富含虾青素的提取物补充剂可以对抗饮食诱导的代谢综合征模型中的心脏氧化应激

《Molecular and Cellular Endocrinology》：Astaxanthin-rich extract supplementation counteracts cardiac oxidative stress in a rodent model of diet-induced Metabolic Syndrome

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  D. pagei是一种新型ASTX来源，具有显著的心脏保护作用。
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  D. pagei衍生的ASTX可以防止高糖饮食（HSD）引起的氧化应激（ROS）增加。
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  D. pagei衍生的ASTX通过调节GSH、CAT和GPx来维持心脏的抗氧化能力。
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  D. pagei衍生的ASTX可以调节Nrf2/NF-κB的氧化还原平衡。
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  D. pagei衍生的ASTX可以降低血压和心脏损伤标志物。

引言

根据世界卫生组织（2025年）的数据，心血管疾病（CVDs）是全球主要的死亡原因，也是一个重大的公共卫生问题。2022年，心血管疾病导致了约1980万例死亡，占全球死亡人数的近三分之一。代谢综合征（MetS）——定义为中心性肥胖、高血压、胰岛素抵抗、葡萄糖耐受不良和致动脉粥样硬化的血脂异常同时存在——被认为是心血管疾病的一个公认的多因素风险因素（Neeland等人，2024年）。事实上，全球代谢综合征发病率的上升极大地促进了心血管疾病的增加（Gupta等人，2025年）。

越来越多的证据表明，代谢综合征与心脏的形态学和功能变化有关（参见Lehnen等人，2013年的研究）。在代谢综合征相关的心脏疾病中，氧化应激已成为一个重要的致病因素（Dubois-Deruy等人，2020年；Li等人，2022年）。氧化应激被定义为活性氧（ROS）的产生与抗氧化能力之间的不平衡，导致细胞内ROS水平过高。虽然低水平的ROS对许多细胞功能是必需的，但高水平的ROS会促进多种大分子和小无机化合物的氧化损伤，破坏与氧化还原相关的基因表达，并激活凋亡途径。此外，氧化还原失衡还会触发促炎和促纤维化级联反应（Aramouni等人，2023年；Li等人，2022年；Zhang等人，2025年）。这些变化可能影响心脏细胞功能，并参与了心血管疾病的发展和进展。

越来越多的证据表明，氧化应激参与了多种疾病的病理生理过程，这使得基于抗氧化剂的干预成为了一个活跃的研究领域。抗氧化剂是通过直接清除ROS和/或间接影响参与氧化还原稳态的分子途径来保护细胞免受氧化损伤的分子（Gulcin，2025年）。近年来，越来越多的研究致力于评估不同化合物的抗氧化特性，以预防或减轻包括代谢综合征和心血管疾病在内的多种疾病的发展（M?ynarska等人，2024年；Sharebiani等人，2024年）。

虾青素（ASTX）（3,3′-二羟基-β,β′-胡萝卜素-4,4′-二酮）是一种具有强抗氧化活性的类胡萝卜素。据报道，这种脂溶性红色色素的抗氧化活性比β-胡萝卜素和α-生育酚等化合物更强（Miki，1991年）。ASTX广泛存在于自然环境中，藻类以及鲑鱼、虾和螃蟹等海洋生物是其主要生物来源（Ambati等人，2014年）。越来越多的文献表明，摄入ASTX具有促进健康的作用，包括能够对抗或减少代谢综合征及其并发症的心脏代谢风险因素（Donoso等人，2021年；Gao等人，2024年）。尽管在阐明其益处机制方面已取得进展，但这些机制尚未完全明了。此外，关于ASTX对代谢综合征相关心脏异常的影响现有的信息仍然有限。

我们最近在一个由慢性高糖饮食（HSD）诱导的代谢综合征实验模型中表明，从淡水红蟹Dilocarcinus pagei中提取的富含ASTX的提取物能够改善这些动物肾脏、骨骼肌和肝脏中出现的多种代谢异常，包括氧化还原状态的改变（Vega Joubert等人，2025年；Oliva等人，2025年；Vargas等人，2026年）。这些效果还伴随着高血糖和高胆固醇的预防以及高甘油三酯的减轻。此外，来自D. pagei的ASTX通过调节脂肪组织中的脂质代谢来减少内脏脂肪的增加（Vargas等人，2025年）。

为了扩展我们之前的研究，并考虑到我们之前已经证明HSD也会引起多种心脏疾病（包括氧化应激，Creus等人，2016年、2017年、2020年），本研究的目的是评估从淡水红蟹D. pagei中提取的富含ASTX的提取物对HSD喂养大鼠心脏氧化还原紊乱的影响。

章节摘录

ASTX提取

淡水蟹D. pagei是在阿根廷科连特斯市的国家水产发展中心（CENADAC）的罗非鱼池塘中收集的。从这些螃蟹中提取ASTX的过程已经获得了CONICET Santa Fe伦理委员会的批准（批准号为CEYSTE-CE-00549/2021）。提取方法已在先前的研究中详细描述（Calvo等人，2020年；Oliva等人，2025年；Vargas等人，2025年；Vega Joubert等人，2025年）。ASTX是从这些螃蟹的蜕皮中获得的。

体重增加、食物摄入量和心脏重量

在实验开始时，RCT组、HSD组和HSD+ASTX组的大鼠初始体重相似（RCT组：192.1 ± 4.9克；HSD组：189.1 ± 5.6克；HSD+ASTX组：196.3 ± 2.2克）。然而，如表1所示，HSD组的最终体重和体重增加显著高于RCT组（P < 0.05）。此外，HSD组的大鼠的能量摄入量也高于RCT组（P < 0.05）。

讨论

氧化应激已被认为与多种疾病的发展和进展有关，这使基于抗氧化剂的方法成为生物医学研究中的一个重要焦点。在本研究中，从淡水红蟹D. pagei中提取的富含ASTX的提取物在由慢性高糖饮食引起的代谢综合征实验模型中显示出了对抗心脏氧化还原失衡及相关心脏代谢改变的有益效果。

结论

本研究提供了关于从D. pagei中提取的富含ASTX的提取物对雄性大鼠在高糖饮食（HSD）引起的心脏氧化还原失衡及相关改变的有益效果的新见解。富含ASTX的提取物处理与抗氧化防御机制的调节、氧化还原敏感转录因子表达的变化以及主要心血管风险因素（包括高血压、血脂异常和高血糖）的预防有关。

CRediT作者贡献声明

María del Rosario Ferreira：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，方法学，研究，数据分析，概念化。Dante Selenscig：撰写 – 原稿，可视化，研究，数据分析。Matias Rodrigo Vargas：撰写 – 原稿，研究，数据分析。Paola Ingaramo：撰写 – 原稿，研究，数据分析。Pablo Collins：撰写 – 审稿

伦理声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究已获得生物化学与生物科学学院的机构伦理委员会批准（批准号Acta CE2020-75）。

数据可用性

数据将根据请求提供。

资助

本研究得到了阿根廷国家科学研究和技术委员会（CONICET）[项目编号 PIP #11220200101185CO]的支持。

利益冲突声明

作者声明他们与本手稿描述的工作没有利益冲突。

致谢

作者感谢Silvia Rodríguez提供的技术协助，以及来自阿根廷圣菲大学生物化学与生物科学系（Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas）的Diego C. Manni提供的宝贵统计建议。

María del Rosario Ferreira|Dante Selenscig|Matias Rodrigo Vargas|Paola Ingaramo|Pablo Collins|María Eugenia D'Alessandro

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