYB mostraron las correlaciones más estrechas con la biosíntesis de carotenoides y de astaxantina, respectivamente. Tras la eliminación del gen CRTYB, la astaxantina disminuyó hasta un nivel indetectable. La enzima CrtS (astaxantina sintasa) realiza los pasos finales de oxidación que convierten el β-caroteno, a través de formas intermediarias, en astaxantina, y este paso final realizado por CrtS es lo que distingue a P. rhodozyma de otras levaduras carotenogénicas.

Mecanismos de Acción

Actividad Antioxidante

La astaxantina, como pigmento carotenoide de color naranja-rojizo, actúa como agente protector contra el daño oxidativo celular in vivo. Las especies reactivas de oxígeno (ERO), generadas tanto en sistemas bioquímicos como fotoquímicos, pueden causar daño celular al oxidar biomoléculas como el ADN, las proteínas y los lípidos. Los carotenoides en general son capaces de eliminar las ERO u otras especies con radicales libres, y se ha reportado que la actividad antioxidante de la astaxantina es de 100 a 500 veces la de la vitamina E.

Los mecanismos antioxidativos de la astaxantina son multifacéticos. Neutraliza directamente radicales libres como los aniones superóxido, los radicales hidroxilo y el oxígeno singlete, e interrumpe las cadenas de peroxidación lipídica debido a su estructura de dobles enlaces conjugados. Además, se ha demostrado que la astaxantina activa la vía Nrf2, promoviendo la expresión de enzimas antioxidantes endógenas tales como la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa y la glutatión peroxidasa (GPx).

Mecanismos Antiinflamatorios

La astaxantina modula vías de señalización sensibles al estado redox, incluida NF-κB, reduciendo así la expresión de mediadores inflamatorios. La astaxantina (3,3-dihidroxi-β,β-caroteno-4,4′-diona) es un cetocarotenoide con propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antienvejecimiento, antitumorales e inmunopotenciadoras.

Base Estructural de la Bioactividad

La estructura molecular única de la astaxantina —con grupos hidroxilo y ceto en ambos extremos de una cadena polieno, y la propia cadena polieno que abarca la longitud completa de la molécula— le permite atravesar toda la bicapa de la membrana celular, proporcionando protección antioxidante simultáneamente en las superficies interior y exterior, a diferencia de antioxidantes de cadena más corta como la vitamina E. Su naturaleza lipofílica permite su distribución en tejidos, membranas y compartimentos ricos en lípidos.

Evidencia Científica por Área de Salud

Acuicultura, Alimentación Animal y Pigmentación

La aplicación más ampliamente documentada de la astaxantina derivada de Phaffia rhodozyma es como aditivo alimentario en la producción acuícola y avícola. La levadura es un suplemento dietético potencialmente útil en alimentos para salmónidos y aves de corral debido a su alto contenido del pigmento carotenoide astaxantina; cuando se añaden células hidrolizadas a la dieta, la astaxantina se absorbe fácilmente en el tracto digestivo y potencia eficazmente el color rosado a naranja de la carne de los salmónidos criados en jaulas.

Un estudio en Penaeus monodon (camarón tigre gigante) evaluó los efectos de la astaxantina dietética de P. rhodozyma. El estudio investigó el efecto de la astaxantina dietética de Phaffia rhodozyma sobre el rendimiento de crecimiento, la supervivencia, el contenido de carotenoides, la actividad enzimática antioxidante e inmune, la microbiota intestinal, y la resistencia a enfermedades causadas por Vibrio parahaemolyticus en Penaeus monodon; los juveniles fueron alimentados con dietas experimentales suplementadas con 0, 20.5, 41, 61.5, 82 y 102.5 mg/kg de astaxantina, por triplicado, durante 56 días. Los camarones alimentados con suplementación de astaxantina mejoraron significativamente el rendimiento de crecimiento en comparación con el control, y un aumento significativo de la supervivencia junto con una disminución de la tasa de conversión alimentaria (FCR) demostraron los efectos beneficiosos de la astaxantina dietética. El aumento de los niveles de astaxantina en la dieta incrementó significativamente el rendimiento de resistencia de los camarones frente a V. parahaemolyticus, lo cual pudo haber sido causado por el aumento del contenido total de carotenoides en los tejidos de los camarones en todos los tratamientos suplementados con astaxantina.

