اسیدهای چرب

در سلامتی انسان نقش مهمی را بازی می‏کنند. دوکوزاهگزانوئیک اسید جزو مهم‏ترین اسیدهای چرب غیر اشباع با چند پیوند دوگانه است که از طریق مصرف روغن ماهی تامین می‏شود. در نتیجه به علت احتمال وجود آلودگی‏های فلزات سنگین در روغن ماهی، نیاز به منابع جایگزین جدید مثل روغن‏های تک سلولی وجود دارد‏‏. ‏‏‏

بحث و نتیجه ‏گیری: سویه‏ های ترائوستوکیتریدها به علت داشتن توانایی منحصر به فرد در تولید اسیدهای چرب غیراشباع و دوکوزاهگزانوئیک اسید می‏توانند جایگزین مناسبی برای این ترکیبات با ارزش باشند. با توجه به پتانسیل سویه‏های بومیترائوستوکیتریدها در تولید دوکوزاهگزانوئیک اسید، این سویه‏ها می‏توانند برای تولید روغن‏های امگا3 استفاده شوند. 
کلیدواژه‌ها

اسیدهای چرب امگا‏3، دوکوزاهگزانوئیک اسید، سویه‏های بومی ترائوستوکیتریدها، آئورانتیوکیتریوم،

‏ از دهه 1930 کشف شد که اسیدهای چرب امگا3 برای رشد طبیعی و سلامتی انسان ضروری هستند. ارزش اسیدهای چرب امگا3 در دهه 1970 با مطالعه و بررسی‏هایی ‏که بر روی قبایل و جمعیت‏های اسکیموهای گرینلند انجام شد، به اثبات رسید.‏ این جمعیت‏ها به علت‏ مصرف مقدار زیادی از روغن ماهی هیچ نشانه‏ای از علایم بیماری‏های قلبی-‌ عروقی در آن‏ها مشاهده نشده بود، و این سطح بالای مصرف اسید‏های چرب امگا3، از میزان تری‏گلیسرید، حمله قلبی و فشار خون و بیماری آترواسکلروزیس در جمعیت آن‏ها کاسته بود (1). همچنین، شیوع پایین بیماری‏های قلبی در دیگر جمعیت‏هایی ‏مانند نوروژی‏ها و ژاپنی‏ها که غذای ماهی زیادی مصرف می‌کنند؛ کمک کرد که پژوهش‏های ویژه و مهمی بر روی اسید‏های چرب امگا3 انجام شود (2). فایده و نقش مهم اسیدهای چرب امگا3 به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید[1] (DHA: C22: 6 n-3) ‏و ایکوزاپنتانوئیک اسید[2](EPA: C20:5 n-3) با مطالعات گسترده‏ای که در این زمینه انجام شد به اثبات رسیده است. اسیدهای چرب امگا3 گروه بزرگی از اسیدهای چرب غیراشباع با زنجیره کربنی بلند و چندین باند دوگانه در ساختارشان [3] (PUFAs) هستند (1 و 3). این اسیدهای چرب موجب ویژگی‏های منحصر به فرد سیالیت، نفوذ‏پذیری و انعطاف پذیری در غشاهای سلولی می‌شوند (4).گیاهان توانایی سنتز ایکوزاپنتانوئیک اسیدو دوکوزاهگزانوئیک اسید را ندارند و این ترکیبات تنها از طریق منابع دریایی تامین می‏شوند. به علت‏ اینکه این اسیدهای چرب برای متابولیسم نرمال بدن، حیاتی و ضروری هستند، آن‏ها را به عنوان اسید چرب ضروری در نظر می‌گیرند (2 و 5). انسان و سایر حیوانات برای تامین مقدار کافی از دوکوزاهگزانوئیک اسید و سایر اسید‏های چرب غیر اشباع، از قبیل ایکوزاپنتانوئیک اسید، دو مسیر را طی می‏کنند. یکی این‏که آن‏ها را به طور مستقیم از طریق رژیم غذایی خود و با مصرف منابع دریایی به‏دست آورند و یا این‏که آن‏ها را از طریق مصرف رژیم غذایی گیاهی حاوی پیش ماده آلفا لینولنیک اسید[4] (ALA:C18:3 n-3) و تبدیل ناچیز آن به ایکوزاپنتانوئیک اسید و دوکوزاهگزانوئیک اسید تأمین می‏کنند (3‏). اسید‏های چرب امگا3 به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید در سلامتی انسان، رشد، توسعه و تکامل