Einführung

Astaxanthin (3, 3ʹ-dihydroxy-β, β‘-carotin-4, 4ʹ-dion, ASX) ist ein nicht-vitamin A pro-carotinoid, und hat erhebliche aufmerksamkeit von der wissenschaftlichen gemeinschaft aufgrund seiner antioxidativen wirkung, die 10 mal höher als die von β-carotin und 100 mal stärker als das von Vitamin E. 1 Astaxanthin existiert in der Natur weit verbreitet, hauptsächlich in Form von Fettsäureestern., Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Astaxanthin viele biologische Aktivitäten hat, wie antioxidative, Anti-Aging-und Anti-Krebs-Effekte, Immunitätssteigerung, Radikalfänger und es spielt eine aktive Rolle in der menschlichen Ernährung und Gesundheit.2-4

Astaxanthinquellen

Astaxanthin wird auf zwei Arten hergestellt: chemische Synthese und biologische Extraktion. Chemische Synthese bezieht sich auf die Herstellung von Astaxanthin aus Carotin., Obwohl die synthetischen Produkte billiger waren, ist es weniger stabil, weniger resorbierbar und weniger sicher als natürliches Astaxanthin und wurde von der FDA-Verordnung nicht legal in der menschlichen Ernährung verwendet.Die reichlich vorhandenen Meerwasserressourcen produzieren ertragreiche Meerestiere und-pflanzen, die günstige Bedingungen für die Extraktion von Astaxanthin bieten.,8 Einerseits kann Astaxanthin extrahiert und aus aquatischen Abfällen durch enzymatische Hydrolyse und die Säure-Basen-Methode gewonnen werden, die nicht nur den wirtschaftlichen Nutzen erhöhen, sondern auch die Umweltverschmutzung verringern und eine kohlenstoffarme und effiziente Nutzung von Meeresnebenprodukten realisieren kann. Die Kosten für die Extraktion sind jedoch hoch, was für die Großproduktion ungeeignet ist., Auf der anderen Seite produzieren Hefen wie Phaffia rhodozyma, Rhodotorula glutinosa, Rhodotorula cerevisiae und Rhodotorula oceanica Astaxanthin Kolonien von Phaffia rhodozyma sind aufgrund der Produktion von Carotinoiden wie Astaxanthin rot und der durchschnittliche Gehalt an Astaxanthin beträgt 0,40%.9,10 Es ist bemerkenswert, dass viele Arten von Meeresalgen Astaxanthin synthetisieren können, wie Schneealgen, Chlamydien, nackte Algen und Cyanobakterien. Die höchste Ausbeute wurde von Haematococcus pluvialis erhalten, der 1,5–3,0% erreichen kann., Die Akkumulationsrate und die Gesamtproduktion bei dieser Art sind höher als bei anderen Grünalgen und gelten als die beste biologische Quelle für natürliches Astaxanthin.11,12

Struktur von Astaxanthin

Die molekulare Formel von Astaxanthin ist C40H52O4. Sein Schmelzpunkt beträgt ungefähr 224°C und ist in Wasser unlöslich. Astaxanthin ist fettlöslich und in den meisten organischen Lösungsmitteln wie Chloroform, Aceton, Ethanol und Ether löslich.,13 Die chemische Struktur von Astaxanthin ist ein sechsgliedriger Ring, der aus vier Isopreneinheiten besteht, die durch konjugierte Doppelbindungen und zwei Isopreneinheiten an beiden Enden verbunden sind. Diese Doppelbindungsstruktur bestimmt aufgrund ihrer Absorptionsfähigkeit ihre Farbe und biologische Funktion. Astaxanthin kann aufgrund des Vorhandenseins von zwei chiralen Kohlenstoffatomen (R-oder S-Konformationen) drei optische Isomere (3S, 3S, 3R, 3S und 3R, 3ʹR) erzeugen. Natürliches Astaxanthin existiert hauptsächlich in Form von 3S, 3S oder 3R, 3ʹR in Organismen (Abbildung 1)., Darüber hinaus gibt es eine Hydroxylgruppe in der Endringstruktur, die Ester mit Fettsäuren bilden kann; So kann der natürliche Extrakt von Astaxanthin eine stärkere antioxidative Aktivität aufweisen.14

