Introduzione

Astaxantina (3, 3ʹ-diidrossi-β, β’-carotene-4, 4ʹ-dione, ASX) è un non-vitamina A pro-carotenoidi, e che ha attirato l’attenzione da parte della comunità scientifica a causa del suo effetto antiossidante, che è di 10 volte superiore a quella di β-carotene e 100 volte più forte rispetto a quella della vitamina E. 1 Astaxantina esiste ampiamente in natura, principalmente sotto forma di esteri di acidi grassi., Numerosi studi hanno dimostrato che l’astaxantina ha molte attività biologiche, come gli effetti antiossidanti, anti-invecchiamento e anti-cancro, il miglioramento dell’immunità, lo scavenging dei radicali liberi e svolge un ruolo attivo nella nutrizione e nella salute umana.2-4

Fonti di astaxantina

L’astaxantina viene prodotta in due modi: sintesi chimica ed estrazione biologica. La sintesi chimica si riferisce alla preparazione di astaxantina dal carotene., Sebbene i prodotti sintetici fossero più economici, è meno stabile, meno assorbibile e meno sicuro dell’astaxantina naturale e non è stato legalmente utilizzato nella dieta umana dal regolamento FDA.5-7 Abbondanti risorse di acqua di mare producono animali marini e piante ad alto rendimento, che forniscono condizioni favorevoli per l’estrazione dell’astaxantina.,8 Da un lato, l’astaxantina può essere estratta e recuperata dai rifiuti acquatici mediante idrolisi enzimatica e il metodo acido-base, che può non solo aumentare i benefici economici, ma anche ridurre l’inquinamento ambientale e realizzare un utilizzo a basso tenore di carbonio ed efficiente dei sottoprodotti marini. Tuttavia, il costo dell’estrazione è elevato, il che non è adatto per la produzione su larga scala., D’altra parte, i lieviti tra cui Phaffia rhodozyma, Rhodotorula glutinosa, Rhodotorula cerevisiae e Rhodotorula oceanica producono astaxantina Le colonie di Phaffia rhodozyma sono rosse a causa della produzione di carotenoidi come l’astaxantina e il contenuto medio di astaxantina è dello 0,40%.9,10 È interessante notare che molti tipi di alghe marine possono sintetizzare l’astaxantina, come le alghe della neve, la clamidia, le alghe nude e i cianobatteri. La resa più alta è stata ottenuta da Haematococcus pluvialis, che può raggiungere l ‘ 1,5–3,0%., Il tasso di accumulo e la produzione totale in questa specie sono superiori a quelli di altre alghe verdi ed è riconosciuta come la migliore fonte biologica di astaxantina naturale.11,12

Struttura di astaxantina

La formula molecolare di astaxantina è C40H52O4. Il suo punto di fusione è di circa 224°C ed è insolubile in acqua. L’astaxantina è liposolubile ed è solubile nella maggior parte dei solventi organici come cloroformio, acetone, etanolo ed etere.,13 La struttura chimica dell’astaxantina è un anello a sei membri costituito da quattro unità di isoprene collegate da doppi legami coniugati e due unità di isoprene ad entrambe le estremità. Questa struttura a doppio legame determina il suo colore e la sua funzione biologica grazie alla sua assorbibilità. L’astaxantina può produrre tre isomeri ottici (3S, 3S, 3R, 3S e 3R, 3RR) a causa della presenza di due atomi di carbonio chirali (conformazioni R o S). L’astaxantina naturale esiste principalmente sotto forma di 3S, 3S o 3R, 3Rr negli organismi (Figura 1)., Inoltre, c’è un gruppo idrossilico nella struttura dell’anello finale, che può formare esteri con acidi grassi; quindi, consentendo all’estratto naturale di astaxantina di avere una maggiore attività antiossidante.14