مغز و چشم نقش مهمی دارند (6‏). تجمع دوکوزاهگزانوئیک اسید در غشاهای سلول‏های عصبی به عنوان شاخص مهمی از پایداری، برد عملیاتی و توان مغزی است. آزمایش‏های کلینیکی با رژیم غذایی غنی شده از دوکوزاهگزانوئیک اسید نشان داده‏اندکه افزایش چشمگیری در سطح و ظرفیت یادگیری بچه‏ها در سنین مدرسه مشاهده می‌شود (4‏). همچنین، دوکوزاهگزانوئیک اسید در ساختار فسفاتیدیل سرین که یکی از مواد مغذی و مهم برای مغز است، حضور دارد. غشای سلول‏های نورونی دارای مقدار زیاد فسفاتیدیل سرین است. فسفاتیدیل ‏سرین ‏نقش مهمی در فعالیت‏ها و عملکرد‏هایی ‏که نیاز به هوش زیاد دارند ایفا می‌کند و از این رو دارای آثار مثبت در خلق و خوی افراد، کنترل و مدیریت استرس افراد است (4‏). همچنین شواهد زیادی وجود دارد که اسیدهای چرب غیر اشباع به عنوان رژیم غذای مکمل در تمام دوران زندگی فرد و به ویژه دوران بارداری، شیر دهی، کودکی و کهن‏سالی مورد نیاز است. امروزه توصیه‏های زیادی می‌شودکه این دو اسید چرب (EPA و به ویژه DHA) در رژیم غذایی انسان وجود داشته باشند. همچنین، دوکوزاهگزانوئیک اسید ‏تحریک کننده فرآیند آپوپتوز در سلول‏های سرطانی است (2 و 4‏). از این رو لازم است تا به دنبال منابع جدید، سالم و مناسب برای تامین آن بود. در اوایل دهه 1990 تنها منبع مصرفی دوکوزاهگزانوئیک اسید که توسط متخصصین تغذیه معرفی شده بود، روغن ماهی بود (1‏). اما روغن ماهی دارای معایبی چون مزه و بوی نامطلوب و پایداری اکسیداتیو پایین هستند. استفاده از روش‏های شیمیایی در استخراج آن، کم بودن منابع تولیدی به علت‏ صید زیاد و آلودگی دریاها با فلزات سنگین چون جیوه و به دنبال آن احتمال حضور این ترکیبات سمی در اسید‌های چرب امگا3 استخراج شده از ماهی از دیگر معایب آن بوده و از این رو پژوهشگران به دنبال منابع جایگزین روغن ماهی بوده‏اند (1، 3 و 5). پژوهش‏های جدید نشان داده‏اند که تعدادی از میکروارگانیسم‏ها توانایی تولید روغن‏های خوراکی شامل اسید‌های چرب امگا3 را به مقدار چشمگیری دارند. این سویه‏ها شامل جنس‏های ژاپونوکیتریوم[5]، آئورانتوکیتریوم[6]، اولکنیا[7]، شیزوکیتریوم[8]، ترائوستوکیتریوم[9]و کریپتکودینیوم کوهنی[10]بوده و بیشتر مربوط به خانواده ترائوستوکیتریدها[11] هستند. محتوی روغن آن‏ها بیش از 50 درصد وزن خشک‌شان ‏بوده و ترکیب با ارزش دوکوزاهگزانوئیک اسید در میان کل محتویات روغن‌های تولیدی توسط آن‏ها بیش از 30 درصد است. مزیت و فایده دیگر روغن تک سلولی‏ها این است که معمولا به طور مشخص شامل مقدار زیاد آنتی اکسیدان‏های طبیعی از قبیل کاروتنوئیدها، آستازانتین و توکوفرول‏ها هستند که توانایی محافظت اسیدهای چرب امگا3 از اکسیداسیون را دارند (7‏). از این رو با توجه به ارزش بالای این سویه‏های میکروارگانیسمی در تولید اسید‏های چرب امگا‏3 و به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید، هدف از انجام این پژوهش نمونه‏برداری وسیع از اکوسیستم جنگل‏های مانگرو در نواحی جنوبی ایران، جداسازی و غربال‏گری سویه‌های ‏پروتیست دریازی از خانواده ترائوستوکیتریدها و بررسی تولید اسید چرب امگا‏3 دوکوزاهگزانوئیک اسید برای نخستین بار در ایران است.

