Arthrospira

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Запрос «Спирулина»[d] перенаправляется сюда. На эту тему нужно создать отдельную статью.
Arthrospira
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Отдел:
Цианобактерии
Порядок:
Осциллаториевые
Семейство:
Phormidiaceae
Род:
Arthrospira
Международное научное название
Arthrospira Sitzenberger ех Gomont 1892

Arthrospira (лат.) — род цианобактерий (синезелёных водорослей) класса Cyanophyceae. Человеком и различными видами животных употребляются в пищу в основном два вида: Arthrospira platensis и Arthrospira maxima, имеющие коммерческое название «Спирулина». Название Спирулина (лат. Spirulina), по мнению разных систематиков, либо закреплено за отдельным родом цианобактерий, либо является синонимом рода Arthrospira.

Представители рода Arthrospira культивируются по всему миру, используются в качестве пищевой добавки и самостоятельного продукта, доступна в форме таблеток, хлопьев и порошка, а также в качестве кормовой добавки при разведении рыб и в птицеводстве[1].

Фотосинтетические пигменты Arthrospira: хлорофиллы и фикоцианины, фикоэритрины[2].

Экология

Представители рода Arthrospira — свободно плавающие нитевидные цианобактерии, характеризующиеся цилиндрическими многоклеточными трихомами в левозакрученной спирали. Перегородки под световым микроскопом неразличимы. Слизистые чехлы не развиты или развиты слабо.

Arthrospira platensis имеет оптимум pH между 8 и 11[2], встречается в тропических и субтропических озёрах, вода которых обладает высоким рН и концентрацией карбонатов и бикарбонатов[3]. Arthrospira platensis встречается в Африке, Азии и Южной Америке, в то время как ареал Arthrospira maxima ограничен Центральной Америкой. Крупнейшие коммерческие производители спирулины расположены в США, Таиланде, Индии, Тайване, Китае, Бангладеш, Пакистане, Мьянме, Греции и Чили.

Для роста и развития спирулины требуется высокая температура и освещённость.

Использование человеком

Спирулина являлась источником пищи для ацтеков и других племён Мезоамерики вплоть до XVI века, сбор «урожая» с озера Тескоко и последующая продажа собранной водоросли в виде характерных зелёных лепёшек были описаны одним из солдат Кортеса[4][5]. Ацтеки называли их tecuitlatl[3]. Несмотря на то, что, по результатам произведённых в 1960-х годах французских исследований, озеро Тескоко по-прежнему было богато спирулиной, описания использования спирулины в качестве ежедневного источника пищи окрестных племён после XVI века отсутствуют. В качестве возможных факторов называют возникшую после осушения окрестных озёр ради более крупного сельского хозяйства пищевую альтернативу, а также постепенную урбанизацию региона[3].

Также спирулину традиционно собирают в Чаде из многочисленных озёр и прудов, окружающих озеро Чад. Водорослевую массу прессуют в лепёшки под названием dihé, которые используются в дальнейшем и для непосредственного употребления, и в качестве ингредиента для варки супов[6].

Спирулина активно культивируется, в том числе в России.

Наряду с озером Чад китайское озеро Цинхай является одним из немногих природных ареалов спирулины. После исчезновения озера Тескоко только в озёрах Чад и Цинхай собирается естественно выросшая спирулина.

В питании космонавтов

В конце 1980-х и начале 1990-х одновременно НАСА (CELSS)[7] и Европейское космическое агентство[8] предложили спирулину в качестве одного из основных продуктов для культивации в ходе длительных космических полётов.

Содержание питательных веществ и витаминов

Белок

Высушенная спирулина содержит около 60 % (51—71 %) белка. Это полноценный белок[9], содержащий все незаменимые аминокислоты, хотя и с пониженным содержанием метионина, цистеина и лизина по сравнению с белком мяса, яиц и молока. Однако по данным показателям спирулина превосходит другие растительные источники белка, такие как бобовые[10][11].

