مکمل غذایی برپایه ریزجلبک­ها، به­عنوان رویکرد

درمانی نوین در آینده

روح الله محسنی¹، آمنه زمانی سدهی¹، زهرا عرب صادق آبادی²، محسن صفایی³، محمد هیئت^*4

1- مرکز تحقیقات بیوشیمی بالینی، پژوهشکده علوم پایه سلامت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

2- گروه بیوشیمی بالینی دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران

3- مرکز تحقیقات سلولی مولکولی، پژوهشکده علوم پایه سلامت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران

4- مرکز تحقیقات گوارش و کبد دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله، تهران، ایران

چکیده

به­تازگی در بسیاری از جوامع توسعه یافته و در حال توسعه مصرف مکمل غذایی مشتق از منابع طبیعی به­دلیل عدم عوارض جانبی، قیمت پایین و خاصیت آنتی اکسیدانی به­منظور پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری­ها رواج یافته است. ریزجلبک­ها، حاوی طیف گسترده­ای از ترکیب­های مفید، از جمله اسیدهای آمینه ضروری، مواد معدنی، اسیدهای چرب اشباع نشده و فیبرهای غذایی هستند. هم­چنین به­عنوان از بین برنده قوی رادیکال های آزاد شناخته شده اند.

در این مطالعه، با استفاده از یافته­های منتشرشده در پایگاه­های داده Scopus، PubMed، ScienceDirect، Wiley و ISI و ... با تأکید بر یافته­های بالینی و به روز، مطالعه­های مختلف پیرامون اثرهای درمانی و محافظتی ریزجلبک­ها بر وضعیت سلامت انسان، کاربرد صنعتی و چالش­های پیش روی این ترکیب­ها در زمینه پزشکی گردآوری شده است.

با توجه­به تنوع محتویات ریزجلبک­ها، مصرف بلند مدت آن­ها می­تواند بسیاری از نیازهای ضروری بدن را تأمین سازد و به بهبود سلامت افراد جامعه کمک کند. مضاف براین­که در بسیاری از موارد از جمله اختلال­های کبدی، این ترکیب­ها به­ویژه کلرلا و اسپیرولینا تأثیر درمانی قابل ملاحظه­ای داشته به­طوری­که به­عنوان دارو مورد استفاده قرار می­گیرند. اگرچه این تنوع در ترکیب­های ریزجلبک­ها بعضا باعث عوارض جانبی ناشی از مصرف می­شود که می­بایست با مصرف میزان استاندارد و به­موقع زیرنظر متخصص عوارض احتمالی موجود را به حداقل رساند.

واژه­های کلیدی: ریزجلبک، آنتی اکسیدان، مکمل طبیعی، کلرلا، اسپیرولینا،  IAU science

مقدمه

ریزجلبک­ها

ریزجلبک­ها به­عنوان یکی از بهترین گزینه­ها استفاده­

نمود. این موجودات حاوی طیف گسترده و متنوعی از ترکیب­های ضروری مورد نیاز بدن بوده و در سخت­ترین شرایط محیطی قابل رشد و پرورش است. از طرف دیگر میزان مصرف آب شیرین و زمین­های قابل کشت مورد نیاز آن­ها نسبت­به منابع گیاهی و حیوانی موجود بسیار کم­تر است. این موضوع بر اهمیت ورود پررنگ­تر ریزجلبک­ها در صنایع غذایی و این­که چگونه می­تواند به بهبود سلامت و رفاه انسان کمک کند تأکید دارد (3،4).

جلبک­ها را می­توان به جلبک­های قرمز(Rhodophyta) ، جلبک­های سبز (Chlorophyta) و جلبک­های قهوه­ای (Phaeophyta) طبقه­بندی نمود. هم­چنین می­توان آن را با توجه­به اندازه، به جلبک چندسلولی (Algae) و ریزجلبک­های به­طور عمده تک سلولی (Microalgae) نیز طبقه­بندی کرد (5). جلبک­های چند سلولی در ابعاد بزرگ موسوم به ماکرو جلبک شناخته می­شوند که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده­اند، در حالی­که جلبک­های تک سلولی اندازه کوچک­تر داشته و ممکن است پروکاریوتی یا یوکاریوتی باشند (6). از دوران باستان تاکنون، شواهد بسیاری بیانگر خواص مفید ریزجلبک­ها بر بهبود سلامت انسان بوده است. هم­چنین به جهت طیف وسیع ترکیب­ها، کاربردهای متنوعی در حوزه صنعتی می­توان برای آن­ها متصور بود. تولید سوخت زیستی از ریزجلبک­های غنی از لیپید نمونه­ای از یک کاربرد صنعتی است که می­تواند به­عنوان سوخت طبیعی جایگزین مناسبی برای سوخت­های فسیلی در نظر گرفته شود. در این بین شواهد بسیاری نشان داده است که مصرف ریزجلبک­ها با ترکیب­های مفید و متنوع خود در بسیاری از کشورها به­عنوان یک مکمل غذایی طبیعی ایده آل در حال افزایش است.

تجزیه و تحلیل شیمیایی نشان داده است که ریزجلبک­ها منابع بسیار خوبی از طیف وسیعی از ترکیب­ها با ارزش غذایی بالا از جمله کربوهیدرات­ ها، اسیدهای آمینه ضروری، ویتامین­ها و مواد معدنی هستند. هم­چنین، این موجودات سرشار از مواد آنتی اکسیدانی قوی مانند β کاروتن، آستاگزانتین، نئوکانتین، کانتاگزانتین، لوتئین، توکوفرول، اسید آسکوربیک و... هستند (7،8). به­همین جهت در برخی جوامع ماده خشک آن­ها به­عنوان افزودنی غذایی با خواص آنتی اکسیدان طبیعی، ضد التهاب و افزایش­دهنده سطح انرژی بدن به­مصرف می­رسد. به­دلیل محتوای بالای کلروفیل و الیاف موجود در ماده خشک (18 ~ 9٪)، مصرف ریزجلبک­ها می­تواند مانع جذب فلزات سنگین و مواد سمی وارده به بدن از طریق دستگاه گوارش شود و از طرف دیگر موجبات دفع این ترکیب­های مضر را از بدن فراهم کند (9). هم­چنین به­واسطه توانایی بالای ریزجلبک­ها در جذب فلزات سنگین، از آن­ها به­عنوان تصفیه کننده فاضلاب­های صنعتی یاد می­شود. ترکیب­های مشتق شده از ریزجلبک­ها دارای فعالیت­های بیولوژیکی بالقوه بیش­تری نسبت­به ترکیب­های گیاهی شناخته شده موجود هستند (10).

در میان محصول­های مشتق شده از جلبک، تولید سالانه گونه اسپیرولینا (Spirulina) با حدود 12000 تن، پرمصرف­ترین و پس از آن کلرلا (Chlorella) و دانیلا سالینا (Dunaliella salina) به­ترتیب با 5000 و 3000 تن در سال قرار دارند. با این حال، این مقادیر در مقایسه با محصول­های زمینی هم­چون روغن نخل که تولید سالیانه آن 40 میلیون تن است، بسیار کم­تر است با توجه­به افزایش تقاضای ریزجلبک­ها، به­ویژه اسپیرولینا، برای استفاده در مواد آرایشی و رنگی طبیعی، انتظار می­رود ارزش معاملات بازار جهانی این محصول رشد 10% را تجربه کند و به ارزش تخمینی 2000 میلیون دلار تا سال 2026 برسد. از طرف دیگر، پیش­بینی می­شود که بازار محصول­های مشتق شده از کلرلا تا سال 2022 به 700 میلیون دلار برسد. تقاضای بالای بازار جهانی برای تولید منابع طبیعی غنی از آستاگزانتین جهت مصرف در خوراک آبزیان، مواد آرایشی، غذایی و نوشیدنی­ها و مواد مغذی باعث شده تا استفاده از ریزجلبک­ها به­عنوان منابع غنی از این ترکیب ارزشمند بسیار افزایش یابد (11).

در کشورهای توسعه یافته، مردم به­دلیل سبک زندگی مدرن خود به­طور عمده از غذاهای با کالری بالا استفاده می­کنند. این امر منجر به بروز چاقی، فشار خون بالا، دیابت و بیماری­های قلبی عروقی می­شود. برای حفظ سبک زندگی سالم در این جوامع، یک رژیم غذایی متعادل متشکل از آنتی اکسیدان­ها، ویتامین­ها و اسیدهای چرب غیراشباع به­شدت احساس می­شود. امروزه محققان بر تولید مکمل­های طبیعی به­خصوص مکمل­های گیاهی متمرکز هستند. گستره مطالعه­ها شامل اجزای مختلف گیاه ریشه، ساقه، برگ و میوه هم در گیاهان ناشناخته وکم­تر شناخته شده و هم گیاهان معروف و پر مصرف است. از جمله این مکمل­ها می­توان به کرن بری، پالم، سویا، گارلیک، رویبوس و هونی براش و جینسینگ و...اشاره داشت. به­عنوان مثال ذغال اخته به­دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی و زیستی شامل محافظت از قلب و دستگاه ادراری، فعالیت ضد قارچی، ضد باکتریایی و ضد سرطانی از اهمیت ویژه­ای جهت ساخت مکمل­های گیاهی برخوردار است. فعالیت آنتی اکسیدانی آن را می­توان به اسیدهای آلی و ویتامین C هم­چنین وجود ترکیب­های فنلی و فلاونوئیدی از جمله آنتوسیانین، پروآنتوسیانین و تری­ترپنوئیدها نسبت داد (12). باتوجه­به روند روز افزون رژیم غذایی گیاهی، تولید و مصرف مکمل­ها و غذاهای گیاهی حاوی پروتئین زیاد جایگاه ویژه­ای در بین افراد پیدا کرده است. به­عنوان مثال سویا سرشار از پروتئین و پلی­فنول­ها در تولید آنالوگ گوشت و جایگزین محصول­های لبنی از جمله شیر، کاربرد فراوانی داشته و به­نظر می­رسد این روند سیر صعودی در پیش داشته باشد. تنها دغدغه محققان بعد از تأمین پروتئین با کیفیت بالا، کمبود یا عدم وجود ویتامین B₁₂ در گیاهان و بروز مشکلات ناشی از آن در گیاهخواران است. به­طور کلی سویا در مقایسه با دیگر حبوبات مثل لوبیا، نخود، نخودسبز و عدس که حاوی مقادیر متفاوتی از پروتئین، چربی، کربوهیدرات، آهن، کلسیم و فیبر هستند، حاوی کربوهیدرات کم­تر، پروتئین، چربی غیر اشباع، آهن و کلسیم بیش­تری است (13). بخش­های مختلف شامل پوست، دانه­ها، گل و جوانه­های انار جهت تهیه عصاره انار مورد استفاده قرار می­گیرند. عصاره انار فعالیت پیشگیرانه علیه بیماری­های قلبی عروقی، دیابت، سرطان را داراست. عصاره انار حاوی پلی­فنول، فلاونوئید، پروآنتوسیانین، ویتامین، بتاکاروتن و در واقع نوعی آنتی اکسیدان، از بین برنده رادیکال­های آزاد، ضد التهاب و ضد تکثیر و شمار می­رود. عصاره­های آن به­صورت کپسول، قرص و ژل نرم به بازار عرضه می­شود. از طرفی به­عنوان مکمل خوراک دام نیز کاربرد دارد (14).