Abbildung 1 Drei Stereoisomere von astaxanthin.,

Biologische Sicherheit von Astaxanthin

Astaxanthin ist aufgrund seiner vielen biologischen Aktivitäten in verschiedenen Bereichen weit verbreitet. Bereits 1997 wurde Astaxanthin als nicht genotoxisch erwiesen.15 In nachfolgenden Studien bestätigten Stewart und Kollegen, dass die höchste Dosis von 6000 mg/kg/d bei Ratten nicht zum akuten Tod führte.16 Katsumata und Vega fanden keine beobachtete nachteilige Wirkung für Astaxanthin war mindestens 1000 mg/kg / d für 13 Wochen bei Ratten.,17,18 Edwards et al analysierten klinische experimentelle Daten, fassten die genetische Toxizität von Astaxanthin und seine Karzinogenität bei Ratten zusammen und zeigten keine Karzinogenität im Rattenlebenszyklus.19 Darüber hinaus gibt es mehrere Studien, die belegen, dass Astaxanthin fettlöslich ist. Obwohl es eine Pigmentierung der Tierhaut verursachen kann, hat Astaxanthin mit übermäßiger Behandlungskonzentration keine nachteiligen Auswirkungen auf Blutplättchen,Gerinnung und Fibrinolysis20, 21 Satoh führte 2009 eine Sicherheitsstudie an Astaxanthin bei 127 Erwachsenen durch, die 4 Wochen lang täglich 20 mg Astaxanthin einnahmen, und fand keine Organschäden.,22 Darüber hinaus verbesserten verschiedene Konzentrationen von Astaxanthin auch den Blutfettspiegel und den Hautzustand gesunder Menschen, es wurden jedoch keine signifikanten Nebenwirkungen gefunden.23-25 Die obigen Ergebnisse zeigen, dass Astaxanthin sicher ist, ohne dass in akuten und chronischen Experimenten eine genetische Toxizität oder Karzinogenität beobachtet wird.

Pharmakokinetik von Astaxanthin

Ob Astaxanthin seine biologische Aktivität nach der Einnahme ausüben kann, hängt von seiner Absorptionsrate ab, die mit seiner vorhandenen Form und dem Gehalt an Enzymen im Magen-Darm-Trakt zusammenhängen kann.,26 Ranga und Parker glauben, dass die Zugabe von Lipiden zur Ernährung die Bioverfügbarkeit von Astaxanthin verbessern kann.7,27 Der Spitzenwert von Astaxanthin im Blut, der 30 Minuten nach einer Mahlzeit eingenommen wird, ist 2,4–3,0 mal höher als der vor einer Mahlzeit, was auf die Stimulation der Lebergallensekretion und der Cholesterinlipase nach oraler Verabreichung zurückzuführen sein kann, was die Hydrolyse und Absorption von Astaxanthinester beschleunigt. Fukami und Kollegen synthetisierten Astaxanthinmonoester und Diester zur Verabreichung in einem Rattenmodell., Die Ergebnisse zeigten, dass die Bioverfügbarkeit von Astaxanthinmonoester höher war als die des Diesters und die maximale metabolische Konzentration von Astaxanthinmonoester in der Leber dreimal so hoch war wie die im Serum.28 Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung der Fettsäurekette von Astaxanthin eng mit ihrer Bioverfügbarkeit zusammenhängt, aber diese spezifische Beziehung erfordert eine weitere Klärung.,

