Перейти к содержанию
Лаборатория №17

Наука · Обзор направления

Биологические эффекты цианобактерий и микроводорослей

Что известно из литературы, какие исследования идут на людях и что изучено на клетках и лабораторных животных в работах А. П. Лыкова и соавторов.

Что это за организмы и чем они интересны

Цианобактерии — фотосинтезирующие микроорганизмы без ядра (прокариоты). Они улавливают энергию солнечного света и используют её для синтеза первичных метаболитов — белков, жиров и углеводов, нужных клеткам для жизни и деления, — и вторичных метаболитов. Вторичные метаболиты — это биологически активные соединения, которые не обязательны для жизнеобеспечения, но помогают организму, например, в конкуренции за среду обитания и в защите от инфекций [1].

Способность цианобактерий вырабатывать вещества с противомикробным потенциалом, в том числе антимикробные пептиды, изучают как возможный источник новых антибиотиков против микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью [2]. Цианобактерии и микроводоросли рассматривают и как сырьё для продуктов питания, кормовых добавок, химических веществ, биотоплива и фармацевтических субстанций: каротина, астаксантина, полиненасыщенных жирных кислот — докозагексаеновой (ДГК) и эйкозапентаеновой (ЭПК), полисахаридов, например глюканов [3].

Микроводоросли — одноклеточные водоросли с ядром — интересны и для «зелёных» технологий. Из разных видов при разных условиях выращивания получают биополимеры: полигидроксибутират, полиуретан, полимолочную кислоту, полимеры на основе целлюлозы, крахмала и белка. По оценке авторов обзора, такие биопластики разлагаются в природе, совместимы с живыми тканями, пригодны для переработки и могут применяться в сельском хозяйстве, строительстве, здравоохранении, электронике и упаковке [4].

Микроводоросли вырабатывают β-глюканы, омега-3 жирные кислоты и антиоксиданты. Обзоры последних лет рассматривают их как источник ингредиентов для функциональных продуктов питания, систем доставки лекарств и синтетической биологии [5].

Исследования на людях

Примеры клинических исследований с микроводорослями из реестра ClinicalTrials.gov. Регистрация означает, что исследование запланировано или проведено, но не то, что эффект доказан: результаты публикуются отдельно, а часть исследований ещё не завершена.

  • NCT07791420 (откроется в новой вкладке)

    Изменения метаболитов в крови и моче после напитков с размолотыми и неразмолотыми микроводорослями в сравнении с сывороточным и соевым белком и мальтодекстрином (плацебо).

    Сингапур, Национальный университет Сингапура · зарегистрировано в 2026 году, набор участников ещё не начат

  • NCT05401591 (откроется в новой вкладке)

    Микроводоросли как альтернативный источник белка в питании человека: аминокислоты в крови после приёма.

    Великобритания, Эксетерский университет · 2021–2022, завершено

  • NCT05120791 (откроется в новой вкладке)

    Микроводоросль Phaeodactylum tricornutum в пище людей разного возраста: усвоение омега-3 жирных кислот и показатели крови.

    Германия, Университет Хоэнхайма · 2022, статус не обновлялся

  • NCT04851899 (откроется в новой вкладке)

    Экстракт микроводоросли в сочетании с природным стимулятором: когнитивные функции и игровая результативность у игроков в видеоигры.

    США, спонсор — компания Microphyt (Франция) · 2021–2022, завершено

  • NCT04761406 (откроется в новой вкладке)

    Тот же экстракт микроводоросли в сочетании с физическими упражнениями у здоровых женщин с избыточной массой тела: контроль массы тела.

    США, спонсор — компания Microphyt (Франция) · 2021–2023, завершено

  • NCT01742468 (откроется в новой вкладке)

    Длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты из масла микроводорослей у пациентов с ревматоидным артритом.

    Германия, Йенский университет · 2013, завершено

  • NCT03625284 (откроется в новой вкладке)

    Добавка, богатая фукоксантином, при неалкогольной жировой болезни печени.

