استفاده از اسپرولینا بدلیل خاصیت های بسیاری که در خود جای می دهد اولین بار در اواخر دهه ۷۰ میلادی در صنایع داروسازی و بهداشتی مورد توجه قرار گرفت و تحقیقات بسیاری بر روی آن انجام گرفت تا حتی الامکان تمام زوایای موثر و مفید این جلبک جادویی و نقش آن در سلامت انسان مورد بررسی قرار گیرد.این تحقیقات منتهی به کشف ترکیبات جدید با ویژگی های ضد ویروسی، ضد سرطانی، ضد HIV،ضد باکتریایی، ضد قارچی و سیتوتوکسیک در کاربردهای کلینیکی شد. در واقع این جلبک منابع غنی از متابولیتهای ثانویه را در خود جای می دادند که کاربردهای جالبی از لحاظ بیوتکنولوژی داشت.
یکی از مزیتهای سیانوباکترهای موجود در اسپرولینا نسبت به دیگر موجودات این است که فرایند کشت آنها ساده و راحت است. استفاده از سیانوباکتریها در تولید غذا، سوخت، حاصلخیز سازی خاک و تولید متابولیتهای ثانویه متنوع ، نظیر سموم، ویتامینها، آنزیمها و داروها از جمله کاربردهای سیانوباکتریها در بیوتکنولوژی است. در دو دهه گذشته، سیانوباکترهای جنس اسپیرولینا با تولید محدوده وسیعی از ترکیبهای فعال زیستی جدید و با اهمیت دارویی فراوان شناخته شده اند. ترکیبهای فعال زیستی در این جنس، محدوده وسیعی از فعالیتهای زیستی مانند فعالیتهای آنتی اکسیدانی دارند. آنتی اکسیدانها موادی هستند که از اکسیداسیون سلولی مواد قابل اکسید، جلوگیری میکنند یا آن را به تاخیر میاندازند یا و کیفیت غذاها را از زوال اکسیداتیو لیپیدها حفظ میکنند. این ترکیبات، اثراتشان را توسط از بین بردن گونه های فعال اکسیژن اعمال میکنند و فعال کننده پروتئین های سمیت زدا هستند یا از تولید ROS جلوگیری میکنند. ROS شامل رادیکال آنیون سوپر اکساید، رادیکال هیدروکسیل، رادیکال نیتریک اکسید و پر اکسید هیدروژن، متابولیتهای فیزیولوژیکی هستند.
میزانهای کوچکی از ROS موجب تغییرات زیان آوری بر روی عملکرد سلول میشوند از آن جمله میتوان به پراکسیداسیون لیپیدها، غیر فعال سازی آنزیم ها و تخریب اکسیداتیو DNA اشاره کرد. تخریب اکسیداتیو ایجاد شده توسط رادیکالهای آزاد ممکن است با افزایش سن و بیماریهایی از قبیل تصلب شرایین، دیابت، سرطان و بیماریهای کبدی مرتبط باشند. مکانیسمهای دفاعی آنتی اکسیدانی مختلف، نقش مهمی در حذف ROS و پراکسیداسیون لیپیدها دارند و بنابر این سلولها را در مقابل اثرات سمی انواع ROS و پرا کسیداسیون لیپیدها محافظت میکنند.به این منظور، تاکنون آنتی اکسیدانهای مصنوعی و سنتزی زیادی روانه بازار شده است.در واقع یکی از مهمترین مشکلاتی که در صنعتت غذا وجود دارد، استفاده از نگهدارنده های سنتزی میباشد. منابع مختلف، خطرات سرطانزایی نگهدارنده های سنتزی را به وفور بیان کرده اند، بنابر این امروزه در سراسر جهان کوشش میشود تا آنتی اکسیدانهای طبیعی و ایمن را از منابع طبیعی جداسازی کنند تا از تخریب اکسیداتیو مواد غذایی جلوگیری شود و همچنین تخریب اکسیداتیو سلولهای زنده را کاهش دهند.
سیانوباکترهای موجود در جلبک اسپرولینا، منبع مهمی از ترکیبهای جدید دارویی هستند. فرآورده های طبیعی که بخصوص از جلبک ها بدست می آید می تواند نه تنها خود دارای ارزش دارویی باشد بلکه به عنوان مدلهای ساختمانی برای ایجاد آنالوگ های سنتزی نیز به کار می روند.
پس از این مقدمه و پس از پی بردن به اینکه آنتی اکسیدان ها می توانند چه نقش مهمی در سلامت سلولی داشته باشند در ادامه به نقش اسپرولینا بعنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی و قوی می پردازیم.