Другие питательные вещества

Содержание липидов составляет около 7 % от массы[12], в спирулине много гамма-линоленовой кислоты (GLA), присутствует альфа-линоленовая кислота, линолевая кислота (LA), стеаридоновая кислота (англ. SDA[англ.]), эйкозапентаеновая кислота (EPA), докозагексаеновая кислота (DHA) и арахидоновая кислота (АА)[11][13]. Спирулина содержит витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В3 (никотинамид), В6 (пиридоксин), В9 (фолиевая кислота), витамин С, витамин D, витамин А и витамин Е[11][13]. Также спирулина является источником калия, кальция, хрома, меди, железа, магния, марганца, фосфора, селена, натрия и цинка[11][13]. Спирулина содержит в 34 раза больше железа, чем шпинат и в 25 раз больше бета-каротина, чем сырая морковь. Спирулина содержит множество пигментов, в том числе бета-каротин, зеаксантин, хлорофилл а, ксантофилл, эхиненон, миксооксантофил, кантаксантин, диатоксантин, 3'-гидроксиэхиненон, бета-криптоксантин и осциллаксантин, фикобилипротеины с-фикоцианин и аллофикоцианин[1].

Польза для здоровья и риски

Безопасность

Токсикологические исследования

Токсикологические исследования влияния употребления спирулины на людей и животных, включая употребление в пропорции 800 мг/кг[14] и замены до 60 % суточной нормы белка на белок спирулины[15], не показали признаков токсического воздействия[16]. Рождаемость, тератогенность, пери- и послеродовые исследования в течение нескольких поколений на животных также не нашли никаких негативных последствий от употребления спирулины[17]. В рамках проведённого в 2009 году исследования 550 недоедающих детей употребляли до 10 граммов порошка спирулины в день без каких-либо побочных эффектов. Многочисленные клинические исследования также не выявили вредного воздействия добавок из спирулины[18].

В исследовании Института гидробиологии Китая от 2008 года было обнаружено, что в 94 % образцов (34 из 36) спирулины содержится гепатотоксин микроцистин.[19] В 2009 году методом жидкостной хроматографии был проведен ряд исследований нескольких диетических добавок, содержащих цианобактерии от различных коммерческих поставщиков на наличие анатоксина-А. Всего в исследовании было проанализировано 39 образцов. Результаты показали, что лишь три образца (7,7 %) содержали анатоксин-А в концентрациях от 2,50 до 33 мкг (-1).[20].

Анатоксин-А, как предполагается, послужил причиной смерти как минимум одного человека.[21] Контроль за отсутствием мутаций штамма и биохимический контроль выходной продукции накладывает ряд ограничений на производство пищевых белковых биомасс.

Вопросы безопасности, связанные с качеством

Спирулина является одной из форм цианобактерий, некоторые из которых выделяют токсины: микроцистины, BMAA и другие. В некоторых образцах спирулины были обнаружены микроцистины, хотя их концентрация была ниже предела, допустимого Департаментом здравоохранения штата Орегон[22]. Микроцистины могут вызвать желудочно-кишечные расстройства и, в долгосрочной перспективе, рак печени[22], что предъявляет повышенные требования к выбору производителя добавок из спирулины. Эти токсичные соединения не производятся самой спирулиной[23], но могут возникать в результате загрязнения партий спирулины другими видами синезелёных водорослей, продуцирующих токсины. Поскольку спирулина считается пищевой добавкой, во многих странах, в частности, в США, отсутствует жёсткое регулирование условий её производства и контроль соблюдения стандартов безопасности[22]. Американский Национальный институт здоровья классифицирует добавки спирулины как «предположительно безопасные», при условии, что они свободны от загрязнения микроцистинами, и «скорее всего, небезопасные» в случае такого загрязнения, особенно для детей. Учитывая отсутствие необходимых нормативов и стандартов, некоторые исследователи общественного здравоохранения в США выразили озабоченность тем, что потребители не могут быть уверены в отсутствии загрязнения спирулиновых добавок другими синезелеными водорослями[22]. Также вызывает озабоченность нередкое загрязнение спирулиновых добавок тяжелыми металлами. Государственная служба пищевых продуктов и медикаментов Китая сообщала, что загрязнения примесями свинца, ртути и мышьяка часто встречаются в спирулиновых добавках, продающихся в Китае[24].

