Arthrospira platensis as nutritional supplementation for adult women infected with Human Immunodeficiency Virus in Yaoundé, Cameroon

Abstract

Background: Supplements are often used to improve the nutritional status of people living with HIV. Arthrospira platensis (Asp) is an alga rich in proteins, minerals, and antioxidants. So far, there has been a paucity of data describing the immune-modulating activity and nutritional properties of Asp. This study describes the influence of Asp supplementation on the immune and nutritional status of HIV patients.Objective: The focus of the study was on a sensitive population of pre-highly active anti-retroviral therapy (HAART) status and gender-oriented towards women. It aimed to assess the effects of a five-gram Asp supplementation on immune regulators and nutritional status.Methods: The nutritional intervention was a pilot randomized placebo-controlled study (RCT) of three months, followed by a three-month open intervention with Asp. The use of a placebo mixture with the same protein calorie potential focused the observed effect on the micronutrient and secondary phytonutrient composition of the microorganism. An additional group of women undergoing a stable antiretroviral therapy was recruited. 73 HAART-naïve and 35 HIV-infected adult women under HAART with CD4 T cell count between 350 and 600 cells/mm3 and a BMI less than or equal 26 were recruited in Yaoundé between June and September 2010. The RCT groups were compared to each other. The six-month intervention groups were discussed separately as well as the Asp intervention on HAART patients. The disease predictors were CD4 cells, viral load, the immune activation marker CD38 expression, and concomitant events. Furthermore, common nutritional markers and the antioxidant marker total antioxidant status on the serum were measured. Statistical analyses were performed with non-parametric tests, and the effect size of each interaction was calculated to assure an adequate analysis of group variance and comparison. Results: There were no significant differences in the immune inflammatory virological markers set during the RCT. In the placebo group, 21 of 30 patients (70%) developed concomitant events, while in the Asp group, only 12 of 28 patients (43%) did. The nutritional markers showed a beneficial aspect for the lipid profile, with a significant decrease in cholesterol of -0.14 (-0.47- -0.04) g/l, p<.004 and a slightly non-significant increase of triglyceride of 0.05 (-0.18- 0.20) g/l. Haemoglobinand erythrocytec ounts were not significantly stimulated by Asp. Serum antioxidant capacities increased by 56 (1- 98) myM and were significantly different from the placebo p<.001 with a large effect size of r=.51. Creatinine showed a significant increase of 0.1 (0.0- 0.2) g/l, p=.002 with a large effect magnitude of r=.59 for the Asp group. The long-term exposure confirmed the tendency of the RCT. The HAART group showed a decrease in cholesterol but no other related effects.Conclusions and Recommendations: The lack of an effect from a supplementation of ten pills per day on immune markers can be considered a lack of therapeutic activity of natural spirulina powder on HIV. However, the intervention seemed to reduce the incidence of concomitant events. The increase in antioxidant capacities could lead to a long-term effect. Furthermore, the decline in cholesterol especially for HAART patients should be the focus of additional research. The enhancing effect of Asp on creatinine should be investigated in a dose-dependent intervention. Moreover, further research on natural local products in terms of nutritional RCT intervention, during early HIV stages, and for patients under HAART on a larger population can be recommend, focusing on both urban and rural settings. Die Welt Gesundheitsorganisation schlug in ihrem Bericht von 2011 bereits vor, dass die bestehenden HIV Maßnahmen für