螺旋藻(Arthrospira):营养和药用化合物的重要来源

文摘

蓝藻是水生光合生物的丰富的颜料。他们广泛用作食品补充剂由于内容丰富的蛋白质。虽然许多物种,如淡水藻类的一种sp,产生肝毒素(例如,毒素和nodularins)和神经毒素(如类毒素),螺旋藻(Arthrospira)显示抗癌和抗菌(抗菌、抗真菌、抗病毒)活动通过生产藻青蛋白,藻青素,allophycocyanin和其他有价值的产品。本文是为了收集这些营养和药用的应用Arthrospira在一个方便的文章从蓝藻的大量的文献。

1。介绍

蓝藻是古老的光合生物中发现各种水生环境(1- - - - - -3]。他们的光合色素赋予不同的颜色,但他们通常认为是蓝绿色。然而,叫他们藻类是用词不当,因为他们是真正的原核生物,分享最真细菌的特点。有些生物固氮可能使他们在稻田水域重要4]。

蓝藻形成殖民地(5作为单独的细胞[]或生活6]。他们还球菌样的形式(7[]或丝状结构8]。丝状菌落显示能够分化成三个不同的细胞类型(9]。营养细胞,在适宜的生长条件下形成的正常光合细胞;climate-resistant孢子在严酷的环境条件和厚壁异形细胞包含酶固氮酶固氮。

蓝藻在过去的35亿年里,形态在很大程度上保持着非常耐污染。Sigler et al。10)表明,蓝藻形成单元分类单元。文化石内的蓝细菌的形态特征都进行了广泛的描述Al-Thukair和Golubic11]。由于微生物的特性基于形态学是非常主观的,有时非常投机,genome-based特性的转变正蓄势待发。Koksharova和Wolk12)提出了一个好的评估可用的遗传工具蓝细菌的研究。

蓝藻是非常耐时产生保护化合物保护他们对严酷的环境条件13]。这些化合物也具有很强的杀虫活动(14]。有毒的物种,包括淡水藻类的一种物种,产生毒素,如毒素和nodularins肝毒素的,和神经毒素如类毒素一个(15,16]。

亲爱的河蓝藻的环境危险的1991是一个明确的表示这样的物种构成(17]。然而,一些种类的蓝藻有能力生产物质与抗癌和抗菌等治疗活动应用程序(18- - - - - -22]。

其中无数的蓝藻、Arthrospira platensis是一个繁荣的蓝绿色藻青菌在碱性pH值升高23]。答:platensis被其独特的形状排列的圆柱毛状体左撇子在灯丝螺旋(24]。正确的分类的定义Arthrospira通过研究揭示它的毛状体的超微结构的细节和16 s rRNA基因序列25]。一个重要的结扎检测反应,结合通用数组,能够识别各种蓝藻,包括Arthrospira在环境样品,开发(26]。很好的理解生态alkaliphilic有机体是一个催化剂,其大规模生产和商业可行性作为食品补充剂。2009年年底,其年度总产量在鄂尔多斯蒙古高原是超过700吨27]。回顾,墨西哥人(28和乍得Kanenbu部落29日)利用蛋白质的潜力美国platensis现在在他们的饮食很长时间,大约3000吨美国platensis目前生产用于商业目的(30.]。馈料式流程一直在使用的培养Arthrospira(31日),不同的固液分离技术给不同程度的恢复。蓝藻技术是最终选择将取决于物种,成品的浓度,和产品质量32]。的培养答:platensis在不同营养模式被证明影响产品产量(33]。高价值的化合物从这个有机体已经把各种使用cosmaceuticals,保健品,功能性食品(34]。藻青蛋白和allophycocyanin,两个这样的重要化合物,已经确定螺旋藻补充和原材料2-wavelength分光光度法(35]。生物活性和健康的功能Arthrospira食品补充剂了(36- - - - - -38]。特定功能,已经测试了化合物提取这种生物被分组在下面的小标题。

2。营养功能

Arthrospira(螺旋藻)是最富有的蛋白质来源之一。它的蛋白质含量是大约60 - 70% (39]。在一项研究中,尝试使用螺旋藻蛋白质补充剂,发现它可以替代40%的罗非鱼饮食中蛋白质含量(40]。Rabelo et al。41]解释木薯甜甜圈的发展丰富了美国platensis生物质。