Безопасность для отдельных групп

В связи с очень высоким содержанием в спирулине витамина К пациенты, проходящие лечение антикоагулянтами, должны перед употреблением добавки проконсультироваться с врачом для корректировки необходимой дозы лекарства. Как и все богатые белком продукты, спирулина содержит существенное количество аминокислоты фенилаланина (2,6—4,1 г/100 граммов продукта)[3], которой следует избегать людям, больным фенилкетонурией[25].

Исследования in vitro

Основной активный компонент спирулины — фикоцианобилин, составляющий около 1 % от массы спирулины[26][27]. Это соединение замедляет реакции NADPH-оксидазы[28]. Спирулина была изучена in vitro как средство против ВИЧ[29], как хелатообразователь железа[30], как радиозащитное средство[31]. Исследования на животных оценивали воздействие спирулины в предотвращении вызванных химиотерапией повреждений сердца[32], восстановлении после инсульта[33], связанным с возрастными изменениями снижением памяти[34], при диабете[35], амиотрофическом латеральном склерозе[36], сенной лихорадке[37].

Псевдовитамин B12

Большую часть витамина B12 организм получает из животной пищи, поэтому веганы и вегетарианцы испытывают его недостаток, получая витамин лишь в малых дозах из круп. Таким образом, этим группам населения он необходим особенно. Исследования, проведенные в 2014 году, показали, что спирулина содержит компоненты, схожие с необходимым витамином; они получили название «псевдовитамин B12». Тем не менее воздействие спирулины на содержание витамина B12 в крови не было доказано клинически. На 2015 год вопрос о витамине В12 в спирулине как не подтвержден, так и не опровергнут ни одним исследованием.

Исследования у человека

Существуют исследования для оценки воздействия спирулины на организм недоедающих детей[38], в качестве средства лечения косметических аспектов отравления мышьяком[39], сенной лихорадки и аллергического ринита[40][41], при артрите[42], при гиперлипидемии и гипертонии[42][43], как средство повышения выносливости к физическим нагрузкам[44]. Наличие в спирулине антиоксиданта β-каротина позволяет предположить наличие некоторой противоопухолевой активности. Существуют некоторые свидетельства о положительном воздействии спирулины на снижение уровня холестерина в крови, но, перед тем как сделать окончательные выводы о её эффективности, требуется проведение большого объёма дополнительных исследований. Отдельные проведённые эксперименты указывают на перспективность дальнейших исследований эффективности спирулины при синдроме хронической усталости и в качестве противовирусного средства.[45]