بی­تحرکی، افزایش وزن و چاقی دغدغه بسیاری از افراد جامعه بوده و از این­رو روزانه افراد زیادی به استفاده از مکمل­ها جهت پیشگیری از چاقی و کاهش وزن روی می­آورند. از طرفی گفته می­شود ترکیب­های غنی از فیبر و هم­چنین مهار آنزیم فسفولیپاز کبدی از عواملی است که می­تواند کمک کننده باشد. لذا مطالعه­ها نشان می­دهد رزوراترول و عصاره هسته انگور، عصاره بلوط و چای سبز که حاوی ترکیب­های پلی­فنولیک هستند در این زمینه کمک کننده هستند (15). استقبال روز افزون مردم از محصول­های آرایشی- بهداشتی و زیبایی محققان را به بررسی­های گسترده پیرامون فرآورده­های طبیعی پاسخگوی این نیاز واداشته است. بدین­منظور مطالعه­های گسترده بر روی ترکیب­های مختلف و اجزای مختلف گیاهان صورت گرفته که از آن دسته می­توان به برگ­ها و شاخه­های رویبوس و هونی براش حاوی پلی­فنل آسپالاتین با خصوصیت­های آنتی اکسیدان و ضد التهابی مناسب جهت بیماری­های پوستی و محصول­های آرایشی-بهداشتی با عملکرد آبرسانی و ضد چین و چروک اشاره نمود (16). مردم چین حدود 2000 سال پیش گونه­های ریزجلبک Nostoc را به­عنوان غذا و پس از آن گونه­های کلرلا و اسپیرولینا به­عنوان غذاهای سالم در تایوان، ژاپن و مکزیک مورد استفاده قرارگرفت (17). ریزجلبک­ها حاوی انواع و اقسام ویتامین­ها و مواد معدنی از جمله ویتامین­های محلول در آب C، B₁، B₂، B₆ و B₁₂، ویتامین­های محلول در چربی A وE، مواد معدنی شامل آهن، کلسیم، پتاسیم، منیزیم و ید و ترکیب­های گوناگون پلی فنول، آنتوسیانین، لوتئین، کلروفیل، فاکتور رشد، اسیدهای چرب اشباع نشده مثل امگا 3 و 6، کاروتنوئیدها و انواع گزانتین­ها، غنی از پروتئین و فیبرهای غذایی است. هم­چنین به­دلیل داشتن پروتئین بالا و ویتامین B₁₂ به­نظر می­رسد از دیگر منابع گیاهی غنی­تر و سودمندتر باشند. با بررسی و مقایسه اجمالی گیاهان و ریزجلبک­ها به­صراحت می­توان دریافت که مکمل­های ریزجلبک در مقایسه با مکمل­های گیاهی می­توانند در حجم کم­تر گستره وسی­تری از نیازها را برآورده کنند. به­عنوان مثال غنای بسیاری از ریزجلبک­ها از طیف وسیعی از کاروتنوئیدها به­ویژه آستاگزانتین، می­تواند جایگزین مناسب بسیاری از مکمل­های طبیعی هم­چون انار باشد. از طرف دیگر تنوع وسیع ترکیب­ها با خواص جذب رادیکال­های آزاد ریزجلبک­ها می­تواند خاصیت آنتی اکسیدانی بسیار بالایی برابر یا بیش­تر از سایر منابع گیاهی هم­چون: رزوراترول مشتق از انگور، عصاره انار، جینسینگ و گریپ فروت و ... داشته باشد. بیش از نیمی از ماده خشک ریزجلبک­هایی هم­چون اسپیرولینا حاوی اسیدآمینه­های ضروری بدن انسان هستند که می­تواند مفیدتر از هر مکمل گیاهی و حتی منابع غذایی با منشاء حیوانی باشد. هم­چنین برخلاف منابع غذایی با منشاء حیوانی، ریزجلبک کلرلا غنی از ویتامین B₁₂ است که در مکمل­های غذایی با منشاء گیاهی یافت نمی­شود. علاوه­بر این، به­علت فتوسنتز بسیار بالای ریزجلبک­ها، محتوای کلروفیل آن­ها چندین برابر گیاهان است. این امر باعث می­شود مصرف آن­ها باعث ممانعت از جذب فلزات سنگین و بسیاری از سموم وارده به بدن از طریق دستگاه گوارش شود. هم­چنین به­عنوان یک داروی افزایش دهنده دفع لیپیدهای غذایی در افراد مورد هدف مطرح گردد. بدیهی است که فواید ذکر شده در مورد ریزجلبک­ها تنها بخشی از مجموع خواص مفید آن­ها در حفظ سلامتی افراد است و این امر به­دلیل دارا بودن طیف وسیعی از ترکیب­های مفید و سودمند است (7،13،14). بنابراین از مجموع مطالب ذکر شده در فوق می­توان این­گونه نتیجه گرفت که در صورت مصرف بهینه و رعایت دوز استاندارد مکمل­های بر پایه ریزجلبک­ها، بسیاری از مواد ضروری بدن تأمین می­شود به­طوری­که می­توان با مصرف مکمل­های غذایی با منشاء ریزجلبک­ها از مصرف سایر مکمل­های با منشاء گیاهی بی­نیاز شد. به­ویژه این­که در اکثر موراد مصرف بلند مدت این­گونه ترکیب­ها عوارض جانبی قابل ملاحظه­ای به­همراه ندارد. در حال حاضر غذاهای مشتق شده از ریزجلبک­ها به­عنوان غذاهای سالم به بازار عرضه می­شوند و به شکل کپسول، قرص، پودر و مایعات موجود هستند. آن­ها هم­چنین در ترکیب با آب نبات، آدامس، تنقلات، خمیر، غلات صبحانه و نوشیدنی­ها مصرف می­شوند. در طی سال­های اخیر، گونه­های کلرلا و اسپیرولینا از محبوبیت بیش­تری در بازار جهانی برخوردار هستند و این امر به محتویات غنی از مواد مغذی این گونه­ها نسبت داده می­شود. به­همین دلیل در این مطالعه نیز ما به مطالعه خواص مفید گونه­های مختلف ریزجلبک­ها و با تکیه بیش­تر بر دو گونه یاد شده پرداختیم. مجموع مطالع­های بالینی و حیوانی موجود پیرامون بررسی اثرهای حفاظتی و درمانی ریزجلبک­ها در بسیاری از اختلال­های متابولیک باعث شد که ما به­دنبال گردآوری یافته­های ارزشمند اخیر برآییم و با نشان دادن اثرهای سودمند این محصول سعی در بهبود سبد غذایی جامعه کشورمان برای افزایش سطح سلامت جامعه گام برداشته باشیم.

ریزجلبک کلرلا

ریزجلبک­ها به عنوان منابع غذایی ایمن توسط سازمان غذا و دارو آمریکا طبقه­بندی می­شوند. از جمله این ریزجلبک­ها می­توان به اسپیرولینا، کلرلا، دانیلا، هماتوکوکوس، پروفیریدیوم کروئنتوم، آفانیزومنون و... اشاره داشت. به­دلیل افزایش نگرانی در مورد رژیم غذایی سالم و متعادل، فروش کلرلا در بازار جهانی در سال 2016 به میزان 138 میلیون دلار بوده است و انتظار می­رود تا سال آینده به بیش از 164 میلیون دلار برسد. علاوه­بر این، گونه­های کلرلا منابع خوبی از مواد غذایی غنی از مواد مغذی برای گونه­های آبزی، مرغ و نشخوارکنندگان هستند. در حال حاضر، بیش از 70 شرکت صنعتی وجود دارد که سالانه حدود 2000 تن محصولات کلرلا تولید می­کنند. بزرگترین تولید کننده کلرلا در تایوان واقع شده است که 400 تن در سال تولید می­کند و پس از آن یک شرکت آلمانی 130 تا 150 تن در سال تولید می­کند (18). تحقیقی که در دهه 1940 توسط دو محقق به نام­هایJorgenson  و Convit  روی 80 بیمار جذام در ونزوئلا انجام شد که در آن سوپ پلانکتون متشکل از کلرلا به­عنوان مکمل غذایی در بیماران مورد استفاده قرار گرفت و مشاهده شد که سطح انرژی، سلامتی و وزن بیماران را افزایش داد .این اولین شواهد مستند از جلبک­های کوچک به­عنوان یک مکمل غذایی سودمند بود (19). کلرلا در برابر سو تغذیه و مسمومیت با Ethionine ، از عوامل محافظت کننده کبدی محسوب می­شود و غلظت قند خون را کاهش داده و غلظت هموگلوبین را افزایش می­دهند. مصرف کلرلا هم­چنین باعث تحریک سیستم ایمنی از طریق بتا گلوکان می­شود که پروفایل چربی خون را متعادل ساخته و سطح رادیکال­های آزاد خون را کاهش می­دهد (20).

