Actions santé de l'astaxanthine ?

[Nutrimuscle-Conseils]

Effects of astaxanthin in animal models of obesity-associated diseases: A systematic review and meta-analysis
Rosa Paola Radice Free Radical Biology and Medicine Volume 171, 1 August 2021, Pages 156-168


Highlights
• First meta-analysis on ASX effects in animal models of MetS, T2D and NAFLD.
• ASX dietary supplementation positively affects symptoms in obesity related diseases.
• ASX has lipid-lowering, hypo-insulin and hypoglycaemic capacity.
• ASX protects organs from oxidative stress and modulates immune system.

Background and aim
Obesity is a major risk factor for several diseases, including metabolic syndrome (MetS), non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and type 2 diabetes (T2D). The use of natural products, such as astaxanthin (ASX), a potent antioxidant compound produced by the freshwater green microalga Haematococcus pluvialis, has gained particular interest to reduce oxidative stress and inflammation, and to improve redox status, often associated with obesity. A systematic review and meta-analysis was performed to comprehensively examine the effects of ASX in animal models of diet induced obesity-associated diseases in order to inform the design of future human clinical studies for ASX use as supplement or nutraceutical.

Methods
Cinahl, Cochraine, MEDLINE, Scopus and Web of Science were searched for English-language manuscripts published between January 2000 and April 2020 using the following key words: astaxanthin, obesity, non-alcoholic fatty liver disease, diabetes mellitus type 2, NAFLD and metabolic.

Results
Seventeen eligible articles, corresponding to 21 animal studies, were included in the final quantitative analysis. ASX, at different concentrations and administered for different length of time, induced a significant reduction in adipose tissue weight (P = 0.05) and systolic blood pressure (P < 0.0001) in control animals. In animal models of T2D, ASX significantly reduced serum glucose levels (P = 0.04); whereas it improved several disease biomarkers in the blood (e.g. cholesterol, triglycerides, ALT and AST, P < 0.10), and reduced liver (P = 0.0002) and body weight (P = 0.11), in animal models of NAFLD.

Conclusions
Supplementation of ASX in the diet has positive effects on symptoms associated with obesity related diseases in animals, by having lipid-lowering, hypo-insulin and hypoglycaemic capacity, protecting organs from oxidative stress and mitigating the immune system, as suggested in this review.

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Traduction de l'étude

Effets de l'astaxanthine dans des modèles animaux de maladies associées à l'obésité : une revue systématique et une méta-analyse
Rosa Paola Radice Free Radical Biology and Medicine Volume 171, 1er août 2021, pages 156-168


Points forts
• Première méta-analyse sur les effets de l'ASX dans des modèles animaux de MetS, T2D et NAFLD.
• La supplémentation alimentaire ASX affecte positivement les symptômes des maladies liées à l'obésité.
• L'ASX a un pouvoir hypolipémiant, hypo-insulineux et hypoglycémiant.
• L'ASX protège les organes du stress oxydatif et module le système immunitaire.

Contexte et objectif
L'obésité est un facteur de risque majeur pour plusieurs maladies, dont le syndrome métabolique (MetS), la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) et le diabète de type 2 (DT2). L'utilisation de produits naturels, tels que l'astaxanthine (ASX), un puissant composé antioxydant produit par la microalgue verte d'eau douce Haematococcus pluvialis, a suscité un intérêt particulier pour réduire le stress oxydatif et l'inflammation, et pour améliorer le statut redox, souvent associé à l'obésité. Une revue systématique et une méta-analyse ont été réalisées pour examiner de manière approfondie les effets de l'ASX dans des modèles animaux de maladies associées à l'obésité induites par l'alimentation afin d'éclairer la conception de futures études cliniques humaines pour l'utilisation de l'ASX en tant que supplément ou nutraceutique.

Méthodes
Cinahl, Cochraine, MEDLINE, Scopus et Web of Science ont été recherchés pour des manuscrits en anglais publiés entre janvier 2000 et avril 2020 en utilisant les mots clés suivants : astaxanthine, obésité, stéatose hépatique non alcoolique, diabète sucré de type 2, NAFLD et métabolique .