Figura 1 Tre stereoisomeri di astaxantina.,

Sicurezza biologica dell’astaxantina

L’astaxantina è ampiamente utilizzata in vari campi a causa delle sue numerose attività biologiche; quindi, la sua sicurezza è una preoccupazione. Già nel 1997, l’astaxantina si è dimostrata non genotossica.15 In studi successivi, Stewart e colleghi hanno confermato che la dose più alta di 6000 mg/kg/die non ha portato alla morte acuta nei ratti.Katsumata e Vega non hanno riscontrato effetti avversi osservati per astaxantina almeno 1000 mg / kg / die per 13 settimane nei ratti.,17,18 Edwards et al hanno analizzato i dati sperimentali clinici, hanno riassunto la tossicità genetica dell’astaxantina e la sua cancerogenicità nei ratti e non hanno mostrato cancerogenicità nel ciclo di vita dei ratti.19 Inoltre, ci sono diversi studi che dimostrano che l’astaxantina è liposolubile. Anche se può causare la pigmentazione della pelle animale, astaxantina di sopra concentrazione di trattamento non ha alcun effetto negativo sulle piastrine, coagulazione e fibrinolysis20, 21 Nel 2009, Satoh ha condotto uno studio di sicurezza di astaxantina in 127 adulti che assumono 20 mg astaxantina al giorno per 4 settimane, e non ha trovato alcun danno d’organo.,22 Inoltre, diverse concentrazioni di astaxantina hanno anche migliorato il livello di lipidi nel sangue e le condizioni della pelle delle persone sane, ma non sono stati trovati effetti collaterali significativi.23-25 I risultati di cui sopra indicano che l’astaxantina è sicura senza tossicità genetica o cancerogenicità osservata in esperimenti acuti e cronici.

Farmacocinetica di astaxantina

Se l’astaxantina può esercitare la sua attività biologica dopo l’ingestione dipende dal suo tasso di assorbimento, che può essere correlato alla sua forma esistente e al livello di enzimi nel tratto gastrointestinale.,26 Ranga e Parker credono che l’aggiunta di lipidi alla dieta possa migliorare la biodisponibilità dell’astaxantina.7,27 Il valore di picco dell’astaxantina nel sangue assunto 30 minuti dopo un pasto è 2,4-3,0 volte superiore a quello assunto prima di un pasto, che può essere dovuto alla stimolazione della secrezione biliare epatica e della lipasi del colesterolo dopo somministrazione orale, che accelera l’idrolisi e l’assorbimento dell’estere dell’astaxantina. Fukami e colleghi hanno sintetizzato l’astaxantina monoestere e diestere per la somministrazione in un modello di ratto., I risultati hanno mostrato che la biodisponibilità del monoestere di astaxantina era superiore a quella del diestere e la concentrazione metabolica massima di monoestere di astaxantina nel fegato era tre volte più alta di quella nel siero.28 I risultati di cui sopra mostrano che la composizione della catena di acidi grassi dell’astaxantina è strettamente correlata alla sua biodisponibilità, ma questa relazione specifica richiede ulteriori chiarimenti.,

Attività biologica di astaxantina

Gli studi hanno dimostrato che la maggior parte dei caroteni ha effetti anti-invecchiamento, scavenging dei radicali liberi, antiossidanti e anti-cancro e sono stati ampiamente utilizzati nei campi della medicina, cibo, cosmetici e mangimi.1,29 Astaxantina è un efficace antiossidante naturale e ha dimostrato eccellenti funzioni biologiche in molti campi della scienza della vita.6 In primo luogo, l’astaxantina è l’unico carotenoide a penetrare le barriere emato-cerebrali e retiniche., È spesso usato come antiossidante per trattare lesioni cerebrali e malattie cardiovascolari ed è stato ampiamente studiato nella pratica clinica.4,30 Inoltre, l’astaxantina ha mostrato effetti anti-cancro in molti tumori, tra cui cancro al fegato, cancro del colon, cancro alla vescica, cancro orale e leucemia.3,31 – 33 Inoltre, molti esperimenti sugli animali hanno dimostrato che l’astaxantina svolge un ruolo importante nella regolazione del metabolismo dello zucchero, migliorando l’immunità e migliorando la funzione motori5 (Figura 2)., Come la più grande ghiandola digestiva nel corpo umano, il fegato non solo intraprende il metabolismo e la trasformazione dei nutrienti nel corpo, ma partecipa anche alla difesa e all’immunità del corpo, alla sintesi del fattore di coagulazione e ad altri processi fisiologici. Gli effetti e i meccanismi dell’astaxantina sulle malattie del fegato, come la steatosi epatica non alcolica (NAFLD), la fibrosi epatica, l’epatite e il carcinoma epatocellulare, sono riassunti.,

Figura 2 Attività biologica dell’astaxantina e sua funzione nelle malattie rilevanti.