Biologische Aktivität von Astaxanthin

Studien haben gezeigt, dass die meisten Carotine Anti-Aging -, Radikalfänger -, Antioxidans-und krebshemmende Wirkungen haben und in den Bereichen Medizin, Lebensmittel, Kosmetika und Futtermittel weit verbreitet sind.1,29 Astaxanthin ist ein wirksames natürliches Antioxidans und hat in vielen Bereichen der Life Science hervorragende biologische Funktionen gezeigt.6 Erstens ist Astaxanthin das einzige Carotinoid, das die Blut-Hirn-und Netzhautbarrieren durchdringt., Es wird häufig als Antioxidans zur Behandlung von Hirnverletzungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingesetzt und wurde in der klinischen Praxis umfassend untersucht.4,30 Darüber hinaus hat Astaxanthin bei vielen Krebsarten, einschließlich Leberkrebs, Dickdarmkrebs, Blasenkrebs, Mundkrebs und Leukämie, Anti-Krebs-Wirkungen gezeigt.3,31-33 Darüber hinaus haben viele Tierversuche bewiesen, dass Astaxanthin eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Zuckerstoffwechsels, der Verbesserung der Immunität und der Verbesserung der motorischen Funktion spielt5 (Abbildung 2)., Als größte Verdauungsdrüse im menschlichen Körper übernimmt die Leber nicht nur den Stoffwechsel und die Umwandlung von Nährstoffen im Körper, sondern beteiligt sich auch an der Abwehr und Immunität des Körpers, der Gerinnungsfaktorsynthese und anderen physiologischen Prozessen. Die Wirkungen und Mechanismen von Astaxanthin auf Lebererkrankungen wie alkoholfreie Fettlebererkrankungen (NAFLD), Leberfibrose, Hepatitis und hepatozelluläres Karzinom werden zusammengefasst.,

Abbildung 2 Biologische Aktivität von astaxanthin und Ihrer Funktion in der entsprechenden Krankheiten.

Die Rolle von Astaxanthin bei Lebererkrankungen

Astaxanthin wurde aufgrund seiner verschiedenen biologischen Aktivitäten zur Vorbeugung und Behandlung einer Vielzahl von systemischen Erkrankungen in vivo verwendet., In den letzten Jahren haben Forscher bestätigt, dass Astaxanthin eine wichtige Rolle bei der Vorbeugung von akuten Leberverletzungen, der Linderung von Insulinresistenz und NAFLD, Leberfibrose und Leberkrebs spielt.34

Leberfibrose

Leberfibrose ist ein Schlüsselglied bei der Verschlechterung chronischer Lebererkrankungen wie Virushepatitis und Fettleber. Ohne wirksame Intervention können sich 75-80% dieser Krankheiten zu einer Zirrhose entwickeln, die die menschliche Gesundheit ernsthaft gefährdet.,35,36 Die Synthese der extrazellulären Matrix (ECM), die durch Aktivierung von Leberstellatzellen (HSC) und die Transformation von Myofibroblasten (MFs) induziert wird, sind die Schlüsselfaktoren für die Leberfibrose. Die Reversibilität dieser Faktoren bietet auch ein wichtiges Forschungsziel für die Umkehrung der Leberfibrose. Der Mechanismus der Leberfibrose ist komplex und beinhaltet die Regulation von Histopathologie, Zytologie, Zytokinen und ihren molekularen Ebenen.37 Studien haben bestätigt, dass Astaxanthin über seine antioxidativen, apoptotischen, Lipidperoxidations-und Autophagieaktivitäten eine antifibrotische Rolle spielt.,

Yang et al zeigten, dass Astaxanthin die Aktivierung von ruhenden HSCs hemmte und den Ruhezustand aktivierter HSCs bei Mäusen wiederherstellte. Astaxanthin verringerte auch die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und erhöhte die Expression von Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2 (NrF2), dem Haupttranskriptionsfaktor bei der endogenen antioxidativen Abwehr.38 Daher kann die schützende Wirkung von Astaxanthin auf Leberfibrose auf seine erhöhte antioxidative Kapazität zurückgeführt werden., Islam und Kollegen zeigten anschließend, dass Astaxanthin die Aktivität von Katalase (CAT) und Superoxiddismutase (SOD) bei Ratten mit Tetrachlorkohlenstoff (CCl4)-induzierter Leberfibrose wiederherstellen und durch CCL4 induzierte Leberfibrose verhindern kann, indem die Lipidperoxidation gehemmt und das antioxidative Zellsystem stimuliert wird.39

