Algi, glony (łac. algae, gr. phykos), będące pierwszymi formami życia zdolnymi do fotosyntezy, występują na ziemi od 1,5 biliona lat. Jest to grupa plechowatych organizmów zarodnikowych żyjących przeważnie w środowisku wodnym lub lądowym o wysokiej wilgotności (1). Są one samożywnymi, fotosyntezującymi organizmami o beztkankowej budowie, które stanowią najliczniejszą grupę autotrofów (2). Swoim występowaniem obejmują cały świat, a podzielone zostały na 11 gromad i ponad 20 tysięcy gatunków, które można zaliczyć do odrębnych królestw (roślin, protista i bakterii) (3). Ciało glonów jest jednorodną lub zbudowaną z niezróżnicowanych komórek plechą, która swoją wielkością waha się od pojedynczych milimetrów (mikroalgi) aż do kilku metrów (makroalgi) (4). Zbudowane są z niby-liści i niby-łodyg, które ułatwiają im pochłanianie wody i składników mineralnych z otoczenia, natomiast do zakotwiczenia się używają niby-korzeni. Ze względu na ich ogromne zróżnicowanie morfologiczne, systematyka alg jest skomplikowana. Z tego powodu utworzono podział uwzględniający: budowę komórek, skład ściany komórkowej czy barwę biomasy (3). Do najczęściej wydobywanych i wykorzystywanych alg należą brunatnice (Phaeophyta), krasnorosty (Rhodophyta) i zielenice (Chlorophyta) (1). W ostatnich latach zauważyć można postępujący wśród społeczeństwa wzrost zainteresowania algami, ich kosmetycznymi i medycznymi właściwościami. Coraz częściej na półkach pojawiają się produkty tworzone na bazie glonów. Korzystny wpływ na skórę, tkankę tłuszczową czy bakterie komensalne spowodował ich zwiększone użycie w kosmetologii czy dermatologii. Algi będące organizmami bogatymi w witaminy, białka, aminokwasy i minerały stały się istotnym źródłem suplementacji w niedoborach odżywczych (1). Nie bez znaczenia pozostaje fakt, że posiadają one również wiele czynnych biologicznie związków o działaniu przeciwbakteryjnym, przeciwwirusowym, przeciwgrzybicznym, a nawet przeciwnowotworowym. Celem tej pracy jest przedstawienie walorów żywieniowych alg i ich znaczenia w walce z chorobami.

Pomimo niewątpliwych zalet, które niesie za sobą spożycie alg, nie zawsze były one w centrum zainteresowania. Przypuszcza się, że były one jednymi z pierwszych organizmów roślinnych na świecie, ale pierwsze badania nad nimi rozpoczął w 1890 roku duński mikrobiolog Martinus Beijerinck, który pochylił się nad hodowlą glonów z rodziny chlorella (5). Parę lat później niemieccy naukowcy odkryli, że algi zawierają wyjątkowo duże stężenie białka przyswajanego przez człowieka, co przyczyniło się do zdobycia przez Otto Warburga nagrody Nobla w 1931 roku za badania nad fotosyntezą chlorelli. Co ciekawe, glon ten nieraz wykorzystany został w celu ratowania przed klęską głodu. Po raz pierwszy w ten sposób zastosowali go Niemcy po I wojnie światowej (6), a w ślad za nimi podążyli Amerykanie, którzy dołączali preparaty chlorelli do zrzutów żywności dla poszkodowanych w wyniku wybuchu bomby atomowej Japończyków. Zaobserwowano tam, że spożycie alg pomaga w redukowaniu efektów napromieniowania, co sprawiło wzmożenie badań nad tymi organizmami w USA. Na początku lat 50. XX wieku poparcie dla włączenia alg do codziennej diety ciągle rosło. Powiększający się kryzys żywnościowy w Ameryce miał zostać rozwiązany poprzez wprowadzenie ich do masowej produkcji. Niestety, Waszyngtoński Instytut im. Carnegiego, który jako pierwszy próbował stworzyć hodowlę alg, napotkał duże problemy i eksperymentalną plantację musiano zamknąć już po roku (7). Z podobnym problemem żywnościowym borykali się po wojnie wspomnieni już Japończycy. Z pomocą przyszła im w 1951 roku Fundacja im. Rockefellera, która zaoferowała wsparcie finansowe w celu wspomożenia rozwoju metod uprawy i przetwarzania chlorelli. Badania skupiły się nie tylko nad hodowlą, ale też nad problemem wchłanialności zawartych w nich składników odżywczych. Od tego czasu wynaleziono i opatentowano wiele technologii pozwalających zwiększyć efektywność upraw oraz przyswajalność zawartych w algach nutrientów, a w dzisiejszych czasach przemysł ten staje się jedną z dużych gałęzi gospodarki niektórych krajów azjatyckich.

