DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1749109
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41624172
تاريخ النشر: 2026-01-16
المؤلف: Ping Xin وآخرون
الموضوع الرئيسي: صدمة، تجلط الدم، اضطرابات التخثر، إنعاش
نظرة عامة
تتعلق تقدم مرض الكلى المزمن (CKD) بشكل كبير بتلف الغليكوكاليكس البطاني (eGC) في الأوعية الدقيقة الكلوية، وخاصة مكوناته من الهيباران سلفات (HS)، التي تعتبر ضرورية للحفاظ على الحاجز الانتقائي للشحنة واستقرار البيئة الدقيقة. وقد سلطت الدراسات الصيدلانية الحديثة على الطحالب البنية البحرية، وبالتحديد *Saccharina japonica*، الضوء على الفوكويدين، وهو بوليسكاريد كبريتي له تشابهات هيكلية مع HS، كعامل علاجي رئيسي. تفترض هذه المراجعة أن التأثيرات الحامية للكلى للفوكويدين تنبع من قدرته على استهداف وإصلاح eGC التالف بشكل مباشر.
من خلال مراجعة شاملة للأدبيات حتى نوفمبر 2025، تشير النتائج إلى أن كسور الفوكويدين ذات الوزن الجزيئي المنخفض يمكن أن تستعيد بنجاح هيكل الغليكوكاليكس من خلال تسهيل التكامل الديناميكي، والاستبدال التنافسي، وتنشيط مسارات الإشارات داخل الخلايا. لا تعيد هذه الاستعادة فقط إنشاء حاجز الشحنة الكلوية وتقليل البروتينوريا، بل تستقر أيضًا وظيفة البطانية، مما يقلل من الالتهاب والتليف المرتبطين بإصابة الغليكوكاليكس. تؤكد الأدلة من نماذج ما قبل السريرية والتجارب السريرية التي تشمل علاجات قائمة على الفوكويدين في مرضى CKD على إمكانيات استراتيجيات استهداف الغليكوكاليكس. وبالتالي، يظهر الفوكويدين كمنتج طبيعي واعد بآلية جزيئية محددة جيدًا، مما يقدم نهجًا تكميليًا لإدارة CKD.
مقدمة
يعد مرض الكلى المزمن (CKD) قضية صحية عالمية هامة، تؤثر على أكثر من 700 مليون شخص وتتميز بالالتهاب المستمر، والإجهاد التأكسدي، وتليف الكلى. غالبًا ما تفشل العلاجات الحالية، التي تشمل بشكل أساسي مثبطات نظام الرينين-أنجيوتنسين، في معالجة تليف الكلى بشكل فعال، مما يبرز الحاجة إلى نهج علاجي مبتكر. وقد حددت الأبحاث الحديثة خلل الوظيفة البطانية للأوعية الدقيقة والغليكوكاليكس البطاني – وهي هيكل معقد ضروري للحفاظ على الحاجز الانتقائي للشحنة في الشعيرات الدموية الكلوية – كعوامل رئيسية في تقدم CKD. يؤدي تدمير الغليكوكاليكس بسبب عوامل مثل فرط سكر الدم وارتفاع ضغط الدم إلى البروتينوريا وينشط مسارات الالتهاب، مما يشير إلى أن إصلاح هذا الهيكل قد يوفر حماية كلوية.
تفترض هذه المراجعة أن الفوكويدين، وهو بوليسكاريد كبريتي مشتق من الطحالب البحرية، قد يوفر تأثيرات واقية ضد CKD من خلال تقليد خصائص الهيباران سلفات (HS) الداخلي. تمكن التشابهات الهيكلية للفوكويدين من الاندماج في وإصلاح الغليكوكاليكس البطاني التالف، مما يعيد التوازن البطاني ويمنح فوائد كلوية. تهدف المراجعة إلى تجميع الأدلة الموجودة حول هذه الآلية واستكشاف آثارها السريرية، مع توضيح الهيكل الكيميائي والنشاط البيولوجي للفوكويدين، الذي يتأثر بمصدره ووزنه الجزيئي. تشير النتائج إلى أن إمكانيات الفوكويدين كعامل علاجي في CKD تستدعي مزيدًا من التحقيق.
نقاش
يلعب الغليكوكاليكس البطاني دورًا حيويًا في فسيولوجيا الكلى ومرضها، خاصة في مرض الكلى المزمن (CKD). يعمل كحاجز شحنة يصد البروتينات السالبة الشحنة، مثل الألبومين، ويعمل كمنصة إشارات لتنظيم الأوعية الدموية وإصلاح الأنسجة. في CKD، تؤدي عوامل مثل فرط سكر الدم وارتفاع ضغط الدم إلى الإجهاد التأكسدي والالتهاب، مما يؤدي إلى تدهور الغليكوكاليكس من خلال إنزيمات مثل الهيباراناز (HPSE) وبروتينات المصفوفة المعدنية (MMPs). يرتبط هذا التدهور بزيادة البروتينوريا وعلامات الالتهاب النظامية، مما يشير إلى انهيار حاجز الشحنة ويساهم في تقدم CKD. من الجدير بالذكر أن السموم اليوريمية المرتبطة بالبروتين، مثل سلفات الإندوكسيلي، تفاقم إصابة الغليكوكاليكس من خلال تنشيط مسارات الإجهاد التأكسدي، مما يعزز الالتهاب والتدهور.