Der transformierende Wachstumsfaktor (TGF)-β/Smads-Weg ist ein Schlüsselweg bei der Induktion der ECM-Bildung während der Leberfibrose. Es wurde gezeigt, dass Astaxanthin die ECM-Bildung über den TGF-β1/Smad3-Weg in der menschlichen HSC-Zelllinie LX-2 hemmt.,40 Es gibt viele nachgeschaltete Einflussfaktoren, und Apoptose und Autophagie sind zwei programmierte Zelltodwege, die direkt mit dem Überlebensstatus von HSCs bei Leberfibrose zusammenhängen. Einerseits kann Astaxanthin die Apoptose von LX-2-Zellen induzieren, indem es mir-29b reguliert, das hauptsächlich Bcl-2 hemmt und die Expressionswerte von Bax und Caspase-3 erhöht, wodurch eine Rolle bei der Vorbeugung von Leberfibrose gespielt wird.41 Andererseits verbesserte Astaxanthin die durch CCL4 und Gallengangsligatur (BDL) induzierte Leberfibrose bei Mäusen signifikant., Es kann auch die Expression von TGF-β1 und Autophagie reduzieren, indem es den Kernfaktor (NF)-kB hemmt, der die Aktivierung von HSC und die Bildung von ECM hemmt.42 Seine Wirksamkeit hängt mit der Freisetzung von Energie durch Autophagie durch Abbau von Lipidtröpfchen zusammen, wodurch günstige Bedingungen für die Aktivierung von HSCs geschaffen werden.43 Darüber hinaus ist die Histon-Acetylierung als epigenetisches Modell an der Aktivierung von HSCs und Leberfibrose beteiligt.,44 Das Niveau der Histon-Deacetylase 9 (HDAC9) bei primärer biliärer Leberzirrhose war signifikant höher als das bei normaler Leber, und andere Leberpathologien zeigten eine hohe Expression von HDAC9. Dementsprechend fanden Yang et al, dass der HDAC9-Spiegel in primär aktivierten HSCs signifikant anstieg, während der HDAC9-Knockout in LX-2-Zellen die Expression des durch TGF-β1 induzierten Fibrose-Gens verringerte. Es wurde nachgewiesen, dass Astaxanthin die Aktivierung von HSCs signifikant hemmte, indem es die Expression von HDAC9 herunterregulierte., HDAC3 und HDAC4 können auch an der Hemmung der HSC-Aktivierung durch Astaxanthin beteiligt sein.45

Die Verwendung von Astaxanthin ist aufgrund seiner mangelnden Stabilität und Wasserlöslichkeit oft begrenzt. Wu und Kollegen bereiteten Astaxanthin-Han-Aggregate (AHAna) durch Zugabe von Astaxanthin zu hydrophilen Hyaluronan-Nanopartikeln (HAn) vor und verwendeten diese Aggregate in Rattenmodellen der Leberfibrose mit guten Ergebnissen.46 Zusätzlich verwendeten Chiu und Pan et al Liposomen, um Astaxanthin einzukapseln, wodurch eine verbesserte Stabilität erreicht wurde.,14,47 Zusammenfassend hat Astaxanthin signifikante Anti-Fibrose-Effekte, aber der Mechanismus erfordert weitere Untersuchungen.

Nichtalkoholische Fettlebererkrankung

Nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) bezieht sich auf ein klinischpathologisches Syndrom, das durch übermäßige Fettablagerung in Hepatozyten gekennzeichnet ist, ausgenommen Alkohol und andere spezifische leberschädigende Faktoren, und umfasst hauptsächlich nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH). NAFLD ist ein wichtiges metabolisches Syndrom, das die Mortalität bei übergewichtigen und Diabetikern erhöhen kann.,48 Gegenwärtig ist die Pathogenese von NAFLD komplex und hängt mit vielen Faktoren zusammen, wie Insulinresistenz, oxidativem Stress, Entzündungsmediatoren und Zytokinen. Gegenwärtig gibt es keine wirksamen gezielten Medikamente zur Behandlung von NAFLD, und die Behandlung umfasst Diättherapie und Anpassung des Lebensstils, Leberschutz und Lipidsenkung sowie Insulinsensibilisierung.49,50 Astaxanthin hat eine breite Palette von Wirkungen und kann eine wirksame Rolle bei der Verhinderung der Pathogenese von NAFLD aus vielen Aspekten spielen.,