ریزجلبک اسپیرولینا

سازمان بهداشت جهانی اسپیرولینا را ماده مغذی فوق­العاده نامیده است (21). اسپیرولینا هم­چنین به­عنوان "Superfood" توسط سازمان بهداشت جهانی مطرح است. سلول­های آن غنی از پروتئین با محتوای پروتئین تا 70٪ وزن خشک است و از سال 1950 تاکنون توسط مردم بومی مکزیک و آفریقا استفاده می­شود (22). هم­چنین یک منبع طبیعی عالی از ویتامینA ، B₁، B₂، B₁₂، اسیدهای چرب ضروری و رنگدانه­های مفید مانند گزانتوفیل و کاروتنوئیدها است به­طوری­که مصرف یک قاشق (7 گرم) ماده خشک اسپیرولینا کمابیش 4 گرم پروتئین، 1 گرم چربی شامل اسیدهای چرب غیراشباع مانند اسیدهای چرب امگا 3 و امگا 6 و 11٪، 15٪ و 4٪ میزان نیاز روزانه (Recommended Dietary Allowance)  به­ترتیب ویتامین B₁،B₂ ، B₃ و هم­چنین به­ترتیب 21% و 11% میزان نیاز روزانه مربوط به مس و آهن است (23). با انجام مقایسه­ای ساده بین ترکیب­های موجود در اسپیرولینا و مواد غذایی سودمندی که به­طور رایج مورد استفاده قرار می­گیرد می­تواند به غنای بالای ترکیب­های این ریزجلبک پی برد. گزارش شده است که اسپیرولینا حاوی پروتئین 670٪ در مقایسه با پنیر سویا، کلسیم تا 180٪ در مقایسه با شیر، آهن تا 5100٪ در مقایسه با اسفناج و β-carotene تا 3100٪ در مقایسه با هویج است (24). علاوه­بر این، مواد معدنی مختلف دیگری مانند منیزیم، منگنز و پتاسیم در مکمل غذایی اسپیرولینا به مقدار کم گزارش شده است. مطالعه­ها نشان داده است که مصرف اسپیرولینا با اثرهای متعادل کنندگی کلسترول، لیپوپروتئین با چگالی کم (LDL)، تری­گلیسیرید، فشار خون و قندخون همراه است. هم­چنین گزارش شده است که مکمل اسپیرولینا باعث افزایش سطح هموگلوبین سلول­های قرمز خون در افراد مسن و بهبود سیستم ایمنی بدن آن­ها می­شود. اسپیرولینا سرشار از گامالینولئیک اسید و فیکوبیلی پروتئین است. گاما لینولئیک اسید، یک اسید چرب اشباع نشده غیرضروری مغذی است که مطالعه­های مختلف ارزش دارویی آن در زمینه­های مختلف از جمله: کاهش لیپوپروتئین­های کم چگال در بیماران مبتلا به هایپرکلسترولمی، کاهش علائم در بیماران مبتلا به سندروم قبل قاعدگی و اگزمای آتوپیک، از بین بردن انتخابی سلول­های توموری بدون آسیب به سلول­های سالم، بهبود بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی، مالتیپل اسکلروز، درماتیت، دیابت و آرتریت را به اثبات رسانده­اند. فیکوبیلی پروتئین موجود در اسپیرولینا به­واسطه خاصیت جذب رادیکال­های آزاد می­تواند به­عنوان داروی ضد سرطان و ضد تومور مورد استفاده قرار بگیرد. گفته می­شود اسپیرولینا به جهت تأمین مواد مغذی و معدنی کاندید مناسبی برای زنان در طول بارداری و شیردهی و حتی رفع سو تغذیه در کودکان است. اسپیرولینا عملکردهای گوارشی را تقویت و باکتری­های روده را حفظ می­کند. گفتنی است اسپیرولینا در کلوچه، شیرینی­های خشک، رشته فرنگی و سایر محصولات غذایی به مصرف می­رسد (21،25،26). با توجه­به آنچه که پیرامون خواص مفید اسپیرولینا تاکنون ذکر گردید، دور از انتظار نیست که فضانوردان سازمان ملی هوانوردی و فضا (ناسا) از اسپیرولینا به­عنوان غذایی ایده آل برای سفرهای فضایی خود جهت تأمین طیف گسترده مواد مغذی مورد نیاز بدن در حجم کم استفاده کنند (27).

خواص محافظتی ریزجلبک­ها در برابر اختلال­های کبدی

کبد به­عنوان مهم­ترین اندام در متابولیسم و سم­زدایی مواد بیگانه و داروها در بدن مطرح است. در نتیجه نسبت­به سایر اندام­ها بسیار مستعد سمیت بافتی است. از این­رو طی سال­های گذشته، رویکردهای مختلف درمانی متداول و مدرن زیادی برای شناسایی و توسعه ترکیب­های محافظت کننده کبدی انجام شده است  (28،29). مکمل­های طبیعی به­عنوان یک رویکرد درمانی طبیعی برای پیشگیری و درمان اختلال­های کبدی به­طور فزاینده­ای مورد توجه قرار گرفته­اند. عوارض جانبی کم­تر، قیمت پایین، امکان استفاده طولانی مدت و خواص آنتی اکسیدانی از مزایای اصلی مکمل­های طبیعی نسبت­به داروهای شیمیایی است (31،30). مطالعه­های حیوانی و انسانی متعددی نشان داده است که مصرف کلرلا در بیماران و افراد سالم با کم­ترین عارضه کبدی همراه بوده است. در این مطالعه با توجه­به این­که استرس اکسیداتیو نقشی بسیار مهم در بیماری­زایی اختلال­های کبد دارد، لذا توجه ویژه­ای به خواص آنتی اکسیدانی کلرلا برای پیشگیری و درمان بیماری­های کبدی جلب خواهد شد.

مدل­های آسیب کبدی به­طور کلی توسط مواد شیمیایی مختلف سمی مانند تتراکلرید کربن (CCl₄)، استامینوفن، تیواستامید (TAA) و فلزات سنگین ایجاد می­شود (32). مطالعه­های قبلی مدل­های مختلف آزمایشی آسیب کبدی را توسعه داده و اثر محافظت کننده کبدی عصاره تام یا فراکشن خاصی از عصاره کلرلا را بررسی کرده­اند. اثر محافظت کنندگی کبدی کلرلا ولگاریس در برابر سمیت نفتالین توسط Vijayavel و همکاران مورد بررسی قرار گرفت (33). در این مطالعه سمیت ناشی از نفتالین باعث افزایش قابل توجه آنتی اکسیدان­های آنزیمی و غیر آنزیمی در کبد، کلیه و سرم شد. نفتالین فعالیت آنتی اکسیدان­های آنزیمی مانندCAT ، SOD ، GPx و آنتی اکسیدان­های غیرآنزیمی GSH و اسیدهای اسکوربیک را کاهش داد. اگرچه تجویز عصاره اتانولی کلرلا ولگاریس با دوز 70 میلی­گرم در کیلوگرم به­مدت 15روز اثر نامطلوب نفتالین را کمابیش به حد نرمال برگرداند. محققان دریافتند به­احتمال نقش محافظتی عصاره کلرلا ولگاریس ممکن است به جلوگیری از تخلیه نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات (NADPH)  و توانایی برای از بین بردن رادیکال­های آزاد در کبد و بافت­های کلیه توسط درمان کلرلا ولگاریس مرتبط باشد. در واقع توانایی مهار ROS عصاره کلرلا ولگاریس به برخی از مواد آنتی اکسیدانی مانند کاروتن­ها و اسید اسکوربیک اشاره دارد که روند پراکسیداسیون لیپیدها را کاهش می­دهد و فعالیت آنتی اکسیدان­های آنزیمی را حفظ می­کند. در یک مطالعه تجربی دیگر توسط Shim و همکاران، اثر تجویز کلرلا ولگاریس در برابر سمیت کبدی القا شده توسط کادمیوم بررسی گردید. در این مطالعه مدل حیوانی سمیت کادمیوم را با تغذیه روزانه ppm 200 کادمیوم به­مدت 8 هفته القا شد و مصرف کلرلا ولگاریس به­مدت 4 هفته ادامه یافت. در این مطالعه، تأثیر درمان کلرلا ولگاریس بر وزن بدن و اندام و اعمال کادمیوم بررسی شد (34). نتایج نشان داد کلرلا ولگاریس نمی­تواند باعث کاهش وزن ناشی از کادمیوم در کبد، کلیه و اندام­های طحال شود. به­نظر می­رسد سم­زدایی از فلزات سنگین توسط کلرلا ولگاریس بیش­تر مربوط به کاهش جذب روده­ای آن باشد. مطالعه قبلی توسط Kim و همکاران شواهد دیگری را در مورد اثر محافظت کنندگی کبدی کلرلا ولگاریس در برابر سمیت کادمیوم بیان کرد. در این مطالعه مسمومیت با کادمیوم باعث کاهش وزن حیوانات شد و درمان کلرلا ولگاریس توانست به­طور قابل توجهی از این تغییر جلوگیری کند. هم­چنین، درمان کلرلا ولگاریس غلظت کادمیوم کبدی را در مقایسه با حیواناتی که کادمیوم به تنهایی دریافت کرده بودند کاهش داد (35). نویسندگان اظهار داشتند که اثرهای مفید کلرلا ولگاریس ممکن است در ارتباط با کاهش جذب روده­ای کادمیوم و تقویت فعالیت سم­زدایی کبدی توسط کلرلا ولگاریس باشد.

اثر ضدسرطانی کلرلا ولگاریس بر روی رده سلول­های سرطانی کبد (HepG2)، توسطSaad  و همکاران صورت گرفت. در این تلاش HepG2 به­عنوان رده سلول سرطانی کبد و WRL68 به­عنوان رده سلول طبیعی کبدی (گروه کنترل) با عصاره کلرلا ولگاریس با دوزهای 1000، 2000 و 3000 میکروگرم در میلی­لیتر تحت درمان قرار گرفتند. افزودن دوزهای مختلف عصاره آبی به سلول­های کشت یافته باعث آپوپتوز به­صورت وابسته­به دوز می­شود. اثر آپوپتوزی در رده سلولی HepG2 از رده سلولی WRL68آشکارتر بود (36). نویسندگان نتیجه گرفتند که اثر ضد سرطانی کلرلا ولگاریس می­تواند مرتبط با ترکیب­هایی هم­چون ویتامین­ها، اسیدهای آمینه ضروری و مواد معدنی باشد. هم­چنین محتوای بالای گلیکوپروتئین­ها می­تواند به اثر ضدسرطانی کلرلا ولگاریس کمک کند. اگرچه نمی­توان اثر آنتی اکسیدانی قدرت کلرلا ولگاریس را نادیده گرفت.

در مطالعه­های انسانی مکمل­های غذایی متشکل از سیلی­مارین، -Nاستیل سیستئین، آلفا لیپوئیک اسید، کوئرستین، رزوراترول، سلنیوم و عصاره چای سبز به­طور گسترده­ای برای بهبود بیماری­های کبدی مورد بررسی قرار گرفته­اند (39-37). کلرلا ولگاریس به­دلیل داشتن طیف گسترده­ای از مواد مفید، می­تواند یک جایگزین بسیار مفید برای مکمل­های ذکر شده باشد. برخلاف مطالعه­ها به­نسبت پرتعداد پیرامون اثرهای درمانی کلرلا ولگاریس بر روی مدل­های حیوانی، تاکنون، تلاش­های کارآزمایی بالینی محدودی طراحی و ارزیابی شده است که اثر محافظتی مکمل کلرلا ولگاریس در بیماران مبتلا به بیماری­های کبدی را مورد ارزیابی قرار دهد (40).

