Co to są algi?
Algi (z języka łacińskiego algae lub z greckiego phykos) określane też jako glony występują na ziemi od 1,5 biliona lat i należą do pierwszych organizmów, które posiadły zdolność fotosyntezy. Plechowate organizmy zarodnikowe, które bytują zwykle w wodzie lub na lądzie w środowisku o wysokiej wilgotności. Algae posiadają budowę beztkankową, są samożywne i zalicza się je do najbardziej licznych autotrofów.
Występują na całym świecie. Zalicza się do nich aż 20 tysięcy gatunków, które co ciekawe należą do zupełnie odrębnych królestw takich jak oczywiście rośliny, ale także bakterie, protista oraz bakterie. Ciało tych organizmów zbudowane jest z plechy, która posiada wielkość od kilku milimetrów aż do kilku metrów.
Człowiek najczęściej pozyskuje, a następnie wykorzystuje dla swoich celów następujące gatunki tych wodnych roślin: krasnorosty (Rhodophyta), brunatnice (Phaeophyta) oraz zielenice (Chlorophyta).
Jakie właściwości posiadają algi?
Jak się okazuje te organizmy posiadają szereg pozytywnych właściwości, które z powodzeniem wykorzystuje się zarówno w kosmetologii, jak i medycynie (np. dermatologia). Mają korzystny wpływ na tkankę tłuszczową oraz skórę, a ze względu na zawartość witamin, aminokwasów, białek oraz minerałów stosuje się w produkcji suplementów diety.
Naukowcy odkryli również w nich czynne biologicznie związki, które działają przeciwwirusowo, antybakteryjnie, przeciwgrzybicznie, a nawet takie, które mają wpływ na walkę z nowotworami.
Ciekawostki
Pierwsze badania nad phykos przeprowadził Martinus Beijerinck mikrobiolog pochodzenia duńskiego. Po I wojnie światowej Niemcy zastosowali algi jako remedium na klęskę głodu. Podobnie zrobili Amerykanie, dołączając preparaty chlorelli do zrzutów żywności dla poszkodowanych w wyniku wybuchu bomby atomowej Japończyków. Okazało się, że jedzenie algae przyczyniło się do zmniejszenia skutków promieniowania.
Zdrowa sałatka z japońskim wakame
Gdzie rosną phykos?
Te organizmy występują w każdym zakątku naszego świata – w każdej strefie geograficznej, zarówno w wodach słonych, jak i słodkich, w środowiskach gorących, jak i zimnych. Współcześnie człowiek hoduje algi na skalę przemysłową w specjalnie do tego przystosowanych miejscach określanych jako farmy algowe. Po wydobyciu gotowy produkt sprzedawany jest w formie proszku, zawierającego ususzone rośliny, sprasowanych tabletek lub płatków.
Algi morskie – skład
Pomimo tego, że te rośliny wykorzystuje się w gospodarce człowieku od wielu lat, to wciąż wiele z ich bioaktywnych elementów nie została opisana. Niemniej współcześnie prowadzi się wiele badań i prawdopodobnie niedługo to się zmieni.
Skład tych organizmów zmienia się w zależności od środowiska i zależy od zawartości dwutlenku węgla, nasłonecznienia, temperatury czy minerałów.
- W skład biomasy wchodzi przede wszystkim woda, która stanowi 85% mokrej masy. Pozostałe 15% to sole mineralne i węglowodany. A pośród nich prawie 60% stanowią polisacharydy.
- Suchą masę tych roślin od 7% do 15% stanowią białka, takie jak metaloproteiny oraz glikoproteiny, które należą do aminokwasów egzogennych będących elementami niezbędnymi dla organizmów ludzkich.
- Poza tym występują w nich również lipidy, w tym także bardzo ważne dla ludzi nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT).
- Znajdujemy tutaj także wiele witamin, między innymi witaminy z grupy B (B1, B2, B5, B6, B12), karotenoidy (β-karoten – źródło witaminy A), C (kwas askorbinowy), E (tokoferol) i D.
