Спирулина подходит для диабета?

- спирулина. is a blue-green algae belonging to the Cyanobacteria phylum that grows naturally in high-salt lakes in the subtropical and tropical regions of America, Mexico, Asia and Central Africa. Spirulina is already considered a healthy food by consumers [1]. As a low-level prokaryotic single-celled or multicellular aquatic organism, it is widely praised for its extremely rich nutritional content and has been dubbed a “superfood”. In addition, a moderate intake of spirulina can provide the general population with a sufficient supply of B vitamins, especially vitamin B12. Spirulina polysaccharides in particular have shown potential in supporting the treatment of metabolic diseases, enhancing free radical scavenging capacity, and regulating blood sugar and lipid levels [2].

Спирулина также синтезирует большое количество фикобилибелков. В настоящее время спирулина широко используется в качестве естественного источника пигментов во многих областях, таких как продукты питания и косметика. Кроме того, он также показывает большой потенциал применения в области лечения и биоинженерии, и используется для производства флуоресцирующих реагентов. Спирулина может быть также превращена в конкретные виды продуктов питания для удовлетворения рыночного спроса, демонстрируя хорошие перспективы для развития и использования. Во всем мире, особенно в развитых странах, таких как США, Германия и Франция, спирулиновая продукция широко интегрирована во все аспекты повседневной жизни, обслуживая потребителей в виде спортивных напитков и косметики [3]. В этой статье всесторонне резюмируется питательный состав и биологическая активность спирулины, что служит ориентиром для разработки и использования спирулины.

1 пищевая структура спирулины

1.1 полисахариды спирулины

Полисахариды водорослей представляют собой полимеры, образующиеся в результате соединения нескольких различных или идентичных молекул моносакхаридов через гликозидные связи, и, как правило, растворимы в воде. Сун цзяньянг и др. [4] изолировали и очистили полисахариды сырой спирулины и определили их физико-химические свойства. Спирулина полисахарида — водорастворимый внутриклеточный полисахарид с молекулярным весом 12 590. Она состоит из d-манносовой, d-глюкозы, d-галактозы и глюкуроновой кислоты с относительным содержанием 30,9%, 29,8%, 22,7% и 16,5%, соответственно. Инфракрасная спектроскопия и ядерный магнитно-резонансный спектроскопический анализ показывают, что гликосидическая связь в молекулярной структуре имеет гравитационный тип.

1.2 белки и аминокислоты

The main nutrient in spirulina is protein, which accounts for 60% to 70% of its dry weight. This content is about 1.7 times that of soybeans, 9.3 times that of corn, 3.5 times that of beef, and 4.6 times that of eggs. Spirulina is rich in amino acids, especially glutamic acid, and contains essential amino acids that meet or exceed the recommended intake set by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) [5]. Spirulina protein is not only of high quality, but also highly water-soluble, easily digested, and has a digestion coefficient of 95% and an absorption rate of 75% [6].

1.3 витамины и минералы

Спирулина содержит более 13 типов витаминов, включая те, которые поддерживают рост и развитие, такие как витамин в1, витамин в2, витамин в12 и витамин е. в частности, содержание бета-каротина в 100 г спирулины достигает 50 мг, что значительно выше, чем у других растений и В 15 раз больше моркови [7]. Спирулина богата минералами с более чем 50 типами элементов, а также йодом, калием и натрием. Спирулина также содержит высокие уровни цинка, марганца и многих других микроэлементов [8].

2 Биологическая активность спирулины

2.1.1.   B. иммунная система

Spirulina is extremely rich in micronutrients, many of which have unique biological activity. They can effectively remove free radicals in the body, thereby reducing damage to cell tissue, enhancing the body'. Иммунная система и профилактика многих заболеваний. Одним из них являются полисахариды спирулины. В последние годы значительно активизировались научные дискуссии и исследования по вопросам иммунологического воздействия полисахаридов спирулины. Согласно исследованию Weijinhe et al. [9], полисахариды спирулины демонстрируют значительные иммуномодулирующие эффекты в мышечной модели. В частности, полисахариды спирулины могут эффективно усилить отложенную реакцию гиперчувствительности, вызванную динитрофторбензеном, а также улучшить функцию иммунной системы мышей, о чем свидетельствует увеличение индекса тимуса, увеличение гемолитического значения сыворотки и увеличение фагоцитной активности мононуклимакро-фагов. Более примечательно, что эти положительные иммунные эффекты показали прямую положительную корреляцию с используемой дозой полисахарида спирулины, т.е. чем выше доза, тем более выраженным является эффект усиления иммунной системы. Этот вывод не только раскрывает потенциал полисахарида спирулины в регулировании иммунной системы, но и обеспечивает научную основу для его применения в профилактике и лечении соответствующих иммунных заболеваний.

