Морские бурые водоросли — перспективный источник БАВ для медицинского, фармацевтического и пищевого применения

Целью работы является изучение состава и свойств биологически активных веществ (БАВ) бурых водорослей.

Результат: представлен обзор данных, опубликованных зарубежными и российскими авторами по составу и свойствам БАВ бурых водорослей, а также данные авторов статьи о БАВ водорослей Белого и Баренцева морей. Бурые водоросли семейств Laminariales и Fucales (Phaeophyceae) рассматриваются как источники природных БАВ.

Новизна: приведены новые данные о том, что сульфатированные полисахариды — фукоиданы, а также альгинаты, полифенолы и другие вещества, обладающие разнообразными биоактивными свойствами, с антивирусным и антикоагулянтным потенциалами, положительно влияют на здоровье человека.

Практическая значимость: показаны рекомендации по использованию водорослей непосредственно в пищу, для получения лечебно-профилактической, медицинской продукции, фармацевтических средств, СПП, ФПП, БАД к пище. Рекомендовано их возможное применение как средство для лечения рака легких и других опухолей, диабета, а также в комплексной терапии гриппа и COVID-19.

Используемые методы: данные по составу и свойствам биологически активных веществ (БАВ) бурых водорослей приведены с привлечением обзора зарубежных и отечественных опубликованных работ и результатов собственных исследований. При проведении исследований были использованы современные инструментальные методы.

1. Аминина Н. М., Вишневская Т. И., Караулова Е. Н., Епур В. П., Якуш Е. В. 2020. Перспективы использования промысловых и потенциально промысловых бурых водорослей дальневосточных морей в качестве источника полифенолов // Биология моря. Т. 46. № 1. с. 37–44. DOI: 10.31857/S0134347520010027.

2. Беседнова Н. Н., Звягинцева Т. Н., Андрюков Б. Г., Запорожец Т. С., Кузнецова Т. А., Крыжановский С. П., Гусева Л. Г., Щелканов М. Ю. 2021. Сульфатированные полисаха риды морских водорослей как потенциальные средства профилактики и терапии гриппа и COVID - 19 // Антибиотики и химиотерапия. Т. 66. № 7–8. С. 50–66. DOI 10.37489/0235–2990–2021–66–7–8–50–66.

3. Беседнова Н. Н., Кузнецова Т. А., Запорожец Т. С., Звягинцева Т. Н. 2015. Морские бурые водоросли — источник новых фармацевтических субстанций антибактериальной направленности // Антибиотики и химиотерапия. Т. 60. (3–4). С. 31–41.

4. Блинова Е. И. 2007. Водоросли-макрофиты и травы морей европейской части России (флора, распространение, биология, запасы, марикультура). М.: Изд-во ВНИРО. 114 с.

5. Боголицын К.Г, Дружинина А. С., Овчинников Д. В., Каплицин П. А., Шульгина Е. В., Паршина А. Э. 2018. Полифенолы бурых водорослей // Химия растительного сырья. № 3. С. 5–21. DOI: 10.14258/jcprm.2018031898.

6. Глубоковский М. К., Тарасюк С. Н., Зверькова Л. М., Семеняк Л. В., Мурзов Н. Н., Петрова Н. В., Бражник С. Ю., Скакун В. А. 2012. Сырьевая база российского рыболовства в 2012 году: Районы российской юрисдикции. М.: Изд-во ВНИРО. 497 с.

7. Добровольский А. Б., Титаева Е. В. 2013. Образование тромбина и его функции в системе гемостаза // Атеротромбоз. № 1. С. 66–72.

8. Евсеева Н. В. 2014. Структура фитоценозов и динамика ценопопуляций фукусовых водорослей на литорали западного Мурмана // Биоразнообразие и устойчивость живых систем. Тез. XIII Межд. науч.-практ. экологической конф. Белгород: ИД «Белгород» НИУ БелГУ. С. 91–92.

9. Игнатова Т. А., Рощина А. Н., Подкорытова А. В. 2021. Технология экстракции комплекса пигментов из фукусов Белого моря // Пищевые технологии: исследования, инновации, маркетинг: сборник трудов по материалам I Междун. науч.-практ. конф. (23–25 сентября 2021 г.) / под общ. ред. Е. П. Масюткина; науч. ред. О. Е. Битютская. КГМТУ. Керчь: КГМТУ. С. 78–83.