بحث و نتیجه ‏‏گیری

با توجه به اهمیت و ضرورت وجود اسیدهای چرب امگا‏3 ‏در رژیم غذایی انسان و نقش مهم آن‏ها در جلوگیری از بیماری‌های قلبی- ‌عروقی، مشخص شده که مردان با مصرف روزانه 610 و زنان 430 میلی‏گرم، ریسک ابتلا به این بیماری در آن‏ها کاهش می‏یابد (3). همچنین، مشخص شده که با مصرف حداقل یک وعده غذای ماهی در هفته، 52 درصد ریسک مرگ ناگهانی بر اثر بیماریهای قلبی- عروقی (سکته قلبی) کاهش می‏یابد (18). افزایش مصرف چربی‏های اشباع و همچنین افزایش مصرف اسیدهای چرب امگا6 ‏نسبت به امگا3 ‏موجب افزایش بیماری آترواسکلروزیس می‏شود. مصرف دوکوزاهگزانوئیک اسید موجب افزایش نسبت کلسترول خوب[xxix] به کلسترول بد[xxx] و کاهش کلسترول کل به نسبت HDL ‏شده و ریسک ابتلای به بیماری‌های قلبی- عروقی را کاهش می‌دهد (4 و 18). روغن ماهی‏هایی از قبیل قزل آلا، شاه ماهی و ساردین در کنار سایر ماهی‏ها از منابع بزرگ مصرف دوکوزاهگزانوئیک اسید و ایکوزاپنتانوئیک اسید است. از دیگر منابع معمول برای تامین اسیدهای چرب غیر اشباع با چند پیوند دوگانه برای انسان منابع گیاهی هستند، اما روغن‏های گیاهی دارای اسیدهای چرب امگا3 نیستند و دارای گروه اسیدهای چرب غیراشباع امگا‏6 ‏هستند. مصرف منابع گیاهی دارای امگا6 نسبت به منابع دریایی دارای امگا3، ‏می‏تواند سبب افزایش بیش از حد اسیدهای چرب امگا6 نسبت به امگا3 شده و خطر ابتلا به سرطان، دیابت، بیماری‌های مغزی و تحلیل رفتن نورون‌ها و بیماری‌های قلبی و عروقی را افزایش می‏دهد (19‏). احتمال وجود آلودگی‏های فلزات سنگین و کاهش ذخایر ماهی و افزایش روز افزون تقاضا برای مصرف مکمل‏های امگا3، موجب افزایش پژوهش در زمینه‏های استفاده از روغن تک سلولی‌ها (مخمرها و قارچ‏ها) به عنوان منابع جایگزین در استفاده از اسیدهای چرب امگا3 شده است (7‏). همچنین، چندین گونه باکتری دارای ترکیبات روغنی‏می‏باشند (7‏)، اما به عنوان منابع جایگزین روغن‏های امگا‏3 در نظر گرفته نمی شوند زیرا مقدار کم محتویات روغن آن‏ها (5 تا 20 درصد) و احتمال حضور ترکیبات نامطلوب در روغن آن‏ها ‏موجب شده که دوکوزاهگزانوئیک اسید و ایکوزاپنتانوئیک اسید باکتری‏ها از کیفیت و درجه خلوص مناسب برخوردار نباشند (3‏).سویه‌های ترائوستوکیتریدها که جزو یوکاریوت‏های دریازی می‏باشند، می‏توانند جایگزین مناسبی برای تامین منابع امگا3 باشند و دارای توانایی منحصر به فردی در تولید اسیدهای چرب غیراشباع به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید هستند (1 و 20). این سویه‏ها بیش از 50 درصد وزن خشک سلولی خودشان روغن تولید کرده و اسیدهای چرب آن‏ها به طور گسترده از نوع دوکوزاهگزانوئیک اسید ‏و ایکوزاپنتانوئیک اسید است. ترائوستوکیتریدها به گروه یوکاریوت‌های غیر فتوسنتزکننده هتروتروف متعلق و از پروتیست‌های تک سلولی دریازی هستند. دیواره سلولی ترائوستوکیتریدها بدون سلولز[xxxi] بوده وبه طور گسترده از L-گالاکتوز[xxxii] تشکیل شده است و بیشتر در یکی از 3 گروه زیر قرار دارند. این سویه‏ها دارای پراکنش وسیعی در سراسر دنیا هستند. تجمع آن‏ها بیشتر در نقاط ساحلی دریاها، اقیانوس‏ها و اکوسیستم‏های جنگل‏های مانگرو است و در کل با توجه به اقلیم آب و هوایی دریاها در سراسر دنیا، این سویه‏ها یا ساکن آب و هوای معتدله و سرد شمال (اقلیم معتدل) و یا ساکن اقلیم آب و هوایی ساحلی گرمسیری (اقلیم استوایی) هستند. کشور ایران در حوضه اقلیم آب و هوایی گرمسیری استوایی قرار دارد اما تا کنون جداسازی سویه‌های ترائوستوکیتریدها از این مناطق گزارش داده نشده است. در این پژوهش، برای نخستین بار از اکوسیستم‏های بسیار بکر و طبیعی جنگل‏های مانگرو در جنوب ایران نمونه‏برداری انجام شد.