Лу сяохуа и др. [10] верьте в этоspirulina polysaccharides have a strengthening effect and can effectively improve the immune system function of mice whose immunity has declined due to treatment with cyclophosphamide. Chang Jingyao et al. [11] systematically investigated the regulatory effect of spirulina polysaccharides on 24 cytokines in mouse serum through three different administration methods. The study found that the use of spirulina polysaccharides significantly promoted the overall immune function of mice. Chen Wenqing et al. [12] showed that spirulina polysaccharides have the effect of promoting lymphocyte proliferation in mice and can exert a positive effect in immune regulation by inducing IFN-γ.

Спирулиновые полисахариды в основном состоят из глюкозы и ржаного носа. Афзали и др. [13] использовали высокопроизводительную жидкую хроматографию, инфракрасную спектроскопию и ядерный магнитный резонанс для дистилляции и очистки сырых полисахаридов от спирулины, тем самым выделив два полисахаридных компонента - - спирулиновую полисахариду -1 и спирулинную полисахариду -2, которые были идентифицированы как разветвленные глюки. Эти полисахариды могут значительно повысить телохранитель и#39. Защита от вирусных и бактериальных вторжений. Кроме того, полисахариды спирулины могут значительно повысить фагоцитическую способность макрофагов, способствуя при этом образованию оксида азота (NO) и выражению соответствующих цитокинов, а также высвобождению NO этими клетками. Нет играет центральную роль в кузове и#39;s реакция на изменения окружающей среды, не только укрепление иммунной системы и#39; обороноспособность, но и уменьшение ущерба, причиняемого чрезмерной иммунной реакцией [14].

2.2 антиоксидант

Спирулина богата фитоцианином, встречающимися в природе антиоксидантами, такими как бета-каротин, витамины и минералы, и, как было показано, оказывает значительное антиоксидантное воздействие. Эти соединения могут эффективно нейтрализовать избыточные свободные радикалы, предотвратить повреждение ДНК, и повысить активность димутазы и каталазы супероксида, значительно снизив частоту окислительных стрессовых явлений. Это эффективно снижает ущерб, наносимый клеткам свободными радикалами, поддерживает гармоничное состояние между клетками и их внешней средой и обеспечивает гладкий прогресс клеток#39;s метаболические процессы [15].

Luo Aiguo et al. [16] успешноextracted proteins from Spirulina platensis and evaluated their effectiveness in scavenging free radicals. The data showed that when the intake of Spirulina proteins reached a specific threshold, they exhibited antioxidant properties comparable to vitamin C. In addition to the direct evaluation of the antioxidant properties of Spirulina, HASSANZADEH et al. [17] explored the value of spirulina in the optimization of innovative functional juice formulations. Wheat germ powder and spirulina were used as formulation synergists. It was found that when the addition ratio of spirulina and wheat germ was 1%, the antioxidant capacity of the functional beverage increased to 98%, and it also achieved the highest score in the sensory evaluation.

Li Ling et al. [18-19] обнаружили, что спирулина и ее полисахариды могут эффективно собирать гидроксильные радикалы (·OH) и анионы сверхоксидов (·O2-), которые являются двумя видами реактивного кислорода, играющими важную роль в повреждении клеток. Выкапывая эти свободные радикалы, спирулина и ее полисахариды могут значительно замедлить липидное пероксирование и окислительные повреждения ДНК. Кроме того, полисахариды спирулины обладают особенно сильным антиоксидантным действием, которое лучше, чем у самой спирулины. Это свидетельствует о Том, что полисахариды спирулины являются важным компонентом ее антиоксидантной деятельности и что спирулина также содержит другие ингредиенты с антиоксидантными эффектами, такие как витамины и фикоцианин. Исследования показали, что спирулина не только обладает сильной способностью собирать свободные радикалы, но и обеспечивает долговременную антиоксидантную защиту.