بیماری کبد چرب غیرالکلی (NAFLD) به­عنوان یکی از مهم­ترین دلایل بیماری­های مزمن کبدی، همراه با توسعه سبک زندگی مدرن، به­ویژه در کشورهای صنعتی، به­سرعت در سراسر جهان در حال گسترش است. در بیمارانNAFLD ، تجمع چربی سلول­های کبدی باعث چندین اختلال متابولیک ثانویه می­شود. به­همین دلیل، طیف وسیعی از ترکیب­های سنتتیک و طبیعی برای بهبود بیماری­های کبد چرب آزمایش شده­اند (41). در همین حال، کلرلا ولگاریس به­عنوان یک مکمل طبیعی آینده امیدوار کننده­ای دارد. اولین مطالعه انسانی یک مطالعه کارآزمایی بالینی در ایران بود که توسط Panahi و همکاران انجام شد که اثر مکمل تجاری کلرلا ولگاریس با نام تجاری  ALGMED را بر بیماران کبد چرب غیر الکلی در بیمارستان بقیه الله (تهران) گزارش کردند. آن­ها مکمل کلرلا ولگاریس را با دوز 1200 میلی­گرم در روز جایگزین متفورمین کردند. شاخص توده بدنی (BMI)، پارامترهای تن سنجی، پروفایل لیپیدی سرم، سنجش عملکرد کبدی، ارزیابی سونوگرافی و ارزیابی شاخص مقاومت به انسولین (HOMA-IR) اندازه­گیری شد (42). بیماران هر دو گروه درمانی با یا بدون درمان کلرلا ولگاریس با کاهش وزن قابل توجهی همراه بودند. پارامترهای بیوشیمیایی سرم شامل آلانین آمینوترانسفراز (ALT)، آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) و تری گلیسرید (TG) در پایان مداخله فقط در بیمارانی که کلرلا ولگاریس دریافت کرده بودند کاهش یافت. مقاومت به انسولین نقش اساسی در پاتوژنز NAFLD دارد که در این مطالعه با مصرف مکمل کلرلا ولگاریس کاهش یافت. بهبود مقاومت به انسولین منجر به افزایش حساسیت به انسولین محیطی و لیپوژنز محیطی می شود که به ترشح چربی کبدی کمک می کند. نویسندگان نتیجه گرفتند که اثر تعدیل کنندگی کلرلا ولگاریس بر روی قند خون و پروفایل لیپیدی در کنار خاصیت آنتی اکسیدانی آن اصلی­ترین عوامل ایجاد کننده اثر محافظتی کلرلا ولگاریس در بیماران NAFLD بوده است. با توجه­به نتایج به­دست آمده Panahi و همکاران بیان کردند علاوه­بر اصلاح سبک زندگی، تجویز کلرلا ولگاریس می­تواند مؤثرترین روش برای بهبود بیماری کبد چرب غیرالکلی باشد (42). در تلاش تحقیقاتی دیگر توسط Itakura و همکاران، مکانیسم مولکولی برای اثر کاهندگی قند خون کلرلا انجام شد. در این راستا، یک آزمایش تصادفی و دوسوکور کنترل شده با دارونما، تجزیه و تحلیل بیان ژن در سلول­های خون محیطی افراد دیابتی ­و گروه دارونما انجام شد. Resistin به­عنوان یک هورمون مشتق از چربی، نقشی حیاتی در مقاومت به انسولین ایفا می­کند. در مطالعه مذکور مشاهده شد که مصرف کلرلا به­مدت 12 هفته بیان ژن Resistin را در سلول­های خون محیطی کاهش داد و سطح سرمی IL-6 و TNF-α  به­عنوان یک نتیجه از فعالیت Resistin نیزکاهش یافت (43).

اثر محافظتی کبدی کلرلا در بیماران مبتلا به عفونت مزمن ویروس هپاتیت C توسط Azocar و همکاران انجام شد. این مطالعه کوهورت روی 13 نفر در محدوده سنی 65- 13 و در افراد بدون هیچ بیماری کبدی دیگری انجام گرفت (44). شرکت کنندگان در هفته اول 1/0 گرم در روز کلرلا و در ادامه تا هفته دوازدهم 5/1 گرم در روز کلرلا دریافت کردند. قبل و بعد از مداخله، لود سرمی ویروس هپاتیت C، پارامترهای هماتولوژی و آزمایش­های بیوشیمیایی اندازه­گیری شد. هم­چنین 26 بیمار مبتلا به عفونت مزمن ویروس هپاتیت C که مکمل کلرلا دریافت نکردند، به­عنوان یک گروه کنترل در نظر گرفته شدند. Azocar و همکارانش نشان دادند که درمان کلرلا باعث بهبود سطح سرمی آنزیم­های کبدی می­شود. هم­چنین، با استفاده از مکمل کلرلا، میزان ویروس سرم به مقدار قابل توجهی کاهش یافت. اگرچه سایر اندازه­گیری­های آزمایشگاهی تغییرهای قابل توجهی نشان ندادند. علاوه­بر اثرهای مفید مکمل کلرلا، از طریق تجویز کلرلا در گروه کنترل، عوارض جانبی کمی مانند یبوست و اسهال ثبت شد. در این مطالعه، نویسندگان نتیجه گرفتند که کلرلا در کاهش عوارض عفونت مزمن ویروس هپاتیت C از طریق تحریک سیستم ایمنی و هم­چنین تقویت سیستم دفاعی آنتی اکسیدان کبدی نقش دارد.

خواص ضدتوموری ریزجلبک­ها

کاروتنوئیدها از جمله آنتی اکسیدان­های با منشاء طبیعی شناخته شده هستند که فعالیت ضد توموری را نشان می­دهند. به­تازگی، مشخص شده است که مصرف کاروتنوئیدها به­همراه 5-فلوروراسیل منجر به اثرهای ضدسرطانی بهتری نسبت­به زمانی که 5-فلوروراسیل به­تنهایی مورد استفاده قرار می گرفت، شدند. این اثر بخشی می­تواند به کاهش سطح بافتی رادیکال آزاد ایجاد شده توسط 5-فلوروراسیل مربوط باشد. بنابراین، ریزجلبک­ها ممکن است به­عنوان یک داروی طبیعی بالقوه برای مهار و درمان بیماری­های مرتبط با اکسیژن فعال (ROS) مطرح شوند. کاروتنوئیدهای مشتق شده از ریزجلبک شامل انواع مختلفی مانند آستاگزانتین هستند که دارای یک قابلیت ضد توموری بالقوه­اند. آستاگزانتین به روش وابسته­به دوز از تکثیر سلولی دو رده سلولی سرطان معده KATO-III و  SNU-1جلوگیری می­کند (45). علاوه­بر این، به­واسطه متعادل­سازی پروتئین­های مرتبط با فاکتور  ERKمی­تواند بیان p27 را افزایش دهد. آستاگزانتین یک آنتی اکسیدان کارآمد است که قادر است از سمیت ژنی و سمیت سلولی ایجاد شده توسط گونه­های فعال مشتق از اکسیژن جلوگیری کند و آنزیم­های کبدی مؤثر در سم زدایی ترکیب­های سرطان­زا و بیگانه را فعال کند. علاوه­بر این، آستاگزانتین قادر است ضایعات بیماری­زا مرتبط با تکثیر سلولی و رگ­زایی را در کارآزمایی­های بالینی مربوط به هیپرپلازی پروستات ترمیم سازد (46).

در موارد بالینی سرطان روده بزرگ، رژیم غذایی حاوی آستاگزانتین فعالیت ضد تکثیری را در مرحله پس از شروع چرخه­های سلولی نشان می­دهد. علاوه­بر این آستاگزانتین یک نقش ضد التهابی و ضد سرطانی کارآمد در مدل­های آزمایشگاهی سرطان روده بزرگ در موش­های صحرایی نر نژاد ویستار از طریق القای آپوپتوز نشان داد. در اینجا، تحریک آپوپتوز از طریق افزایش بیان NF-kB همراه با بیان تعدیل شده آنزیم­های ماتریکس متالوپروتئیناز خارج سلولی 9 (MMP-9)، سیکلوکسیژناز 2 (COX-2)، ماتریکس متالوپروتئیناز خارج سلولی 2 (MMP-2)، آنزیم کیناز تنظیم کننده خارج سلولی (ERK-2) و پروتئین کینازAKT  انجام می­گیرد. در مرحله بعدی پیشرفت تومور، این ترکیب متاستاز کبدی ناشی از استرس را در موش­ها کاهش می­دهد و پاسخ ایمنی را از طریق تنظیم پراکسیداسیون لیپیدی افزایش می­دهد. علی­رغم خواص ضدسرطانی آستاگزانتین، هزینه بالای سنتز و خالص سازی آن به روش سنتتیک تمایل به استخراج آن از منابع طبیعی را افزایش داده است. در اینجا ریزجلبک­هایی همانند کلرلا ولگاریس حاوی مقادیر سرشار از آستاگزانتین هستند که می­توانند این محدودیت را از سر راه تولید کنندگان آستاگزانتین بردارد (47).

گالاکتان سولفات (GA3P) به­عنوان یک عامل پلی­ساکارید خارج سلولی ضد تومور شناخته شده است. این ترکیب قادر به مهارآنزیم توپوایزومراز 1 و 2 است و از این طریق می­تواند فعالیت ضدتوموری از خود بروز دهد. فوکویدان (Fucoidan) از جمله پلی­ساکاریدهای سولفاته است که در ماتریکس بین سلولی جلبک­های قهوه­ای یافت می­شود و دارای اثرهای مختلفی از جمله مهار رگ­زایی، ضدویروسی و هم­چنین تنظیم کننده سیستم انعقادی است (48). از طرف دیگر پپتیدهای حاصل از هیدرولیز ریزجلبک­ها دارای فعالیت­های مختلفی هستند. به­عنوان مثال پپتیدهای فعال متعلق­به کلرلا ولگاریس قادر به مهار تکثیر سلول­های سرطان معده در فاز G1 از تقسیم سلولی است. هم­چنین این پپتیدها قادر به تقویت خواص آنتی اکسیدانی در برابر رادیکال­های پروکسیل هستند (49).

اثر ضددیابتی ریزجلبک ها

یک روش درمانی برای جلوگیری از چاقی و دیابت، کاهش جذب گلوکز و هم­چنین لیپیدهای رژیم غذایی است. ترکیب فعال فوکوگزانتین موجود در ریزجلبک­ها قادر به مهار آنزیم­های آلفا آمیلاز و آلفا گلوکوزیداز در دستگاه گوارش هستند. هم­چنین از طریق القای فعالیت گلوکز اکسیداز و کاهش تجمع چربی، متابولیسم گلوکز را در سلول­های بدن بهبود می­بخشند. علاوه­بر این، از طریق مهار آنزیم­های هضم کننده کربوهیدرات با تأخیر در جذب کربوهیدرات­های غذایی از اندام­های گوارشی، باعث کاهش میزان هیپرگلایسمی پس از خوردن غذا می­شود. با توجه­به نتایج به­دست آمده، فوکوگزانتین مشتق از ریزجلبک­ها از جمله منابع طبیعی است که می­توان برای جلوگیری از چاقی و دیابت نوع 2 استفاده کرد و به­عنوان یک ترکیب مؤثر برای تولید مکمل­های غذایی مورد استفاده قرار داد (50).

پپتیدهای فعال موجود در منابع ریزجلبک­ها از طریق کاهش بیان سیتوکین­های التهابی هم­چون اینترلوکین 1 بتا و فاکتور نکروز تومور آلفا در سلول­های بتا پانکراس باعث افزایش نرخ تولید انسولین توسط این سلول­ها شده و هیپوگلایسمی را به­دنبال دارند. هم­چنین یک پپتید مشتق از کلرلا قادر به کاهش التهاب سرمی القا شده توسط لیپوپلی ساکاریدها شد (51). علاوه­بر این، گزارش شده است که دسته­ای از پپتیدهای مشتق از کلرلا می­توانند بیان فاکتور رشد شبه انسولین 2 (IGF-II) را افزایش دهند. فاکتور رشد شبه انسولین نوعی آدیپوکین در سلول­های β پانکراس است که تصور می­شود به­عنوان مهارکننده پیشرفت مقاومت به انسولین عمل می­کند (52).

