DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2025.1737001
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41743309
تاريخ النشر: 2026-02-10
المؤلف: Fan Guo وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات الالتهاب العصبي والتنكس العصبي
نظرة عامة
الأستازانتين (AST)، وهو كاروتينويد مشتق من الطحالب الدقيقة والكائنات البحرية، قد اكتسب شهرة لتأثيراته الحامية للأعصاب، المنسوبة إلى خصائصه القوية المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات. تستعرض هذه المراجعة الأبحاث الحالية حول آليات عمل AST في الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر وباركنسون وهنتنغتون. تشير النتائج الرئيسية إلى أن AST يقلل من الإجهاد التأكسدي، وينظم وظيفة الميتوكوندريا، ويعدل الإشارات الالتهابية العصبية، ويعزز تكوين الأعصاب وإعادة تشكيل المشابك. تؤكد المراجعة على تأثير AST على الوظيفة الإدراكية والمرونة، بينما تقيم أيضًا إمكانياته الانتقالية كعامل علاجي، مع الأخذ في الاعتبار التحديات المتعلقة بالدوائية، والتوافر البيولوجي، والسلامة في الفئات العمرية المتقدمة.
تؤكد الخاتمة على قدرة AST الفريدة على عبور الحاجز الدموي الدماغي وممارسة تأثيرات حامية للأعصاب في كل من البيئات المحبة للماء والمحبة للدهون، مما يميزه عن مضادات الأكسدة التقليدية مثل فيتامين E والبيتا كاروتين. تدعم الأدلة ما قبل السريرية باستمرار فعاليته في تقليل الإجهاد التأكسدي والحفاظ على وظيفة الخلايا العصبية عبر نماذج تنكسية عصبية متنوعة. تبرز المراجعة أهمية تطوير أنظمة توصيل لتعزيز التوافر البيولوجي وتحدد الفجوات البحثية الحرجة التي تحتاج إلى معالجة من خلال التجارب السريرية. من خلال دمج الرؤى الآلية مع التطبيقات السريرية، يتم وضع AST كعامل مساعد واعد في تطوير استراتيجيات فعالة لحماية الأعصاب للأمراض التنكسية العصبية المعقدة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الزيادة المتزايدة في انتشار الأمراض التنكسية العصبية، مثل التصلب المتعدد (MS) ومرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD)، ويرجع ذلك أساسًا إلى شيخوخة السكان. تتميز هذه الاضطرابات بخلل وظيفي وتدهور عصبي تدريجي، مدفوعًا بمزيج من العوامل الوراثية والبيئية ونمط الحياة، إلى جانب آليات مرضية مشتركة تشمل الإجهاد التأكسدي المزمن، والإثارة السامة، والالتهاب العصبي، والخلل الوظيفي للميتوكوندريا. تؤكد المراجعة على الحاجة الملحة لاستراتيجيات فعالة للوقاية والعلاج، حيث تؤثر هذه الأمراض بشكل كبير على جودة حياة المرضى وتفرض أعباء كبيرة على مقدمي الرعاية وأنظمة الرعاية الصحية.
يظهر الأستازانتين (AST) كمرشح واعد للحماية العصبية بسبب قدرته على عبور الحاجز الدموي الدماغي وحماية كل من الأقسام المحبة للماء والمحبة للدهون، مما يميزه عن مضادات الأكسدة التقليدية. تهدف المراجعة إلى استكشاف إمكانيات AST في التخفيف من الإجهاد التأكسدي والالتهاب – وهما عاملان رئيسيان في تقدم الأمراض التنكسية العصبية – من خلال فحص آلياته الكيميائية الحيوية والجزيئية. علاوة على ذلك، تتناول التحديات المتعلقة بتوصيل AST وتوافره البيولوجي، مما يدمج النتائج ما قبل السريرية مع الاستراتيجيات العلاجية لتقديم منظور شامل حول دوره في مكافحة التنكس العصبي.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الآليات الجزيئية والكيميائية الحيوية المعقدة التي تكمن وراء الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD). تشمل الميزات المرضية الرئيسية طي البروتينات بشكل غير صحيح وتجمعها، والخلل الوظيفي للميتوكوندريا، والإجهاد التأكسدي، والالتهاب العصبي، وأنظمة تدهور البروتين المعطلة. على سبيل المثال، في مرض الزهايمر، يؤدي تراكم لويحات الأميلويد-بيتا وتشابكات التاو إلى تعطيل وظيفة الخلايا العصبية، بينما في مرض باركنسون، يساهم تجمع ألفا-ساينوكليين في أجسام ليوي في فقدان الخلايا العصبية. لقد أظهر الأستازانتين (AST)، وهو كاروتينويد زانثوفيل، وعدًا في التخفيف من هذه العمليات المرضية من خلال تقليل تجمع البروتينات، والحفاظ على وظيفة الميتوكوندريا، وممارسة تأثيرات مضادة للأكسدة تكافح الإجهاد التأكسدي.