Un estudio comparativo evaluó la astaxantina proveniente de tres fuentes —astaxantina sintética (SA), Haematococcus pluvialis (HP) y Phaffia rhodozyma (PR)— en camarón blanco del Pacífico juvenil, Litopenaeus vannamei. Este estudio evaluó los efectos de SA, HP y PR en la dieta sobre el rendimiento de crecimiento, la actividad antioxidante, la inmunidad innata, la morfología y la pigmentación; los camarones fueron alimentados con una dieta de control y dietas con astaxantina que contenían 20 mg/kg de astaxantina de tres fuentes, durante 56 días. El rendimiento de crecimiento se elevó de forma observable en los grupos HP y PR en comparación con el control; las dietas suplementadas con astaxantina elevaron notablemente las actividades de la glutatión peroxidasa (GPx) y de la GST en el intestino y el hepatopáncreas, mientras que redujeron de forma observable el contenido de MDA; y las tasas de apoptosis en los tres grupos con astaxantina se redujeron notablemente en comparación con el grupo de control.

Fuerza de la evidencia (acuicultura/animal): sólida — Múltiples estudios controlados en distintas especies demuestran efectos beneficiosos consistentes sobre la pigmentación, el crecimiento, el estado antioxidante y los parámetros inmunes en peces y crustáceos de cultivo alimentados con astaxantina derivada de P. rhodozyma. La base de evidencia en esta área es la más robusta de cualquier otra asociada con este organismo.

Efectos Antioxidantes en Humanos

La astaxantina es un carotenoide natural C40 con numerosas funciones biológicas reportadas, la mayoría de ellas asociadas con su actividad antioxidante y antiinflamatoria, destacándose sobre otros antioxidantes al mostrar la mayor capacidad de absorción de radicales de oxígeno (ORAC), de 100 a 500 veces superior a la del α-tocoferol, y una actividad inhibitoria de radicales libres 10 veces mayor que la de antioxidantes relacionados, incluidos el α-tocoferol, el α-caroteno, el β-caroteno, la luteína y el licopeno.

Los ensayos en humanos reportan reducciones en biomarcadores de estrés oxidativo, como el malondialdehído y los hidroperóxidos lipídicos, junto con aumentos en las defensas antioxidantes endógenas, incluida la superóxido dismutasa. Una revisión sistemática de 2025 que incluyó 15 estudios en humanos halló que la astaxantina redujo de forma consistente las citocinas proinflamatorias (IL-6, TNF-α, TGF-β1) y los índices de estrés oxidativo, mientras aumentaba la capacidad antioxidante (SOD, TAC). La astaxantina demuestra amplias propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, apoyando su papel como terapia adyuvante prometedora para la salud metabólica, reproductiva y cardiovascular; sin embargo, se necesitan más ensayos clínicos bien diseñados para confirmar la dosificación óptima y los mecanismos de acción.

Fuerza de la evidencia (biomarcadores antioxidantes en humanos): moderada — Múltiples estudios en humanos de tamaño pequeño a mediano muestran de forma consistente reducciones en los marcadores de estrés oxidativo, pero la mayoría de los ensayos son cortos, con un número limitado de participantes, y a menudo utilizan astaxantina derivada de H. pluvialis en lugar de P. rhodozyma específicamente.

Envejecimiento Cutáneo y Fotoprotección

Una revisión sistemática y metaanálisis publicado en 2021 (PMC8472736) analizó once estudios en humanos sobre astaxantina oral y/o tópica y parámetros de envejecimiento cutáneo. Una búsqueda exhaustiva en PubMed, Scopus y Web of Science encontró once estudios; nueve estudios aleatorizados y controlados en humanos evaluaron los efectos de la astaxantina oral, y dos estudios abiertos y prospectivos evaluaron los efectos tópicos u oral-tópicos sobre el envejecimiento cutáneo. La suplementación oral con astaxantina restauró significativamente el contenido de hidratación (DME = 0.53; IC del 95% = 0.05, 1.01; I² = 52%; p = 0.03) y mejoró la elasticidad (DME = 0.77; IC del 95% = 0.19, 1.35; I² = 75%; p = 0.009), pero no disminuyó significativamente la profundidad de las arrugas (DME = −0.26; IC del 95% = −0.58, 0.06; I² = 0%; p = 0.11) en comparación con el placebo. Los autores concluyeron que la ingestión y/o el uso tópico de astaxantina puede ser eficaz para reducir el envejecimiento cutáneo y tiene un potencial cosmético prometedor, ya que mejora el contenido de hidratación y la elasticidad, y reduce las arrugas.