اسپیرولینا به­عنوان یک افزودنی غذایی در سال­های اخیر، دارای محتوای فنلی غنی، اسیدهای چرب اشباع نشده (PUFA) و ظرفیت آنتی اکسیدانی بالایی است. علاوه­بر این دارای مقادیر قابل توجهی اسیدهای چرب غیر اشباع هستند که دارای فعالیت آنتی اکسیدانی هستند. کیفیت و مقدار محتوای فنلی و اسیدهای چرب موجود در مواد غذایی، بسته به نوع روش تولید و سایر شرایط خارجی مانند آب و هوا متفاوت است. در مطالعه گذشته مشخص شد محتوای فنلی اسپیرولینا قابلیت زیست­پذیری بالایی در حدود 60٪ دارند. هم­چنین میزان دسترسی زیستی بالای آن با آزمایش­هاب حیوانی تأیید شده است. محتوای فنلی غنی این ریزجلبک باعث کاهش سطح مالون دی­آلدئید مدل­های حیوانی دیابت نوع 2 شده است. هم­چنین میزان گلوکز خون ناشتا، تری گلیسیرید و کلسترول تام در بافت­های قلب، عضله، کبد، کلیه و پلاسما به میزان معنی­داری کاهش یافت. بنابراین تصور می­شود که اسپیرولینا نقش فعالی در از بین بردن آسیب اکسیداتیو در دیابت از جمله عملکردهای کاهنده گلوکز و چربی خون داشته باشد (53).

کلرلا ولگاریس باعث تعدیل وضعیت آنتی اکسیدانی و کاهش پراکسیداسیون لیپیدها در موارد استرس اکسیداتیو ناشی از نفتالین در موش­های صحرایی آلبینو می­شود و اثرهای کاهش قند خون ناشی از تزریق انسولین را در موش­های تحت تزریق STZ افزایش و طولانی می­کند. هم­چنین کلرلا ولگاریس باعث کاهش سطح سرمی محصول­های نهایی حاصل از گلیکوزیلاسیون ترکیب­ها (AGE) می­شود که ممکن است در پیشگیری یا کاهش عارضه­های مربوط به سن از جمله دیابت کمک کند (54).

در مدل­های حیوانی دیابت القا شده توسط تزریق STZ، تجویز کلرلا ولگاریس باعث جلوگیری از کاهش سطح سرمی کاتالاز ناشی از تزریق STZ شد. البته در این مطالعه تغییر قابل توجهی در فعالیت­های سوپراکسید دیسموتاز در موش­های دیابتی تحت درمان با کلرلا ولگاریس مشاهده نشد. یافته قابل توجه در این مطالعه کاهش فعالیت آنتی اکسیدان­های آنزیمی در حیواناتی بود که تنها کلرلا ولگاریس دریافت کرده بودند. محققان به­عنوان یک توضیح احتمالی، بیان کردند که با دریافت کلرلا ولگاریس، مقدار رادیکال­های آزاد سوپراکسید کاهش یافته و به­طبع آن فعالیت آنتی اکسیدانی کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز مورد نیاز بافتی نیز کاهش یافته است.

ریزجلبک­ها به­عنوان منابع گیاهی کاهنده وزن بدن

تاکنون مطالعه­های متنوعی بیانگر اثرهای مفید مصرف ریزجلبک­ها در کاهش وزن افراد چاق بوده است. به­عنوان مثال کارآزمایی بالینی کنترل شده دوسوکور برای ارزیابی تأثیر کوتاه مدت مصرف مکمل اسپیرولینا بر سطح پروفایل لیپیدی پلاسما، محتوای لیپیدی بدن و BMI انجام گرفته است. برای این منظور مردان جوان (26 سال) کم تحرک با 25BMI≥ که برخی از آنها دارای پروفایل لیپیدی نامتعادل بودند، به دو گروه مداخله تقسیم شدند: گروه Sm مکمل اسپیرولینا (5/4 گرم در روز) و گروه کنترل دارونما دریافت کردند (55). در طی این مطالعه در افراد چاق مصرف اسپیرولینا باعث کاهش وزن معنی­دار و محتوای لیپیدی بدن شد.

اسپیرولینا هم­چنین در یک کارآزمایی بالینی تصادفی دوسوکور، کنترل شده با دارونما مورد استفاده قرار گرفت که توسط Yousefi و همکاران گزارش شد. افراد چاق دارای اضافه وزن (40-25BMI=) به دو گروه، دارونما و تحت درمان با اسپیرولینا تقسیم شدند که به­مدت 12 هفته رژیم غذایی محدود کالری را دنبال کردند. ریزجلبک به میزان چهار قرص 500 میلی­گرم در روز به شکل کپسول تجویز شد. در پایان مداخله، وزن بدن و دور کمر در گروه مکمل ریزجلبک نسبت­به گروه کنترل کاهش یافت. علاوه­بر این، در گروه درمانی کاهش چربی بدن نسبت­به گروه دارونما بیش­تر بود. با توجه­به اثرهای تعدیل کنندگی اسپیرولینا بر پارامترهای پلاسما شامل TG ، LDL، کلسترول و نسبت لیپوپروتئین با چگالی کم به لیپوپروتئین با چگالی زیاد (LDL/HDL) در پایان دوره در گروه درمانی، نویسندگان پیشنهاد کردند که مصرف این ریزجلبک می­تواند به­عنوان یک رویکرد درمان تکمیلی جهت کاهش وزن و سطح TG مفید باشد (56).

در یک آزمایش تصادفی دو سوکور، کنترل شده با پلاسبو که توسط Zeinalian و همکاران انجام شد، اثر مکمل اسپیرولینا بر BMI، لیپیدهای سرم، اشتها و فاکتور رشد اندوتلیال عروقی سرم (VEGF) مورد مطالعه قرار گرفت (57). افراد مبتلا به چاقی به دو گروه تقسیم شدند: گروه دارونما و گروهی که دو بار در روز اسپیرولینا (هر دوز 500 میلی­گرم) دریافت کردند. پس از 12 هفته مداخله، کاهش وزن بدن و بنابراین BMI همراه با کاهش اشتها در گروه تحت درمان با اسپیرولینا مشاهده شد. در مورد فاکتورهای پروفایل لیپیدهای سرم، تنها کاهش قابل توجهی در کلسترول تام مشاهده شد، در حالی­که LDL و TG پس از مداخله بدون تغییر باقی­ماند. با وجود افزایش قابل توجه در کلسترول HDL در هر دو گروه تحت درمان و دارونما در پایان دوره آزمایش، هیچ تغییری در میانگین اختلاف بین دو گروه مشاهده نشد. VEGF یک عامل مهم رگ­زایی است که در تشکیل عروق طبیعی و پاتولوژیک نقش دارد و می­تواند یک نشانگر مهم چاقی و پیشرفت سرطان مرتبط با چاقی باشد. VEGF پس از درمان با اسپیرولینا بدون تغییر باقی­ ماند. محققان نتیجه گرفتند که دوز 1 گرم در روز اسپیرولینا به­مدت 12 هفته اثرهای مفیدی در تعدیل وزن بدن و اشتها دارد و شاخص­های لیپیدی سرم را البته به میزان کم­تر اصلاح می­کند. نتایج نشان داد که کاهش قابل توجهی در کلسترول و TG همراه با افزایش قابل توجهی در HDL در گروه تحت درمان با اسپیرولینا زمانی­که با سطح پایه مقایسه می­شود وجود دارد. محققان تنوع هر پارامتر را بین دو گروه آزمایش مقایسه کردند و مشاهده کردند که سطح سرمی کلسترول و LDL در افراد چاق تحت درمان با اسپیرولینا به میزان قابل توجهی کاهش یافت. بنابراین این نتایج حاکی از آن است که مصرف مکمل اسپیرولینا منجر به بهبود نسبی شاخص­های چربی خون و BMI در مردان دارای اضافه وزن بدن و چربی خون می­شود.

مشابه مطالعه قبلی، Szulinska و همکاران یک آزمایش تصادفی دوسوکور، دارونما و تحت درمان با اسپیرولینا، بر روی افراد 25-60 ساله مبتلا به چاقی (30BMI ≥)، با فشار خون بالای کنترل شده و بدون سایر بیماری­های زمینه­ای انجام دادند. شرکت کنندگان به دو گروه آزمایشی تقسیم شدند: گروه دارونما (چهار کپسول دارونما در روز به­مدت 3 ماه) و گروه اسپیرولینا (چهار کپسول در روز اسپیرولینا به­مدت 3 ماه). هر کپسول اسپیرولینا حاوی 5/0 گرم اسپیرولینا بود. در پایان دوره آزمایش، گروه درمانی نسبت­به گروه دارونما مقادیر BMI، دور کمر، کلسترول، LDL، گلوکز و انسولین کم­تری را نشان دادند (58).

ریزجلبک­ها به­عنوان تنظیم کننده عملکرد سیستم ایمنی

مطالعه­های اخیر نشان داد که مصرف ریزجلبک­ها تقویت سیستم ایمنی را به دنبال دارد. با این حال، ترکیب­های مسئول این فعالیت اغلب هنوز ناشناخته مانده است. Cutignano و همکاران اثر تنظیم کنندگی سیستم ایمنی عصاره متانولی تام و فراکشن­های مختلف از جلبک­های بسیاری را بر روی سلول­های تک هسته­ای خون محیطی مورد مطالعه قرار دادند (59). فعالیت تحریک کنندگی سیستم ایمنی در این مطالعه از طریق القای IL-6 در سلول­های تک هسته­ای خون محیطی در نظر گرفته شد. آن­ها دریافتند که فراکشن­های عصاره دو ریزجلبک S. costatum و S. dohrni به­ترتیب حاوی TG و نوکلئوزید مسؤل خواص مفید این دو ریزجلبک هستند. به­همین ترتیب سایر گونه­ها، حاوی گلیکولیپیدی، فسفولیپیدی و اسیدآمینه دارای فعالیت تنظیم کنندگی بر روی سلول­های مذکور بودند.