Algi występują na obszarze całego globu. Rosną głównie w środowiskach wodnych, ale także w lądowych o wysokiej wilgotności. Glony te obecne są we wszystkich strefach geograficznych, żyją zarówno w wodach słodkich, jak i w słonych, w chłodnych i ciepłych (1). Na skalę przemysłową algi produkuje się w otwartych basenach farm algowych, które objęte są stałym nadzorem i kontrolą standardów jakości. W zbiornikach tych glony są odżywiane i mają zapewnione odpowiednie warunki do szybkiego wzrostu. Kiedy są już gotowe do zbioru, odfiltrowuje się je przez coraz drobniejsze sita, aby pozbyć się wszelkich zanieczyszczeń. Pozostała woda jest tak bogata w składniki odżywcze, że wykorzystuje się ją ponownie. Po zebraniu alg, zostają one wysuszone i przechowywane są w specjalnych kontenerach niepozwalających na kontakt z tlenem. Gotowy produkt sprzedawany jest w formie proszku, zawierającego ususzone glony, sprasowanych tabletek lub płatków (7).

Algi morskie cechują się bardzo bogatym i wysoce zróżnicowanym składem. Ocenia się, że większość z ich bioaktywnych składników dotychczas nie została opisana, ale, biorąc pod uwagę ilość prowadzonych nad nimi badań, z całą pewnością w najbliższym czasie ulegnie to zmianie. Biomasa alg jest jednym z bardziej znaczących i urozmaiconych źródeł związków bioaktywnych, mających szerokie spektrum zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Jak wszystkich organizmów żywych, skład glonów nie jest stały. Zmienia się on w zależności od czynników środowiskowych, takich jak: temperatura, pH, oświetlenie, zawartość dwutlenku węgla czy minerałów (8). Najważniejszym składnikiem biomasy alg jest woda stanowiąca ok. 85% ich mokrej masy. Pozostała część złożona jest głównie z soli mineralnych i węglowodanów. Wśród nich większość stanowią polisacharydy (ok. 60%), które składają się na główny element suchej masy alg. Wyróżniamy wśród nich: mukopolisacharydy (glikozoaminoglukany GAG – związki zbudowane z aminocukrów i kwasów uronowych), siarczan chondroityny, kwas alginowy, kwas hialuronowy, fukany, mannitol, sorbitol, karageniany, agar i inne hydrokoloidy. W 7-15% suchą masę glonów budują białka – głównie glikoproteiny i metaloproteiny, które są dobrym źródłem niezbędnych dla człowieka aminokwasów egzogennych (alanina, asparagina, glicyna, lizyna, seryna, izoleucyna, leucyna, metionina, fenyloalanina, treonina, tryptofan i walina) (9). Co ważne, algi zawierają również lipidy, a pośród nich tak ważne dla nas niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT), takie jak: kwas eikozapentenowy (EPA), kwas arachidonowy czy kwas γ-linolenowy (GLA). W glonach zidentyfikowano również wiele związków z grupy witamin. Są to m.in.: karotenoidy (β-karoten – źródło witaminy A), witaminy z grupy B (B₁, B₂, B₅, B₆, B₁₂), witaminy: C (kwas askorbinowy), E (tokoferol) i D. Algi zawierają też wiele mikro- i makroelementów, które występują w nich w bardzo dobrze przyswajalnych postaciach – jako związki kompleksowe lub metaloorganiczne (2). Są to m.in.: brom, cynk, jod, magnez, mangan, miedź i żelazo. Pośród innych związków chemicznych zidentyfikowanych w glonach wyróżnić możemy wiele roślinnych barwników chroniących przed uszkodzeniami spowodowanymi promieniowaniem UV (chlorofil, fikocyjanina czy fikoerytryna) oraz polifenole (naturalne antyoksydanty).