Примечания

  1. ↑ 1 2 Vonshak A. (ed.). Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology and Biotechnology. London: Taylor & Francis, 1997.
  2. ↑ 1 2 Белякова Г. А. Водоросли и грибы: учебник для студ. высш. учеб. заведений. — Т. 4. — М.: Академия, 2006. — 320 с. — ISBN 5-7695-2730-7.
  3. ↑ 1 2 3 4 Habib, M. Ahsan B.; Parvin, Mashuda; Huntington, Tim C.; Hasan, Mohammad R.: A Review on Culture, Production and Use of Spirulina as Food dor Humans and Feeds for Domestic Animals and Fish. Food and Agriculture Organization of The United Nations (2008). Дата обращения: 20 ноября 2011.
  4. ↑ Diaz Del Castillo, B. The Discovery and Conquest of Mexico, 1517—1521. London: Routledge, 1928, p. 300.
  5. ↑ Osborne, Ken; Kahn, Charles N. World History: Societies of the Past (неопр.). — Winnipeg: Portage & Main Press, 2005. — ISBN 1-55379-045-6.
  6. ↑ Abdulqader, G., Barsanti, L., Tredici, M. «Harvest of Arthrospira platensis from Lake Kossorom (Chad) and its household usage among the Kanembu.» Journal of Applied Phycology. 12: 493—498. 2000. (недоступная ссылка)
  7. ↑ Characterization of Spirulina biomass for CELSS diet potential. Normal, Al.: Alabama A&M University, 1988. Дата обращения: 15 января 2014. Архивировано 16 января 2014 года.
  8. ↑ Cornet J.F., Dubertret G. «The cyanobacterium Spirulina in the photosynthetic compartment of the MELISSA artificial ecosystem.» Workshop on artificial ecological systems, DARA-CNES, Marseille, France, October 24-26, 1990
  9. ↑ FAO Report (2008). A review on culture, production and use of spirulina as food for humans and feeds for domestic animals and fish. Rome: Food and agriculture organization of the united nations.
  10. ↑ Ciferri O. Spirulina, the edible microorganism (англ.) // Microbiology and Molecular Biology Reviews[англ.]. — American Society for Microbiology[англ.], 1983. — December (vol. 47, no. 4). — P. 551—578. — PMID 6420655. — PMC 283708.
  11. ↑ 1 2 3 4 Babadzhanov A.S. et al. Chemical Composition of Spirulina Platensis Cultivated in Uzbekistan (англ.) // Chemistry of Natural Compounds : journal. — Vol. 40, no. 3. — P. 2004.
  12. ↑ Full Text — Modulation of unsaturated fatty acids content in algae Spirulina platensis and Chlorella minutissima in response to herbicide SAN 9785. Дата обращения: 15 января 2014. Архивировано 28 сентября 2011 года.
  13. ↑ 1 2 3 Tokusoglu O., Unal M.K. Biomass Nutrient Profiles of Three Microalgae: Spirulina platensis, Chlorella vulgaris, and Isochrisis galbana (англ.) // Journal of Food Science : journal. — Vol. 68, no. 4. — P. 2003.
  14. ↑ Krishnakumari, M.K.; Ramesh, H.P., Venkataraman, L.V. Food Safety Evaluation: acute oral and dermal effects of the algae Scenedesmus acutus and Spirulina platensis on albino rats (англ.) // J. Food Protect. : journal. — 1981. — Vol. 44, no. 934.
  15. ↑ Bizzi, A.; et al. Trattamenti prolungati nel ratto con diete conntenenti proteine di Spirulina. Aspetti biochimici, morfologici e tossicologici (итал.) // Prospettive della coltura di Spirulina in Italia : diario / Materassi, R.. — Accademia dei Geo rgofili, Firence, 1980. — V. 205.
  16. ↑ ScienceDirect. Дата обращения: 15 января 2014. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  17. ↑ Chamorro-Cevallos, G.; B.L. Barron, J. Vasquez-Sanchez. Toxicologic Studies and Antitoxic Properties of Spirulina (англ.) // Spirulina in Human Nutrition and Health : journal / Gershwin, M.E.. — CRC Press, 2008.
  18. ↑ GRAS Notices Архивировано 4 апреля 2013 года.