Una revisión sistemática y metaanálisis separada de 2025, de ensayos controlados aleatorizados que examinaron suplementos dietéticos para el fotoenvejecimiento cutáneo, encontró que tres estudios (n = 102) investigaron los efectos de la astaxantina con dosis que oscilaban entre 2 y 4 mg, todas administradas en forma de cápsulas; sin embargo, este metaanálisis no encontró que los carotenoides mostraran beneficios significativos en la mejora del fotoenvejecimiento cutáneo ni en las medidas de elasticidad de la piel. Los autores señalaron que, debido a los hallazgos inconsistentes y la investigación limitada, los efectos de los suplementos dietéticos sobre el fotoenvejecimiento cutáneo no pudieron determinarse en ensayos controlados aleatorizados con dos o menos estudios.

Fuerza de la evidencia (piel): preliminar a moderada — Los datos del metaanálisis sobre parámetros de hidratación y elasticidad muestran efectos significativos, pero los tamaños de muestra son pequeños, la heterogeneidad es de moderada a alta, y la evidencia sobre fotoprotección específicamente es insuficiente e inconsistente.

Salud Cardiovascular

La astaxantina es un carotenoide de tipo xantofila con potentes efectos antioxidantes y antiinflamatorios demostrados tanto en estudios experimentales como en humanos; el estrés oxidativo y la inflamación son características fisiopatológicas comunes de la enfermedad cardiovascular aterosclerótica, por lo que la astaxantina puede tener un papel terapéutico potencial en esta afección.

Se ha demostrado que la suplementación con astaxantina en ensayos controlados aleatorizados (ECA) reduce significativamente los marcadores inflamatorios y los perfiles lipídicos, mejora la función endotelial y alivia los síntomas de la insuficiencia cardiaca, destacando su potencial terapéutico. Varios estudios han demostrado que la astaxantina puede mejorar la eliminación de colesterol de los macrófagos, disminuir la acumulación de placa, y mejorar los perfiles lipídicos al reducir los triglicéridos y aumentar los niveles de colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL).

Se llevó a cabo un ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo en pacientes con enfermedad de la arteria coronaria (EAC): este ensayo se realizó entre 50 pacientes con EAC; los participantes fueron asignados aleatoriamente en dos grupos para recibir suplementos de astaxantina (12 mg/día) o placebo durante 8 semanas.

En cuanto a los estudios tempranos de seguridad y biodisponibilidad, Iwamoto et al. (2000) evaluaron diferentes dosis (1.8, 3.6, 14.4, 21.6 mg/día) durante 2 semanas y encontraron inhibición de la oxidación de LDL.

Estudios limitados, de corta duración y con tamaños de muestra pequeños han evaluado los efectos de la astaxantina sobre los biomarcadores de estrés oxidativo e inflamación, y han investigado la biodisponibilidad y la seguridad; hasta el momento no se han observado eventos adversos significativos, y los biomarcadores de estrés oxidativo e inflamación se atenúan con la suplementación de astaxantina. Aún no se han reportado por completo estudios clínicos cardiovasculares en humanos que utilicen la terapia con astaxantina como criterio de valoración primario.

Fuerza de la evidencia (cardiovascular): preliminar — Los datos preclínicos son mecanísticamente coherentes y prometedores. Los ensayos en humanos han demostrado mejoras en biomarcadores sustitutos (oxidación de LDL, perfiles lipídicos), pero no existen ensayos completados a gran escala sobre resultados cardiovasculares que evalúen específicamente la astaxantina derivada de P. rhodozyma.

Rendimiento en el Ejercicio y Recuperación Muscular

Un ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo evaluó el efecto de la astaxantina sobre el dolor muscular tras un ejercicio excéntrico. El propósito fue investigar el efecto de un curso de cuatro semanas de suplementación con astaxantina a 12 mg/día sobre marcadores subjetivos de DOMS (dolor muscular de aparición tardía), recuperación y rendimiento después de una sesión de ejercicio excéntrico causante de daño muscular; diecinueve hombres entrenados en resistencia completaron un diseño entre grupos con un período de suplementación de cuatro semanas de 12 mg/día de astaxantina o placebo.