Im Jahr 2007 untersuchten Ikeuchi et al. die Wirkung der Astaxanthin-Supplementierung auf fettleibige Mäuse, die mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass Astaxanthin die durch die fettreiche Ernährung verursachte Zunahme des Körpergewichts und des Fettgewebes hemmte. Darüber hinaus reduzierte Astaxanthin auch das Lebergewicht und Lebertriglycerid, Plasma-Triglycerid und Gesamtcholesterinspiegel.51 Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Astaxanthin eine wichtige Rolle bei der Verbesserung des Fettstoffwechsels spielen kann und die Grundlage für zukünftige Forschungen zur Behandlung von NAFLD bildet.,

Die Freisetzung von Entzündungsfaktoren ist entscheidend für die Pathogenese von NAFLD. Ni et al fanden heraus, dass Astaxanthin M1-Makrophagen signifikant reduzierte und M2-Makrophagen erhöhte, die Leberrekrutierung von CD4+ und CD8+ reduzierte und Entzündungen in NAFLD hemmte. Im Vergleich zu Vitamin E reduzierte Astaxanthin die Lipidakkumulation, verbesserte die Insulinsignaltransduktion und hemmte die proinflammatorische Signaltransduktion wirksamer, indem es die Aktivierung der N-terminalen Kinase (JNK)/p38-Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK)-und NF-kB-Pfade hemmte.,In ähnlicher Weise zeigte Kim, dass Astaxanthin die Makrophagen-Infiltration und die Expression von Makrophagen-Markern bei Mäusen reduzierte, Entzündungen und Fibrosen im Leber-und Fettgewebe hemmte und die Fähigkeit der Skelettmuskulatur verbesserte, mitochondriale Fettsäuren bei übergewichtigen Mäusen zu oxidieren.53

peroxisomenproliferatoraktivierte Rezeptoren (PPARs) spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation von Entzündungen. Aktiviertes PPAR-α ist zu einem Schlüsselziel in der NAFLD geworden, da es den Fettsäuretransport, den Stoffwechsel, die Oxidation verbessern und die Leberfettansammlung hemmen kann., Darüber hinaus kann die Aktivierung von PPAR-γ auch die Genexpression im Zusammenhang mit der Lipidsynthese regulieren und die Fettsäurespeicherung fördern.54,55 Überexpression von PPAR-γ kann Lipidakkumulation in der Leber induzieren. Kobori et al verwendeten DNA-Mikroarrays, um die Genexpression in der Leber von Mäusen zu analysieren, die mit Astaxanthin gefüttert wurden. Es wurde gefunden, dass Astaxanthin PPARs hemmte. Screening-Medikamente auf Leber-PPARs und ihre verwandten molekularen Funktionen bei Mäusen lieferten eine neue therapeutische Grundlage für NAFLD.56 Jia et al, bestätigte diese Ergebnisse in Tiermodellen., Astaxanthin wurde Mäusen, die 8 Wochen lang fettreich ernährt wurden, oral verabreicht. Es wurde festgestellt, dass Astaxanthin die durch eine fettreiche Ernährung induzierte Leberlipidakkumulation verbesserte, den Triglyceridspiegel in der Leber senkte und die Anzahl entzündlicher Makrophagen und Kupffer-Zellen verringerte. Diese Veränderungen wurden auf die Regulation von PPARs durch Astaxanthin zurückgeführt. Astaxanthin aktiviert PPAR-α und hemmt die Expression von PPAR-γ und die Spiegel von Interleukin-6 und Tumornekrosefaktor-α in der Leber, hemmt Entzündungen und reduziert die Fettsynthese in der Leber., Darüber hinaus verursacht Astaxanthin auch die Autophagie von Hepatozyten, indem es den AKT-mTOR-Weg hemmt und in der Leber gespeicherte Lipidtröpfchen zersetzt.57 Im Vergleich zu N-Acetyl-L-Cystein (NAC) und Vitamin C (VC) reduzierte Astaxanthin effektiv die intrazelluläre Lipidablagerung.58

Darüber hinaus hemmte Astaxanthin auch signifikant die Expression von Fettsäuresynthase und Acetyl-Coenzym-A-Carboxylase, erhöhte SOD -, CAT -, GPX-Aktivität und Glutathion (GSH) in der Leber und reduzierte signifikant die Lipidperoxidation in der Leber.,59 Yang et al zeigten, dass Astaxanthin die Akkumulation von TAG in Apolipoprotein-E-Knockout-Mäusen signifikant reduzierte und die Expression von NrF2 und seinen Zielgenen (einschließlich SOD 1 und Glutathionperoxidase 1) erhöhte. Dies ist sehr wichtig für den endogenen antioxidativen Mechanismus.60,61 Im Vergleich zum Standard-NAFLD-Antioxidans Vitamin E hemmt Astaxanthin nicht nur die Expression von lipidproduzierenden Genen, sondern verbessert auch das Niveau von Leberenzymen; Vitamin E reduziert nur Blutfette.,