Résultats
Dix-sept articles éligibles, correspondant à 21 études animales, ont été inclus dans l'analyse quantitative finale. L'ASX, à différentes concentrations et administré pendant différentes durées, a induit une réduction significative du poids du tissu adipeux (P = 0,05) et de la pression artérielle systolique (P < 0,0001) chez les animaux témoins. Dans les modèles animaux de DT2, l'ASX a significativement réduit les taux de glucose sérique (P = 0,04) ; alors qu'il a amélioré plusieurs biomarqueurs de la maladie dans le sang (par exemple, cholestérol, triglycérides, ALT et AST, P < 0,10), et réduit le foie (P = 0,0002) et le poids corporel (P = 0,11), dans des modèles animaux de NAFLD.

Conclusion
La supplémentation en ASX dans l'alimentation a des effets positifs sur les symptômes associés aux maladies liées à l'obésité chez les animaux, en ayant une capacité hypolipidémiante, hypo-insuline et hypoglycémiante, protégeant les organes du stress oxydatif et atténuant le système immunitaire, comme suggéré dans cette revue

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Dietary astaxanthin: an excellent carotenoid with multiple health benefits
Yunrui Cao Critical Reviews in Food Science and Nutrition 28 Sep 2021

Astaxanthin is a carotenoid widely found in marine organisms and microorganisms. With extensive use in nutraceuticals, cosmetics, and animal feed, astaxanthin will have the largest share in the global market for carotenoids in the near future. Owing to its unique molecular features, astaxanthin has excellent antioxidant activity and holds promise for use in biochemical studies. This review focuses on the observed health benefits of dietary astaxanthin, as well as its underlying bioactivity mechanisms.

Recent studies have increased our understanding of the role of isomerization and esterification in the structure–function relationship of dietary astaxanthin. Gut microbiota may involve the fate of astaxanthin during digestion and absorption; thus, further knowledge is needed to establish accurate recommendations for dietary intake of both healthy and special populations. Associated with the regulation of redox balance and multiple biological mechanisms, astaxanthin is proposed to affect oxidative stress, inflammation, cell death, and lipid metabolism in humans, thus exerting benefits for skin condition, eye health, cardiovascular system, neurological function, exercise performance, and immune response. Additionally, preclinical trials predict its potential effects such as intestinal flora regulation and anti-diabetic activity.

Therefore, astaxanthin is worthy of further investigation for boosting human health, and wide applications in the food industry.

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Traduction de l'étude

Astaxanthine alimentaire : un excellent caroténoïde aux multiples bienfaits pour la santé
Avis critiques de Yunrui Cao en science alimentaire et nutrition 28 sept. 2021

L'astaxanthine est un caroténoïde largement présent dans les organismes et micro-organismes marins. Avec une utilisation intensive dans les nutraceutiques, les cosmétiques et l'alimentation animale, l'astaxanthine aura la plus grande part du marché mondial des caroténoïdes dans un avenir proche. En raison de ses caractéristiques moléculaires uniques, l'astaxanthine a une excellente activité antioxydante et est prometteuse pour une utilisation dans les études biochimiques. Cette revue se concentre sur les bienfaits observés pour la santé de l'astaxanthine alimentaire, ainsi que sur ses mécanismes de bioactivité sous-jacents.

Des études récentes ont amélioré notre compréhension du rôle de l'isomérisation et de l'estérification dans la relation structure-fonction de l'astaxanthine alimentaire. Le microbiote intestinal peut impliquer le devenir de l'astaxanthine pendant la digestion et l'absorption ; ainsi, des connaissances supplémentaires sont nécessaires pour établir des recommandations précises pour l'apport alimentaire des populations saines et spéciales. Associée à la régulation de l'équilibre redox et à de multiples mécanismes biologiques, l'astaxanthine est proposée pour affecter le stress oxydatif, l'inflammation, la mort cellulaire et le métabolisme des lipides chez l'homme, exerçant ainsi des avantages pour l'état de la peau, la santé des yeux, le système cardiovasculaire, la fonction neurologique, la performance physique, et la réponse immunitaire. De plus, des essais précliniques prédisent ses effets potentiels tels que la régulation de la flore intestinale et l'activité antidiabétique.