Otro ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo examinó la recuperación tras el ejercicio y la tolerancia al calor. Veintidós participantes masculinos recibieron placebo (n = 10) o astaxantina (n = 12) a 12 mg/día por vía oral durante 30 días, y fueron evaluados antes y después de la suplementación con una prueba de consumo máximo de oxígeno (VO₂ máx.) y una prueba de tolerancia al calor (caminata de 2 horas a 40 °C, 40% de humedad relativa, 5 km/h, 2% de inclinación).

Una revisión sistemática y metaanálisis de ensayos en hombres atléticos encontró que la suplementación con astaxantina mejoraba el rendimiento en pruebas de tiempo en ciclismo; el mecanismo propuesto es que el ejercicio intenso genera un aumento del estrés oxidativo en el tejido muscular, y la actividad antioxidante de la astaxantina puede ayudar a amortiguar ese daño, permitiendo que los músculos mantengan un mayor rendimiento durante más tiempo. La evidencia en esta área aún está en desarrollo, y la mayoría de los estudios han sido relativamente pequeños, pero la dirección de los hallazgos es consistente.

Fuerza de la evidencia (ejercicio/músculo): preliminar — Ensayos controlados aleatorizados individuales y un metaanálisis sugieren beneficios modestos para el rendimiento de resistencia y los marcadores de recuperación, pero los tamaños de estudio son pequeños, y en la mayoría de los ensayos la fuente de astaxantina no es específicamente derivada de P. rhodozyma.

Salud Ocular

Los datos farmacocinéticos preclínicos y en humanos indican que la astaxantina puede atravesar la barrera hematoencefálica, lo que respalda su posible papel en la protección neural. Debido a que la astaxantina atraviesa la barrera hematorretiniana, llega directamente a los tejidos oculares en lugar de depender de efectos antioxidantes indirectos en otras partes del cuerpo, lo que le confiere un mecanismo plausible para reducir el estrés oxidativo que se acumula durante períodos prolongados de uso de pantallas. Se ha demostrado que la suplementación con astaxantina (típicamente de 4 a 9 mg/día) mejora los marcadores del equilibrio oxidativo en los tejidos oculares y potencia el rendimiento visual en adultos expuestos a trabajo prolongado frente a terminales de visualización.

Fuerza de la evidencia (salud ocular): preliminar — Estudios pequeños en humanos reportan mejoras en la fatiga visual y en los marcadores oxidativos de los tejidos oculares; no se han realizado grandes ECA específicamente sobre la astaxantina de P. rhodozyma en resultados de enfermedad ocular.

Áreas Metabólica, Reproductiva y Otras

Las intervenciones combinadas de astaxantina y ejercicio mejoraron la composición corporal, los perfiles lipídicos, la sensibilidad a la insulina y la recuperación inmunitaria en estudios en humanos. En mujeres con síndrome de ovario poliquístico (SOP) o endometriosis, la astaxantina reguló a la baja las vías apoptóticas relacionadas con el estrés del retículo endoplásmico y mejoró la calidad de los ovocitos y embriones. Los resultados cardiometabólicos y respiratorios también mostraron una mejora en la función endotelial y una reducción en la gravedad de la enfermedad.

La evidencia sobre efectos modificadores de la enfermedad en trastornos neurodegenerativos sigue siendo preliminar, con el respaldo actual derivado principalmente de modelos animales y ensayos pequeños en humanos.

Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas con Phaffia rhodozyma / Astaxantina

• Sistema antioxidante/redox: Neutralización directa de radicales libres; activación de la vía Nrf2; reducción de marcadores sistémicos de estrés oxidativo (malondialdehído, hidroperóxidos lipídicos)
• Sistema inmunológico: Reducción de citocinas proinflamatorias (IL-6, TNF-α, TGF-β1); potenciación de la actividad enzimática inmune en estudios de acuicultura
• Sistema cardiovascular: Inhibición de la oxidación de LDL; mejora en los perfiles lipídicos; potencial protección endotelial
• Sistema tegumentario (piel): Mejora en el contenido de hidratación y la elasticidad de la piel; efectos antioxidantes fotoprotectores
• Sistema musculoesquelético: Reducción del daño oxidativo inducido por el ejercicio y del dolor muscular subjetivo
• Sistema ocular: Protección antioxidante del tejido retiniano; mejora de marcadores del rendimiento visual en condiciones de fatiga visual
• Sistema reproductivo: Mejora de los parámetros espermáticos en estudios clínicos; beneficios potenciales en el SOP y la endometriosis
• Sistema nervioso: La capacidad de atravesar la barrera hematoencefálica sugiere un potencial neuroprotector; actualmente respaldado solo por evidencia preliminar