Wiele mikroelementów i makroelementów w postaci dobrze przyswajalnych związków kompleksowych bądź metaloorganicznych. Należą do nich między innymi jod, brom, magnez, cynk, mangan, miedź i żelazo.
Inne prozdrowotne związki to roślinne barwniki zapewniające ochronę przed promieniowaniem UV (chlorofil, fikocyjanina czy fikoerytryna) oraz naturalne antyoksydanty takiej jak polifenole.
Właściwości lecznicze
Te organizmy od dawna ceni się za ich prozdrowotne oraz lecznicze właściwości. Pierwsze doniesienia o ich stosowaniu pochodzą z Dalekiego Wschodu, gdzie były stosowane w takich schorzeniach jak między innymi kaszel, zapalenie oskrzeli, przeziębienie, powiększenie tarczycy, otyłość, choroby weneryczne czy dna moczanowa. Wykorzystywane je również jako składnik kremów, maści oraz środków znieczulających.
Moda na superfoods i zdrowe odżywiane stanowi przyczynek do wzmożonej popularności tych roślin, które wykazują działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antybakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwnowotworowe. Używa się ich jako suplementów diety i środków wspomagających odchudzanie.
Algi morskie należą do świetnych źródeł białka, witamin, minerałów i kwasów tłuszczowych. Nie stanowią ryzyka dla zdrowia, co potwierdziła Agencja Żywności i Leków (FDA) w 2012 roku.
Działanie antynowotworowe
Choroby nowotworowe należą do jednego z największych współczesnych problemów medycznych. Szukając efektywnych metod w walce z rakiem, naukowcy zwrócili uwagę na związki obecne w algae. Wśród nich znajdują się takie jak: flawonoidy, karotenoidy, fikocyjaniny i wiele innych. Te związki mają różnorodne działanie: indukują apoptozę komórek nowotworowych, zatrzymują cykl komórkowy, hamują angiogenezę i stymulują układ odpornościowy.
Fikocyjaniny selektywnie niszczą błony komórek nowotworowych, prowadząc do ich śmierci. Scytonemin, barwnik z cyjanobakterii, hamuje wzrost szybko dzielących się komórek nowotworowych, nie będąc cytotoksycznym. Brunatnice Undaria pinnatifida, popularne w japońskiej diecie, silnie hamują rozwój raka piersi, przewyższając nawet działanie 5-fluorouracylu.
Boroficyna, zawierająca bor, wykazuje wybiórczą toksyczność wobec komórek raka jelita grubego i raka naskórka. Fikocyjanobilina pochodząca ze Spirulin hamuje wzrost komórek raka trzustki i produkcję wolnych rodników. Badania potwierdzają również pozytywny wpływ tych roślin na rozwój raka żołądka, prostaty, wątroby, szyjki macicy i białaczki.
Najlepsze efekty działania ekstraktów z tych roślin widać na etapie chemoprewencji. Jednak ich potencjał w opracowywaniu nowych leków przeciwnowotworowych jest ogromny. Algi mogą okazać się w przyszłości bardzo istotnym orężem w walce z nowotworami.
Stany zapalne
Stan zapalny stanowi obronną reakcję organizmu na szkodliwe bodźce. W odpowiedzi na chemiczne, fizyczne, biologiczne, biochemiczne czy farmakologiczne czynniki pojawiają się takie objawy, jak: wzrost temperatury, ból, obrzęk, zaczerwienienie i zaburzenia funkcji tkanek. Permanentny stan zapalny często prowadzi do chorób autoimmunologicznych, wśród których możemy wymienić: reumatoidalne zapalenie stawów, toczeń rumieniowaty układowy czy migreny. Wynika to z tego, że stale pobudzony układ immunologiczny uszkadza tkanki i narządy.