Par conséquent, l'astaxanthine mérite des recherches plus approfondies pour améliorer la santé humaine et de larges applications dans l'industrie alimentaire.

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Multi-Mechanistic Antidiabetic Potential of Astaxanthin: An Update on Preclinical and Clinical Evidence
Vemana Gowd, Molecular Nutrition & Food Research 12 October 2021

Diabetes mellitus (DM) is a cluster of physiological dysfunctions typified by persistent hyperglycemia. Diet plays a paramount role in human health, and regular consumption of a fruit- and vegetable-rich diet can delay or prevent DM and its associated complications. The promising effect of fruits and vegetables could be partly attributed to their antioxidant constituents, including carotenoids. Carotenoids are natural antioxidants that occur in many vegetables, fruits, microalgae, and other natural sources. Astaxanthin is a xanthophyll carotenoid predominantly present in microalgae and some red-colored marine organisms.

It is currently marketed as a health supplement and is well-known for its antioxidant capacity. Accumulating evidence indicates that astaxanthin exerts its beneficial effects against DM by acting on various molecular targets and signaling pathways in multiple organs/tissues. Astaxanthin can lower blood glucose levels by preserving β-cell function, improving insulin resistance (IR), and increasing insulin secretion. This manuscript summarizes the connection between glucose homeostasis, oxidative stress, and DM. This is followed by a review of recent studies on astaxanthin's pharmacological effects against IR, microvascular (diabetic retinopathy, diabetic nephropathy, and neurological damage), and macrovascular DM complications emphasizing the cellular and molecular mechanisms involved. A few lines of clinical evidence supporting its antidiabetic potential are also highlighted.

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Traduction de l'étude

Potentiel antidiabétique multi-mécanique de l'astaxanthine : une mise à jour sur les preuves précliniques et cliniques
Vemana Gowd, Nutrition moléculaire et recherche alimentaire 12 octobre 2021

Le diabète sucré (DM) est un ensemble de dysfonctionnements physiologiques caractérisés par une hyperglycémie persistante. L'alimentation joue un rôle primordial dans la santé humaine, et la consommation régulière d'une alimentation riche en fruits et légumes peut retarder ou prévenir la DM et ses complications associées. L'effet prometteur des fruits et légumes pourrait être en partie attribué à leurs constituants antioxydants, dont les caroténoïdes. Les caroténoïdes sont des antioxydants naturels présents dans de nombreux légumes, fruits, microalgues et autres sources naturelles. L'astaxanthine est un caroténoïde xanthophylle principalement présent dans les microalgues et certains organismes marins de couleur rouge.

Il est actuellement commercialisé comme un supplément de santé et est bien connu pour sa capacité antioxydante. L'accumulation de preuves indique que l'astaxanthine exerce ses effets bénéfiques contre la DM en agissant sur diverses cibles moléculaires et voies de signalisation dans plusieurs organes/tissus. L'astaxanthine peut abaisser la glycémie en préservant la fonction des cellules β, en améliorant la résistance à l'insuline (IR) et en augmentant la sécrétion d'insuline. Ce manuscrit résume le lien entre l'homéostasie du glucose, le stress oxydatif et le DM. Ceci est suivi d'un examen des études récentes sur les effets pharmacologiques de l'astaxanthine contre les complications IR, microvasculaires (rétinopathie diabétique, néphropathie diabétique et lésions neurologiques) et macrovasculaires de la DM mettant l'accent sur les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. Quelques lignes de preuves cliniques soutenant son potentiel antidiabétique sont également mises en évidence.