Il ruolo dell’astaxantina nelle malattie epatiche

L’astaxantina è stata utilizzata nella prevenzione e nel trattamento di una varietà di malattie sistemiche in vivo a causa delle sue varie attività biologiche., Negli ultimi anni, i ricercatori hanno confermato che l’astaxantina svolge un ruolo importante nella prevenzione delle lesioni epatiche acute, alleviando la resistenza all’insulina e la NAFLD, la fibrosi epatica e il cancro al fegato.34

Fibrosi epatica

La fibrosi epatica è un collegamento chiave nel deterioramento delle malattie epatiche croniche come l’epatite virale e il fegato grasso. Senza un intervento efficace, il 75-80% di queste malattie può svilupparsi in cirrosi, che mette seriamente in pericolo la salute umana.,35,36 La sintesi della matrice extracellulare (ECM) indotta dall’attivazione delle cellule stellate epatiche (HSCs) e la trasformazione dei miofibroblasti (MFs) sono i fattori chiave nella fibrosi epatica. La reversibilità di questi fattori fornisce anche un importante obiettivo di ricerca per l’inversione della fibrosi epatica. Il meccanismo della fibrosi epatica è complesso, coinvolgendo la regolazione dell’istopatologia, della citologia, delle citochine e dei loro livelli molecolari.37 Studi hanno confermato che l’astaxantina svolge un ruolo anti-fibrotico attraverso le sue attività antiossidanti, apoptotiche, di perossidazione lipidica e autofagia.,

Yang et al hanno dimostrato che l’astaxantina inibiva l’attivazione degli HSC a riposo e ripristinava lo stato di riposo degli HSC attivati nei topi. L’astaxantina inoltre ha diminuito la produzione reattiva delle specie dell’ossigeno (ROS) ed ha aumentato l’espressione del fattore 2-relativo eritroide nucleare del fattore 2 (NrF2), il fattore di trascrizione principale nella difesa antiossidante endogena.38 Pertanto, l’effetto protettivo dell’astaxantina sulla fibrosi epatica può essere attribuito alla sua maggiore capacità antiossidante., Islam e colleghi hanno successivamente dimostrato che l’astaxantina potrebbe ripristinare l’attività della catalasi (CAT) e della superossido dismutasi (SOD) nei ratti con fibrosi epatica indotta da tetracloruro di carbonio (CCl4) e prevenire la fibrosi epatica indotta da CCL4 inibendo la perossidazione lipidica e stimolando il sistema antiossidante cellulare.39

La via del fattore di crescita trasformante (TGF)-β/Smads è una via chiave nell’induzione della formazione di ECM durante la fibrosi epatica. L’astaxantina ha dimostrato di inibire la formazione di ECM attraverso la via TGF-β1 / Smad3 nella linea cellulare HSC umana LX-2.,40 Ci sono molti fattori che influenzano a valle e l’apoptosi e l’autofagia sono due vie di morte cellulare programmate direttamente correlate allo stato di sopravvivenza di HSCs nella fibrosi epatica. Da un lato, l’astaxantina può indurre l’apoptosi delle cellule LX-2 regolando mir-29b, che inibisce principalmente Bcl-2 e aumenta i livelli di espressione di Bax e Caspasi-3, svolgendo così un ruolo nella prevenzione della fibrosi epatica.41 D’altra parte, l’astaxantina ha migliorato significativamente la fibrosi epatica indotta da CCL4 e legatura del dotto biliare (BDL) nei topi., Può anche ridurre l’espressione di TGF-β1 e autofagia inibendo il livello del fattore nucleare (NF)-kB, che inibisce l’attivazione di HSCs e la formazione di ECM.42 La sua efficacia è legata al rilascio di energia per autofagia attraverso la degradazione delle gocce lipidiche, fornendo così condizioni favorevoli per l’attivazione di HSCs.43 Inoltre, l’acetilazione dell’istone, come modello epigenetico, partecipa all’attivazione di HSCs e fibrosi epatica.,44 Il livello di istone deacetilasi 9 (HDAC9) nella cirrosi biliare primaria del fegato era significativamente più alto di quello nel fegato normale e altre patologie epatiche mostravano un’alta espressione di HDAC9. Di conseguenza, Yang et al hanno scoperto che il livello di HDAC9 negli HSC attivati primari aumentava significativamente, mentre il knockout HDAC9 nelle cellule LX-2 diminuiva l’espressione del gene della fibrosi indotto da TGF-β1. È stato dimostrato che l’astaxantina ha inibito significativamente l’attivazione di HSCs regolando l’espressione di HDAC9., HDAC3 e HDAC4 possono anche partecipare all’inibizione dell’attivazione di HSCs da parte dell’astaxantina.45