    Спонсор — компания Algatechnologies (Израиль) · 2018–2019, статус не обновлялся

  • NCT07173062 (откроется в новой вкладке)

    Спирулина и красная морская водоросль Gelidium corneum: маркеры сердечно-сосудистого риска и кишечная микробиота.

    Португалия, Университет Порту · начато в 2025 году, идёт набор

Что показывают обзоры и эксперименты

Работы других коллективов о возможном значении микроводорослей и цианобактерий для здоровья. Для каждой указано, на ком получены данные: результаты опытов на мышах нельзя переносить на человека.

  • мыши

    Заживление ран при диабете

    Гидрогель с живой микроводорослью Haematococcus, режим работы которой меняли светом, ускорял заживление инфицированных ран у мышей с диабетом. [6]

  • обзор

    Метаболический синдром

    Обзор исследований на клетках и животных о влиянии микроводорослей на ожирение, обмен глюкозы и липидов, давление и воспаление. [7]

  • метаанализ: люди и животные

    Уровень сахара в крови

    В 7 клинических исследованиях добавки спирулины (Arthrospira) снижали глюкозу натощак и общий холестерин; гликированный гемоглобин значимо не менялся. Отдельно проанализированы 27 работ на крысах и мышах. [8]

  • обзор

    Сердце и сосуды

    Обзор соединений морских микроводорослей — полисахаридов, пептидов, каротиноидов — с активностью против возрастных сердечно-сосудистых заболеваний по данным опытов на клетках и животных. [9]

  • обзоры

    Противовоспалительные, противомикробные и антиоксидантные свойства

    Обзоры веществ водорослей и цианобактерий с такой активностью, в том числе полимеров с противовирусной активностью. [10, 11]

  • метаанализ: люди

    Артериальное давление

    29 рандомизированных исследований, 1583 участника: употребление съедобных водорослей, включая морские макроводоросли и спирулину, сопровождалось снижением давления в среднем на 2 мм рт. ст.; сильнее — при приёме цельных водорослей больше 3 г в сутки не меньше 12 недель. [12]

  • мыши

    Воспалительные заболевания кишечника

    Гидрогель со спирулиной и реином при приёме внутрь ослаблял хронический колит и связанное с ним тревожно- и депрессивноподобное поведение у мышей. [13]

Исследования под руководством А. П. Лыкова

Биологические эффекты цианобактерий и микроводорослей разных групп изучены на клеточных культурах и лабораторных мышах. Ниже — направления и работы из библиотеки публикаций, у каждой есть объяснение простыми словами.

  1. 01

    Влияние масляных экстрактов на кроветворение

  2. 02

    Влияние масляных экстрактов на биохимию крови: глюкоза, белки, липиды, цитокины, иммуноглобулины, гормоны

  3. 03

    Влияние масляных экстрактов на функции иммунных клеток: размножение и секрецию

  4. 04

    Носитель с фукоксантином и экстракты фукоксантина: действие на клетки и мышей

  5. 05

    Противомикробные свойства экстрактов цианобактерий и микроводорослей

  6. 06

    Долговременная неспецифическая иммунологическая память («тренированный иммунитет»)

  7. 07

    Мезенхимные стволовые и другие соматические клетки человека и крысы

  8. 08

    Морская цианобактерия Leptolyngbya cf. ectocarpi: иммунные клетки, клетки печени и кишки, обмен веществ

  9. 09

    Leptolyngbya cf. ectocarpi на моделях токсического гепатита (этанол, парацетамол) и воспаления кишечника у мышей