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Astaxanthin intake alleviates gouty arthritis in patients and rats by modulating the levels of various inflammatory markers
Lin Zhang Journal of Functional Foods Volume 87, December 2021, 104823

Highlights
• The effects of astaxanthin on gout were observed in a randomized controlled trial.
• Astaxanthin has a lowering effect on the index of gout arthritis.
• Astaxanthin combined with western medicine may be an alternative method for gout.
• Contributing a rationale for astaxanthin as a dietary supplement to assist in gout.

Gout is a form of arthritis caused by hyperuricemia that can significantly affect a patient's quality of life. Here, we investigated the therapeutic effects of astaxanthin, a carotenoid with strong anti-inflammatory and antioxidant properties, on gout. The results of animal experiments showed that in terms of animal serological indicators, astaxanthin has the same effect as colchicine in treating gouty arthritis. The outcomes of clinical trials showed that the astaxanthin at 8 mg/d combined with celecoxib at 100 mg/d worked better than celecoxib at 200 mg/d according to ESR and UA, and according to CRP, the effect was comparable. The molecular mechanisms underlying the therapeutic effects of astaxanthin included inhibition of COX-2 and anti-inflammation and anti-oxidation.

Collectively, astaxanthin ameliorated gout in rats’ model of gouty arthritis and clinical trials suggesting that it has potential as a dietary supplement to assist in the treatment of gouty arthritis.

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Traduction de l'étude

La prise d'astaxanthine soulage l'arthrite goutteuse chez les patients et les rats en modulant les niveaux de divers marqueurs inflammatoires
Lin Zhang Journal of Functional Foods Volume 87, décembre 2021, 104823

Points forts
• Les effets de l'astaxanthine sur la goutte ont été observés dans un essai contrôlé randomisé.
• L'astaxanthine a un effet abaissant sur l'indice de l'arthrite goutteuse.
• L'astaxanthine combinée à la médecine occidentale peut être une méthode alternative pour la goutte.
• Contribuer à la justification de l'astaxanthine en tant que complément alimentaire pour aider à lutter contre la goutte.

La goutte est une forme d'arthrite causée par une hyperuricémie qui peut affecter considérablement la qualité de vie d'un patient. Ici, nous avons étudié les effets thérapeutiques de l'astaxanthine, un caroténoïde doté de fortes propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes, sur la goutte. Les résultats des expérimentations animales ont montré qu'en termes d'indicateurs sérologiques animaux, l'astaxanthine a le même effet que la colchicine dans le traitement de l'arthrite goutteuse. Les résultats des essais cliniques ont montré que l'astaxanthine à 8 mg/j associée au célécoxib à 100 mg/j fonctionnait mieux que le célécoxib à 200 mg/j selon l'ESR et l'UA, et selon la CRP, l'effet était comparable. Les mécanismes moléculaires sous-jacents aux effets thérapeutiques de l'astaxanthine comprenaient l'inhibition de la COX-2 et l'anti-inflammation et l'anti-oxydation.

Collectivement, l'astaxanthine a amélioré la goutte dans le modèle d'arthrite goutteuse des rats et les essais cliniques suggèrent qu'elle a le potentiel en tant que complément alimentaire pour aider au traitement de l'arthrite goutteuse.

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Astaxanthin alleviates inflammatory pain by regulating the p38 mitogen-activated protein kinase and nuclear factor-erythroid factor 2-related factor/heme oxygenase-1 pathways in mice
Lin Zhao Food & Function Issue 24, 2021

Inflammatory pain is a complex process that has a substantial negative impact on post-injury quality of life. Astaxanthin (AST), which is a lipid-soluble red-orange carotenoid that is found in lobsters, inhibits the development and maintenance of inflammation in mice via its antioxidant and anti-inflammatory activities. However, the specific mechanisms underlying these effects remain unclear. In this study, we aimed to elucidate the mechanism by which astaxanthin alleviated inflammation using a mouse model with Complete Freund's adjuvant (CFA)-induced inflammatory pain. Mechanical allodynia and thermal hyperalgesia were observed on days 1–14 post CFA injection. Expression of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in the left paw and L4–6 dorsal root ganglia (DRG) were upregulated in the CFA-induced mice. Expression of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2)/heme oxygenase-1 (HO-1) pathways were also increased. Astaxanthin relieved mechanical allodynia and thermal hyperalgesia induced by CFA and inhibited the inflammatory response (e.g., infiltration of inflammatory cells and production of inflammatory factors) in the ipsilateral paw and DRG. Additionally, AST inhibited p38 MAPK and enhanced Nrf2/HO-1 contents in the left paw and DRG, and reversed the pain induced by p38 MAPK agonist and Nrf2 inhibitors.