与许多其他蓝藻已证明毒性,没有这样的财产已被归因于螺旋藻。subchronic,同时检测诱变、急性和慢性毒性和致畸性在动物实验中,查莫罗语等。42)表明,螺旋藻没有表现出任何潜在的器官或系统毒性虽然剂量升高超过了预期人类消费。相反,螺旋藻了保护鱼从亚致死的水平的一些化学物质43]。同样,饮食的补充螺旋藻帮助在缓解贫血的发生率有经验的孕期和哺乳期。在这项研究中由卡普尔和梅塔(44),饮食的补充美国platensis被发现增加铁储存的老鼠,比实现组合的酪蛋白和小麦谷蛋白饮食,上半年怀孕和哺乳期。回顾,对不同化合物的影响螺旋藻在免疫系统已经写45]。

3所示。抗氧化功能

除了它的重要性作为补充膳食蛋白质的食品添加剂,也有许多医学和治疗应用潜力46]。例如,答:platensis王亚南作用[47]。这个角色,这与抗氧化活性螺旋藻之前,已经由不同研究人员宣称。的抗氧化活性螺旋藻归因于两种藻胆蛋白的存在:藻青蛋白和allophycocyanin,由其产生的激进行动哦抗坏血酸盐/铁/ H₂O₂系统。活动被发现藻胆蛋白的浓度成比例,主要是由于藻青蛋白含量(48]。作为抗氧化作用,氧气压力被藻青蛋白和藻青素抑制螺旋藻导致预防糖尿病肾病(49]。在前面的实验来确定C-phycocyanin隔离的自由基清除活性美国platensis发现,腹腔内注射C-phycocyanin减少CCl的过氧化值₄全身在大鼠肝微粒体脂质过氧化(50]。后进行的一项研究60名患者出现慢性弥漫性疾病在肝脏和70实验动物,戈班”等。51)发现,螺旋藻政府阻止慢性肝炎向肝硬化的变换。最近,Paniagua-Castro et al。52已经证明了的保护功效Arthrospira针对cadmium-induced小鼠的致畸性。

有迹象表明这些治疗潜力的专有权美国platensis。螺旋藻梭杆菌属也展示了一些自由基清除活性。在大鼠,Kuhad et al。53发现自由基清除活性美国梭杆菌属并防止氧化和氨基糖苷类nitrosative压力产生的肾毒性,庆大霉素,一般抗生素用于治疗革兰氏阴性细菌感染。预处理的老鼠Arthrospira最大值有效地减少导致肝脏总脂质、肝脏甘油三酯和血清甘油三酯,从而防止Simvastatin-induced高脂血症(54]。己烷提取的螺旋藻取得了令人印象深刻的89.7%去除砷的鼠肝组织,比获得一个更好的结果与酒精或二氯甲烷提取(55]。在最近的一个发现,水提物美国platensis显示抑制的力量,通过自由基清除活性,对cyclophosphamide-induced在山羊肝匀浆脂质过氧化作用[56]。

作为一个nephroprotective活动,美国platensis提取中和hyperoxaluria实验诱导大鼠草酸钠的政府,通过稳定的抗氧化酶和谷胱甘肽代谢酶(57]。对氯化汞(HgCl保护₂-)诱导肾损伤和氧化应激是归因于管理答:最大值实验小鼠(58]。管理答:platensis对HgCl老鼠也呈现保护₂全身的睾丸损伤和精子质量恶化59]。

美国platensis生物制剂显示一些纠正影响动脉粥样硬化过程中68例缺血性心脏病(IHD)和动脉。患者的免疫状态被改变,除了改变脂质谱(60]。预处理的实验动物螺旋藻已经证明了它的心血管功能,这次对doxorubicin-induced毒性,从低死亡率明显,降低脂质过氧化程度,减少腹水,抗氧化酶和规范化,在不影响药物的抗肿瘤活性,阿霉素(61年]。的贡献活性氧(ROS)在神经退行性脑损伤条件下,如帕金森病、阻碍和适当的管理答:最大值补充。后40天预处理与补充700毫克/公斤/天,各种指标的毒性大鼠注射一剂6-hydroxydopamine, 6-OHDA (16μg / 2μL),减少62年]。这是一个迹象表明神经保护作用的补充对自由基的有害影响。Arthrospira补充也放射防护效果。这是证明了其自由基清除功能对gamma-irradiation-induced氧化应激和组织损伤的老鼠63年]。通过细胞凋亡细胞死亡是预防或延迟用冰冷的水提取物美国platensis(64年]。因此,建议将蓝藻补充饮料和食品应该强烈认为。