Литература

  1. [1]Melis A, Hidalgo Martinez DA, Betterle N. Perspectives of cyanobacterial cell factories. Photosynth Res. 2024;162(2–3):459–471. doi:10.1007/s11120-023-01056-4 (откроется в новой вкладке)
  2. [2]Selvaraj C, Desai D, Santos-Villalobos SL, Jayaprakashvel M, Muthezhilan R, Singh SK. Marine-derived antimicrobial peptides (AMPs): Blue biotechnological assets for sustainable healthcare and circular bioeconomy. Adv Protein Chem Struct Biol. 2026;149:171–201. doi:10.1016/bs.apcsb.2025.08.002 (откроется в новой вкладке)
  3. [3]Ibrahim TNBT, Feisal NAS, Kamaludin NH, Cheah WY, How V, Bhatnagar A, Ma Z, Show PL. Biological active metabolites from microalgae for healthcare and pharmaceutical industries: A comprehensive review. Bioresour Technol. 2023;372:128661. doi:10.1016/j.biortech.2023.128661 (откроется в новой вкладке)
  4. [4]Adetunji AI, Erasmus M. Green Synthesis of Bioplastics from Microalgae: A State-of-the-Art Review. Polymers (Basel). 2024;16(10):1322. doi:10.3390/polym16101322 (откроется в новой вкладке)
  5. [5]Li C, Du M, Han Y, Sun W, Chen Z, Liu Q, Zhu H, Zhao L, Li S, Wang J. Microalgae in health care and functional foods: β-glucan applications, innovations in drug delivery and synthetic biology. Front Pharmacol. 2025;16:1557298. doi:10.3389/fphar.2025.1557298 (откроется в новой вкладке)
  6. [6]Kang Y, Xu L, Dong J, Yuan X, Ye J, Fan Y, Liu B, Xie J, Ji X. Programmed microalgae-gel promotes chronic wound healing in diabetes. Nat Commun. 2024;15(1):1042. doi:10.1038/s41467-024-45101-9 (откроется в новой вкладке)
  7. [7]Tamel Selvan K, Goon JA, Makpol S, Tan JK. Effects of Microalgae on Metabolic Syndrome. Antioxidants (Basel). 2023;12(2):449. doi:10.3390/antiox12020449 (откроется в новой вкладке)
  8. [8]Ghanbari F, Amerizadeh A, Behshood P, Moradi S, Asgary S. Effect of Microalgae Arthrospira on Biomarkers of Glycemic Control and Glucose Metabolism: A Systematic Review and Meta-analysis. Curr Probl Cardiol. 2022;47(10):100942. doi:10.1016/j.cpcardiol.2021.100942 (откроется в новой вкладке)
  9. [9]Yurika N, Montuori E, Lauritano C. Marine Microalgal Products with Activities against Age-Related Cardiovascular Diseases. Mar Drugs. 2024;22(5):229. doi:10.3390/md22050229 (откроется в новой вкладке)
  10. [10]Matin M, Koszarska M, Atanasov AG, Król-Szmajda K, Jóźwik A, Stelmasiak A, Hejna M. Bioactive Potential of Algae and Algae-Derived Compounds: Focus on Anti-Inflammatory, Antimicrobial, and Antioxidant Effects. Molecules. 2024;29(19):4695. doi:10.3390/molecules29194695 (откроется в новой вкладке)
  11. [11]da Silva MBF, Teixeira CMLL. Cyanobacterial and microalgae polymers: antiviral activity and applications. Braz J Microbiol. 2024;55(4):3287–3301. doi:10.1007/s42770-024-01452-5 (откроется в новой вкладке)
  12. [12]Casas-Agustench P, Mínguez S, Brookes Z, Bescos R. Edible Algae Reduce Blood Pressure in Humans: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomised Controlled Trials. J Hum Nutr Diet. 2025;38(4):e70095. doi:10.1111/jhn.70095 (откроется в новой вкладке)
  13. [13]Zhong D, Jin K, Wang R, Chen B, Zhang J, Ren C, Chen X, Lu J, Zhou M. Microalgae-Based Hydrogel for Inflammatory Bowel Disease and Its Associated Anxiety and Depression. Adv Mater. 2024;36(24):e2312275. doi:10.1002/adma.202312275 (откроется в новой вкладке)