These findings suggest that AST exerts anti-inflammatory effects and regulates p38 MAPK and Nrf2/HO-1 to alleviate inflammatory pain. AST may be a potential therapeutic agent for relieving inflammation.

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Astaxanthin Supplementation Increases Glutathione Concentrations but Does Not Impact Fat Oxidation During Exercise in Active Young Men
in International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism
Matthew J. McAllister 2021-0138 Volume 32: Issue 1 : 8–15

This study investigated the effects of 6 mg/day of astaxanthin supplementation on markers of oxidative stress and substrate metabolism during a graded exercise test in active young men. A double-blind, randomized, counterbalanced, cross-over design was used. Fourteen men (age = 23 ± 2 years) supplemented with 6 mg/day of astaxanthin and a placebo for 4 weeks, with a 1 week washout period between treatments. Following each supplementation period, a fasting blood sample was obtained to measure markers of oxidative stress: glutathione, hydrogen peroxide, advanced oxidation protein products, and malondialdehyde. Participants also completed a graded exercise test after each treatment to determine substrate utilization during exercise at increasing levels of intensity. Glutathione was ∼7% higher following astaxanthin compared with placebo (1,233 ± 133 vs. 1,156 ± 185 μM, respectively; p = .02, d = 0.48). Plasma hydrogen peroxide and malondialdehyde were not different between treatments (p > .05). Although not statistically significant (p = .45), advanced oxidation protein products were reduced by ∼28%. During the graded exercise test, mean fat oxidation rates were not different between treatments (p > .05); however, fat oxidation decreased from 50 to 120 W (p < .001) and from 85 to 120 W (p = .004) in both conditions.

Astaxanthin supplementation of 6 mg/day for 4 weeks increased whole blood levels of the antioxidant glutathione in active young men but did not affect oxidative stress markers or substrate utilization during exercise. Astaxanthin appears to be an effective agent to increase endogenous antioxidant status.

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Traduction de l'étude

[b]La supplémentation en astaxanthine augmente les concentrations de glutathion mais n'a pas d'impact sur l'oxydation des graisses pendant l'exercice chez les jeunes hommes actifs
dans International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism[/b]
Matthew J. McAllister 2021-0138 Volume 32 : Numéro 1 : 8-15

Cette étude a examiné les effets de 6 mg/jour de supplémentation en astaxanthine sur les marqueurs du stress oxydatif et du métabolisme du substrat lors d'un test d'effort gradué chez de jeunes hommes actifs. Une conception croisée en double aveugle, randomisée, contrebalancée a été utilisée. Quatorze hommes (âge = 23 ± 2 ans) ont reçu 6 mg/jour d'astaxanthine et un placebo pendant 4 semaines, avec une période de sevrage d'une semaine entre les traitements. Après chaque période de supplémentation, un échantillon de sang à jeun a été obtenu pour mesurer les marqueurs du stress oxydatif : glutathion, peroxyde d'hydrogène, produits protéiques d'oxydation avancée et malondialdéhyde. Les participants ont également effectué un test d'exercice gradué après chaque traitement pour déterminer l'utilisation du substrat pendant l'exercice à des niveaux d'intensité croissants. Le glutathion était ∼ 7 % plus élevé après l'astaxanthine par rapport au placebo (1 233 ± 133 contre 1 156 ± 185 μM, respectivement ; p = ,02, d = 0,48). Le peroxyde d'hydrogène plasmatique et le malondialdéhyde n'étaient pas différents entre les traitements (p > .05). Bien que non statistiquement significatifs (p = .45), les produits protéiques d'oxydation avancée ont été réduits de ∼28%. Au cours du test d'effort gradué, les taux moyens d'oxydation des graisses n'étaient pas différents entre les traitements (p > .05); cependant, l'oxydation des graisses a diminué de 50 à 120 W (p < .001) et de 85 à 120 W (p = .004) dans les deux conditions.