In klinischen Studien bestätigte eine prospektive, randomisierte Doppelblindstudie die Wirkung von Astaxanthin auf oxidativen Stress bei übergewichtigen und fettleibigen Erwachsenen in Korea. Dreiundzwanzig Erwachsene mit einem Body-Mass-Index >25, 0 kg/m2 wurden in diese Studie aufgenommen und zufällig in zwei Dosierungsgruppen eingeteilt: Astaxanthin 5 mg oder 20 mg einmal täglich für 3 Wochen. Die Ergebnisse zeigten, dass der oxidative stress-Marker, malondialdehyde (MDA), isoprostane (ISP), SOD und total antioxidant capacity (TAC) wurden deutlich verbessert.,62 Angesichts dieser positiven Wirkungen sollte Astaxanthin als neue und vielversprechende Behandlung für NAFLD weiter bewertet werden.

Leberkrebs

Hepatozelluläres Karzinom (HCC) macht 70-90% des primären Leberkrebses aus, und die komplexe Pathogenese und genetische Polymorphismen beschränken die Entwicklung der HCC-Therapie und gefährden die menschliche Gesundheit ernsthaft. In den letzten Jahren wurden zwar Fortschritte in der klinischen Erforschung von HCC erzielt, der Mechanismus der Invasion und Metastasierung ist jedoch noch nicht vollständig geklärt., Die Entwicklung von HCC steht in engem Zusammenhang mit vielen Signalwegen wie MAPK, PI3K/Akt/mTOR, JAK/STAT, Wnt/β-catenin, NrF2/ARE und VEGF.Es wurde gezeigt, dass 63,64 Astaxanthin eine wichtige Rolle bei der Krebsprävention, der Hemmung der Zellproliferation und-metastasierung, der Förderung der Zellapoptose und der Verbesserung der Immunität spielt.3

Bereits in den 1990er Jahren entdeckten Gradelet et al, dass Astaxanthin das Auftreten und die Entwicklung von HCC hemmte, indem es die Bindung von Aflatoxin B1 (AFB1) an Leber-DNA und Plasmaalbumin im AFB1-induzierten Hepatommodell hemmte.,65 Im Jahr 2010 bestätigte Tripathi, dass Astaxanthin die Anzahl und Fläche von Leberkrebsläsionen bei Ratten durch Regulierung des NrF2/ARE-Weges bei frühen Cyclophosphamid-induzierten Lebertumoren reduzierte und eine wichtige Rolle bei der Verhinderung des Auftretens und der Entwicklung von Leberkrebs spielte.66 Song und Li bewiesen, dass Astaxanthin die mitochondriale Apoptose von CBRH-7919-Maus-Hepatomzellen und humanen LM3-und SMMC-7721-Hepatomzellen konzentrationsabhängig förderte. Der Mechanismus war verwandt mit JAK1 / STAT3, NF-kB P65 und Wnt / β-Catenin., Darüber hinaus kann Astaxanthin auch die Nukleosiddiphosphatkinase (NPK) nm-23 regulieren, was für die korrekte Anordnung des Zytoskeletts und die Signalübertragung von T-Protein förderlich ist und somit das Auftreten von Lebertumoren hemmt.33,67,68 Im Einklang mit den obigen Ergebnissen zeigten Shao et al, dass Astaxanthin die Zellproliferation hemmte und die Zellapoptose in vitro und in vivo förderte und dass Astaxanthin hauptsächlich den Zellzyklus in der G2-Phase blockierte.,69 Abnormaler Fettstoffwechsel ist ein wichtiges Merkmal bei der Entstehung und Entwicklung von bösartigen Tumoren und Fettleibigkeit ist eher Tumoren verursachen. Es wurde gezeigt, dass die Fettsäuresynthase, die den Fettstoffwechsel reguliert, in einer Vielzahl von Krebsmodellen erhöht ist.70 Ohno et al untersuchten die Fettsäuresynthase (FASN) – Regulation von Astaxanthin in einem Mausmodell. Es wurde gefunden, dass Astaxanthin den Spiegel von Serumadiponektin verbesserte und das Verhältnis von reaktiven Sauerstoffmetaboliten/biologischem Antioxidationspotential signifikant reduzierte, wodurch es eine Rolle bei Lebertumoren übergewichtiger Personen spielte.,71