W celu złagodzenia zapalenia stosuje się niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), które jednak wywołują skutki uboczne, takie jak bóle głowy, podrażnienie błony śluzowej żołądka, nudności, zawroty głowy czy śródmiąższowe zapalenie nerek. Alternatywą mogą okazać się niektóre algae. Na przykład glony nori, popularne w Japonii, zawierają feofitynę, która działa przeciwzapalnie bez typowych dla NLPZ efektów ubocznych.
Krasnorosty również obfitują w związki przeciwzapalne. Vidalia obtusaloba z Karaibów zawiera bromofenole Vidalol A i B, które hamują działanie fosfolipazy A. Z kolei Laurencia glandulifera zawiera neorogioltriol, obniżający aktywność czynnika martwicy nowotworów TNF i COX-2. Wiele alg, w tym Chlorella, Sargassum, Caulerpa i Bryothamnion, również łagodzi ból. Połączenie działania przeciwzapalnego i przeciwbólowego oraz brak toksycznych powikłań sprawia, że preparaty wyprodukowane z algae mogą w przyszłości zastąpić konwencjonalne leki przeciwgorączkowe.
Alergie
Współczesne zanieczyszczone środowisko sprzyja zapadaniu na alergie. Alergia stanowi nadmierną reakcję organizmu na zwykle nieszkodliwe czynniki, takie jak kurz, sierść zwierząt, składniki pożywienia czy pyłki roślin. Układ immunologiczny wywołuje reakcję, co prowadzi do następujących objawów: wysypka, świąd, nieżyt nosa czy kichanie. Alergie mogą prowadzić do poważniejszych schorzeń, do których zaliczamy astmę bądź atopowe zapalenie skóry. Leczenie tych schorzeń często opiera się na lekach zawierających glikokortykoidy posiadające wiele skutków ubocznych.
W ostatnich latach badania naukowe skupiają się na poszukiwaniu nowych metod leczenia alergii, w tym między innymi na na wykorzystaniu alg morskich. W brunatnicach z rodzaju Eisenia, stosowanych w japońskiej medycynie, odkryto florotaninę, która ma działanie antyhistaminowe i łagodzi objawy alergii. Z kolei Fukoidyna zmniejsza produkcję IgE, co ogranicza nasilenie objawów alergii. Ekstrakt z brunatnic Ecklonia cava wykazał skuteczność w inhibicji reakcji astmatycznych, dając nadzieję na jego przyszłe zastosowanie w terapii alergii dróg oddechowych.
Zakażenia
Ogromnym wyzwaniem terapeutycznym dzisiejszych czasów pozostaje stale wzrastająca oporność bakterii na antybiotyki. Dlatego wciąż poszukuje się nowych substancji o działaniu antybakteryjnym.
Badania nad algami morskimi prowadzone w tym kierunku wykazały, że wiele z nich wytwarza związki o takim działaniu. Ekstrakty przygotowane z glonów pochodzących z Morza Czerwonego, Morza Egejskiego, Morza Chińskiego czy nawet z akwenów słodkowodnych wykazywały działanie bakteriostatyczne i bakteriobójcze na poziomie porównywalnym do niektórych konwencjonalnych antybiotyków.
Podobne badania przeprowadzono również, skupiając swoją uwagę na wirusach, które, powodując często gwałtownie postępujące choroby o nieoczekiwanym przebiegu, również stanowią duże zagrożenie dla zdrowia całej populacji.
Jednym z najczęstszych wirusów trapiących człowieka jest wirus Herpes simplex (HSV) wywołujący opryszczkę. Szacuje się, że jego nosicielami jest około 85% ludności. Związki hamujące replikację tego wirusa odnaleziono m.in. w algach z gatunku Constantinea simplex, Farlowia mollis i wielu innych.