10. Клиндух М. П., Облучинская Е. Д. 2013. Сравнительное исследование химического состава бурых водорослей Fucus vesiculosus и Ascophyllum nodosum // Вестник МГТУ, Т. 16. № 3. С. 466–471.

11. Корзун В. И., Воронова Ю. Г., Парац А. И., Рогальская Л. А., Подкорытова А. В. 1992. Альгинаты в профилактике внутреннего облучения стронцием // Медицинская радиология. № 3. С. 31–34.

12. Коровкина Н. В., Богданович Н. И., Кутакова Н. А. 2007. Исследование состава бурых водорослей Белого моря с целью дальнейшей переработки // Химия растительного сырья. № 1. С. 59–64.

13. Кудряшов А. П., Дитченко Т. И., Молчан О. В., Смолич И. И., Яковец О. Г. 2011. Физиология растений: лабораторный практикум для студентов биологического факультета. Минск: БГУ. 76 с.

14. Облучинская Е. Д. 2005. Технологии лекарственных и лечебно-профилактических средств из бурых водорослей. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН. 164 с.

15. Облучинская Е. Д. 2020. Фитохимические и технологические исследования водорослей Баренцева моря // Труды КНЦ РАН. Т. 11. № 4–7. С. 178–198. DOI 10.37614/2307-5252.2020.11.4.008.

16. Облучинская Е. Д., Захарова Л. В. 2020. Сравнительное исследование полифенолов бурых водорослей морей Арктики и Северной Атлантики // Химия растительного сырья, № 4. С. 129–137. DOI 10.14258/jcprm.2020047755.

17. Облучинская Е. Д., Пожарицкая О. Н., Флисюк Е. В., Шиков А. Н. 2020. Оптимизация состава и технологии получения таблеток с фукоиданом и их биофармацевтическая оценка // Химико-фармацевтический журнал. Т. 54. № 5. С. 38–42. DOI 10.30906/0023–1134–2020–54–5–38–42.

18. Подкорытова А. В. 2005. Морские водоросли — макрофиты и травы. М.: Изд-во ВНИРО. 175 с.

19. Подкорытова А. В., Аминина Н. М., Ковалева Е. А., Корзун В. Н., Парац А. Н. 1992. Изменение сорбционной активности альгиновой кислоты при получении лечебно-профилактической продукции // Известия ТИНРО. Т. 114. С. 146–149.

20. Подкорытова А. В., Вафина Л. Х., Муравьева Е. А., Шарина З. Н. 2009. Санитарно-гигиеническая характеристика бурых водорослей Белого и Баренцева морей // Рыбпром № 4. С. 33–39.

21. Подкорытова А. В., Вишневская Т. И. 2003 а. Морские бурые водоросли — естественный источник йода // Парафармацевтика. Фармацевтический бюлл. № 2. С. 22–23.

22. Подкорытова А. В., Вишневская Т. И. 2003 б. Морские бурые водоросли — естественный источник йода // Парафармацевтика. Фармацевтический бюлл. № 3. С. 18–19.

23. Подкорытова А. В., Игнатова Т. А., Рощина А. Н., Котельникова Л. Х. 2021. Морские водоросли дальневосточного и северного рыбохозяйственных бассейнов: запасы, добыча, перспективы использования // Сб. тез. докл. II Межд. науч.-практ. конф. «Инновационные направления интеграции науки, образования и производства» / ред. Масюткина Е. П. Керчь: КГМТУ. С. 253–257.

24. Подкорытова А. В., Котельникова Л. Х., Шашкина И. А. 2021. Биогели Витальгар из водорослей семейства Laminariaceae, их роль в борьбе против COVID-19 // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. Т. 98. № 3–2. С. 153–154. DOI 10.17116/kurort20219803221.

25. Подкорытова А. В., Рощина А. Н., Бурова Н. В. 2020. Водоросли-макрофиты прибрежных зон морей северного рыбохозяйственного бассейна: добыча, переработка, обоснование их комплексного использования // Инновационные направления интеграции науки, образования и производства: Сб. тезисов докладов участников I Междунар. науч.-практ. конф. / ред. Е. П. Масюткина. Керчь: КГМТУ. С. 271–276.

26. Подкорытова А. В., Рощина А. Н., Евсеева Н. В., Усов А. И., Головин Г. Ю., Попов А. М. 2020. Бурые водоросли порядков Laminariales и Fucales Сахалино-Курильского региона: запасы, добыча, использование // Труды ВНИРО. Т. 181. С. 202–223. DOI: 10.36038/2307–3497–2020–181–235-256.