  19. ↑ Y. Jiang, P. Xie, J. Chen, G. Liang. Detection of the hepatotoxic microcystins in 36 kinds of cyanobacteria Spirulina food products in China (англ.) // Food Additives & Contaminants. Part A, Chemistry, Analysis, Control, Exposure & Risk Assessment. — July 2008. — Vol. 25, iss. 7. — P. 885—894. — ISSN 1944-0057. — doi:10.1080/02652030701822045. Архивировано 23 июля 2018 года.
  20. ↑ Sandra Rellán, Joana Osswald, Martin Saker, Ana Gago-Martinez, Vitor Vasconcelos. First detection of anatoxin-a in human and animal dietary supplements containing cyanobacteria // Food and Chemical Toxicology: An International Journal Published for the British Industrial Biological Research Association. — September 2009. — Т. 47, вып. 9. — С. 2189—2195. — ISSN 1873-6351. — doi:10.1016/j.fct.2009.06.004. Архивировано 23 июля 2018 года.
  21. ↑ Toxicological Reviews of Cyanobacterial Toxins: Anatoxin-A (DRAFT). Дата обращения: 11 февраля 2020. Архивировано 23 сентября 2018 года. (англ.)
  22. ↑ 1 2 3 4 Gilroy, D., Kauffman, K., Hall, D., Huang, X., & Chu, F. Assessing potential health risks from microcystin toxins in blue-green algae dietary supplements (англ.) // Environmental Health Perspectives : journal. — 2000. — Vol. 108, no. 5. — P. 435—439. — doi:10.2307/3454384. — PMID 10811570. — JSTOR 3454384. — PMC 1638057.
  23. ↑ Belay, Amha. Spirulina (Arthrospira): Production and Quality Assurance (англ.) // Spirulina in Human Nutrition and Health, CRC Press : journal. — 2008. — P. 1—25. Архивировано 8 января 2017 года.
  24. ↑ "China's drug agency rejects state media claims of cover-up in lead found in health supplement". [источник не открывается]. 2012-04-10. Архивировано 31 декабря 2018. Дата обращения: 23 апреля 2012.
  25. ↑ Robb-Nicholson, C. By the way, doctor (неопр.) // Harvard Women's Health Watch. — 2006. — Т. 8.
  26. ↑ Piñero Estrada J. E., Bermejo Besc P., Villar del Fresno A. M. Antioxidant activity of different fractions of Spirulina platensis protean extract. (англ.) // Farmaco (Societa chimica italiana : 1989). — 2001. — Vol. 56, no. 5-7. — P. 497—500. — PMID 11482785. [исправить]
  27. ↑ McCarty M. F. Clinical potential of Spirulina as a source of phycocyanobilin. (англ.) // Journal of medicinal food. — 2007. — Vol. 10, no. 4. — P. 566—570. — doi:10.1089/jmf.2007.621. — PMID 18158824. [исправить]
  28. ↑ Lanone S., Bloc S., Foresti R., Almolki A., Taillé C., Callebert J., Conti M., Goven D., Aubier M., Dureuil B., El-Benna J., Motterlini R., Boczkowski J. Bilirubin decreases nos2 expression via inhibition of NAD(P)H oxidase: implications for protection against endotoxic shock in rats. (англ.) // FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. — 2005. — Vol. 19, no. 13. — P. 1890—1892. — doi:10.1096/fj.04-2368fje. — PMID 16129699. [исправить]
  29. ↑ Ayehunie, S. et al. «Inhibition of HIV-1 Replication by an Aqueous Extract of Spirulina platensis (Arthrospira platensis).» JAIDS: Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes & Human Retrovirology. 18, 1, May 1998: 7-12.
  30. ↑ Barmejo-Bescós, P., Piñero-Estrada, E., &Villar del Fresno, A. Neuroprotection by Spirulina platensis protean extract and phycocyanin against iron-induced toxicity in SH-SY5Y neuroblastoma cells (англ.) // Toxicology in Vitro : journal. — 2008. — Vol. 22, no. 6. — P. 1496—1502. — doi:10.1016/j.tiv.2008.05.004. — PMID 18572379.
  31. ↑ Radioprotective effect of extract from spirulina in mouse bone marrow cells studied by using the micronucleus test, by P. Qishen, Kolman et al. 1989. In Toxicology Letters 48: 165—169. China.