2.3 гипогликемия

Spirulina polysaccharides are natural ingredients in spirulina that exhibit a diverse range of biological activities. Spirulina polysaccharides are involved in the regulation of many life processes in cells and exhibit a significant blood glucose-lowering effect. MA et al. [20] used response surface methodology to study the extraction and purification of β-carotene and spirulina polysaccharides from spirulina, and also evaluated their in vitro antioxidant activity and blood glucose-lowering effect in diabetic mouse models. The results showed that β-carotene extracted from spirulina has significant antioxidant capacity and also exhibits strong inhibitory effects against lipid peroxidation. In addition, in diabetic model mice, after 10 days of administration, the blood glucose level of the mice decreased significantly, from (15.81±1.71) mmol·L-1 to (8.10±0.88) mmol·L-1, and the food and water intake also improved significantly. Qi Qinghua [21] extracted polysaccharides and proteins from spirulina using hydrochloric acid precipitation. in the treatment of high blood sugar in experimental rats with diabetes induced by alloxan, it showed a significant blood sugar regulating effect, which shows that it has certain potential in the development of functional foods and has certain application value in the prevention and treatment of diabetes. ABOUZID et al. [22] conducted a comparative study on the anti-hyperglycemic effects of several Egyptian plants and spirulina. The results showed that spirulina exhibited the most significant anti-hyperglycemic activity.

Механизм, с помощью которого спирулина регулирует обмен глюкозы, может включать в себя двойное действие обильных белков и целлюлозы спирулины, что помогает замедлить рост сахара в крови и способствует производству инсулина. спирулина' эффект повышения чувствительности инсулина может быть связан с его способностью снизить уровень интерлейкина -6 (ил -6). Этот механизм помогает поддерживать нормальное функционирование инсулинового сигнального пути, особенно функции инсулинового рецептора субстрата. Если уровни ил -6 являются слишком высокими, то они могут влиять на активность инсулиновых рецепторных субstrates, затрудняя тем самым транспортировку глюкозы-транспортера 4 (глют4) на клеточную мембрану, что приводит к снижению эффективности поглощения глюкозы мышечной и жировой тканями. Таким образом, спирулина может способствовать улучшению метаболизма глюкозы и чувствительности инсулина путем регулирования уровней ил -6 [23].

Ван сюйи и др. [24] провели углубленное исследование диабетических крыс. В крысиной модели сахарного диабета, вызванного стрептозотоцином (STZ), наблюдалось увеличение производства пероксидного продукта малодиалдегида (MDA), в то время как активность антиоксидного фермента супероксида дисмутазы (SOD) значительно снизилась. Эта серия изменений непосредственно привела к уменьшению секреции инсулина и повышению уровня глюкозы в крови. Можно сделать вывод, что снижение антиоксидантной способности является одним из ключевых факторов развития диабета. Лечение полисахаридами спирулины значительно снизило уровень мда сыворотки и значительно повысило активность сода, что указывает на то, что механизм действия полисахаридов спирулины направлен на повышение активности антиоксидантных ферментов, содействие удалению свободных радикалов, уменьшение повреждения свободных радикалов клеткам островиков, и тем самым способствует производству и высвобождению инсулина, демонстрируя тем самым его гипогликемический эффект.

2.4 снижение липидов крови

Спирулина содержит линоленовую кислоту, которая обладает способностью препятствовать накоплению холестерина и триглицеридов в печени и артериях, и может снизить концентрацию холестерина в крови, тем самым предотвращая гиперлипидемию. Ю. и др. [25] обнаружили, что спирулина может значительно снизить липиды крови, скармливая спирулину мышям с гиперлипидемией, и может эффективно снизить содержание холестерина в организме подопытных животных. спирулина' жирорастворимые компоненты оказывают значительное влияние на снижение активности 3- гидрокси3 - метилглутарилкофермента редуктазы (3- гидроксил3 - метилглутарилкофермента редуктазы, HMGR) в клетках гепг2. Этот фермент является ключевым ферментом в процессе синтеза холестерина. Спирулина подавляет синтез холестерина, уменьшая экспрессию HMGR, ключевого фермента в синтезе холестерина. Кроме того, он может значительно уменьшить липиды крови, ингибируя функцию низкоплотных липопротеиновых рецепторов (LDLR) и генов, связанных с накоплением жира, включая синтазу жирных кислот и дезатуразу стеаройл-коа 1 [26].

2.5 против рака и опухоли

Полисахариды спирулины не только замедляют цикл распространения опухолевых клеток и способствуют апоптозу, но и повышают эффективность организма#39;s иммунная функция и улучшить индивидуализм#39. Защита от опухолей. С другой стороны, фикоцианин ускоряет процесс апоптоза опухолевых клеток, регулируя выражение генов, связанных с апоптозом, и препятствуя выражению генов, ингибирующих апоптоз. Кроме того, это может значительно повысить эффективность иммунной системы [27]. Du Ling et al. [28] изучали эффективность и перспективы развития применения полисахаридов спирулины платенсис африканского озера Чад в области терапии опухолей с помощью клещей мышей.