ظهر الفوكويدين، وهو بوليسكاريد، كعامل علاجي واعد لإصلاح الغليكوكاليكس. فهو لا يقلد الهيباران سلفات (HS) لاستعادة كثافة الشحنة للغليكوكاليكس فحسب، بل يمنع أيضًا HPSE بنشاط ويعزز تخليق مكونات الغليكوكاليكس من خلال مسارات الإشارات مثل PI3K/Akt وERK/MAPK. تظهر الدراسات ما قبل السريرية أن الفوكويدين ذو الوزن الجزيئي المنخفض يقلل بشكل كبير من البروتينوريا ويحسن وظيفة الكلى عبر نماذج مختلفة من إصابة الكلى. تدعم الأدلة السريرية فعاليته في إدارة CKD والحالات ذات الصلة، مع ملاحظات لتقليل البروتينوريا وعلامات الالتهاب. ومع ذلك، يتم التأكيد على الحاجة إلى تقارير موحدة وتجارب أكبر متعددة المراكز للتحقق من سلامة الفوكويدين وفعاليته على المدى الطويل عبر مجموعات سكانية متنوعة. بشكل عام، يمثل الفوكويدين نهجًا جديدًا لإدارة CKD من خلال استهداف الغليكوكاليكس البطاني، مما يربط بين الإصلاح الهيكلي والتحسين الوظيفي.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1749109
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41624172
Publication Date: 2026-01-16
Author(s): Ping Xin et al.
Primary Topic: Trauma, Hemostasis, Coagulopathy, Resuscitation
Overview
The progression of chronic kidney disease (CKD) is significantly linked to damage to the endothelial glycocalyx (eGC) in the renal microvasculature, particularly its heparan sulfate (HS) components, which are essential for maintaining the charge-selective barrier and microenvironmental stability. Recent pharmacological studies on marine brown algae, specifically *Saccharina japonica*, have highlighted fucoidan, a sulfated polysaccharide with structural similarities to HS, as a key therapeutic agent. This review posits that the nephroprotective effects of fucoidan stem from its ability to directly target and repair the damaged eGC.
Through a comprehensive literature review up to November 2025, the findings indicate that low-molecular-weight fractions of fucoidan can effectively restore the glycocalyx structure by facilitating dynamic integration, competitive substitution, and the activation of intracellular signaling pathways. This restoration not only reestablishes the renal charge barrier and reduces proteinuria but also stabilizes endothelial function, thereby mitigating inflammation and fibrosis associated with glycocalyx injury. The evidence from various preclinical models and clinical trials involving fucoidan-based therapies in CKD patients underscores the potential of glycocalyx-targeted strategies. Consequently, fucoidan emerges as a promising natural product with a well-defined molecular mechanism, offering a complementary approach for the management of CKD.
Introduction
Chronic kidney disease (CKD) is a significant global health issue, impacting over 700 million people and characterized by persistent inflammation, oxidative stress, and renal fibrosis. Current treatments, primarily involving renin-angiotensin system inhibitors, often fail to effectively address renal fibrosis, highlighting the need for innovative therapeutic approaches. Recent research has identified microvascular endothelial dysfunction and the endothelial glycocalyx—a complex structure crucial for maintaining the charge-selective barrier in glomerular capillaries—as key factors in CKD progression. Disruption of the glycocalyx due to factors like hyperglycemia and hypertension leads to proteinuria and activates inflammatory pathways, suggesting that repairing this structure could offer renal protection.
This review posits that fucoidan, a sulfated polysaccharide derived from marine algae, may provide protective effects against CKD by mimicking the properties of endogenous heparan sulfate (HS). Fucoidan’s structural similarities enable it to integrate into and repair the damaged endothelial glycocalyx, thereby restoring endothelial homeostasis and conferring renal benefits. The review aims to synthesize existing evidence on this mechanism and explore its clinical implications, while also detailing the chemical structure and biological activity of fucoidan, which is influenced by its source and molecular weight. The findings suggest that fucoidan’s potential as a therapeutic agent in CKD warrants further investigation.
Discussion
The endothelial glycocalyx plays a crucial role in renal physiology and pathology, particularly in chronic kidney disease (CKD). It serves as a charge barrier that repels anionic proteins, such as albumin, and acts as a signaling platform for vascular regulation and tissue repair. In CKD, factors like hyperglycemia and hypertension lead to oxidative stress and inflammation, which degrade the glycocalyx through enzymes like heparanase (HPSE) and matrix metalloproteinases (MMPs). This degradation is associated with increased proteinuria and systemic inflammatory markers, indicating a collapse of the charge barrier and contributing to CKD progression. Notably, protein-bound uremic toxins, such as indoxyl sulfate, exacerbate glycocalyx injury by activating oxidative stress pathways, further promoting inflammation and degradation.
Fucoidan, a polysaccharide, has emerged as a promising therapeutic agent for glycocalyx repair. It not only mimics heparan sulfate (HS) to restore the glycocalyx’s charge density but also actively inhibits HPSE and promotes the synthesis of glycocalyx components through signaling pathways like PI3K/Akt and ERK/MAPK. Preclinical studies demonstrate that low-molecular-weight fucoidan significantly reduces proteinuria and improves renal function across various models of renal injury. Clinical evidence supports its efficacy in managing CKD and related conditions, with observed reductions in proteinuria and inflammatory markers. However, the need for standardized reporting and larger, multicenter trials is emphasized to validate fucoidan’s long-term safety and efficacy across diverse populations. Overall, fucoidan represents a novel approach to CKD management by targeting the endothelial glycocalyx, linking structural repair to functional improvement.