27. Подкорытова А. В., Рощина А. Н., Котельникова Л. Х. (в печати). Научно-практические основы последовательного экстрагирования фукоиданов и энтеросорбентов из бурых водорослей // IX Межд. Балтийский форум. Х Межд. науч.-практ. конф. «Пищевая и морская биотехнология» Ч. 8. Калининград: Изд-во БГАРФ.

28. Подкорытова А. В., Рощина А. Н., Котельникова Л. Х. 2021. Комплексная технология получения альгината натрия, фукоидансодержащих концентратов и пищевых продуктов из Saccharina japonica // Сб. тезисов докладов участников пула науч.-практ. конф. Керчь: КГМТУ. С. 229–233.

29. Репина О. И. 2005. Обоснование и разработка технологии биологически активных веществ из фукусовых водорослей Белого моря. Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: ВНИРО. 24 с.

30. Рыбалкина О. Ю., Лопатина К. А., Сафонова Е. А., Ефимова Л. А. 2014. Перспективы использования альгината натрия с различной молекулярной массой в комплексной терапии злокачественных новообразований // Бюллетень ВСНЦ со РАМН. № 5(99). С. 63–67.

31. Урванцева А. М., Бакунина Н. Ю., Ким Н. Ю., Исаков В. В., Глазунов В. П., Звягинцева Т. Н. 2004. Выделение очищенного фукоидана из природного комплекса с полифенолами и его характеристика // Химия растительного сырья. № 3. С. 15–24.

32. Усов А. И. 2018. Особенности структурного анализа сульфатированных полисахаридов // Фундаментальная гликобиология. Сб. матер. IV Всерос. конф. / ред. С. Г. Литвинец. Киров: Вятский гос. университет. С. 160–161.

33. Усов А. И., Билан М. И. 2009. Фукоиданы — сульфатированные полисахариды бурых водорослей // Успехи химии. Т. 78. № 8. С. 846–862.

34. Усольцева Р. В., Звягинцева Т. Н., Ермакова С. П. 2019. Структурное разнообразие ламинаранов бурых водорослей, перспективы их использования // Вестник ДВО РАН. № 5(207). С. 84–89. DOI 10.25808/08697698.2019.207.5.010.

35. Ушакова Н. А., Морозевич Е. Е., Устюжанина Н. Е., Билан М. И., Усов А. И., Нифантьев Н. Э., Преображенская М. Е. 2008. Антикоагулянтная активность фукоиданов из бурых водо рослей // Биомедицинская химия. Т. 54. № 5. C. 597–606.

36. Хотимченко С. В. 2003. Липиды морских водорослей-макрофитов и трав. Структура, распределение, анализ. Владивосток: Дальнаука. 230 с.

37. Штильман М. И., Подкорытова А. В., Немцев С. В., Кряжев В. Н., Пешехонова А. Л., Сдобникова О. А., Панов А. В., Свитцов А. А., Фрумин Л. Е., Иванкин А. Н., Волова Т. Г., Жила Н. О., Шишацкая Е. И., Истранов Л. П., Истранова Е. В., Сакварелидзе М. А., Гусаров Д. А., Берковский А. Л., Подгорский В. С., Коваленко Э. А. 2015. Технология биополимеров медико-биологического назначения. Полимеры природного происхождения. М.: Изд. БИНОМ Лаборатория знаний. 328 с.

38. Afonso N. C., Catarino M.D, Silva A. M.S., Cardoso S. M. 2019. Brown Macroalgae as Valuable Food Ingredients // Antioxidants. Vol. 8. № 9. P. 365. DOI 10.3390/antiox8090365.

39. Ariedea M. B., Candidoa T. M., Morocho J.A L, Robles V. M.V, de Carvalhob J. K.M, Babya A. R. 2017. Cosmetic attributes of algae: A review // Algal Research. 25. Р. 483–487. DOI:10.1016/J.ALGAL.2017.05.019.

40. Ayrapetyan O. N., Zhurishkina E. V., Lebedev D. V., Kulminskaya A. A., Lapina I. M., Obluchinskaya E. D., Skorik Y. A. 2021. Antibacterial properties of fucoidans from the brown algae Fucus vesiculosus L. of the Barents Sea // Biology. Т. 10. № 1. Р.1–17. DOI 10.3390/biology10010067.

41. Cardozo K. H.M., Guaratini T., Barros M. P., Falcão V. R., Tonon A. P., Lopes N. P., Campos S., Torres M. A., Souza A. O., Colepicolo Р., Pinto Е. 2007. Metabolites from algae with economic impact // Comp. Biochem. Physiol. Part C. № 146. P. 60–78.