Algi cenione są za swoje lecznicze właściwości już od bardzo dawna. Pierwsze doniesienia o ich stosowaniu pochodzą z Dalekiego Wschodu, gdzie z powodzeniem używano ich do leczenia przeziębień, kaszlu, zapalenia oskrzeli, otyłości, chorób wenerycznych, dny moczanowej czy powiększonej tarczycy (2). Były one również składnikami przeróżnych maści, kremów i środków znieczulających (10). Dzięki panującej obecnie modzie na zdrowe odżywianie obfitujące w tzw. superfoods, będące produktami o ogromnej ilości składników odżywczych, glony wracają do łask. Udowodniono wiele pozytywnych właściwości alg morskich. Wykazano między innymi ich działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, antybakteryjne, przeciwwirusowe czy nawet przeciwnowotworowe. Jednak z całą pewnością najbardziej znanym i rozreklamowanym ich zastosowaniem jest stosowanie glonów jako suplementów diety i różnorodnych „wspomagaczy odchudzania”, co, biorąc pod uwagę ich rozbudowany skład i mnogość zawartych w nich substancji niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, zupełnie nie dziwi. Algi morskie stanowią znakomite źródło białka, witamin, minerałów i kwasów tłuszczowych, nie stanowiąc jednocześnie ryzyka dla zdrowia człowieka, co zostało potwierdzone przez Agencję Żywności i Leków (Food Drug Administration – FDA) w 2012 roku.

Jednym z największych problemów, z którym zmaga się medycyna XXI wieku, są z całą pewnością choroby nowotworowe. Stanowią one przyczynę największej ilości zgonów na świecie, a zachorowalność z nimi związana stale rośnie. Nieustannie poszukuje się nowych metod skutecznej prewencji i spowolnienia tempa kancerogenezy. Niektórymi ze związków o przypisanych powyższych właściwościach, a których obecność potwierdzono w algach, są: flawonoidy, karotenoidy, fikocyjaniny i inne. Mechanizmów działania tych substancji jest wiele, m.in.: indukcja apoptozy komórek guza, zatrzymanie jego cyklu komórkowego, hamowanie angiogenezy czy immunostymulacja (11). Opisano, że fikocyjaniny wybiórczo niszczą błonę komórkową komórek guza, powodując w ten sposób wypłynięcie na zewnątrz ich zawartości, co bezpośrednio prowadzi do ich zniszczenia (12). Innym ze związków wyizolowanym z glonów jest scytonemin, barwnik pochodzący z cyjanobakterii Stigonema sp. Jest on inhibitorem jednej z kinaz niezbędnej do regulacji cyklu komórkowego. Dzięki temu hamuje on wzrost komórek szybko dzielących się (co jest jedną z cech komórek nowotworowych), nie posiadając przy tym charakteru cytotoksycznego (13). Algi niosą również nadzieję kobietom będącym w grupie ryzyka zachorowania na raka piersi. Zbadano, że roztwór z brunatnic Undaria pinnatifida, będących częstym składnikiem diety Japończyków (znane tam jako mekabu), silnie hamuje karcynogenezę w gruczole piersiowym. Działanie to było nawet silniejsze od szeroko stosowanego u kobiet z rakiem piersi 5-fluorouracylu (5-FU) (14). Kolejnym związkiem o działaniu przeciwnowotworowym jest boroficyna, będąca zawierającym bor metabolitem glonów z rodzaju Nostoc (sinice). Po raz kolejny notujemy wybiórczą cytotoksyczność tej substancji, tym razem wobec komórek raka jelita grubego i raka naskórka typu LoVo (10). Następną substancją o udowodnionym działaniu antykarcynogennym jest fikocyjanobilina obecna w bardzo popularnych na rynku algach z rodzaju Spirulina. W znaczący sposób hamuje ona wzrost komórek raka trzustki oraz produkcję wolnych rodników tlenowych (15). Oprócz wyżej wymienionych, liczne badania potwierdzają także pozytywny wpływ alg na rozwój raka żołądka, prostaty, wątroby, szyjki macicy czy białaczki (16). Oczywiście najlepsze efekty działań glonów widoczne są na etapie chemoprewencji nowotworów, ale nie można zapomnieć o potencjalnym wykorzystaniu tego typu związków przy pracach nad lekami przeciwnowotworowymi i możliwościach opracowywania nowych rodzajów terapii, a biorąc pod uwagę skalę zakrojonych nad nimi badań, można stwierdzić, że są to leki przyszłości.