Исследование показало, что полисахариды спирулинового плаценза демонстрируют превосходную антиопухолевую функцию, могут повысить выживаемость мышей, несущих опухоли ascites, и эффективно препятствовать расширению опухолевых клеток. В то же время, по сравнению с контрольной группой, мыши в экспериментальной группе показали значительное превосходство по различным физиологическим показателям. Кроме того, исследование также показало, что антиопухолевый эффект спирулиновых полисахаридов показывает определенную характеристику дозы-реакции, то есть по мере увеличения концентрации полисахаридов эффект становится более выраженным. Ван Q et al. [29] показали в результате исследований, что полисахариды спирулины могут эффективно препятствовать росту и распространению аденокарциномы толстой кишки и что концентрация 5,0 мг · мл -1 может значительно замедлять опухолевые клетки. Кроме того, они предположили, что антиопухолевый эффект спирулиновых полисахаридов может быть достигнут путем прямого сдерживания роста опухолевых клеток и повышения тела 's иммунная функция.

3. Заключение и перспективы

Spirulina is an ideal low-fat, low-calorie, cholesterol-free source of high-quality protein because of its comprehensive nutritional value and safety and reliability. It also has the effect of strengthening the immune system, resisting viral invasion, and anti-oxidation, and it also has a positive effect on adjuvant therapy for diseases [30-31]. Globally, spirulina is widely recommended and used as a food supplement because of its natural properties. With the development of society and the improvement of people's качество жизни, а также потребителей#- 39; Углубляя понимание вопросов питания и прогресса медицинских технологий, ежедневное питание на основе спирулины будет по-прежнему появляться. В настоящее время применение и развитие спирулины внутри страны и за рубежом сосредоточено главным образом на таких отраслях, как пищевые добавки, медицинские препараты, косметические товары и высококачественное корм для домашних животных. Будущие исследования должны быть направлены на изучение недостаточно эксплуатируемых функциональных компонентов спирулины, с тем чтобы повысить ее потенциальную ценность.

Ссылки на статьи

[1] шиоджи и, кобаяши т, йошида т и др. Баланс азота и биодоступность аминокислот в рационе питания вистарных крыс спирулины [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 2021, 69(46): 13780-13786.

[2] тан к с, фам т х, ли и др. Определение апокарототеноидов в качестве химических маркеров противовоспалительной активности in vitro спирулиновых добавок [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 2021, 69(43): 12674-12685.

[3] янь чжи, чжу цзяню, ни сиян. Исследование производственного процесса варенья спирулинового соединения [J]. Jiangsu приправы и неосновные продукты питания, 2024(1):18-21.

[4] сун цзянь, се инсянь, чэнь ваньхуа. Состав и функции спирулиновых полисахаридов и факторы, влияющие на производство водорослей полисахаридов [J]. Морская наука, 1998(3): 14-15.

[5] ю цзе. Оптимизация процесса протеолиза спирулины и изоляция и идентификация антиоксидантных пептидов [г]. Ухань: хуазхонский сельскохозяйственный университет, 2015.

[6] Wu J. польза спирулины для здоровья и питания и ее применение в профилактической медицине [J]. China Health Industry, 2017, 14(15): 18-19.

[7] Zheng GQ. Исследование метода GC-MS обнаружения жирных кислот в спирулине [D]. Тяньцзинь: тяньцзинский университет науки и техники, 2010.

[8] чжан минфэн. Исследования и применение спирулины [J]. Кормовая промышленность, 1997(6): 25-26.

[9] вей цзиньхэ, ю лю цзюнь, тан юбанг и др. 2009. Влияние полисахарида спирулины на регулирование иммунной функции мышей [J]. Журнал сельскохозяйственных наук цзянсу,2009,25(6): 1351-1353.

[10] Lv Xiaohua, Chen Ke, Chen Wenqing и др. Иммуномодулирующее действие полисахарида спирулины на иммунодефектозных мышей [J]. Китайский журнал Hospital Pharmacy,2014,34(19):1617-1621.

[11] Chang Jingyao, Pang Guangchang, Li Yang. Иммуномодулиторное действие полисахарида спирулины на мышей через слизистую оболочку брюшной полости [J]. Наука о еде, 2010, 31(17): 281 — 285.

[12] Chen Wenqing, Lv Shijing, He De. Иммуномодуляторный эффект полисахарида спирулины на распространение лимфоцитов и продвижение IFN-γ индукции у мышей с ослабленой иммунной способностью [J]. Национальная медицина, 2008(4):941 — 942.