علاوة على ذلك، يعدل AST الالتهاب العصبي من خلال تثبيط تنشيط الميكروغليا وإطلاق السيتوكينات المؤيدة للالتهابات، والتي تُعزى إلى تلف الخلايا العصبية. تؤكد الورقة على إمكانية AST في تعزيز المرونة المشبكية، مما يدعم الوظائف الإدراكية من خلال آليات مثل زيادة تنظيم البروتينات المشبكية وإشارات العوامل العصبية. بالإضافة إلى ذلك، تتناول المناقشة دور العوامل الوراثية في الأمراض التنكسية العصبية، مشيرة إلى أنه بينما لا يغير AST الطفرات الوراثية بشكل مباشر، إلا أنه قد يخفف من الآثار اللاحقة للتلف الناتج عن الإجهاد التأكسدي والالتهاب، مما يوفر طريقًا علاجيًا لمعالجة تقدم هذه الاضطرابات. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن AST يمكن أن يعمل كعامل متعدد الأوجه في الوقاية والعلاج من الأمراض التنكسية العصبية من خلال استهداف آليات مختلفة أساسية.
القيود
تسلط قسم القيود الضوء على القيود الكبيرة في الأدلة ما قبل السريرية التي تدعم التأثيرات الحامية للأعصاب للأستازانتين. بشكل أساسي، تأتي الغالبية العظمى من البيانات من دراسات في المختبر ودراسات حيوانية، والتي لا تعكس بشكل كافٍ التعقيد والتقدم الطويل الأمد للأمراض التنكسية العصبية البشرية. تثير هذه القيود مخاوف بشأن الصلة الانتقالية للنتائج مع الظروف البشرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأدلة السريرية الحالية محدودة، وتتميز بأحجام عينات صغيرة، وأنظمة جرعات متنوعة، وفترات تدخل قصيرة، مما يعيق القدرة على استخلاص استنتاجات نهائية بشأن الفعالية، والجرعة المثلى، ومدة العلاج.
علاوة على ذلك، فإن إمكانية وجود تحيز في النشر هي مصدر قلق حاسم، حيث من المرجح أن تُنشر الدراسات التي تظهر تأثيرات إيجابية للأستازانتين أكثر من تلك التي تحمل نتائج محايدة أو سلبية. هناك أيضًا نقص في البيانات الشاملة حول السلامة والتحمل على المدى الطويل للأستازانتين، خاصة عند الجرعات العالية أو مع الاستخدام المطول. لمعالجة هذه القيود، يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى تجارب سريرية مصممة جيدًا، واسعة النطاق مع بروتوكولات موحدة وفترات متابعة مطولة لتحديد الصلة العلاجية للأستازانتين في علاج الاضطرابات التنكسية العصبية بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2025.1737001
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41743309
Publication Date: 2026-02-10
Author(s): Fan Guo et al.
Primary Topic: Neuroinflammation and Neurodegeneration Mechanisms
Overview
Astaxanthin (AST), a carotenoid derived from microalgae and marine organisms, has gained recognition for its neuroprotective effects, attributed to its strong antioxidant and anti-inflammatory properties. This review synthesizes current research on AST’s mechanisms of action in neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s, Parkinson’s, and Huntington’s. Key findings indicate that AST mitigates oxidative stress, regulates mitochondrial function, modulates neuroinflammatory signaling, and promotes neurogenesis and synaptic remodeling. The review emphasizes AST’s influence on cognitive function and plasticity, while also evaluating its translational potential as a therapeutic agent, considering challenges related to pharmacokinetics, bioavailability, and safety in aging populations.