در مطالعه­ای دیگر عصاره­های مشتق شده از ریزجلبک­ها جهت ارزیابی فعالیت تحریک سیستم ایمنی در محیط in-vivo مورد بررسی قرار گرفت. عصاره­های پلی ساکاریدی کلرلا در مدل­های موش آزمایشگاهی به­صورت in vivo آزمایش و به­طور خاص، به موش­هایBALB/c  5 میلی­گرم عصاره پلی­ساکاریدی به ازای هر کیلوگرم وزن بدن تزریق شد تا فعالیت فاگوسیتوزی ماکروفاژها مورد آزمایش قرار گیرد. دو روز قبل و دو روز پس از تزریق گلبول­های قرمز گوسفند به موش­ها عصاره پلی­ساکارید با 5 میلی­گرم و 10 میلی­گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن تزریق شد. هر دو آزمایش نشان داد که عصاره­های پلی­ساکاریدی کلرلا قادر به فعال سازی قابلیت فاگوسیتوزی ماکروفاژها هستند (60). هم­چنین ترکیبی به نام Euglena gracilis β-glucans قادر به فعال نمودن سلول­های NK است و سطح دو واسطه پیش التهابی فاکتور نکروز توموری آلفا و اینترلوکین 6 را افزایش می­دهد. اگزوپلی ساکاریدهای سولفاته پاسخ سلولی را در ماکروفاژهای صفاقی در مدل­های آزمایشگاهی موش ایجاد کرد. علاوه­بر این، مشخص شد که پلی­ساکاریدهای سولفاته استخراج شده از Tribonema sp باعث افزایش زنده ماندن سلول­های ماکروفاژ و بهبود بیان سیتوکین­ها می­شود. از طرف دیگر Park و همکاران فعالیت تحریک سیستم ایمنی Thraustochytriidae sp را بر روی سلول­های B لنفوسیت انسانی بررسی کردند. آن­ها دریافتند که پلی­ساکاریدهای این جلبک آزمایش شده قادر به تحریک تکثیر سلول­های فوق است اما تولید سیتوکین را تحریک نمی­کنند (61).

کارآزمایی­های بالینی تصادفی دوسوکور نیز برای آزمایش فعالیت تحریک سیستم ایمنی کلرلا ولگاریس در محیط in-vivo انجام شد. 60 نفر به­طور تصادفی در گروه دارونما و گروه درمانی شرکت داده شدند. در این مطالعه 5 گرم در روز کلرلا ولگاریس به رژیم غذایی شرکت کنندگان اضافه شد. همه شرکت کنندگان برای حفظ سبک زندگی معمول و عادات غذایی تشویق شدند. یافته­های به­دست آمده در این مطالعه نشان داد رژیم غذایی حاوی کلرلا ولگاریس فعالیت NK را در سلول­های تک هسته­ای خون محیطی جدا شده از بیماران بهبود بخشید و سطح سرمیفاکتورهای اینترلوکین 1 بتا، اینترفرون گاما و اینترلوکین 12را افزایش داد (62).

مصرف مکمل غذایی برپایه ریزجلبک دالینا سالینا نیز در مدل­های حیوانی آزمایشگاهی باعث بهبود فعالیت سلول­های کشنده طبیعی، ماکروفاژها و هم­چنین افزایش میزان بقا در موش­های لوسمیک شد. تجویز خوراکیTetraselmis chuii  در گونه دریایی Sparus aurata L باعث افزایش سطح بیان چندین ژن مرتبط با سیستم ایمنی بدن، مانند گیرنده بتای سلول­های T، ژن­های کد کننده فاکتورهای سازگارنسجی و IgM شد. به­طورکلی اکثر این ترکیب­ها به­عنوان ادجوانات واکسن با فعال کردن سلول­های ارائه دهنده آنتی ژن، پاسخ ایمنی را بهبود می­بخشند (63).

سایر موارد

خواص مفید گزارش شده پیرامون ریزجلبک­ها به موارد ذکر شده در فوق محدود نمی­شود و بررسی­های بالینی متعددی توانسته فواید بی­شماری در مورد مصرف ریزجلبک­ها مشخص کند. به­عنوان مثال در تلاشی به­وسیله Guzman و همکاران خواص ضد درد و ضد التهاب عصاره­های آبی و الکلی دو ریزجلبک به نام  Phaeodactylum TricornutumوChlorella Stigmatophora اثبات شد. از طرف دیگر چندین مطالعه در مورد خواص ضد ویروسی تعدادی از پلی­ساکاریدهای ترشحی به­دست آمده از چندین گونه ریزجلبک گزارش شده است. این فعالیت در بسیاری از ویروس­ها در شرایط in vitro ثابت شده است (64،65). بیش­ترین مطالعه­ها پیرامون بررسی خواص ضدمیکروبی ریزجلبک­ها در مورد دو گونه کلرلا و آرترواسپیرا صورت گرفته است. در یک مطالعه، خواص ضد ویروسی بسیاری از ریزجلبک­ها مانند سیانوباکتری­ها، دینوفلاژلاها و رودوفیت­ها مورد بحث قرار گرفته است. فعالیت ضد ویروسی پلی­ساکاریدهای سولفاته از برجسته­ترین آن­هاست و در برخی مراحل، گروه­های سولفات و یون کلسیم می­توانند یک کمپلکس مولکولی ایجاد کنند تا اثر ضد ویروسی داشته باشند. هم­چنین تحقیقات اخیر نشان داده است که پلی­ساکاریدهای ریزجلبکی می­توانند از نفوذ و جذب ویروس در سلول­های بدن جلوگیری کنند. بسیاری از گونه­های ریزجلبک حاوی مقادیر زیادی از پلی­ساکاریدهای سولفاته هستند که خاصیت بازدارندگی تکثیر ویروس مانند Togavirus، Flavivirus، Herpesvirus و Orthopoxvirus دارند. خواص ضد میکروبی در عصاره­های زیادی از ریزجلبک­ها یافت شده است. مشخص شد که ترکیب­های آلژینات، لامینارین و فوکوئیدان موجود در عصاره­های ریزجلبک­ها و پلی­ساکاریدهای به­دست آمده از آن­ها توانایی مقاومت در برابر بیماری­های ویروسی را دارند. هم­چنین خواص پروبیوتیک و وجود محتوای فیبر و کربوهیدرات بسیار بالای آن­ها باعث تنظیم حرکات دستگاه گوارش و تنظیم فلور میکروبی روده می­شود (66).

ریزجلبک­ها به­عنوان منبع غنی از رنگدانه­های طبیعی با خواص آنتی اکسیدانی

رنگدانه­ها برای محصول­های متنوعی از جمله مواد افزودنی خوراکی/ مواد رنگی، پرورش ماهیان زینتی، محصول­های دارویی و مواد مغذی استفاده می­شوند. این رنگدانه­ها در حال حاضر در مقیاس صنعتی از طریق منابع شیمیایی تجدید ناپذیر مانند مواد شیمیایی معدنی و اسیدهای آلی تولید می شوند. علی­رغم این­که تولید رنگدانه­ها به­روش شیمیایی نسبت­به تولید برپایه ترکیب­های طبیعی ارزان­تر است، با این حال به­دلیل ایمنی و نگرانی­های زیست محیطی مرتبط با رنگدانه­های تولید شده به روش شیمیایی، تقاضا برای تولید رنگدانه­های طبیعی در حال افزایش است. از طرف دیگر صنایع غذایی به­دلیل عناصر مضر موجود در منابع شیمیایی علاقه زیادی به استفاده از رنگدانه­های طبیعی به­عنوان ماده رنگی غذایی دارند. منابع طبیعی تولید رنگدانه­ها شامل میوه­ها، گل­ها، سبزیجات و میکروارگانیسم­های فتوسنتز کننده مانند ریزجلبک­ها و سیانوباکتری­ها است. ریزجلبک­ها گونه­های فتوسنتزی هستند که بسته­به نوع و رنگ مربوط به آن­ها رنگدانه­های مختلفی تولید می­کنند. به­عنوان مثال، ریزجلبک­های سبز حاوی کلروفیل، ریزجلبک­های قرمز و آبی دارای پروتئین­های فیکوبیلین و ریزجلبک­های زرد، نارنجی و قرمز کاروتنوئیدها را سنتز می­کنند. از بین منابع مختلف، ریزجلبک­ها به­دلیل توانایی آن­ها در سنتز رنگدانه­های طبیعی با غلظت بالاتر نسبت­به دیگر منابع، منبع برتری از رنگدانه­ها هستند (67).

بررسی آستاگزانتین مشتق از جلبک Haematococcus نشان می­دهد آستاگزانتین طبیعی به­عنوان یک ترکیب آنتی اکسیدان قوی عمل می­کند و باعث کاهش التهاب و بهبود دستگاه گوارش و سیستم ایمنی می­شود. هم­چنین علیه بیماری­های مختلف ازجمله: بیماری­های قلبی عروقی، بیماری آلزایمر، بیماری­های عصبی فعالیت داشته و باعث کاهش ریسک حمله قلبی، مهار رشد سلول­های سرطانی، سرکوب تومور، کاهش احتمال ناباروری ایدیوپاتیک و حفاظت علیه اشعه فرابنفش می­شود. Haematococcus حاوی کاروتنوئید با خاصیت آنتی اکسیدانی بسیار قوی به نام آستاگزانتین است. مطالعه­های حیوانی نشان می­دهد آستاگزانتین عملکردهای متنوع از جمله محافظت از پوست در برابر اشعه ماورابنفش، حفاظت علیه مواد شیمیایی القا کننده سرطان و تقویت سیستم ایمنی دارد. هم­چنین آستاگزانتین با خاصیت ضدالتهابی در کاهش علائم آرتریت، درد عضلانی و سندروم تونل کارپل نقش دارد. این کاروتنوئید بسیار مفید در سال های اخیر تجاری سازی شده و تحت نام­های مختلفی برای مثال بیوآستین تولید شده توسط شرکت سیانوتک کروپ آمریکا به­فروش می­رسد. از طرف دیگر بررسی لوتئین مشتق از ریزجلبکS.almeriensis  نشان دهنده مزایای زیادی برای سلامتی انسان از جمله پیشگیری از تخریب ماکولار وابسته­به سن و آب مروارید، بهبود آترواسکلروز در مراحل اولیه، حفاظت از شبکیه چشم در برابر استرس اکسیداتیو و برخی از انواع سرطان است. بتاکاروتن مشتق از D. salina به­عنوان یک آنتی­اکسیدان قوی و طبیعی باعث کاهش ریسک بیماری­های مرتبط با گونه­های فعال اکسیژن از جمله سرطان می­شود هم­چنین خاصیت ضد میکروبی و آنتی­اکسیدانی آن باعث شده در مکمل­های غذایی مورد استفاده قرار بگیرند. دانیلا که به­عنوان مجموعه کاروتنوئید­ها به بازار عرضه می­شود در درجه اول حاوی بتاکاروتن است و پس از آن می­توان به لوتئین، نئوگزانتین، زاگزانتین، ویولاگزانتین، کریپتوگزانتین و آلفا کاروتن اشاره داشت (21،25،26،68).