Wie oben erwähnt, haben Tierversuche die vorbeugenden und therapeutischen Wirkungen von Astaxanthin auf viele Arten von Tumoren gezeigt, und sein Mechanismus wurde untersucht. Es wurde festgestellt, dass Astaxanthin mit einer Vielzahl von Signalwegen zusammenhängen kann, sein spezifischer Mechanismus ist jedoch noch unklar und erfordert weitere Untersuchungen.

Alkoholische Lebererkrankung

Leber ist das Hauptorgan im Arzneimittelstoffwechsel, und einige Medikamente werden nur in Hepatozyten metabolisiert. Daher kann die Aufnahme toxischer Substanzen leicht zur Akkumulation und Schädigung von Hepatozyten führen., Alkoholische Hepatitis wird hauptsächlich durch direkte oder indirekte Entzündungen, oxidativen Stress, enterogenes Endotoxin, Entzündungsmediatoren und Ernährungsungleichgewicht während des Metabolismus von Ethanol und seinen Derivaten verursacht.72,73 Studien haben gezeigt, dass Astaxanthin die durch Ethanol verursachte Lebersteatose und Entzündung lindern kann.74 Darüber hinaus wurden die Spiegel von ROS, proinflammatorischen Proteinen und verwandten Entzündungsfaktoren auch im Lebergewebe in der Arzneimittelgruppe signifikant verringert, was mit einer negativen Phosphorylierung von STAT3 zusammenhängen kann.,75 Neben der Hemmung von oxidativem Stress und Entzündungen zur Vorbeugung von alkoholbedingten Leberschäden kann Astaxanthin auch die Darmflora regulieren und eine potenzielle therapeutische Rolle bei alkoholischen durch Lebererkrankungen hervorgerufenen bakteriellen Erkrankungen spielen.76 In ähnlicher Weise übte die liposomale Verkapselung von Astaxanthin schnelle und direkte Wirkungen gegen wiederholte alkoholbedingte Lebererkrankungen aus und könnte die Genesung von Leberverletzungen, die durch langfristigen Alkoholkonsum verursacht wurden, fördern.77

Arzneimittelinduzierte Leberverletzung

Astaxanthin hat sich auch bei anderen arzneimittelinduzierten Leberverletzungen als wirksam erwiesen., Turkez zeigte in Zell-und Tiermodellen, dass Astaxanthin die durch 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) induzierte Leberverletzung signifikant reduzierte und die Aktivität inhibierter antioxidativer Enzyme signifikant erhöhte.78,79 Zusätzlich kann durch Hemmung der Expression von Entzündungsfaktoren wie TNF-α-und ROS-Produktion eine durch Paracetamol (APAP), Concanavalin A (ConA) und Lipopolysaccharid (LPS) induzierte Leberschädigung gelindert werden. Der Hauptmechanismus dieses Effekts kann mit der Hemmung der MAPK-Familie und der NF-kB-Pfade zusammenhängen.,47,80,81 Daher hemmt Astaxanthin nicht nur wirksam das Auftreten und die Entwicklung von Leberfibrose, NAFLD und Leberkrebs, sondern spielt auch eine wichtige Rolle bei der Prävention akuter arzneimittelinduzierter Verletzungen.