4所示。抗肿瘤功能

强有力的证据表明美国platensis也充满了抗肿瘤和抗癌功能。在这方面,它是发现显著的肿瘤完全回归Radachlorin静脉注射,获得了一个新的氯来自光敏剂美国platensis(65年]。结果表明:热水提取的美国platensis促进增强自然杀伤(NK)细胞抗肿瘤活性的大鼠(66年]。最近,复杂的多糖螺旋藻带来了抑制胶质瘤细胞生长的表达下调血管生成通过部分监管interleukin-17生产(67年]。高产量的肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α),在巨噬细胞,被记录在酸性多糖的存在答:platensis(68年]。李等人。69年]表明,增加藻青蛋白浓度、CD59的表达蛋白在海拉细胞被提升Fas蛋白质,凋亡增加下降的随从海拉细胞的增殖。这些发现是一个多维藻青蛋白的应用内容的证据美国platensis。

5。抗病毒的功能

许多化合物的抗菌活动已经分离出不同的海洋生物,以及大量的证据提出的抗病毒活性螺旋藻(70年,71年]。这抗病毒活性,在很大程度上,是由于丰富的美国platensis在至关重要的蛋白质,脂肪酸、矿物质和其他重要的成分(72年]。

以前,钙spirulan (Ca-SP),隔绝的小说硫酸多糖热水提取的美国platensis对不同包膜病毒,抗病毒活动等单纯疱疹i型病毒、麻疹病毒、HIV-I和流感病毒。这么高的寻找抗病毒活性被认为是由于螯合钙离子,硫酸根的作用对分子构象(73年]。细胞外和细胞内spirulan-like多糖分数的分子答:platensis显示明显的抗病毒活动对广泛的病毒,包括人类巨细胞病毒和HIV-I [74年]。约50%和23%减少病毒载量methanolic和水提取物的记录美国platensis分别为(75年]。降低病毒载量是由于抑制HIV-I复制人类T细胞、朗格汉斯细胞和外周血单核细胞(PBMCs),减少高达50%给予PBMCs [76年]。抗病毒和免疫刺激性的属性美国platensis准备通过增加巨噬细胞的动员,引起细胞因子生产、抗体生成、NK细胞的积累,动员B和T细胞(77年]。最近的一项研究的抗病毒活性螺旋藻导致的孤立Cyanovirin-N (CV-N),蓝藻小说carbohydrate-binding蛋白抑制HIV-I和其他包膜病毒颗粒(78年]。Kanenbu部落的乍得和大多数人在韩国和日本,消费的人螺旋藻每天的饮食,已被证明显示艾滋病毒/艾滋病病例低于周围的邻居不采取这样的饮食。因此,摄入的饮食包含预期一致螺旋藻可以帮助减少艾滋病毒/艾滋病的流行79年]。Antiherpetic活动是指出原油中提取的美国梭杆菌属(80年]。虽然Hernandez-Corona et al。81年报道的抗病毒活性美国最大对HSV-2青年外交官访华团等人报告了类似的活动美国platensis针对HSV-I [82年]。

6。抗菌功能

螺旋藻并非没有抗菌活性。在质询小鸡注射大肠杆菌或金黄色葡萄球菌悬浮液,0.1%螺旋藻发现加强细菌的清除能力,如图所示的改进在不同的实验细胞的活动,包括异嗜性的、thrombocytes,巨噬细胞,单核细胞在鸡83年]。Microalgal文化答:platensis显示显著的抗菌活性与六个吗弧菌特性:parahaemolyticus弧菌、鳗弧菌、溶藻弧菌、弧菌scophthalmi,弧菌防治等,弧菌lentus(84年]。抗菌活性对酿脓链球菌和/或金黄色葡萄球菌证明了藻胆蛋白分离答:梭杆菌属(85年]。纯化C-phycocyanin从美国platensis显著抑制了一些耐药细菌的生长:大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌(86年]。这表明蓝藻化合物分离这些物种的潜力在对抗耐药性。