مطالعه­های انجام شده پیرامون ریزجلبک­ها در ایران

در ایران نیز مطالعه­های متنوعی به جهت تولید و بهره­برداری ریزجلبک­ها انجام گرفته است. این مطالعه­ها در زمینه­های مختلف از تأثیر مواد مغذی و شدت نور بر رشد ریزجلبک­ها تا بهره برداری در زمینه­های گوناگون از جمله استخراج پیش­ساز ویتامینA ، سوخت­های بیودیزلی، تغذیه آبزیان، ساخت نانوذرات، تأثیر آن روی بیماران کبدی، تصفیه فاضلاب، فرآوری مواد غذایی، تولید واکسن و سرکوب فعالیت توموری مورد ارزیابی قرار گرفته است. به­عنوان مثال Khalili و همکاران تأثیر انواع مختلف منابع نیتروژنی، غلظت مواد مغذی، شدت و طول موج نور LED را بر رشد و تکثیر ریزجلبک کلرلا ولگاریس مورد بررسی قرار دادند و عنوان کردند طول موج 80 میکرومول بر متر مربع در ثانیه و منبع نیتروژنی اوره جهت پرورش کلرلا ولگاریس مطلوب است (69). Ghaeni و همکاران استخراج ریزمغذی کاروتنوئید و کلروفیل از اسپیرولینا را مورد بررسی قرار داده و عنوان کردند اسپیرولینا منبع خوبی برای کاروتنوئیدها به­عنوان پیش­ساز ویتامین A در موجودات است (70). Naeini و همکاران تولید نسل سوم بیودیزل از ریزجلبک­ها به­واسطه روش­های ترکیبی را مورد مطالعه قرار دادند. از آنجایی که امکان تولید موتورهای بیودیزل از ریزجلبک­ها وجود دارد و موتورهای بیودیزل شباهت زیادی به موتورهای دیزلی دارند، گفته می­شود به­احتمال بتوانند به­عنوان منبعی تجدیدپذیر جایگزین موتورهای دیزلی شوند (71). Mohebbi و همکاران ضمن بررسی ریزجلبک­ها به­عنوان منبع غذایی جهت پرورش آرتمیا در ارومیه که به­عنوان غذای انواع مختلفی از آبزیان مورد استفاده قرار می­گیرد، اذعان داشتند ریزجلبک­ها می­توانند در این زمینه نیز مورد استفاده قرار گیرند (72). Ghanbari و همکاران تولید نانوذرات اکسی­هیدروکسید آهن از ریزجلبک کلرلا ولگاریس را مورد مطالعه قرار دادند. سابقا این نانوذرات در فشار و دمای بالا ضمن مصرف انرژی زیاد که به لحاظ اقتصادی به صرفه نبود تولید می­شد. این مطالعه استفاده از ریزجلبک کلرلا ولگاریس جهت تولید این نانوذرات را در دمای اتاق پیشنهاد می­کند که می­تواند کارایی فراوانی به همراه داشته باشد (73). Ebrahimi-Mameghani و همکاران اثر ریزجلبک کلرلاولگاریس برهموستاز گلوکز، مقاومت به انسولین و التهاب در بیماران کبد چرب غیر الکلی را مورد مطالعه قرار دادند. نتایج آن­ها نشان می­دهد مکمل کلرلاولگاریس به­عنوان درمان کمکی می­تواند موجب کاهش وزن، التهاب، بهبود وضعیت گلیسمی و عملکرد کبد شود (74). Kabir و همکاران کاربرد ریز­جلبک کلرلا ولگاریس و Scenedesmus obliquus در تصفیه فاضلاب پرورش میگو در گلستان را مورد مطالعه قرار دادند. نتایج آن­ها نشان داد استفاده ترکیبی از جلبک­ها جهت تصفیه پساب حاصل از پرورش نه تنها قبل از تخلیه به دریا بلکه جهت استفاده مجدد در سیستم می­تواند کاربرد داشته باشد (75). Khaledabad و همکاران ماست ساده و پروبیوتیک فرآوری شده با ریزجلبک اسپیرولینا و صمغ Zedo را مورد مطالعه قرار دادند. اسپیرولینا باعث زنده ماندن لاکتوباسیلوس پاراکازئی و افزایش خاصیت آنتی اکسیدانی در ماست و صمغ Zedo باعث توزیع یکنواخت اسپیرولینا در ماست فرآوری شده می­شود (76). Dehghani و همکاران ضمن مد نظر داشتن امکان تولید پروتئین­های دارویی-خوراکی از ریزجلبک اسپیرولینا مطالعاتی انجام دادند. این محققان تولید واکسن از ریزجلبک­ها را پیشنهاد می­دهند که ضمن امکان نگهداری برای مدت طولانی این واکسن خوراکی بوده و مزایای متنوع از جمله غیرتهاجمی بودن، عدم نیاز به فرآیند استریلاسیون در طول دوره رشد، نیمه عمر بیش­تر، تقویت ایمنی مخاطی مربوط به خوراکی بودن واکسن و هم­چنین پروتئین بالا، قوام دوز، ثبات پروتئین و امکان تولید پروتئین در حجم وسیع­تر را پیشنهاد می­دهند. مطالعه­های آن­ها با انتقال موفقیت­آمیز پلاسمید ترانسپوزون مبتنی­بر آگروباکتریوم در ریزجلبک اسپیرولینا همراه بود (77). Erfani و همکاران فعالیت سیتوتوکسیک ده جلبک از خلیج فارس و دریای عمان روی سه رده سلول سرطان سینه را مورد بررسی قرار دادند. نتایج آن­ها نشان داد جلبک­های فولیفرا و کلادوفوروپسیس به­احتمال از طریق مکانیسم مستقل از گیرنده استروژن/پروژسترون اثر ضد سرطانی خود را ایفا می­کند (78). امید است با توجه­به مجموعه نتایج ذکر شده در این قسمت به همراه سایر تلاش­های ارزشمند محققان ایرانی همانند گروه پژوهشی Panahi و همکاران، بررسی­های بیش­تر و جزئی­تر نه تنها در زمینه­های عنوان شده بلکه در زمینه­های متنوع دیگری صورت گیرد و شاهد انقلابی در حوزه کاربردهای پزشکی و صنعتی این ترکیب­ها در کشور باشیم.

رویکردهای صنعتی و تجاری ریزجلبک­ها

در طی سال­های اخیر افزایش تقاضا جهت تولید ریزجلبک­ها و عصاره آن باعث شده تا محصولات فرآوری شده و اشکال خام ریزجلبک­ها جایگاه ویژه­ای در بازار جهانی پیدا کنند و از این رو شرکت­های مشهور در کشور­های مختلف از جمله آلمان متمرکز بر تولید و تجاری سازی محصولات غذایی برپایه ریزجلبک­ها و سیانوباکترها از جمله نان، پاستا، رشته فرنگی، ماست و نوشیدنی باشند. این در حالی است که فعالیت­های مشابه و موازی در این زمینه درکشورهای دیگر مثل فرانسه، آمریکا، چین، تایلند و ژاپن گزارش شده است. از طرفی نوآوری و خلاقیت به جهت استفاده از ریزجلبک­ها در مواد غذایی می­تواند زمینه­ساز تولید محصولات جدید و متنوع برای مهندسین صنایع غذایی ودانشمندان باشد. برای مثال مطالعه­های قبلی نشان داد دانشمندان موفق شدند چربی استخراج شده از ریزجلبک­ها را جایگزین چربی گوشت خوک کنند. هم­چنین مطالعه­ها در زمینه جایگزینی چربی اشباع نشده امگا 3 در سوسیس نیز انجام گرفته بود. مسئله حائز اهمیت این است که برخلاف موفقیت دانشمندان در این زمینه متأسفانه با برخورد مقبولی از جانب مصرف کنندگان مواجه نشد. این بررسی­ها هم­چنان به طرق مختلفی در حال انجام است. به­عنوان مثال گفته می­شود در نیوزیلند و حتی در شرکت­های معروفی چون کوکاکولا و پپسی کولا از عصاره این جلبک­ها به­خصوص اسپیرولینا در نوشیدنی­ها به­صورت ترکیبی با مواد دیگر با هدف بهبود عطر و طعم آن استفاده می­شود .این در حالی است که گفته می­شود کمابیش این محصول تنها توسط طرفداران سلامت و کودکان ونوجوانانی که به دنبال مواد غذایی غیر معمول هستند، خریداری و مصرف می­شود. از طرفی مطالعه­های انجام شده در پرتغال و برخی کشورهای دیگر استفاده موفقیت آمیز از ترکیب کلرلا و Haematococcus به­منظور ایجاد رنگ طبیعی و مقاومت در برابر اکسیداسیون در تهیه برخی روغن­ها و هم­چنین استفاده از کلرلا به­منظور ایجاد رنگ طبیعی در تهیه کلوچه و بیسکویت را گزارش کردند. هم­چنین کیفیت مطلوب، پایداری رنگ، بافت و نمای خوب بیسکویت در نتیجه اسیدچرب اشباع نشده آن نیز گزارش شد. به­هر حال محققان هم­چنان معتقدند ریزجلبک­ها منابع غنی از ویتامین­ها هستند. برای مثال Cyanobacterium S. platensis در مقایسه با هر منبع گیاهی یا حیوانی حاوی سطح بالاتری از ویتامین B₁₂ است. گفتنی است کلرلا به­دلیل ارزش غذایی بسیار بالایی که دارد می­تواند به­عنوان منبع غذایی انسان جایگاه ویژه­ای پیدا کند. از طرفی به-دلیل قابل قیاس نبودن هزینه کشت ریزجلبک با سایر منابع پروتئینی از جمله سویا هنوز این هدف محقق نشده است. این درحالی است که تحقیقات نشان می­دهد منبع پروتئینی ریزجلبک­ها از جمله کلرلا و اسپیرولینا تا 78% بیش­تر از گیاهان زراعی است. ریزجلبک­ها به­خصوص اسپیرولینا غنی­ترین منبع پرو ویتامین­های A،E ، بیوتین، اینوزیتول، کوبالامین و تیامین در مقایسه با دیگر منابع گیاهی و حیوانی از قبیل اسفناج و کبد است. هم­چنین سیانوباکترها همو و هترو پلی­ساکارید­های سولفاته ای تولید می­کنند که می­تواند در مقابل فعالیت رترو ویروس­هایی مثل HIV و هرپس فعالیت داشته باشند (61-59).