  32. ↑ Khan M. et al. Protective effect of Spirulina against doxorubicin-induced cardiotoxicity (англ.) // Phytotherapy Research : journal. — 2005. — December (vol. 19, no. 12). — P. 1030—1037. — doi:10.1002/ptr.1783. — PMID 16372368.
  33. ↑ Wang, Y., et al. «Dietary supplementation with blueberries, spinach, or spirulina reduces ischemic brain damage.» Experimental Neurology. May, 2005 ;193(1):75-84.
  34. ↑ Gemma, C., et al. «Diets enriched in foods with high antioxidant activity reverse age-induced decreases in cerebellar beta-adrenergic function and increases in proinflammatory cytokines.» Experimental Neurology. July 15, 2002; 22(14):6114-20.
  35. ↑ Kulshreshtha, A., Zacharia, J., Jarouliya, U.,Bhadauriya, P., Prasad, G.B.K.S., & Bisen, P.S. Spirulina in Health Care Management (неопр.) // Current Pharmaceutical Biotechnology. — 2008. — Т. 9, № 5. — С. 400—405. — doi:10.2174/138920108785915111. — PMID 18855693.
  36. ↑ ALSUntangled No. 9: Blue-green algae (Spirulina) as a treatment for ALS (англ.) // Amyotroph Lateral Scler : journal. — 2011. — March (vol. 12, no. 2). — P. 153—155. — doi:10.3109/17482968.2011.553796. — PMID 21323493.
  37. ↑ Chen, LL, et al. «Experimental study of spirulina platensis in treating allergic rhinitis in rats.» 中南大学学报(医学版) = Journal of Central South University (Medical Sciences). Feb. 2005. 30(1):96-8.
  38. ↑ Simpore, J., et al. «Nutrition Rehabilitation of HIV-Infected and HIV-Negative Undernourished Children Utilizing Spirulina.» Annals of Nutrition & Metabolism. 49, 2005: 373—380.
  39. ↑ Mir Misbahuddin, AZM Maidul Islam, Salamat Khandker, Ifthaker-Al-Mahmud, Nazrul Islam and Anjumanara. Efficacy of spirulina extract plus zinc in patients of chronic arsenic poisoning: a randomized placebo-controlled study. (Risk factors). Journal of Toxicology: Clinical Toxicology. 44.2 (March 2006): p135(7).
  40. ↑ Mao TK et al. Effects of a Spirulina-based dietary supplement on cytokine production from allergic rhinitis patients (англ.) // Journal of Medicinal Food. : journal. — Vol. 8, no. 1. — P. 27—30. — doi:10.1089/jmf.2005.8.27. — PMID 15857205.
  41. ↑ Cingi, C., Conk-Dalay, M., Cakli, H., & Bal, C. The effects of Spirulina on allergic rhinitis (неопр.) // European Archives of Oto-Rhino-Larynology. — 2008. — Т. 265, № 10. — С. 1219—1223. — doi:10.1007/s00405-008-0642-8. — PMID 18343939.
  42. ↑ 1 2 Park Hee Jung, Lee Yun Jung, Ryu Han Kyoung, Kim Mi Hyun, Chung Hye Won, Kim Wha Young. A Randomized Double-Blind, Placebo-Controlled Study to Establish the Effects of Spirulina in Elderly Koreans // Annals of Nutrition and Metabolism. — 2008. — Т. 52, № 4. — С. 322—328. — ISSN 0250-6807. — doi:10.1159/000151486. [исправить]
  43. ↑ Torres-Duran P.V., Ferreira-Hermosillo A., Juarez-Oropeza M.A. Antihyperlipemic and antihypertensive effects of Spirulina maxima in an open sample of Mexican population: a preliminary report (англ.) // Lipids Health Dis : journal. — 2007. — Vol. 6. — P. 33. — doi:10.1186/1476-511X-6-33. — PMID 18039384. — PMC 2211748.
  44. ↑ Lu, H.K., Hsieh, C.C. Hsu, J.J., Yang, Y.K., & Chou, H.N. Preventative effects of Spirulina platensis on skeletal muscle damage under exercise induced oxidative stress (англ.) // European Journal of Applied Physiology : journal. — 2006. — Vol. 98, no. 2. — P. 220—226. — doi:10.1007/s00421-006-0263-0. — PMID 16944194.
  45. ↑ Берестов В. А. Спирулина - наше здоровье и долголетие. Николаев, 1999.

См. также

Ссылки