پس از انجام مراحل جداسازی و غربال‏گری تعدادی سویه جداسازی شد. سپس، با توجه به بررسی‏های میکروسکوپ نوری، فلوروسنت، ویژگی‏های ریخت‏شناسی، مولکولی و شاخص‌های رشدی و میزان تولید روغن و دوکوزاهگزانوئیک اسید، سویه TA4 انتخاب شد. سویه پروتیست TA4 مورد نظر دریازی بوده و بیشتر کلونی‏‏های آن بر روی برگ‏های درحال تجزیه وجود داشت. ترائوستوکیتریدهابسیار سریع رشد کرده و در بازه زمانی کوتاه بیومس قابل توجهی تولید می‏کنند. این سویه‏ها توانایی منحصر به فردی در تولید اسیدهای چرب غیراشباع به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید (DHA) دارند و با کنترل شرایط محیط کشت می‏توان به بازده‏های بسیار بالایی در تولید اسیدهای چرب امگا3 دست یافت. همچنین، با توجه به پژوهش‏های انجام شده میزان کلسترول تولیدی توسط ترائوستوکیتریدها در حدود 04/0±3/1 بوده که از میزان کلسترول روغن ماهی (5 تا 8) میلی‏گرم در گرم کمتر است. در ضمن میزان تولید دوکوزاهگزانوئیک اسید سویه‏های ترائوستوکیتریدها در حدود 20 تا 45 درصد بوده، ‏که در مقایسه با میزان دوکوزاهگزانوئیک اسید موجود در روغن ماهی (2 تا 8) درصد بسیار بیشتر است. همچنین، با توجه به اینکه این سویه‌ها پروتیست یوکاریوتی هستند، بر خلاف باکتریهای پروکاریوت، مواد و ترکیبات مضری مانند: اندوتوکسین‌ها و لیپوپلی‏ساکاریدها را برای سلامتی انسان ندارند. همچنین، این سویه‏ها توانایی بالایی در تولید پالمیتیک اسید دارند که می‏توان از آن به عنوان منبع بسیار مناسب برای سوخت زیستی استفاده کرد (7‏).این پروتیست‌های با ارزش علاوه بر اسید‌های چرب امگا3 و آنتی اکسیدان‏های طبیعی، قادر به تولید متابولیت‌های بسیار متنوع دیگری از قبیل استرول‏ها، ‏استروئیدها، ‏ترکیب با ارزش اسکوالن، ‏سورفاکتانت و مواد متنوع زیست فعال از جمله پلی‏ساکارید‏های خارج سلولی سولفاته، ‏آنزیم‏ها، ‏کوآنزیم‏های مختلف و کاروتنوئید‌ها به ویژه آستازانتین می‏باشند (2 و 21). با توجه به اینکه سویه آئورانتیوکیتریوم جداسازی شده از اکوسیستم مانگرو ایران در سواحل خلیج فارس و دریای عمان دارای توانایی بالقوه ای در تولید اسید چرب امگا‏3 دوکوزاهگزانوئیک اسید است، می‏توان از این سویه در تولید صنعتی این ترکیب با ارزش استفاده کرد. آئورانتیوکیتریوم TA4یک سویه بومی تولید کننده روغن امگا‏3 است. این سویه از جنگل‏های مانگرو خلیج فارس جداسازی شد و در محیط کشت حاوی گلوکز به عنوان منبع کربن، محتویات روغن تولیدی آن به بیش از 50 درصد وزن خشک سلولی رسید. توانایی این سویه در تولید دوکوزاهگزانوئیک اسید تا بیش از 20 درصد از کل مقدار روغن تولیدی است. در این پژوهش نشان داده شد که با توجه به پتانسیل بالای سویه‏های بومی ترائوستوکیتریدها در تولید اسیدهای چرب امگا‏3 و به ویژه دوکوزاهگزانوئیک اسید، این سویه‏ها می‏توانند برای تولید صنعتی روغن‏های امگا‏3 و دوکوزاهگزانوئیک اسید استفاده شوند. همچنین، با توجه به این‏که بهینه‏سازی محیط کشت هنوز انجام نشده، قابلیت این سویه در تولید اسیدهای چرب امگا3 بدون بهینه‏سازی بسیار مناسب است.

[1]- Docosahexaenoic acid

[2]- Eicosapentaenoic acid

[3]- Poly unsaturated fatty acid

[4]- α-linolenic acid