از مزایای ریزجلبک­ها می­توان به تولید منابع خام جهت سوخت بیودیزل، بیومتان، بیواتانول و بیوهیدروژن، تغییر و تبدیل فوتون­های کارآمد، استفاده از جریان پساب آب شور برای کاهش استفاده از آب شیرین و تجزیه دی­اکسید کربن و تولید سوخت خنثی و در نتیجه سوخت پاک اشاره داشت. کمابیش ریزجلبک­ها 30 برابر گیاهان روغن تولید می­کنند. گفته می­شود این روغن به­طور غالب TG است و به­همین جهت برای تولید سوخت­های زیستی بسیار مناسب است. از دیگر مزایا رشد ریزجلبک­ها در فاضلاب است که دو هدف هم­زمان محقق می­شوند. در حین تصفیه فاضلاب، از مواد مغذی موجود در فاضلاب استفاده کرده و نیاز به استفاده از کود جهت پرورش ریزجلبک­ها را برطرف می­کند (79). با توجه­به افزایش روز افزون استفاده از انرژی، یافتن منبع جایگزین، تجدیدپذیر و ایمن نیاز بالقوه محسوب می­شود. مطالعه­های بیش­تر در جهت افزایش تکثیر و تولید ریزجلبک­ها و به موازات آن افزایش لیپید در ریزجلبک­ها ضروری به­نظرمی­رسد. به­عنوان مثال مطالعه­های Bhuyar و همکاران نشان داد استفاده از هورمون فیتوپروتئین ضمن تسریع رشد ریزجلبک، میزان تولید لیپید بیش­تری در ریزجلبک کلرلا را باعث می­شود (80). ریزجلبک­ها حاوی مواد گوناگون شامل بتاکاروتن، آستاگزانتین، کانتاگزانتین و فیکوبیلی پروتئین بوده و از این رو پتانسیل استفاده به­عنوان رنگ­دهنده و مکمل غذایی را نیز داراست. آستاگزانتین موجود در ریزجلبک­ها به­عنوان آنتی اکسیدان قوی، محافظ در برابر اشعه فرابنفش، مهارکننده پراکسیداسیون، التهاب و ضد آپوپتوز به­صورت تجاری تهیه و در صنایع مختلف استفاده می­شوند. بتاکاروتن پیش­ساز ویتامین A، کمبود آن باعث شب کوری، خشکی چشم و نقص سیستم ایمنی می­شود. ریزجلبک­ها حاوی بتاکاروتن بالایی است. بتاکاروتن استخراج شده از ریزجلبک­ها به­عناوینی هم­چون افزودنی و رنگ دهنده، خوراک دام و مکمل­های مصرفی تجاری سازی می­شوند. لوتئین موجود در ریزجلبک ضمن پیشگیری یا تأخیر در شروع بیماری­های مزمن، باعث بهبود بیماری­های چشمی مثل تاری، دوبینی و کاتاراکت شده و به­صورت مکمل­های غذایی تجاری سازی شده و به بازار عرضه می­شود. هم­چنین سازمان غذا و دارو از دوکوزاهگزانوئیک اسید استخراج شده از ریزجلبک به­عنوان افزودنی شیرخشک استفاده می­کند (81).

چالش­های پیش­رو

ضمن مدنظر داشتن تمام مزایای احتمالی و ثابت شده در رابطه با ریزجلبک­ها، هم­چنان عوارض جانبی نامطلوب ناشی از مصرف این ترکیب­ها هنوز به­طورکامل شناخته نشده است و چالش­ها و مشکلاتی در این زمینه وجود دارد. محققان طی آنالیز­های انجام شده دریافتند که 97 درصد سیانوباکترها طی متابولیسم ثانویه، b-N-methylamino-l-alanine (BMAA) را که پیش­ساز نوروتوکسین­ است، تولید می­کنند. لازم­به ذکر است مدارک علمی محکم و مستقیم از اثر سو این ترکیب بر سلامت انسان هنوز ارائه نشده اما به هرحال مصرف ریزجلبک­ها در بلند مدت و احتمال تأثیرگذاری این ماده بر سلامت انسان از دغدغه­ها و نگرانی­های محققان است. این جلبک­ها به­نوبه خود غیرسمی هستند اما مصرف ایمن و کیفیت آن به شرایط کشت و تولید وابسته است. در لهستان مطالعه­ای انجام شد که این مطالعه دو مورد مسمومیت انسانی به دنبال مصرف هم­زمان اسپیرولینا و کلرلا را مورد بررسی قرار داده بود. درماتیت آتوپیک، سرگیجه، تهوع، خستگی و سردرد از جمله علائم بالینی گزارش شده در طی این نوع مسمومیت بودند. بررسی­ها نشان داد در حالی­که قرص­ها تنها حاوی سطح بالاتری از عناصر سرب، جیوه و کادمیم و نیز سطح چشمگیری از آلومینیم بودند اما در افراد باعث فعالیت پیش نکروزی در نوتروفیل­ها شده بود.در نهایت به این نتیجه رسیده بودند که مشکل آلودگی ریزجلبک­ها به احتمال زیاد پلی­تروپیک باشد (25). در مطالعه دیگر که به­صورت پرسش­نامه آنلاین از مصرف کنندگان مکمل­های برپایه کلرلا، اسپیرولینا و آفانیزومنون انجام شد، نشان داد این مکمل­ها که به­جهت مغذی بودن، تقویت سیستم ایمنی، سم­زدایی، افزایش نشاط، بهبود کیفیت پوست و مو بین گیاه­خواران به­خوبی شناخته شده اند، به­طور غالب به­صورت طولانی مدت، خودسرانه و بدون مشورت با متخصصان مصرف می­شود. کمابیش در تمام بروشورهای مصرف داروها و مکمل­ها اعم از گیاهی و صنعتی جمله مشترک هر دارو به موازات اثرهای درمانی مطلوب ممکن است باعث عوارض جانبی نامطلوب شود، دیده می­شود. طبیعی است مکمل­هایی که برپایه ریزجلبک­ها تهیه می­شوند از این قاعده مستثنی نباشند. لذا بخشی از سؤالات پرسش­نامه آنلاین به این موضوع اختصاص داشته است و در نهایت اسهال، حالت تهوع، دردهای شکمی، واکنش­های آلرژیک از جمله آسم و آنافیلاکسی، حساسیت به نور و بثورات جلدی در برخی مصرف کنندگان گزارش شده بود. هم­چنین شرایط پزشکی قبلی به­عنوان مثال نارسایی کلیه و کم کاری تیروئید افزایش عوارض جانبی را در پی داشت. از طرفی کاهش چشمگیر عوارض جانبی در افرادی که جهت مصرف با متخصصان مربوط مشورت داشتند، جالب توجه بود. در نهایت در بین مصرف کنندگان، آن دسته از افرادی که مکمل­های برپایه آفانیزومنون را مصرف کرده بودند عوارض جانبی بیش­تر و رضایت خیلی کم­تری گزارش شده بود (82،83).

رنگ خیلی سبز، طعم و بوی ماهی و قوام پودری ریزجلبک­ها به­خصوص در جوامع غربی که مصرف جلبک­ها به­طور معمول در رژیم غذایی تاریخچه­ای آن­ها تعریف نشده از مشکلات مصرف این ترکیب­ها است و بیش­تر ریزجلبک­ها در این جوامع به­صورت قرص، پودر و کپسول توسط افراد مصرف می­شوند. بدیهی است استخراج بیومولکول مورد نظر از ریزجلبک­ها به­جهت استفاده در صنایع مختلف از جمله آرایشی-بهداشتی، تغذیه­ای و داروسازی بسیار کارآمد است. اما یکی از چالش­های موجود، هزینه استخراج انجام شده بر محصول نهایی از قبیل لوازم آرایشی، مواد غذایی یا داروها افزوده شده و قیمت بالاتری را به مصرف کننده تحمیل می­کند. از دیگر عوامل محدود کننده مصرف ریزجلبک­ها، محتوی بالای اسید نوکلئیک موجود در آن­ها است. از آنجایی­که بازهای پورین موجود در اسید­های نوکلئیک به اسید اوریک متابولیزه می­شود و مقادیر بیش از حد اسید اوریک اثرهای سوء بر سلامتی انسان از جمله ایجاد سنگ کلیه و نقرس دارد، لذا محققان احتمال می­دهند مصرف بلند مدت ریزجلبک­ها می­تواند مشکل­ساز باشد (21،26،84) بنابراین پیشنهاد می­شود مصرف ریزجلبک تحت نظر پزشک و در محدوده دوز کنترلی می­تواند بسیاری از مشکلات احتمالی را کاهش دهد. از طرف دیگر ضمن تأکید بر ارزشمندی این مکمل­ها، محققان را به بررسی و مطالعه بیش­تر به­خصوص در زمینه بالینی تشویق می­کند. هم­چنین پرهیز از مصرف هم­زمان مکمل کلرلا و اسپیرولینا، پرهیز از مصرف مکمل­های تجاری توسط افراد مبتلا به نارسایی کلیه و بیماری ­های خود ایمن، پرهیز از مصرف مکمل­های با منشاء ناشناخته، محدود کردن مصرف این مکمل­ها در نوازادان و کودکان، ارزیابی ایمنی و کیفیت مکمل­ها به­صورت مداوم و توسط شرکت­های مختلف و حذف مکمل­های حاوی سطح بالایی از آلومینیم، فلزات سمی و سیانوتوکسین از بازار، به­عنوان راهکارهایی جهت مصرف ایمن­تر پیشنهاد می­شود. لذا به­نظر می­رسد فرهنگ­سازی و افزایش آگاهی عموم در رابطه با مصرف ایمن ریزجلبک­ها، چاره اندیشی درجهت بهبود عطر و طعم ریزجلبک­ها، افزایش کنترل کیفی و نظارت مداوم ضمن تولید در شرایط به­طور کامل کنترل شده نه تنها می­تواند 90 درصد چالش­ها و مشکلات احتمالی را برطرف کند بلکه پنجره­های بسیاری در زمینه­های مختلف از پیشگیری بیماری تا درمان و حتی تولید دارو یا واکسن علیه ویروس­های مختلف که امروزه دامن­گیر بسیاری از افراد در سراسر جهان است بازگشاید.

نتیجه­گیری

به­طور خلاصه این مقاله اطلاعاتی در مورد ریزجلبک­ها و ترکیب­های فعال زیستی آن­ها با قابلیت بهبود بسیاری از اختلال­های متابولیک و غیرمتابولیک فراهم می­کند. انواع مختلفی از مولکول­های زیستی فعال مشتق از این موجودات تاکنون شناسایی و استخراج شده است. هم­چنین بسیاری از خواص مفید آن­ها در بهبود وضعیت سلامت جوامع انسانی و غیر انسانی به­وضوح مشخص شده است. انواع مختلفی از این ترکیب­ها حاوی محصول جانبی فعال بیولوژیکی مانند کاروتنوئیدها، پلی­ساکاریدهای طبیعی یا سولفاته شده، مشتقات پلی فنلی و ... هستند. به­طورکلی این ترکیب­ها از طرق مختلفی هم­چون خواص آنتی اکسیدانی، تأمین مواد ضروری برای متابولیسم بدن، محتوای بالای فیبرهای غذایی و کلروفیل، تنظیم کننده حدواسط­های سیستم ایمنی و خواص ضدتوموری و فعال کننده آپوپتوزی خود می­توانند در بهبود وضعیت سلامت جامعه بسیار مفید باشند. اگرچه مطالعه­های آینده به­خصوص به شکل کارآزمایی بالینی بایستی در مورد ترکیب­های فعال زیستی ریزجلبک­ها انجام شود تا اثرهای مفید و مضر آن­ها با جزئیات بیش­تری شناسایی شود. هم­چنین با مصرف دوزهای درمانی مختلف به تنهایی یا در کنار سایر مکمل­های دیگر، میزان مصرف استاندارد آن با کم­ترین عوارض ناخواسته در اختلال­های بالینی مختلف مشخص شود.

نقش نویسندگان

همه نویسندکان در نگارش و ویرایش تمامی قسمت­های اثر سهیم بوده و مسئولیت دقت و صحت مطالب مندرج در آن را می­پذیرند.

تضاد منافع

نویسندگان به­صراحت بیان می­کنند که هیچ­گونه تضاد منافعی در مطالعه حاضر وجود ندارد.