Formas de Dosificación y Dosis Reportadas en Estudios

Las dosis reportadas en la literatura científica se refieren principalmente a la astaxantina como compuesto activo, derivada de Phaffia rhodozyma u otras fuentes naturales. Las siguientes dosis reflejan las reportadas en estudios específicos citados:

• En un ensayo controlado aleatorizado en pacientes con trasplante renal, se administraron 12 mg/día de astaxantina durante un año.
• En un ensayo aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo en pacientes con enfermedad de la arteria coronaria, se administraron 12 mg/día durante 8 semanas.
• En un ensayo aleatorizado controlado con placebo en hombres sanos, se administraron 12 mg/día por vía oral durante 30 días.
• En un ensayo que examinaba el dolor muscular posterior al ejercicio en hombres entrenados en resistencia, se suplementaron 12 mg/día durante cuatro semanas.
• Spiller et al. (2003) demostraron seguridad en humanos con 6 mg/día (3 × 2 mg tabletas/día) durante 8 semanas.
• Iwamoto et al. (2000) evaluaron dosis de 1.8, 3.6, 14.4 y 21.6 mg/día durante 2 semanas.
• Comhaire et al. (2005) utilizaron 16 mg/día durante 12 semanas y reportaron mejoras en los parámetros espermáticos.
• Los estudios que investigaron efectos cutáneos utilizaron dosis que oscilaban entre 2 y 4 mg, administradas en forma de cápsulas.
• En acuicultura (camarones): se administraron dietas experimentales con astaxantina de P. rhodozyma en niveles de 0, 30, 60 y 90 mg/kg a Litopenaeus vannamei durante 8 semanas.
• En estudio farmacocinético: se llevó a cabo un estudio del perfil farmacocinético de AstaFerm™ (un suplemento de astaxantina derivado de P. rhodozyma) en 12 adultos varones sanos que recibieron una dosis única en un estudio de un solo centro, abierto y no aleatorizado.

Los estudios clínicos que incluyeron a más de 2,000 participantes reportan una buena tolerabilidad con dosis suplementarias de 4 a 12 mg/día durante períodos de hasta un año, sin observarse efectos adversos graves.

Situación Regulatoria

La FDA ha aprobado la astaxantina como aditivo colorante para alimentos de peces, mientras que la Comisión Europea ha establecido una dosis diaria máxima de 8 mg para suplementos dietéticos. La EFSA considera que la levadura Xanthophyllomyces dendrorhous es apta para el enfoque de presunción cualificada de seguridad (QPS) en la evaluación de seguridad; por lo tanto, el uso de la cepa de producción en la fabricación del aditivo no plantearía ninguna preocupación de seguridad para las especies destinatarias, los consumidores de productos de animales alimentados con el aditivo, ni el medio ambiente.

Phaffia rhodozyma rica en astaxantina (ATCC SD-5340) fue autorizada provisionalmente para su uso en alimentos para salmón y trucha en la Unión Europea. Se alcanzó la conclusión de que la levadura Phaffia rhodozyma está "generalmente reconocida como segura (GRAS)" como ingrediente en la alimentación de salmónidos, según las evaluaciones regulatorias de EE. UU., con la condición de que la levadura sea inactivada durante el procesamiento.

Consideraciones de Seguridad e Interacciones

Tolerabilidad General

La seguridad, la biodisponibilidad y los efectos de la astaxantina sobre el estrés oxidativo y la inflamación se han evaluado en un número reducido de estudios clínicos; no se han reportado eventos adversos, y existe evidencia de una reducción en los biomarcadores de estrés oxidativo e inflamación con la administración de astaxantina.