Notsituationen durch längerfristige Maßnahmen für die Patientenfürsorge ersetzt werden müssen (WHO 2011). Ein Problem stellen Nahrungsergänzungsmitteln in Bezug auf Vermarktung, Zugang und Gesundheitlichen Stellenwert dar. Die Gesundheitsministerien und internationalen Agenturen wurden bereits auf die Problematik aufmerksam und forderten 2005, Forschung, Ernährung und HIV in Afrika zu einem Schwerpunkt zu machen. Das Statement lautet wie folgt: there is a proliferation in the marketplace of unproven diets and dietary therapies, with exploitation of fears, raising of false hopes and further impoverishment of those infected and affected by HIV and AIDS (WHO 2005). Am Beispiel von Arthrospira platensis, im allgemeinen Sprachgebrauch auch unter dem Namen Spirulina bekannt, wo aktuelle Forschungen auf der Basis von Zellkulturen und Tierversuchen gezeigt haben, dass das Cyanobakterium ein immunmodulatorische Funktionen (Hayashi, Katoh et al. 1994; Qureshi, Garlich et al. 1996; Mao, J et al. 2000) und antiretrovirale Wirkungen aufweist (Hayashi, Hayashi et al. 1996; Ayehunie, Belay et al. 1998; Rechter, Konig et al. 2006). Dieses Lebensmittel wird seit Jahrhunderten um den Tschad See von der Bevölkerungsgruppe der Kanembu konsumiert(FAO 2008). Obgleich aktuelle in vitro Forschungsergebnisse eine antiretrovirale Wirkung gezeigt haben, fehlen derzeit ausreichende Ergebnisse aus Humanstudien. Die hier vorliegenden Studie untersucht die Wirkung von Spirulina bei Menschen die mit HIV Leben. Diese Studie ist eine Pilot-Studie, um Tendenzen in den Bereichen Immunologie, Virologie und Ernährung zu dokumentieren. Die Pilot-Studie ist eine klinische mit randomisiertem, Placebo kontrolliertem, doppel-blinden Studiendesign. Die Studie wurde am Zentralen Krankenhaus in Yaoundé, Kamerun im Zeitraum von 15.08.2010 bis 15.05.2011 durchgeführt. 73 Frauen die mit HIV leben und keine HAART bekommen, haben drei Monate lang täglich zehn Kapseln a 0,5 Gramm bekommen. Zu Beginn und am Ende der Intervention wurden venöse Blutproben entnommen T-CD4 und die Anzahl an viralen Partikel im Blut wurden gemessen. Blutparameter Eisen, Albumin, Kreatinin und Harnstoff wurden biochemisch bestimmt. Als Marker für Anämie wurden die Anzahl an Erythrozyten sowie die Hämoglobin Konzentration bestimmt. Außerdem wurde der Total Anti-Oxidant Status gemessen. Die Gruppen wurden wegen deren geringen Anzahl an probaten mittels robusten nicht parametrischen Test, Mann-Whitney und Wilcoxon rang Test auf signifikante Unterschiede getestet (p<0,05). Der Effekt Ausmaß würde für alle statistischen Test mittels der Effekt Größe, r ausgerechnet. Resultate: Die Studie hat gezeigt, dass eine Anwendung von natürlicher Spirulina in Höhe von 5 gram pro Tag über drei Monate keine Auswirkung auf die hier untersuchten Infektionsmarker hat. Der immunologische und virologische Infektionsverlauf haben sich im Vergleich zu Kontrollgruppe nicht signifikant unterschieden. Die Zunahme und Stabilisierung des Gewichtes aller Patienten hat hingegen gezeigt, dass eine Zugabe an Protein und Energie einen positiven Effekt aufweist. Des Weiteren steht die Einnahme von Spirulina mit einer Erhöhung der antioxidativen Kapazität und der Blut Kreatinin-Spiegel in Verbindung. Die vorliegende Studie ist hier ein Schritt in der direkten Beurteilung eines bereits verwendeten natürlichen Präparates bei gängiger Dose von einem hochwertigen reinen Produkt im Humanen Kontext. Die Ergebnisse haben gezeigt dass es keine direkte Auswirkung auf dem Infektionsverlauf gibt. Ein kurzfristiges einsetzen bei gängiger dose hat keine Antiretrovirale oder immun verstärkende Wirkung. Die hier geführt Untersuchung lässt auf eine Langzeit Verstärkung über den Erhalt des Redox Gleichgewicht im Körper vermuten. Die vorliegenden Ergebnisse müssen weitergeführt werden um eine bessere Einschätzung des Produkts auf verschiedene Populationen und Infektion Stadien zu dokumentieren.