ФУКОКСАНТИН КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ГЕРОПРОТЕКТОР

УДК 615.27:612.67.68

DOI: 10.22138/2500-0918-2025-22-3-218-232

И.Ю. Маклакова¹,², Д.Ю. Гребнев¹,², А.И. Капралов¹, И.В. Гаврилов¹,², К.А. Гаврилова¹, Т.А. Ваулина¹, Е.А. Ваккер¹, Е.С. Колмакова¹, О.Е. Кныш¹, Д.С. Эрлиш¹

¹ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация;

²ГАУЗ СО Институт медицинских клеточных технологий, г. Екатеринбург, Российская Федерация

Резюме. Введение. С 2000 по 2019 год средняя продолжительность жизни увеличилась на 6,5 лет по всему миру, что привело к росту числа заболеваний, характерных для пожилого возраста. По этой причине актуален поиск геропротектора, способного как увеличить продолжительность жизни, так и улучшить ее качество, предотвращая развитие возраст-зависимых заболеваний. Целью исследования является изучение геропротекторных свойств фукоксантина. Материалы и методы. Было проведено одноцентровое фундаментальное исследование на 60 аутбредных мышах-самцах ICR/CD1 возрастом 20 месяцев. 60 мышей разделены на 2 группы: 1ая – 30 мышей, не получавших фукоксантин, 2ая – 30 мышей, перорально получавших растворенный в воде препарат “Fucoxanthin” ежедневно 8 месяцев. Анализировались изменения общих биохимических показателей сыворотки крови лабораторных животных, определялась ее общая АОА. Оценивалась общая АОА гомогената печени, а также содержание малонового диальдегида (МДА). Статистическая обработка данных проводилась в Jamovi. Предположение о нормальности распределений показателей принято при использовании критерия Шапиро-Уилка (W>0,8). Сравнение данных, подчиняющихся закону нормального распределения, – Т-критерий Уэлча. Кривая выживаемости построена по методу Каплана-Мейера. Для расчета достоверности изменений выживаемости избран критерий Тарона-Вэра. Результаты. В нашем исследовании подтверждены геропротекторные свойства фукоксантина в отношении млекопитающих, показаны антиоксидантные свойства препарата и отсутствие у него выраженного токсического действия. Выводы. Фукоксантин можно рассматривать в качестве перспективного геропротектора для потенциального применения в клинической практике.

Ключевые слова: старение, антиоксидант, антиоксидантная активность, антиоксидантная защита, фукоксантин, окислительный стресс, геропротектор, продолжительность жизни, маркеры старения, перекисное окисление липидов

Конфликт интересов отсутствует. Контактная информация автора, ответственного за переписку: Ваулина Таисия Андреевна taiavaulina@mail.ru; Дата поступления: 02.04.2025 Образец цитирования: Маклакова И.Ю., Гребнев Д.Ю., Капралов А.И., Гаврилов И.В., Гаврилова К.А., Ваулина Т.А., Ваккер Е.А., Колмакова Е.С., Кныш О.Е., Эрлиш Д.С. Фукоксантин как перспективный геропротектор. [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2025, Том 22, № 3, с.218–232, DOI: 10.22138/2500-0918-2025-22-3-218-232