[13] AFZALI M, SHANDIZ S A S, KESHTMAND Z. подготовка биогенных наночастиц хлористого серебра из экстракта микроводорослей спирулины плаценза: антиканцерологические свойства в клетках рака молочной железы MDA-MB231 [J]. Отчеты по молекулярной биологии, 2024, 51(1): 62.

[14] чжао юэ, ван сяо, ма сяотун и др. Научный прогресс спирулины [J]. Журнал сельскохозяйственного университета внутренней монголии (издание естественных наук), 2023, 44(6): 94-100.

[15] го фенфен, фан цзянь, ку ювен и др. Исследование антиоксидантных и антистареющих эффектов спирулины [J]. Научно-техническая информация (преподавание и научные исследования), 2008 год (5): 16.

[16] Лу айго, Дон хонгпин, ма цзяньхуа и др. In vitro антиоксидантная способность белка spirulina platensis [J]. Кормовые исследования, 2020, 43(5): 58-61.

[17] хассанзаде х, ганбарзаде б, галали и др. Физико-химические свойства функциональных напитков с высоким содержанием белка, обогащенных микробами спирулины пшеницы, на основе сока грушевого канталупа [J]. Наука о продуктах питания Питание, 2022, 10(11):3651-3661.

[18] Li L, Gao Y, Dai Y. исследования по сбору in vitro активного кислорода и антиоксидантных эффектов спирулины и спирулины полисахаридов [J]. Химическая и биологическая инженерия, 2007, 24(3): 55 — 57.

[19] SHE Q, SHI Z F. Research progress on the antioxidant activity of spirulina [J]. Журнал Guangdong pharmaceuticals College, 2014, 30(2): 249 — 252.

[20] MA Q Y, FANG M, ZHENG J H и др. Оптимизированная экстракция грава-каротина из спирулинового плаценза и гипоглицемического эффекта у диабетических мышей, вызванных стрептозотоцином [J]. Журнал науки продовольствия и сельского хозяйства, 2016, 96(5): 1783 — 1789.

[21] ци цинхуа. Исследование процесса разделения и очистки полисахаридов спирулины и фикоцианина и биологической активности полисахаридов. Фучжоу: фуцзянский университет сельского и лесного хозяйства, 2014.

[22] абузид с ф, ахмед о м, ахмед р р и др. Антигипергликемический эффект экстрактов некоторых египетских растений и водорослей [J]. Журнал лекарственных средств, 2014, 17(3): 400-406.

[23] марсель а к, экали л г, Юджин с и др. Влияние спирулинового плаценза на устойчивость к инсулину у вич-инфицированных пациентов: рандомизированное экспериментальное исследование [J]. Питательные вещества, 2011, 3(7):712-724.

[24] ван сюй, чан сюэйн, чжао шуай и др. Влияние полисахарида спирулины на глюкозу и антиоксиданты крови у диабетических крыс [J]. Охрана труда и здоровья, 2015, 31(23):3229-3231.

[25] ю джей, Дон ки. Прогресс в исследованиях по применению спирулины в корме [J]. Зеленые технологии, 2018(23):51 — 53.

[26] вэй ил, цзян гк, пэн джей и др. Прогресс в исследовании функций спирулины в области питания и здравоохранения и ее применения в продуктах питания [J]. Наука и техника пищевой промышленности, 2022, 43(8): 406 — 415.

[27] чжан цзюнь, цзоу нин, сун донгонг и др. Исследование состояния антиопухолевых компонентов спирулины [J]. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2016, 37(14): 214 — 216.

[28] Du L, Hu R, му W, et al. Экспериментальное исследование иммунологического антиопухолевого эффекта полисахаридов от артроспирального плаценза на S180 ascites опухолевидных мышей [J]. Исследования и разработки природных продуктов, 2014, 26(6):957-960.

[29] ван к, чэнь с, ли х и др. Экстракция и очистка полисахаридов спирулины и оценка их антитолстой аденокарциномы [J]. Продукты питания и оборудование, 2016, 32(6): 151 — 155.

[30] синь кванбо, Лу вей, сун кеченг и др. Влияние методов удаления белка на состав, структурные характеристики и in vitro антиопухолевую активность euglena polysaccharides из чжанцзяна [J]. Журнал далянского океанского университета, 2019, 34(3): 428 — 435.

[31] He Shansheng, Wang Li, Li Jian, et al. Научный прогресс спирулины [J]. Пищевая промышленность, 2017, 38(12): 263 — 268.