اسپیرولینا، ارگانیسمی است که توانایی تثبیت کربن حل شده در آب دریا را به عنوان یک منبع مواد غذایی برای تولید مثل کسب کرد. این جنس، متعلق به خانواده اسیلاتوریاسه (Oscillatoriaceae) است که شامل سیانوباکترهای ریسه ای با تریکومهای زنجیره مانند مارپیچ است که درون یک غلاف نازک احاطه شده اند. اسپیرولینا، سیانوفت فتوسنتر کننده ای است که قادر به رشد در شدت بالای نور خورشید و شرایط بسیار قلیایی و دمای بالا است. این جلبک دارای مکملهای ویتامینی در رژیم غذایی است. سالها است که اسپیرولینا به عنوان مکمل رژیم غذایی استفاده میشود. در بسیاری از کشورها مانند آفریقا، اسپیرولینا هنوز به عنوان غذای انسانها و به عنوان منبع عمده تأمین پروتئین مصرف میشود.
اثرات ضد میکروبی اسپرولینا
ترکیب های فعال زیستی تاکنون در اسپرولینا شناسایی شده که دارای ساختمانهای متنوعی چون اسیدهای چرب، فنولیکها، بروموفنل ها و ترپنوئیدها هستند. ایجاد مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک های موجود در بازار، توجه همگان را برای کشف ترکیبات آنتی باکتریال موجود در اسپرولینا، به خود جلب کرده است.فعالیت ضد باکتریایی میتواند به دلیل حضور اسیدهای چرب طویل تر از ده اتم کربن در طول زنجیره باشد که ظاهرا موجب لیز شدن پروتوپلاست های باکتریایی میشود. اسپیرولینا دارای تمام مواد بیوشیمیایی مورد نیاز برای ایجاد یک سیستم ایمنی سالم است، که باعث حذف رادیکالهای آزاد میشود.
اثرات ضد ویروسی اسپرولینا
ترکیبات به دست آمده از اسپیرولینا دارای فعالیت مهار کنندگی در برابر طیف گسترده ای از ویروسها از جمله سرخک، آنلفوآنزای نوع A و HIV و غیره است. ترکیبات ضد ویروسی موجود در اسپرولینا، پروتئین فیکوسیانین، قطعات پلی ساکارید سولفاته، اسید گاما لینولنیک و برخی از سولفولیپیدها سبب گسترش دامنه فعالیت های ضد ویروسی اسپیرولینا و نقش موثر آن در سرکوب تکثیر ویروس تبخال، سیتومگالو ویروس (Cytomegalovirus) آنفلوآنزای A، سرخک، اوریون، نقص ایمنی انسان و ویروسهای سندروم لکه سفید مشاهده شده است. علاوه بر آن مطالعات نشان میدهد که اسپرولینا تکثیر I-HIV را در رده های سلول T انسان و سلولهای لانگرهانس به حداقل میرساند، به طوری که
غلظت های عصاره بین ۱ تا ۱/۵میکروگرم بر میلی لیتر باعث کاهش تقریبا ۵۷ درصد تولید ویروس میشود. غلظت مؤثر کلسیم در اسپیرولینا تکثیر ویروس را تا ۵۰ %کاهش میدهد،همچنین اسپیرولینا ۵-۲ درصد از سولفولیپیدها را در بر دارد که در برابر ویروس نقص ایمنی انسان موثر هستند. رنگدانه های فیکوسیانین، فیکواریترین و فیکواریتروسیانین جدا شده از اسپیرولینا عوامل ضد ویروسی موثر در برابر انترو ویروس
هستند. این رنگدانه ها، منحصرا ۵۰ %از بیماریهای چشمی ناشی از انترو ویروس ۷۱ را در غلظتهای ۰/۰۵۶ تا ۰/۱۰۱ نانومولار محدود میکنند.
اثرات ضد سرطانی اسپرولینا
داروهای شیمیایی مورد استفاده در معالجه سرطان دارای عوارض جانبی هستند بنابراین همواره نیاز به تولید داروهای ایمن، مؤثر و جدید وجود دارد. اسپیرولینا از طریق عملکردش بر سیستم ایمنی بدن، ترمیم DNA و خاصیت آنتی اکسیدانی به عنوان ضد سرطان عمل میکند. در واقع، پلی ساکاریدهای اسپیرولینا، DNA را در مقابل اشعه حفظ میکنند به این ترتیتب که آنزیمهای هسته سلول را فعال کرده و پروسه ترمیتم DNA را افزایش میدهند. به همین ترتیب، اسپیرولینا با پراکسیداسیون لیپیدها و تخریب کروموزومی، از موش در برابر اثرات ناخوشایند سمومی مانند سیکلوفسفامید محافظت میکند. اسپیرولینا به طور قابل توجهی درصد قطعه قطعه شدن DNA رادر کبد حیواناتی که در معرض آنفلوتوکسین بوده اند کاهش داده است.