ЛИТЕРАТУРА

1. Всемирная организация здравоохранения (2022 г.). URL: https://www.who.int/ru (дата обращения: 05.06.2024).
2. Мякотных В. С. и др. Патологическое старение: основные «мишени», возраст–ассоциированные заболевания, гендерные особенности, геропрофилактика // Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский университет». – 2021. URL: https://e.lanbook.com/book/317414 (датаобращения: 05.06.2024).
3. Stiefvatter, L., Frick, K., Lehnert, K., Vetter, W., Montoya-Arroyo, A., Frank, J., Schmid-Staiger, U., & Bischoff, S. C. Potentially Beneficial Effects on Healthy Aging by Supplementation of the EPA-Rich Microalgae Phaeodactylumtricornutum or Its Supernatant-A Randomized Controlled Pilot Trial in Elderly Individuals. Marine drugs, 20(11), 716. 2022. https://doi.org/10.3390/md20110716
4. Zhang, L., Pitcher, L. E., Yousefzadeh, M. J., Niedernhofer, L. J., Robbins, P. D., & Zhu, Y. (2022). Cellular senescence: a key therapeutic target in aging and diseases. The Journal of clinical investigation, 132(15), e158450. https://doi.org/10.1172/JCI158450
5. Cai, Y., Song, W., Li, J., Jing, Y., Liang, C., Zhang, L., Zhang, X., Zhang, W., Liu, B., An, Y., Li, J., Tang, B., Pei, S., Wu, X., Liu, Y., Zhuang, C. L., Ying, Y., Dou, X., Chen, Y., Xiao, F. H., … Liu, G. H. (2022). The landscape of aging. Science China. Life sciences, 65(12), 2354–2454. https://doi.org/10.1007/s11427-022-2161-3
6. Айтбаев, К. А. Молекулярные механизмы старения: роль окислительного стресса и эпигенетических модификаций / К. А. Айтбаев, И. Т. Муркамилов, В. В. Фомин // Успехи геронтологии. – 2019. – Т. 32, № 1-2. – С. 20-28. – EDN: IROABY; https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37538733
7. Tan BL, Norhaizan ME, Liew WP, Sulaiman Rahman H. Antioxidant and Oxidative Stress: A Mutual Interplay in Age-Related Diseases. Front Pharmacol. 2018;9:1162. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.01162
8. Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry / D. Harman // Gerontology. – 1956. – Vol. 11, №3. – Р.298–300. https://doi.org/10.1093/geronj/11.3.298
9. Юрьева Э.А., Новикова Н.Н., Длин В.В., Воздвиженская Е.С. Молекулярный стресс и хронические нарушения обмена веществ. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020;65(5):12-22. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2020-65-5-12-22
10. HajamYA, RaniR, GanieSY, e tal. Oxidative Stress in Human Pathology and Aging: Molecular Mechanisms and Perspectives. Cells. 2022;11(3):552. https://doi.org/10.3390/cells11030552
11. Динамика процессов перекисного окисления липидов и антиокислительной защиты у пожилых и престарелых больных на фоне предоперационной терапии в офтальмохирургии / B. C. Мякотных, В. А. Меньшикова, Т. А. Боровкова, В. Н. Мещанинов // Успехи геронтологии. – 2007. – Т. 20, № 2. – С. 116-120.
12. Тюзиков, И. А. Окислительный стресс как ключевой механизм старения: патофизиологические механизмы и SMART-диагностика / И. А. Тюзиков // Вопросы диетологии. – 2017. – Т. 7, № 1. – С. 47-54.
13. Liu, Y., Shi, Y., Han, R., Liu, C., Qin, X., Li, P., & Gu, R. (2023). Signaling pathways of oxidative stress response: the potential therapeutic targets in gastric cancer. Frontiers in immunology, 14, 1139589. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1139589
14. Lashmanova E, Proshkina E, Zhikrivetskaya S, et al. Fucoxanthin increases lifespan of Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans. Pharmacol Res. 2015;100:228-241. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2015.08.009
15. Sayuti NH, Muhammad Nawawi KN, Goon JA, Mokhtar NM, Makpol S, Tan JK. A Review of the Effects of Fucoxanthin on NAFLD. Nutrients. 2023;15(8):1954. https://doi.org/10.3390/nu15081954
16. Lee, Y., Hu, S., Park, Y. K., & Lee, J. Y. (2019). Health Benefits of Carotenoids: A Role of Carotenoids in the Prevention of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. Preventive nutrition and food science, 24(2), 103–113. https://doi.org/10.3746/pnf.2019.24.2.103
17. Terasaki, Masaru et al. “Fucoxanthin and Colorectal Cancer Prevention.” Cancers vol. 13,10 2379. 2021. https://doi.org/10.3390/cancers13102379
18. Oliyaei, Najmeh et al. “Multiple roles of fucoxanthin and astaxanthin against Alzheimer's disease: Their pharmacological potential and therapeutic insights.” Brain research bulletin vol. 193 (2023): 11-21. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2022.11.018
19. Suwanmanee G, Tantrawatpan C, Kheolamai P, Paraoan L, Manochantr S. Fucoxanthin diminishes oxidative stress damage in human placenta-derived mesenchymal stem cells through the PI3K/Akt/Nrf-2 pathway. Sci Rep. 2023;13(1):22974. https://doi.org/10.1038/s41598-023-49751-5
20. Sui Y, Gu Y, Lu Y, Yu C, Zheng J, Qi H. Fucoxanthin@Polyvinylpyrrolidone Nanoparticles Promoted Oxidative Stress-Induced Cell Death in Caco-2 Human Colon Cancer Cells. MarDrugs. 2021 Feb 5;19(2):92. https://doi.org/10.3390/md19020092.
21. Геропротекторные свойства фукоксантина / Д. Ю. Гребнев, И. Ю. Маклакова, Д. И. Титова, Н. С. Пермяков // Уральский медицинский журнал. – 2022. – Т. 21, № 5. – С. 94-101. https://doi.org/10.52420/2071-5943-2022-21-5-94-101
22. Shaposhnikov, M. V., Guvatova, Z. G., Zemskaya, N. V., Koval, L. A., Schegoleva, E. V., Gorbunova, A. A., Golubev, D. A., Pakshina, N. R., Ulyasheva, N. S., Solovev, I. A., Bobrovskikh, M. A., Gruntenko, N. E., Menshanov, P. N., Krasnov, G. S., Kudryavseva, A. V., &Moskalev, A. A. (2022). Molecular mechanisms of exceptional lifespan increase of Drosophila melanogaster with different genotypes after combinations of pro-longevity interventions. Communications biology, 5(1), 566. https://doi.org/10.1038/s42003-022-03524-4
23. Tower J. Markers and mechanisms of death in Drosophila. Front Aging. 2023;4:1292040. https://doi.org/10.3389/fragi.2023.1292040
24. Chen SJ, Lin TB, Peng HY, et al. Cytoprotective Potential of Fucoxanthin in Oxidative Stress-Induced Age-Related Macular Degeneration and Retinal Pigment Epithelial Cell Senescence In Vivo and In Vitro. Mar Drugs. 2021;19(2):114. https://doi.org/10.3390/md19020114
25. Lämmermann T. In the eye of the neutrophil swarm-navigation signals that bring neutrophils together in inflamed and infected tissues. J Leukoc Biol. 2016;100(1):55-63. https://doi.org/10.1189/jlb.1mr0915-403
26. El Kebir, D.; Filep, J.G. Targeting Neutrophil Apoptosis for Enhancing the Resolution of Inflammation. Cells 2013, 2, 330-348. https://doi.org/10.3390/cells2020330
27. Григорьева Д. В. и др. Активность миелопероксидазы в плазме крови как критерий эффективности лечения пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. – 2016. https://doi.org/10.18097/pbmc20166203318
28. Kovalenko, E. I., Semenkova, G. N., &Cherenkevich, S. N. Effect of hydrogen peroxide on ability of neutrophils to generate the reactive oxygen and chlorine species and secrete myeloperoxidase in vitro (2007). Tsitologiia, 49(10), 839–847. http://dx.doi.org/10.1134/S1990519X07060120
29. Mumu M, Das A, Emran TB, et al. Fucoxanthin: A Promising Phytochemical on Diverse Pharmacological Targets. Front Pharmacol. 2022;13:929442. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.929442
30. Guan, Biyun et al. “Advances in Fucoxanthin Research for the Prevention and Treatment of Inflammation-Related Diseases.” Nutrients vol. 14,22 4768. 2022, https://doi.org/10.3390/nu14224768
31. Scheel-Toellner, D., Wang, K., Craddock, R., Webb, P. R., McGettrick, H. M., Assi, L. K., Parkes, N., Clough, L. E., Gulbins, E., Salmon, M., & Lord, J. M. (2004). Reactive oxygen species limit neutrophil life span by activating death receptor signaling. Blood, 104(8), 2557–2564. https://doi.org/10.1182/blood-2004-01-0191
32. Wang F, Zhang H, Lv G, Liu Z, Zheng X, Wu X. Fucoxanthin averts isoprenaline hydrochloride-induced myocardial infarction in rats. Pharmacognosy Magazine. 2020;16(69):214-220. https://doi.org/10.4103/pm.pm_286_16
33. Beppu F, Niwano Y, Tsukui T, Hosokawa M, Miyashita K. Single and repeated oral dose toxicity study of fucoxanthin (FX), a marine carotenoid, in mice. J Toxicol Sci. 2009;34(5):501-510. https://doi.org/10.2131/jts.34.501
34. Dickerson B, Maury J, Jenkins V, et al. Effects of Supplementation with Microalgae Extract from Phaeodactylumtricornutum (Mi136) to Support Benefits from a Weight Management Intervention in Overweight Women. Nutrients. 2024;16(7):990. https://doi.org/10.3390/nu16070990