La EFSA considera que la ingesta combinada de hasta 8 mg/día de astaxantina proveniente de la dieta y de suplementos es segura para los adultos, lo que corresponde a una ingesta diaria aceptable de 0.2 mg/kg de peso corporal. Los estudios clínicos que incluyeron a más de 2,000 participantes reportan una buena tolerabilidad con dosis suplementarias de 4 a 12 mg/día durante períodos de hasta un año, sin observarse efectos adversos graves.

Seguridad Laboral/Ocupacional

El Panel FEEDAP de la EFSA concluyó que el aditivo es irritante para la piel y los ojos, y un sensibilizante cutáneo y respiratorio, aunque la exposición por inhalación es probablemente baja. Esta consideración se aplica principalmente a los trabajadores de instalaciones de producción y procesamiento que manejan la biomasa de levadura seca a granel, y no a los consumidores de los productos de suplementos terminados.

Poblaciones con Datos de Seguridad Insuficientes

Los datos disponibles no indican preocupaciones de seguridad para adultos sanos; sin embargo, la evidencia es insuficiente en cuanto al embarazo, la lactancia y el uso pediátrico.

Interacciones Farmacológicas

Se recomienda precaución en personas que utilizan medicamentos antihipertensivos, anticoagulantes o antidiabéticos, debido a posibles efectos fisiológicos aditivos. Estas interacciones se basan en las actividades farmacológicas conocidas de la astaxantina (reducción de la presión arterial, efectos antidiabéticos, actividad de tipo antiplaquetario) y no han sido formalmente caracterizadas en ensayos dedicados de interacción farmacológica.

Contexto de Inmunosupresores

En el contexto de receptores de trasplantes de órganos en terapia inmunosupresora, la alta incidencia de aterosclerosis en dichos pacientes está relacionada con el aumento de la rigidez arterial, la disfunción vascular, el estrés oxidativo elevado y la inflamación asociada a la terapia inmunosupresora; la astaxantina ha mostrado potencial como agente terapéutico antioxidante y antiinflamatorio, y se investigó como posible intervención en esta población.

Coloración de la Piel

En las dosis suplementarias utilizadas en estudios en humanos, la astaxantina puede impartir un sutil tinte anaranjado a la piel en dosis altas, en consonancia con su naturaleza de xantofila, aunque esto no se reporta como un efecto adverso en las dosis (4 a 12 mg/día) típicamente estudiadas.

Consideraciones Específicas de la Cepa de Producción

Los productos de Phaffia rhodozyma comercializados para uso en alimentación animal se fabrican mediante técnicas de cultivo puro que cumplen con las normas de BPM (buenas prácticas de manufactura); las cepas desarrolladas de forma tradicional se han producido mediante mutagénesis química tradicional y selección, y no han sido sometidas a técnicas de ADN recombinante ni a fusiones de protoplastos, y el producto no contiene genes de resistencia a antibióticos introducidos ni otras secuencias de ADN foráneo. Sin embargo, algunas cepas desarrolladas comercialmente son producto de ingeniería genética, lo cual puede afectar su clasificación regulatoria en ciertas jurisdicciones.

Vacíos de Investigación y Limitaciones Actuales

La literatura científica sobre Phaffia rhodozyma y su astaxantina como nutracéutico para humanos comparte varias limitaciones consistentes que moderan la traducción de los hallazgos a recomendaciones clínicas:

• La gran mayoría de los ensayos clínicos bien controlados en humanos han utilizado astaxantina derivada de Haematococcus pluvialis, no de Phaffia rhodozyma. Dada la diferente estereoquímica de la astaxantina producida por P. rhodozyma (predominantemente la forma 3R,3R′ frente a la forma 3S,3S′ encontrada en H. pluvialis), la extrapolación entre fuentes debe realizarse con cautela.
• Se necesitan más ensayos clínicos bien diseñados para confirmar la dosificación óptima y los mecanismos de acción.
• Aún no se han reportado estudios clínicos cardiovasculares en humanos que utilicen la terapia con astaxantina como criterio de valoración primario.
• La mayoría de los ensayos en humanos son pequeños (menos de 100 participantes), de corta duración (8 a 16 semanas), y con frecuencia financiados por la industria, lo que limita la fortaleza de las conclusiones que pueden extraerse.
• Aunque la astaxantina ha surgido como el segundo carotenoide más popular, con ventas globales de mercado estimadas en 186 millones de dólares estadounidenses en 2023 y proyectadas a alcanzar los 742 millones de dólares estadounidenses para 2031, la astaxantina sintética domina actualmente el mercado debido a su rentabilidad, mientras que la astaxantina natural demuestra una biodisponibilidad y actividad antioxidante superiores.

Referencias

• The Untapped Australasian Diversity of Astaxanthin-Producing Yeasts — PMC (2020)
• Biogeography, Host Specificity, and Molecular Phylogeny of Phaffia rhodozyma and Xanthophyllomyces dendrorhous — PMC / Applied and Environmental Microbiology (2007)
• Deciphering the mechanism by which Phaffia rhodozyma responds to environmental, nutritional, and genetic cues — Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology (2021)
• Biosynthesis of Astaxanthin as a Main Carotenoid in Xanthophyllomyces dendrorhous — PMC (2017)
• Astaxanthin biosynthesis is enhanced by high carotenogenic gene expression in a Phaffia rhodozyma mutant strain — FEMS Yeast Research (2011)
• Overexpression of a bifunctional enzyme, CrtS, enhances astaxanthin synthesis through two pathways in Phaffia rhodozyma — PMC / Microbial Cell Factories (2015)
• Phaffia rhodozyma as an astaxanthin source in salmonid diets — Aquaculture (1980)
• Effects of Dietary Phaffia rhodozyma Astaxanthin on Growth Performance, Immune-Physiological Parameters, and Disease Resistance in Penaeus monodon — PMC / Frontiers in Microbiology (2021)
• Dietary Synthetic and Natural Astaxanthin from Haematococcus pluvialis and Phaffia rhodozyma Improves Growth, Antioxidant Capacity, and Innate Immunity in Litopenaeus vannamei — PMC (2025)
• Dietary Phaffia rhodozyma-Synthesized 3S,3′S-Astaxanthin Promotes Body Coloration and Muscle Quality in Litopenaeus vannamei — PMC / Aquaculture Nutrition (2025)
• The Role of Astaxanthin as an Antioxidant and Anti-Inflammatory Agent in Human Health: A Systematic Review — PMC (2025)
• Systematic Review and Meta-Analysis on the Effects of Astaxanthin on Human Skin Ageing — PMC (2021)
• Effectiveness of Dietary Supplements for Skin Photoaging in Healthy Adults: Systematic Review and Meta-Analysis — Frontiers in Medicine (2025)
• Astaxanthin in Cardiovascular Health and Disease — Molecules / PMC (2012)
• Astaxanthin: A Potential Therapeutic Agent in Cardiovascular Disease — PMC (2011)
• Effects of Astaxanthin Supplementation on Metabolic Parameters and TNF-α in Coronary Artery Disease Patients: RCT — Frontiers in Nutrition (2023)
• Astaxanthin vs Placebo on Arterial Stiffness, Oxidative Stress and Inflammation in Renal Transplant Patients (Xanthin): RCT Protocol — PMC / BMC Nephrology (2008)
• Astaxanthin Improves Aerobic Exercise Recovery Without Affecting Heat Tolerance in Humans — PMC (2020)
• Astaxanthin Supplementation Reduces Subjective Markers of Muscle Soreness following Eccentric Exercise — PMC (2025)
• Safety and efficacy of a feed additive consisting of astaxanthin-rich Phaffia rhodozyma for salmon and trout — EFSA Journal (2022)
• Safety and efficacy of astaxanthin-rich Phaffia rhodozyma for salmon and trout (Igene Biotechnology) — PMC / EFSA Journal (2022)
• Safety and Pharmacokinetics of Phaffia rhodozyma Astaxanthin (AstaFerm™) — ClinicalTrials.gov (NCT03807050)
• Advances and trends for astaxanthin synthesis in Phaffia rhodozyma — Microbial Cell Factories / Springer (2025)
• Stress-induced astaxanthin biosynthesis in Phaffia rhodozyma: Bridging mechanistic understanding to industrial feasibility — ScienceDirect (2025)
• Astaxanthin in Liver Health and Disease: A Potential Therapeutic Agent — PMC (2020)
• From nutrition to therapeutics: the diverse inflammopharmacological and biomedical roles of astaxanthin — PMC (2025)
• GRAS Status of Phaffia rhodozyma Yeast as a Feed Ingredient — FDA/Regulations.gov