Leberischämie-Reperfusion

Leberischämie-Reperfusionsverletzung (IR) tritt häufig nach Hepatektomie, Lebertransplantation und Schock auf und kann zu schweren Leberfunktionsstörungen führen.Zusammen mit Verbesserungen der wirtschaftlichen und Lebensbedingungen entscheiden sich mehr Patienten mit Lebererkrankungen im Endstadium für eine Lebertransplantation, um ihr Leben zu verlängern., Daher ist es wichtig, Leberschädigungen vorzubeugen. Gegenwärtig wird allgemein angenommen, dass solche Verletzungen mit ROS zusammenhängen, Kupffer-Zellen, entzündliche Zytokine, und ROS sind der Schlüssel zur Induktion solcher Verletzungen.83,84 Astaxanthin, ein starkes Antioxidans, spielt nachweislich eine wichtige Rolle bei Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, der Leber und der Niere.,84-87

Curek und Kollegen zeigten zunächst, dass nach 14 Tagen Astaxanthin-Vorkonditionierung die Hepatozytenverletzung und die mitochondriale Schwellung bei IR-Ratten und ungeschützten Gruppen geringer waren, und es wurde gezeigt, dass Astaxanthin die Umwandlung von Xanthin-Dehydrogenase (XDH) in Xanthinoxidase (XO) signifikant hemmte.All dies deutet darauf hin, dass Astaxanthin die IR-Schädigung der Leber durch seine antioxidative Wirkung verbessert., Li et al ermittelten anschließend ROS und Entzündungsfaktoren in einem Mausmodell von IR nach Astaxanthin-Vorkonditionierung, um die Rolle von Astaxanthin bei der Abtastung oxidativer Stressprodukte zu bestimmen, und untersuchten die relevanten Mechanismen, die mit der Abwärtsregulation der Aktivität der MAPK-Familie zusammenhängen können verwandte Proteine, hemmen so Apoptose und Autophagie.,89 Darüber hinaus kann die durch Hypoxie induzierte Apoptose von Hepatozyten auch durch Astaxanthin gehemmt werden, was weiter zeigt, dass Astaxanthin eine schützende Wirkung bei Leber-IR-Verletzungen durch Antioxidation hat und eine sichere und wirksame Behandlungsmethode ist.90 Die Rolle von Astaxanthin bei Lebererkrankungen ist in Tabelle 1 zusammengefasst.,

Tabelle 1 Zusammenfassung von Astaxanthin bei Lebererkrankungen

Schlussfolgerung und Perspektiven

Astaxanthin ist ein sekundäres Carotinoid, das hauptsächlich aus Meeresorganismen gewonnen wird. Studien haben gezeigt, dass Astaxanthin vorbeugende und therapeutische Wirkungen auf Leberfibrose, Lebertumoren, Leberischämie-Reperfusionsverletzungen, alkoholfreie Fettleber und andere verwandte Erkrankungen hat., Astaxanthin hat nicht nur eine starke antioxidative Wirkung, sondern kann auch viele Signalwege regulieren. Zum Beispiel reduziert es die JNK-und ERK-1-Aktivität zur Verbesserung der Insulinresistenz der Leber, hemmt die PPAR-γ-Expression zur Verringerung der Fettsynthese in der Leber, reguliert die Expression von TGF-β1/Smad3 zur Hemmung der Aktivierung von HSCs und Leberfibrose, hemmt die Signalwege JAK/STAT3 und Wnt/β-Catenin zur Hemmung von Lebertumoren und hemmt Apoptose und Autophagie zum Schutz vor Leberischämie-Reperfusionsverletzungen.,

Die Rolle von astaxanthin bei Lebererkrankungen und seine verbundenen Mechanismen zusammengefasst wurden in dieser Studie. Astaxanthin kann Lebererkrankungen vorbeugen und behandeln, indem es Entzündungen hemmt und den Glykolipidstoffwechsel verbessert.91 Daher könnte Astaxanthin eine weit verbreitete Anwendung bei der Vorbeugung und Behandlung von Lebererkrankungen haben. Gegenwärtig wurden die Gewebeverteilung, Absorption und Toxizität von Astaxanthin bei Versuchstieren vollständig untersucht, aber in klinischen Studien fehlen Daten., Daher sind umfangreiche epidemiologische und klinische Studien erforderlich, um günstige Beweise für die weitere Anwendung von Astaxanthin zu liefern. Darüber hinaus kann die wirksame Struktur von Astaxanthin weiter verbessert werden, und stabilere und wirksamere Präparate können synthetisiert und zu Gesundheitsmedikamenten und Nahrungsmitteln hinzugefügt werden, um der menschlichen Gesundheit zu nützen.