Авторы
Маклакова Ирина Юрьевна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Доктор медицинских наук, доцент, заведующая кафедрой нормальной физиологии
ГАУЗ СО Институт медицинских клеточных технологий
Старший научный сотрудник
makliu@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Гребнев Дмитрий Юрьевич
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой патологической физиологии
ГАУЗ СО Институт медицинских клеточных технологий
Старший научный сотрудник
dr-grebnev77@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Капралов Алексей Игоревич
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Ассистент кафедры нормальной физиологии
alexy_kapralov@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Гаврилов Илья Валерьевич
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии
ГАУЗ СО Институт медицинских клеточных технологий
Старший научный сотрудник лаборатории антивозрастных технологий,
iliagavrilov18@yandex.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Гаврилова Ксения Андреевна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Старший преподаватель кафедры патологической физиологии kberlyakova@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Ваулина Таисия Андреевна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Студентка Института клинической медицины
taiavaulina@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Ваккер Екатерина Артуровна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Студентка Института клинической медицины
katrin-vakker@yandex.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Колмакова Елизавета Сергеевна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Студентка Института клинической медицины
kolmakovaelizaveta15@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Кныш Олег Евгеньевич
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Студент Института клинической медицины
knysh_oleg4@bk.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Эрлиш Дарья Сергеевна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет
Студентка Института клинической медицины
derlish00@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация