Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 146-164.

Spirulina platensis, a blue-green micro-algae, is commonly cultivated for its
nutritional benefits. It is consumed worldwide as a dietary supplement providing
an extra nutritional boost due to its high level of protein, and vitamins, and acting
as a sustainable superfood. This study investigated the impact of environmental
factors on the morphological features, phytochemical constituents, and
bioactivity of two spirulina strains, SP1 and SPM2, cultivated under different
climates in Egypt: Bilbeis (Nile Delta) and Alexandria (North Coast),
respectively. Despite sharing 95% similarity in their genetic profile using ISSR-
PCR, these strains manifested distinct microscopic variations. Their phytochemical
profile, analyzed using HPLC-PDA, revealed a higher accumulation of amino
acids and carotenoids in SP1 than SPM2. Moreover, a comprehensive metabolic
profiling for both strains was performed via UPLC-ESI-MS/MS, revealed
substantial similarities and differences in their chemical profile. Furthermore, the
biochemical variation was characterized by in vitro antioxidant and anti-
inflammatory assays, where SP1 was superior to SPM2. OPLS-DA revealed a
positive correlation between bioactive metabolites and the observed biological
activities. These findings underscore the substantial impact of environmental
determinants on spirulina bioactivity, regardless of its genotype. Also, this work
highlights the selection strategies to optimize the health-promoting potential of
spirulina for functional food applications. Given its bioactive chemical profile
mainly amino acids, carotenoids, and fatty acids as revealed by UPLC-ESI-MS
analysis, Spirulina platensis (SP1), has attracted considerable interest in the study
of metabolic diseases, so this research further evaluates and compares the relative
biological efficacy of total ethanolic extract (TE), and n-hexane fraction (Hex)
obtained from Spirulina platensis (SP1) on high-fructose diet (HFrD)-induced
metabolic-dysfunction associated steatohepatitis (MASH) model in rats. This
metabolic disorder poses a massive health challenge worldwide, impacting nearly
25% of the global population and characterized by accumulation of fat in the liver,
and inflammation frequently resulting in cirrhosis and liver cancer.
Histopathological and immunohistochemical analyses, including tumor necrosis
factor-alpha (TNF-α), and malondialdehyde (MDA) levels, revealed that both the
total extract and the hexane fraction of SP1 have significant anti-inflammatory
activity against MASH, offering promising natural treatment options for further
clinical investigation.

السبيرولينا هي نوع من الطحالب الدقيقة التي تُزرع على نطاق واسع لقيمتها الغذائية العالية. تُستخدم كمكمّل غذائي في مختلف أنحاء العالم لما توفره من عناصر مغذية، كما تُعتبر غذاءً فائقاً مستداماً. تتميز هذه الطحالب بقدرة كبيرة على التكيّف مع الظروف البيئية المختلفة.
في مصر، تنمو هذه الطحالب بكفاءة عالية باستخدام كميات قليلة من المياه والأراضي، بينما تنتج مستويات مرتفعة من البروتين والفيتامينات والمواد المضادة للأكسدة.
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم تأثير العوامل البيئية على الخصائص الشكلية والتركيب الكيميائي النباتي والنشاط الحيوي لنوعين من السبيرولينا، وهما النوع الأول والنوع الثاني حيث تمت زراعتهما في منطقتين مختلفتين من مصر هما بلبيس (في دلتا النيل) والإسكندرية (على الساحل الشمالي).
على الرغم من تشابههما الجيني بنسبة 95%، أظهر النوعان اختلافات واضحة تحت المجهر. وكشف التحليل الكيميائي عن وجود كميات أكبر من الأحماض الأمينية والصبغات النباتية في النوع الأول (من بلبيس الشرقية) مقارنةً بـالنوع الثاني (من الاسكندرية).
كما أظهر التحليل الشامل للمركبات الأيضية في النوعين تشابهاً وتبايناً في تركيبهما الكيميائي. وتميز هذا الاختلاف الكيميائي حيث تفوق النوع الاول بفعالية مضادات الأكسدة ومقاومة الالتهاب في الاختبارات المعملية، على النوع الثاني.
كشفت النتائج أيضاً عن ارتباط إيجابي بين هذه المركبات النشطة والفوائد الصحية الملاحظة. تؤكد هذه الدراسة أن العوامل البيئية تلعب دوراً رئيسياً في تحديد الفعالية الحيوية للسبيرولينا، بغض النظر عن التركيب الجيني، مما يفتح آفاقاً لتحسين استخدامها في الأغذية الوظيفية.
من جهة أخرى، يُعد التهاب الكبد الدهني غير الكحولي، الذي يُعرف الآن باسم التهاب الكبد الدهني المرتبط باضطرابات التمثيل الغذائي، مشكلة صحية عالمية تؤثر على نحو ربع سكان العالم. يتميز هذا المرض بتراكم الدهون في الكبد والالتهابات والتندبات، مما قد يؤدي إلى تليف الكبد وسرطانه.
نظراً لاحتوائها على مجموعة غنية من المركبات النشطة مثل الأحماض الأمينية والصبغة الزرقاء والكاروتينات والأحماض الدهنية، أصبحت السبيرولينا الزرقاء الخضراء محل اهتمام في مجال دراسة الأمراض الأيضية.
قامت هذه الأبحاث بتقييم ومقارنة الفعالية العلاجية للمستخلص الكحولي الكلي والجزء المستخلص بالمذيبات الهيدروكربونية من السبيرولينا الزرقاء الخضراء (النوع الأول) في علاج التهاب الكبد الدهني الناتج عن النظام الغذائي عالي الفركتوز في الفئران.
شملت الاختبارات تحليلات نسيجية وقياس مستويات البروتينات المرتبطة بالالتهاب، بالإضافة إلى تقييم الإجهاد التأكسدي عن طريق قياس مؤشرات الالتهاب.
أظهرت النتائج أن كلاً من المستخلص الكلي والجزء المستخلص بالمذيبات الهيدروكربونية يمتلكان فعالية مضادة للالتهاب ضد التهاب الكبد الدهني، مما يجعلهما خيارات علاجية واعدة قابلة للتطبيق في الأبحاث السريرية المستقبلية

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.