Une supplémentation en astaxanthine de 6 mg/jour pendant 4 semaines a augmenté les taux sanguins entiers de glutathion antioxydant chez les jeunes hommes actifs, mais n'a pas affecté les marqueurs du stress oxydatif ou l'utilisation du substrat pendant l'exercice. L'astaxanthine semble être un agent efficace pour augmenter le statut antioxydant endogène.

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Astaxanthin as a Novel Mitochondrial Regulator: A New Aspect of Carotenoids, beyond Antioxidants
by Yasuhiro Nishida Nutrients 2022, 14(1), 107;

Astaxanthin is a member of the carotenoid family that is found abundantly in marine organisms, and has been gaining attention in recent years due to its varied biological/physiological activities. It has been reported that astaxanthin functions both as a pigment, and as an antioxidant with superior free radical quenching capacity. We recently reported that astaxanthin modulated mitochondrial functions by a novel mechanism independent of its antioxidant function. In this paper, we review astaxanthin’s well-known antioxidant activity, and expand on astaxanthin’s lesser-known molecular targets, and its role in mitochondrial energy metabolism

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

L'astaxanthine en tant que nouveau régulateur mitochondrial : un nouvel aspect des caroténoïdes, au-delà des antioxydants
par Yasuhiro Nishida Nutrients 2022, 14(1), 107 ;

L'astaxanthine est un membre de la famille des caroténoïdes que l'on trouve en abondance dans les organismes marins, et a attiré l'attention ces dernières années en raison de ses activités biologiques/physiologiques variées. Il a été rapporté que l'astaxanthine fonctionne à la fois comme pigment et comme antioxydant avec une capacité supérieure d'extinction des radicaux libres. Nous avons récemment rapporté que l'astaxanthine modulait les fonctions mitochondriales par un nouveau mécanisme indépendant de sa fonction antioxydante. Dans cet article, nous passons en revue l'activité antioxydante bien connue de l'astaxanthine et développons les cibles moléculaires moins connues de l'astaxanthine et son rôle dans le métabolisme énergétique mitochondrial.

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Astaxanthin, a Marine Carotenoid, Maintains the Tolerance and Integrity of Adipose Tissue and Contributes to Its Healthy Functions
by Allah Nawaz Nutrients 2021, 13(12), 4374;

Recently, obesity-induced insulin resistance, type 2 diabetes, and cardiovascular disease have become major social problems. We have previously shown that Astaxanthin (AX), which is a natural antioxidant, significantly ameliorates obesity-induced glucose intolerance and insulin resistance. It is well known that AX is a strong lipophilic antioxidant and has been shown to be beneficial for acute inflammation. However, the actual effects of AX on chronic inflammation in adipose tissue (AT) remain unclear. To observe the effects of AX on AT functions in obese mice, we fed six-week-old male C57BL/6J on high-fat-diet (HFD) supplemented with or without 0.02% of AX for 24 weeks. We determined the effect of AX at 10 and 24 weeks of HFD with or without AX on various parameters including insulin sensitivity, glucose tolerance, inflammation, and mitochondrial function in AT. We found that AX significantly reduced oxidative stress and macrophage infiltration into AT, as well as maintaining healthy AT function. Furthermore, AX prevented pathological AT remodeling probably caused by hypoxia in AT. Collectively, AX treatment exerted anti-inflammatory effects via its antioxidant activity in AT, maintained the vascular structure of AT and preserved the stem cells and progenitor’s niche, and enhanced anti-inflammatory hypoxia induction factor-2α-dominant hypoxic response. Through these mechanisms of action, it prevented the pathological remodeling of AT and maintained its integrity.