The conclusion underscores AST’s unique ability to cross the blood-brain barrier and exert neuroprotective effects in both hydrophilic and lipophilic environments, distinguishing it from traditional antioxidants like vitamin E and beta-carotene. Preclinical evidence consistently supports its efficacy in reducing oxidative stress and preserving neuronal function across various neurodegenerative models. The review highlights the importance of advancing delivery systems to enhance bioavailability and identifies critical research gaps that need to be addressed through clinical trials. By integrating mechanistic insights with clinical applications, AST is positioned as a promising adjunct in developing effective neuroprotective strategies for complex neurodegenerative disorders.
Introduction
The introduction highlights the increasing prevalence of neurodegenerative diseases, such as multiple sclerosis (MS), Alzheimer’s disease (AD), and Parkinson’s disease (PD), primarily due to an aging population. These disorders are characterized by progressive neuronal dysfunction and degeneration, driven by a combination of genetic, environmental, and lifestyle factors, alongside shared pathological mechanisms including chronic oxidative stress, excitotoxicity, neuroinflammation, and mitochondrial dysfunction. The review emphasizes the urgent need for effective prevention and treatment strategies, as these diseases significantly impair patients’ quality of life and impose substantial burdens on caregivers and healthcare systems.
Astaxanthin (AST) emerges as a promising candidate for neuroprotection due to its ability to cross the blood-brain barrier and protect both hydrophilic and lipophilic compartments, distinguishing it from conventional antioxidants. The review aims to explore AST’s potential in mitigating oxidative stress and inflammation—key contributors to neurodegenerative disease progression—by examining its biochemical and molecular mechanisms. Furthermore, it addresses challenges related to AST’s delivery and bioavailability, integrating preclinical findings with therapeutic strategies to provide a comprehensive perspective on its role in combating neurodegeneration.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the complex molecular and biochemical mechanisms underlying neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease (AD) and Parkinson’s disease (PD). Key pathological features include protein misfolding and aggregation, mitochondrial dysfunction, oxidative stress, neuroinflammation, and impaired protein degradation systems. For instance, in AD, the accumulation of amyloid-beta plaques and tau tangles disrupts neuronal function, while in PD, the aggregation of alpha-synuclein in Lewy bodies contributes to neuronal loss. Astaxanthin (AST), a xanthophyll carotenoid, has shown promise in mitigating these pathological processes by reducing protein aggregation, preserving mitochondrial function, and exerting antioxidant effects that combat oxidative stress.
Furthermore, AST modulates neuroinflammation by inhibiting the activation of microglia and the release of pro-inflammatory cytokines, which are implicated in neuronal damage. The paper emphasizes the potential of AST to enhance synaptic plasticity, thereby supporting cognitive functions through mechanisms such as upregulation of synaptic proteins and neurotrophic signaling. Additionally, the discussion touches on the role of genetic factors in neurodegenerative diseases, noting that while AST does not directly alter genetic mutations, it may alleviate the downstream effects of oxidative and inflammatory damage, thereby offering a therapeutic avenue for addressing the progression of these disorders. Overall, the findings suggest that AST could serve as a multifaceted agent in the prevention and treatment of neurodegenerative diseases by targeting various underlying mechanisms.
Limitations
The section on limitations highlights significant constraints in the preclinical evidence supporting the neuroprotective effects of astaxanthin. Primarily, the majority of the data originate from in vitro and animal studies, which fail to adequately reflect the complexity and long-term progression of human neurodegenerative diseases. This limitation raises concerns about the translational relevance of the findings to human conditions. Additionally, the existing clinical evidence is limited, characterized by small sample sizes, varied dosing regimens, and short intervention durations, which hinder the ability to make definitive conclusions regarding efficacy, optimal dosage, and treatment duration.
Moreover, the potential for publication bias is a critical concern, as studies demonstrating positive effects of astaxanthin are more likely to be published than those with neutral or negative results. There is also a lack of comprehensive data on the long-term safety and tolerability of astaxanthin, particularly at higher doses or with extended use. To address these limitations, the authors emphasize the need for well-designed, large-scale clinical trials with standardized protocols and prolonged follow-up periods to better ascertain the therapeutic relevance of astaxanthin in treating neurodegenerative disorders.