42. Church F. C., Meade J. B., Treanor R. E., Whinna H. C. 1989. Antithrombin activity of fucoidan // J. biol. Chem. 264: Р. 3618–3623.

43. Colliec S., Fischer A. M., Tapon-Bretaudiere J., Boisson C., Durand P., Jozefonvicz J. 1991. Anticoaggulant properties of a fucoidan fraction // Thromb. Res. 64: Р. 143–154.

44. Erpel F., Mateos R., Peres-Kimenez J., Peres-Correa J. 2020. Phlorotannins: From isolation and structural characterization, to the evaluation of their antidiabetic and anticancer potential // Food Res Int. Nov;137:109589. DOI:10.1016/j.foodres.2020.109589.

45. Fitton J. H., Park A. Y., Karpiniec S. S., Stringer D. N. 2021. Fucoidan and Lung Function: Value in Viral Infection // Mar Drugs. 19, 4, 7 p.

46. Graufel V, Kloareg B, Mabeau S, Durand P, Jozefonvicz J. 1989. New natural polysaccharides with potent antithrombic activity: fucans from brown algae // Biomaterials. 10: Р. 363–368. DOI: 10.1016/0142–9612(89)90127–0.

47. Kordjazi M., Etemadian Y., Shabanpour B., Pourashouri P. 2019. Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of fucoidan extracted from two species of brown seaweeds ( Sargassum ilicifolium and S.angustifolium ) around Qeshm Island // Iranian J. of Fisheries Sciences. С. 18(3). Р. 457–475. DOI: 10.22092/IJFS.2018.115491.

48. Matou S., Helley D., Chabut D., Bros A., Fischer A-M. 2002. Effect of fucoidan on fibroblast growth factor-2-induced angiogenesis in vitro // Thromb. Res. 106: Р. 213–221. DOI: 10.1016/s0049–3848(02)00136–6.

49. Mekinic I. G., Skroza D., Simat V., Hamed I., Cagalj M., Percovic Z. P. 2019. Phenolic Content of Brown Algae (Phaeophyceae) Species: Extraction, Identification, and Quantification // Biomolecules. Jun 22; 9(6): 244 р. DOI: 10.3390/biom9060244.

50. Nguyen P. H., Choi I.-W., Kim S.-K., Jung W. K. 2011. Immune regulatory effects of phlorotannins derived from marine brown algae (Phaeophyta) // Handbook of marine macroalgae: Biotechnology and Applied phycology. Chichester, U.K.: John Wiley & Sons. P. 340–343. DOI:10.1002/9781119977087.ch17.

51. Ragan M. A., Glombitza K. V. 1986. Phlorotannins, brown algal polyphenolics // Progress in Phycological Research, Bristol. V. 4. P. 129–241.

52. Richards C., Williams N. A., Fitton, J.H., Stringer D. N., Karpiniec S. S., Park A. Y. 2020. Oral fucoidan attenuates lung pathology and clinical signs in a severe influenza A mouse model // Mar Drugs. 18, 246. 10 р. DOI:10.3390/md18050246.

53. Rodriguez-Amaya D.B. 2001. A guide to carotenoid analysis in foods // Printed in the United States of America. 64 p.

54. Salvador N., Garreta A. G., Lavelli L., Ribera M. A. 2007. Antimicrobial activity of Iberian macroalgae // Sci. Mar. № 71. Р. 101–113. ISSN: 0214–8358.

55. Silva A., Rodrigues C., Garcia-Oliveira P., Lourenço-Lopes C., Silva S.A, Garcia-Perez P., Carvalho A. P., Domingues V. F., Barroso F., Delerue-Matos C., Simal-Gandara J., Prieto M. A. 2021. Screening of Bioactive Properties in Brown Algae from the Northwest Iberian Peninsula // Foods, 10, 1915. 15 р. DOI:10.3390/foods10081915.

56. Smit A. J. 2004. Medicinal and pharmaceutical uses of seaweed natural products: A review // J. Appl. Phycol. № 16. Р. 245-262. DOI:10.1023/B:JAPH.0000047783.36600.ef.

57. Thomas NV, Kim Se-K. 2011. Potential pharmacological applications of polyphenolic derivatives from marine brown algae // Environmental Toxicology and Pharmacology. V. 32. Is. 3. P. 325–335. DOI: 10.1016/j.etap.2011.09.004.