عصاره اسپیرولینا به دلیل فعالیتهای آنتی اکسیدانی و تعدیل کننده سیستم ایمنی در برابر انواع مختلف رده های سلولی سرطان انسانی مانند ریه ، کبد، معده و خطوط سلولی پستان مؤثر است. خواص ضد سرطانی اسپیرولینا از راه تولید محصولات با ارزش و فیکوبیلی پروتئین هایی مانند فیکوسیانین، فیکوبیلی پروتئین و آلوفیکوسیانین است. حضور مقادیر زیاد بتاکاروتن در اسپیرولینا، به طور قابل توجهی از طریق کم کردن تعداد و اندازه تومورها از تشکیل کارسینوم سلول جلوگیری می کند. پلی ساکاریدهای محلول در آب جدا شده از اسپیرولینا،دارای فعالیت ترمیم کنندگی DNA بوده و به طور قابل توجهی افزایش فعالیتهای اندنوکلئازی را نشان داده است. علاوه بر آن آن تجویز خوراکی فیکوسیانین اسپیرولینا باعث افزایش میزان بقای موشهای سرطانی میشود. علاوه بر آن عصاره اسپیرولینا برای سلولهای طبیعی، سمی نیست؛ این درحالی است که بسیاری از سویه های سیانوباکترها سمی هستند.
نتایج حاصل از تحقیقات نشان داده است که تومور ناشی از دی متیل بنز که باعث سرطان سلولهای سنگفرشی در همستر می شود، با تجویز خوراکی عصاره اسپیرولینا درمان میشود. در واقع استفاده از عصاره آبی اسپیرولینا در مطالعات آزمایشگاهی مانع از رشد سلولهای سرطانی روده بزرگ انسان و سلول های سرطانی کد می شود. علاوه بر آن عصاره کلروفرمی و متانولی اسپیرولینا نیز از رشد سلولهای سرطانی پستان در رده سلولی این ویترو جلوگیری میکند. عصاره ۷۰%اتانولی اسپیرولینا نیز تخریب سلولی فوق العاده ای را در رده های سلولی لوسمی حاد انسانی در درمان سرطان گلبولهای سفید خون نشان داد.
فیکوسیانین ها، بیلی پروتئین عمده ی اسپیرولینا است که هم دارای خاصیت آنتی اکسیدانی و هم تخریب رادیکالهای آزاد است. فیکوسیانین -C ،مهار کننده سیکلوکسیناز – ۲ است که باعث بروز آپوپتوز میشود و خاصیت ضد التهابی و ضدسرطانی دارد. افزایش فیکوسیانین اسپیرولینا با بیان پروتین CD59 در سلولهای HeLa باعث بروز آپوپتوز می شود. فیکوسیانین-C با فعال کردن آنزیمهای آپوپتوز
باعث القا و بروز آپوپتوز در سلول های می شود. پلی ساکاریدهای خالص شده و فیکوسیانین-C اسپیرولینا در تکثیر و تمایز سلول پیش ساز خونساز تأثیر میگذارد و می تواند درجه کم خونی موشها را کاهش دهد.
اثرات ایمنی
اسپیرولینا، دارای پتانسیل آنتی اکسیدانی وسیعی است، اما ارزش واقعی آن از نظر بهداشت و درمان و نقش آن در سلامت انسان اخیراً کشف شده است. فیکوسیاموبیلین که کروموفور متصل به پروتین اصلی فیکوسیانین است، میتواند به عنوان یک مهارکننده قوی نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید هیدروژن فسفات اکسیداز، عمل کند و از نظر ساختاری شبیه به بیلی روبین است. مصرف اسپیرولینا می تواند از بروز
بسیاری از بیماری های عروقی از جمله آرتروز، فشار خون بالا و نارسایی احتقانی قلب، سرطانها، عوارض دیابت و طیف وسیعی از بیماری های عصبی، فیبروتیک، یا اختلالات التهابی جلوگیری کرده و از پتانسیل درمانی برخوردار میباشد. در قرن بیست و یکم
سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل (FAO ) اسپیرولینا را به عنوان یک ماده غذایی و یک مکمل غذایی ایده آل در نظر گرفت.
علاقمندان به تولید و پرورش جلبک اسپرولینا می توانند جهت بازدید از خط تولید روی جلبک پارس و دریافت مشاوره با ما تماس بگیرند.