L’uso di astaxantina è spesso limitato a causa della sua mancanza di stabilità e solubilità in acqua. Wu e colleghi hanno preparato aggregati di astaxantina-Han (AHAna) aggiungendo astaxantina a nanoparticelle di ialuronano idrofilo (HAn) e hanno usato questi aggregati in modelli di ratto di fibrosi epatica con buoni risultati.46 Inoltre, Chiu e Pan et al utilizzati liposomi per incapsulare astaxantina, ottenendo una migliore stabilità.,14,47 In conclusione, l’astaxantina ha significativi effetti anti-fibrosi, ma il meccanismo richiede ulteriori indagini.

Steatosi epatica non alcolica

La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) si riferisce a una sindrome clinicopatologica caratterizzata da un’eccessiva deposizione di grasso negli epatociti, escludendo l’alcol e altri specifici fattori dannosi per il fegato, e comprende principalmente steatoepatite non alcolica (NASH). La NAFLD è un’importante sindrome metabolica, che può aumentare la mortalità nei pazienti obesi e diabetici.,48 Allo stato attuale, la patogenesi della NAFLD è complessa ed è correlata a molti fattori, come la resistenza all’insulina, lo stress ossidativo, i mediatori infiammatori e le citochine. Allo stato attuale, non esistono farmaci mirati efficaci per il trattamento della NAFLD e il trattamento comprende la terapia dietetica e l’aggiustamento dello stile di vita, la protezione del fegato e l’abbassamento dei lipidi e la sensibilizzazione all’insulina.49,50 Astaxantina ha una vasta gamma di effetti, e può svolgere un ruolo efficace nel prevenire la patogenesi di NAFLD da molti aspetti.,

Nel 2007, Ikeuchi et al hanno studiato l’effetto della supplementazione di astaxantina su topi obesi alimentati con una dieta ricca di grassi. I risultati hanno mostrato che l’astaxantina ha inibito l’aumento del peso corporeo e del tessuto adiposo causato dalla dieta ricca di grassi. Inoltre, l’astaxantina ha anche ridotto il peso del fegato e i livelli di trigliceridi epatici, trigliceridi plasmatici e colesterolo totale.51 Questi risultati indicano che l’astaxantina può svolgere un ruolo importante nel miglioramento del metabolismo lipidico e pone le basi per la ricerca futura sul trattamento della NAFLD.,

Il rilascio di fattori infiammatori è cruciale nella patogenesi della NAFLD. Ni et al hanno scoperto che l’astaxantina ha ridotto significativamente i macrofagi M1 e ha aumentato i macrofagi M2, ha ridotto il reclutamento epatico di CD4 + e CD8 + e ha inibito l’infiammazione in NAFLD. Rispetto alla vitamina E, l’astaxantina ha ridotto l’accumulo di lipidi, ha migliorato la trasduzione del segnale dell’insulina e ha inibito la trasduzione del segnale pro-infiammatorio in modo più efficace inibendo l’attivazione della chinasi N-terminale Jun (JNK)/p38 chinasi proteica attivata da mitogeno (MAPK) e percorsi NF-kB.,52 Similmente, Kim ha dimostrato che l’astaxantina ha ridotto l’infiltrazione dei macrofagi e l’espressione dei marcatori dei macrofagi nei topi, ha inibito l’infiammazione e la fibrosi nel fegato e nel tessuto adiposo e ha migliorato la capacità del muscolo scheletrico di ossidare gli acidi grassi mitocondriali nei topi obesi.53

I recettori attivati dal proliferatore del perossisoma (PPAR) svolgono un ruolo importante nella regolazione dell’infiammazione. PPAR-α attivato è diventato un obiettivo chiave in NAFLD in quanto può migliorare il trasporto di acidi grassi, il metabolismo, l’ossidazione e inibire l’accumulo di grasso epatico., Inoltre, l’attivazione di PPAR-γ può anche regolare l’espressione genica correlata alla sintesi lipidica e promuovere lo stoccaggio di acidi grassi.54,55 La sovraespressione di PPAR-γ può indurre l’accumulo di lipidi nel fegato. Kobori et al hanno usato il microarray del DNA per analizzare l’espressione genica nel fegato dei topi nutriti con astaxantina. È stato trovato che l’astaxantina ha inibito PPARs. I farmaci di screening per PPAR epatici e le loro funzioni molecolari correlate nei topi hanno fornito una nuova base terapeutica per la NAFLD.56 Jia et al hanno confermato i risultati di cui sopra in modelli animali., L’astaxantina è stata somministrata per via orale a topi alimentati con una dieta ricca di grassi per 8 settimane. È stato trovato che l’astaxantina ha migliorato l’accumulo di lipidi epatici indotto da una dieta ricca di grassi, ha ridotto i livelli di trigliceridi nel fegato e ha ridotto il numero di macrofagi infiammatori e cellule di Kupffer. Questi cambiamenti sono stati attribuiti alla regolazione dei PPARs da parte dell’astaxantina. Astaxantina attiva PPAR-α e inibisce l’espressione di PPAR-γ ei livelli di interleuchina – 6 e fattore di necrosi tumorale-α nel fegato, inibisce l’infiammazione e riduce la sintesi dei grassi nel fegato., Inoltre, l’astaxantina causa anche l’autofagia degli epatociti inibendo la via AKT-mTOR e decompone le goccioline lipidiche immagazzinate nel fegato.57 Rispetto alla N-Acetil-L-cisteina (NAC) e alla vitamina C (VC), l’astaxantina ha ridotto efficacemente la deposizione lipidica intracellulare.58

Inoltre, astaxantina anche significativamente inibito l’espressione di acido grasso sintasi e acetil coenzima A carbossilasi, aumento SOD, CAT, GPX attività e glutatione (GSH) nel fegato, e significativamente ridotto perossidazione lipidica nel fegato.,59 Yang et al hanno dimostrato che l’astaxantina ha ridotto significativamente l’accumulo di TAG nei topi knockout apolipoproteina E e ha aumentato l’espressione di NrF2 e dei suoi geni bersaglio (inclusi SOD 1 e glutatione perossidasi 1). Questo è molto importante per il meccanismo antiossidante endogeno.60,61 Rispetto alla vitamina E antiossidante NAFLD standard, l’astaxantina non solo inibisce l’espressione dei geni produttori di lipidi, ma migliora anche il livello degli enzimi epatici; la vitamina E riduce solo i lipidi nel sangue.,

Negli studi clinici, uno studio prospettico, randomizzato, in doppio cieco ha confermato l’effetto dell’astaxantina sullo stress ossidativo negli adulti in sovrappeso e obesi in Corea. Ventitré adulti con un indice di massa corporea >25,0 kg / m2 sono stati arruolati in questo studio e suddivisi casualmente in due gruppi di dosaggio: astaxantina 5 mg o 20 mg una volta al giorno per 3 settimane. I risultati hanno mostrato che i marcatori dello stress ossidativo, la malondialdeide (MDA), l’isoprostano (ISP), la SOD e la capacità antiossidante totale (TAC) sono stati significativamente migliorati.,62 Alla luce di questi effetti benefici, l’astaxantina dovrebbe essere ulteriormente valutata come un nuovo e promettente trattamento per la NAFLD.

Cancro del fegato

Il carcinoma epatocellulare (HCC) rappresenta il 70-90% del carcinoma epatico primario e la complessa patogenesi e i polimorfismi genetici limitano lo sviluppo della terapia HCC e mettono seriamente in pericolo la salute umana. Negli ultimi anni, sebbene siano stati fatti progressi nella ricerca clinica dell’HCC, il meccanismo di invasione e metastasi non è ancora completamente chiaro., Lo sviluppo di HCC è strettamente correlato a molte vie di segnalazione, come MAPK, PI3K/Akt/mTOR, JAK/STAT, Wnt/β-catenin, NrF2/ARE e VEGF.63,64 Astaxantina ha dimostrato di svolgere un ruolo importante nella prevenzione del cancro, inibizione della proliferazione cellulare e metastasi, promozione dell’apoptosi cellulare e miglioramento dell’immunità.3

Già nel 1990, Gradelet et al hanno scoperto che l’astaxantina inibiva l’insorgenza e lo sviluppo di HCC inibendo il legame dell’aflatossina B1 (AFB1) al DNA epatico e all’albumina plasmatica nel modello di epatoma indotto da AFB1.,65 Nel 2010, Tripathi ha confermato che l’astaxantina ha ridotto il numero e l’area delle lesioni del cancro del fegato nei ratti regolando la via NrF2/ARE nei primi tumori epatici indotti da ciclofosfamide e ha svolto un ruolo importante nel prevenire l’insorgenza e lo sviluppo del cancro del fegato.66 Song e Li hanno dimostrato che l’astaxantina ha promosso l’apoptosi mitocondriale delle cellule di epatoma di topo CBRH-7919 e delle cellule umane di epatoma LM3 e SMMC-7721 in modo dipendente dalla concentrazione. Il meccanismo era correlato a JAK1 / STAT3, NF-kB P65 e Wnt/β-catenina., Inoltre, l’astaxantina può anche regolare la nucleoside difosfato chinasi (NPK) nm-23, che favorisce il corretto assemblaggio del citoscheletro e il trasferimento del segnale della proteina T, inibendo così l’insorgenza di tumori epatici.33,67,68 Coerente con i risultati di cui sopra, Shao et al hanno dimostrato che l’astaxantina inibiva la proliferazione cellulare e promuoveva l’apoptosi cellulare in vitro e in vivo e che l’astaxantina bloccava principalmente il ciclo cellulare in fase G2.,69 Il metabolismo lipidico anormale è una caratteristica importante nell’insorgenza e nello sviluppo di tumori maligni e l’obesità ha maggiori probabilità di causare tumori. La sintasi dell’acido grasso, che regola il metabolismo dei lipidi, è stata dimostrata per essere elevata in vari modelli del cancro.70 Ohno et al hanno studiato la regolazione della sintasi degli acidi grassi (FASN) dell’astaxantina in un modello murino. Si è scoperto che l’astaxantina ha migliorato il livello di adiponectina sierica e ha ridotto significativamente i metaboliti reattivi dell’ossigeno / il rapporto potenziale antiossidante biologico, svolgendo così un ruolo nei tumori epatici degli individui obesi.,71

Come accennato in precedenza, esperimenti su animali hanno dimostrato gli effetti preventivi e terapeutici dell’astaxantina su molti tipi di tumori e il suo meccanismo è stato studiato. È stato trovato che l’astaxantina può essere correlata a una varietà di vie di segnalazione, ma il suo meccanismo specifico non è ancora chiaro e richiede ulteriori studi.

Malattia epatica alcolica

Il fegato è l’organo principale nel metabolismo dei farmaci e alcuni farmaci sono metabolizzati solo negli epatociti. Pertanto, l’assunzione di sostanze tossiche può facilmente portare all’accumulo e al danno degli epatociti., L’epatite alcolica è principalmente causata da infiammazione diretta o indiretta, stress ossidativo, endotossina enterogena, mediatori infiammatori e squilibrio nutrizionale durante il metabolismo dell’etanolo e dei suoi derivati.Gli studi 72,73 hanno dimostrato che l’astaxantina può alleviare la steatosi epatica e l’infiammazione causata dall’etanolo.Inoltre, i livelli di ROS, proteine proinfiammatorie e fattori infiammatori correlati sono stati anche significativamente diminuiti nel tessuto epatico nel gruppo di farmaci, che possono essere correlati alla fosforilazione negativa di STAT3.,75 Oltre ad inibire lo stress ossidativo e l’infiammazione per prevenire il danno epatico indotto dall’alcol, l’astaxantina può anche regolare la flora intestinale e può svolgere un potenziale ruolo terapeutico nelle malattie batteriche indotte da malattie epatiche alcoliche.76 Similmente, l’incapsulamento liposomiale dell’astaxantina ha esercitato gli effetti rapidi e diretti contro la malattia epatica indotta da alcool ripetuta e ha potuto amplificare il recupero dalle lesioni del fegato causate dall’assunzione a lungo termine dell’alcool.77

Danno epatico indotto da farmaci

L’astaxantina ha anche dimostrato di essere efficace in altre lesioni epatiche indotte da farmaci., Turkez ha dimostrato in modelli cellulari e animali che l’astaxantina ha ridotto significativamente la lesione epatica indotta da 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina (TCDD) e ha aumentato significativamente l’attività degli enzimi antiossidanti inibiti.78,79 Inoltre, inibendo l’espressione di fattori infiammatori come la produzione di TNF-α e ROS, la lesione epatica indotta da paracetamolo (APAP), concanavalin A (ConA) e lipopolisaccaride (LPS) può essere alleviata. Il meccanismo principale di questo effetto può essere correlato all’inibizione della famiglia MAPK e delle vie NF-kB.,47,80,81 Pertanto, l’astaxantina non solo inibisce efficacemente l’insorgenza e lo sviluppo di fibrosi epatica, NAFLD e cancro al fegato, ma svolge anche un ruolo importante nella prevenzione delle lesioni acute indotte da farmaci.

Ischemia epatica-Riperfusione

Ischemia epatica-riperfusione (IR) la lesione si verifica spesso dopo epatectomia, trapianto di fegato e shock e può causare gravi disfunzioni epatiche.82 Con il miglioramento delle condizioni economiche e di vita, più pazienti con malattia epatica allo stadio terminale scelgono il trapianto di fegato per prolungare la loro vita., Pertanto, è essenziale per prevenire lesioni IR fegato. Allo stato attuale, si ritiene generalmente che tali lesioni siano correlate a ROS, cellule di Kupffer, citochine infiammatorie e ROS sono la chiave per indurre tali lesioni.83,84 L’astaxantina, un forte antiossidante, ha dimostrato di svolgere un ruolo importante nell’IR del sistema cardiovascolare, del fegato e dei reni.,84-87

Curek e colleghi hanno dimostrato per la prima volta che dopo 14 giorni di precondizionamento dell’astaxantina, la lesione degli epatociti e il gonfiore mitocondriale erano inferiori nei ratti IR e nei gruppi non protetti, ed è stato dimostrato che l’astaxantina inibiva significativamente la conversione della xantina deidrogenasi (XDH) in xantina ossidasi (XO).88 Ciò suggerisce che l’astaxantina migliora la lesione IR epatica attraverso il suo effetto antiossidante., Li et al hanno successivamente determinato ROS e fattori infiammatori in un modello murino di IR dopo il precondizionamento dell’astaxantina per determinare il ruolo dell’astaxantina nello scavenging dei prodotti da stress ossidativo e hanno esaminato i meccanismi rilevanti, che possono essere correlati alla down-regolazione dell’attività delle proteine correlate alla famiglia MAPK, inibendo così l’apoptosi e l’autofagia.,89 Inoltre, l’apoptosi degli epatociti indotta dall’ipossia può anche essere inibita dall’astaxantina, il che dimostra ulteriormente che l’astaxantina ha un effetto protettivo nella lesione IR epatica tramite antiossidazione ed è un metodo di trattamento sicuro ed efficace.90 Il ruolo dell’astaxantina nella malattia epatica è riassunto nella Tabella 1.,

Tabella 1 Riepilogo di Astaxantina in Malattie del Fegato

Conclusioni e Prospettive

Astaxantina è un secondario di carotenoidi ottenuto principalmente da organismi marini. Gli studi hanno dimostrato che l’astaxantina ha effetti preventivi e terapeutici sulla fibrosi epatica, tumori epatici, lesioni da ischemia epatica-riperfusione, fegato grasso non alcolico e altre malattie correlate., L’astaxantina non solo ha un forte effetto antiossidante, ma può anche regolare molti percorsi di segnale. Per esempio, si riduce JNK e ERK-1 attività per migliorare fegato insulino-resistenza, inibisce l’espressione di PPAR-γ a ridurre la sintesi di grassi nel fegato, giù-regola l’espressione di TGF-β1/Smad3 per inibire l’attivazione di HSCs e fibrosi epatica, inibisce la via JAK/STAT3 e Wnt/beta-catenina segnalazione percorsi per inibire i tumori del fegato, e inibisce l’apoptosi e autofagia per proteggere il fegato contro il danno da ischemia-riperfusione.,

Il ruolo dell’astaxantina nelle malattie del fegato e i suoi meccanismi correlati sono stati riassunti in questo studio. L’astaxantina può prevenire e curare le malattie del fegato inibendo l’infiammazione e migliorando il metabolismo dei glicolipidi.91 Pertanto, l’astaxantina potrebbe avere un’applicazione diffusa nella prevenzione e nel trattamento delle malattie del fegato. Allo stato attuale, la distribuzione tissutale, l’assorbimento e la tossicità dell’astaxantina negli animali da esperimento sono stati completamente studiati, ma negli studi clinici mancano dati., Pertanto, sono necessari ampi studi epidemiologici e clinici per fornire prove favorevoli per un’ulteriore applicazione dell’astaxantina. Inoltre, la struttura efficace dell’astaxantina può essere ulteriormente migliorata e preparazioni più stabili ed efficaci possono essere sintetizzate e aggiunte a medicinali e alimenti per la salute a beneficio della salute umana.