Także wirus HIV przebadany został pod kątem wrażliwości na niektóre substancje zawarte w omawianych organizmach. Niektóre z polisacharydów, sulfoglikolipidów i karagenianów okazały się mieć właściwości wirusobójcze. Wiele z analizowanych tego rodzaju roślin wykazywało działanie hamujące replikację obu opisanych wirusów. Fakt ten nietrudno wytłumaczyć biorąc pod uwagę to, że zarówno wirus HSV, jak i HIV należą do tej samej rodziny – retrowirusów.
Odkrycie tak wielu związków o działaniu wirusobójczym daje duże nadzieje na dalszy rozwój prowadzonych nad nimi badań, których rezultatem może być opracowanie nowych możliwości terapii antyretrowirusowej.
Otyłość
Do gwałtownie rosnących problemów polskiego społeczeństwa należy nadwaga. Szacuje się, że ponad połowa Polaków ma problemy z otyłością. To właśnie na fali mody na odchudzanie i zdrowe życie algi morskie zyskały największą popularność. Ich działanie opiera się na dwóch głównych mechanizmach.
Dzięki wysokiej zawartości błonnika, glony pomagają spowolnić trawienie, poprawić pasaż żołądkowo-jelitowy i obniżyć wchłanianie kalorii. Ponadto, wykazano, że regularnie przyjmowany przed posiłkami alginian sodu, będący żelującą substancją pozyskiwaną z brunatnic, powoduje spadek ilości przyjmowanych kalorii o 7%).
W drugim z mechanizmów działania alg morskich w walce z nadwagą uczestniczy fukoidan. Związek ten również pozyskiwany jest z brunatnic, a jego działanie polega na zwiększeniu stężenia hormonozależnej lipazy, co prowadzi do nasilenia lipolizy, a w konsekwencji do obniżenia akumulacji tłuszczy w organizmie.
Podobnym działaniem cechuje się fukoksantyna. Poprzez indukcję białka UCP1 w tkance tłuszczowej, nasila ona utlenianie kwasów tłuszczowych i produkcję ciepła. Dodatkowo, wpływając na komórkowy transporter glukozy GLUT4, zwiększa insulinooporność i przyczynia się do unormowania poziomu glukozy we krwi).
Odkrycia te stwarzają realną alternatywę dla tradycyjnie stosowanego w zwalczaniu otyłości orlistatu – leku obniżającego wchłanianie tłuszczów, którego użycie obciążone jest jednak wieloma skutkami ubocznymi.
Czy warto jeść algae?
W dzisiejszych czasach algi morskie szybko zyskują na popularności. Należy przyznać, że korzyści, które mogą one nam przynieść, zdecydowanie przewyższają potencjalne straty. Dostępne suplementy diety pochodzące z tych roślin na pewno nie są szkodliwe, a znakomicie nadają się do uzupełniania niedoborów organizmu człowieka.
Zastosowane jako składniki potraw, zdecydowanie wzbogacają ich wartości odżywcze. Nie można też zapomnieć o ich unikalnych walorach smakowych. Jako element kuchni japońskiej zdobywają miłośników na całym świecie. Rosnące zainteresowanie społeczne odzwierciedla też liczba badań prowadzonych nad tymi organizmami. Podczas konstruowania swojej diety warto także pamiętać o konsultacjach z dietetykiem, który zbada kwestię włączenia tych roślin do indywidualnych dyspozycji i potrzeb.
Przytoczone w tym artykule efekty, które mogą wywoływać preparaty powstałe z glonów, to tylko część pozytywnych działań. Z każdym nowym odkryciem pojawia się coraz więcej pytań i potencjalnych zastosowań.
Kto wie, może tak poszukiwany przez wielu badaczy lek na nowotwory okaże się być właśnie produktem pochodzącym z omawianych roślin? A może dzięki ulepszonym metodom ich hodowli uda się wygrać z panującym w niektórych miejscach na świecie niedożywieniem? Na te i wiele innych pytań odpowiedzieć nam może tylko czas. Już teraz pewne jest jednak to, że te morskie rośliny stanowią jeden z kierunków żywienia w przyszłości.