7所示。抗真菌作用

最近,螺旋藻也表现出抗真菌的活动(87年]。13毫米的活动记录假丝酵母glabrata丁醇提取的螺旋藻sp。88年]。的免疫刺激性作用美国platensis提取测试Balb / C小鼠感染念珠菌病(89年]。在这个实验中,预处理的老鼠和800毫克/公斤的前4天静脉注射接种的提取白念珠菌导致产量的增加细胞因子TNF -α和移行细胞(IFN -γ),从而增加了存活时间,真菌间隙比对照组。葡萄糖胺生产降低了约56% methanolic提取物的抗真菌活性美国platensis测试对黄曲霉(90年]。这些研究结果相反,美国platensis生长在Zarrouk媒体,DB₁媒体和木瓜皮提取媒体没有任何抗真菌的活动(91年]。在某些情况下,摘录美国platensis可能会显示一个鼓舞人心的效果对培养微生物。它被发现Gorobets et al。92年不同剂量的]s . platensis添加到培养液时,显示重要的刺激和抑制对培养微生物的影响由于存在复杂的代谢产物,是活跃在准备的营养琼脂。同样的,美国platensis生物质用于维持acidophilus-bifidus-thermophilus起动器生物的数量(ABT)牛奶在令人满意的水平在整个持续时间的存储。这是一个小说功能性乳制品的生产和维护的机会(93年]。

8。各种各样的功能

许多从海洋生物产生的化合物,包括蓝藻、有重要的保护功能对各种过敏反应如哮喘,过敏性皮炎,过敏性鼻炎94年]。

粉末的美国platensis有抑制过敏反应造成antidinitrophenol IgE-induced组胺释放或TNF -α大鼠(95年]。螺旋藻还发现对过敏性鼻炎有效(96年]。在人类早期喂养研究在这方面,螺旋藻的膳食补充剂被发现有效地抑制白介素- 4 (IL)的水平(23]。Zymosan-induced beta-glucuronidase水平急剧上升后实验小鼠显著降低行政藻青蛋白(97年]。这抗关节炎的行动可能是由于不同的组合机制如自由基清除,抑制花生四烯酸代谢以及抑制肿瘤坏死因子-α在老鼠。

美国platensis也神经保护能力。其神经保护作用是证明在成人Sprague-Dawley老鼠通过显著减少大脑皮层梗死体积,增加卒中后运动活动。因此,建议长期治疗螺旋藻可以减少缺血性脑损伤(98年]。增加一份报告表明,lead-induced肥大细胞在大鼠卵巢,在发情周期,减少使用螺旋藻300毫克/公斤(99年]。

另一个重要的化合物合成了螺旋藻同样有很多重要的应用,是polyhydroxyalkanoates。这些是聚酯生产的细菌发酵糖类和脂质。根据坎贝尔et al。One hundred.),美国platensis商店大约6%的总干重和这个值减少在固定相的发展概况。然而,Jau et al。101年)指出,这个值可以增加到10%时,有机体生长nitrogen-deficient下,混合营养的培养基。使用重组大肠杆菌,由于其快速的增长速度和最小的营养需求,过量生产polyhydroxyalkanoates,有可能增加polyhydroxyalkanoates夹杂物的数量每个细胞(102年]。Polyhydroxyalkanoates举行保证承诺在治疗应用程序作为药物载体显示发布模式类似于单片的设备;早期快速释放了长时间,但是慢释放模式。这种类型的药物释放行为通常是沉淀所需的足够的兴趣感染部位的药物浓度(103年]。polyhydroxyalkanoates, 4-hydroxybutyrate一直主张酒精戒断综合征的治疗酒精依赖症学科(104年]。

9。结论

在上述文章中,各种营养和药用效能一直归因于从蓝藻细菌代谢物,螺旋藻(Arthrospira)sp。在目前要求替代医学,这些生物作为可行的潜在来源的生物活性产品与商业进口。因此,更应该在这项研究中,文化、隔离和净化这些生物,使有益的收获的重要的夹杂物。

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