Arthrospira

Arthrospira é un xénero de cianobacterias filamentosas que flotan libremente nas augas caracterizadas por formar tricomas multicelulares cilíndricos que xiran á dereita formando unha hélice. Existe un suplemento dietético feito de masa de A. platensis e A. maxima, fundamentalmente, denominado espirulina ou spirulina, xa que estas especies antes estaban clasificadas no xénero Spirulina. Aínda que a introdución de dous xéneros separados Arthrospira e Spirulina é hoxe aceptado, no pasado houbo moita discusión e xerouse unha gran confusión taxonómica.

 Taxonomía 

O nome común espirulina refírese á biomasa seca xeralmente de Arthrospira  platensis, que se utiliza como suplemento dietético, a cal pertence ás cianobacterias, un grupo de bacterias fotosintéticas oxixénicas. Estes organismos fotosintéticos foron inicialmente considerados algas (algas verde-azuis), xunto co amplo grupo das algas eucariotas, ata que en 1962 foron reclasificadas como procariotas e denominadas Cyanobacteria. Esta designación foi aceptada e publicada en 1974 no Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. Cientificamente, hai unha distinción entre os xéneros Spirulina e Arthrospira, que se diferencian nalgunhas características. Stizenberger, en 1852, deulles o nome Arthrospira baseándose na presenza de septos, a súa forma helicoidal e a estrutura multicelular, e Gomont, en 1892, confirmou a forma aseptada do xénero  Spirulina. Geitler en 1932 reunificou os dous xéneros denomínándoos a todos Spirulina sen considerar a diferenza no septo. Fixéronse investigacións sobre microalgas utilizando o nome Spirulina, pero a especie orixinal usada para producir o suplemento dietético pertencía ao xénero septado Arthrospira. Este nome incorrecto era difícil de cambiar unha vez que se comercializou o suplemento dietético e mantívose por razóns históricas. Actualmente, para a taxonomía o nome de Spirulina para o suplemento dietético espirulina non é apropiado, e hai un acordo en que Arthrospira é un xénero distinto de Spirulina e que inclúe A. platensis e A. maxima, das que se obtén o preparado espirulina. In its turn, it references: LPSN ArthrospiraLPSN Arthrospira platensis

 Morfoloxía 

O xénero Arthrospira comprende bacterias que forman tricomas helicoidais de varios tamaños e con varios graos de enroscamento, incluíndo morfoloxías apertadamente enroscadas e outras practicamente rectas.

O parámetros helicoidais da forma dos tricomas de Arthrospira utilízanse para diferenciar as especies e incluso formas da mesma especie.{{cite [oki90j8uhy7n9hiki09h7
journal|last1=Rich|first1=F|title=Notes on Arthrospira platensis|journal=Rev. Algol.|date=1931|volume=6|pages=75–79}} Estas diferenzas poden ser inducidas por cambios nas condicións ambientais, como a temperatura. A forma helicoidal dos tricomas só se mantén en ambiente líquido. Os filamentos son solitarios e reprodúcense por fisión binaria e as células dos tricomas varían en lonxitude desde 2 a 12 μm e poden ás veces chegar a 16 μm.

 Composición bioquímica 

As Arthrospira son moi ricas en proteínas, as cales constitúen do 53 ao 68 % do peso seco da célula.
Estas proteínas conteñen todos os aminoácidos esenciais. As Arthrospira tamén conteñen cantidades relativamente grandes de ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs), un 1,5–2 %, e un contido lipídico total do 5–6 %. Entre estes ácidos graxos poliinsaturados está o ácido γ-linolénico, un ácido graxo omega-6. Outros compostos contidos en Arthrospira son vitaminas, minerais e pigmentos fotosintéticos.

 Distribución 
Illáronse especies do xénero Arthrospira en augas salobres alcalinas e augas salgadas de rexións tropicais e subtropicais. Entre as varias especies incuídas no xénero,  A. platensis é a máis amplamente distribuída e encóntrase principalmente en África, pero tamén en Asia e Suramérica. A. maxima é propia de Centroamérica e crese que se pode encontrar en California e México. A. platensis e A. maxima viven en lagos tropicais e subtropicais con pH alcalino e altas concentracións de carbonato e bicarbonato. A. pacifica é endémica das illas Hawai.Vonshak, A. (ed.). Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology and Biotechnology. Londres: Taylor & Francis, 1997. A maior parte da espirulina que se comercializa prodúcese en lagoas artificiais de canle aberta, usando rodas de pas para axitar a auga. Os maiores produtores comerciais de espirulina están localizados nos Estados Unidos, Tailandia, a India, Taiwán, a China, Paquistán, Myanmar, Grecia e Chile.

 Usos presentes e futuros 

A espirulina que se obtén de Arthrospira é un suplemento dietético moi coñecido, pero ten outros posibles usos. Por exemplo, suxeriuse utilizala medicamente en pacientes que teñen dificultade para mastigar e tragar a comida ou como un sistema barato e natural para administrar outros medicamentos. Ademais, atopáronse indicios de prometedores resultados no tratamento de certos cancros, alerxias e anemias, así como para tratar a hepatotoxicidade e enfermidades vasculares. Pode tamén utilizarse para engadila ao alimento dos animais se o prezo da súa produción se consegue reducir máis. A espirulina ten tamén aplicacións técnicas, como na biosíntese de nanopartículas de prata, o que permite a formación de prata metálica de maneira respectuosa co medio ambiente.
Na creación de produtos téxtiles ten varias vantaxes, xa que pode usarse para a produción de tecidos antimicrobianos e papel ou materiais poliméricos. Tamén ten un efecto antioxidanteKumaresan V, Sannasimuthu A, Arasu M, Al-Dhabi NA, Arockiaraj J. Molecular insight into the metabolic activities of a protein-rich micro alga, Arthrospira platensis by de novo transcriptome analysis. Mol Biol Rep (2018). https://rdcu.be/20jC e pode manter o equilibrio ecolóxico en corpos de auga e reduce varias condicións estresantes en ambientes acuáticos.Kumaresan V, Nizam F, Ravichandran G, Viswanathan K, Palanisamy R, et al. Transcriptome changes of blue-green algae, Arthrospira sp. in response to sulfate stress. Algal Research (2017) 23, 96-103. https://doi.org/10.1016/j.algal.2017.01.012

 Cultivo 

O crecemento de A. platensis depende de varios factores. Para conseguir un rendemento máximo, deben axustarse factores como a temperatura, luz e fotoinhibición, niveis de nutrientes e de dióxido de carbono. No verán o principal factor limitante do crecemento da espirlina é a luz. Cando crece en augas de profundidades de 12–15 cm, o auto sombreado determina o crecemento de cada célula. Porén, atopouse en investigacións que o crecemento tamén é fotoinhibido e pode ser incrementado sombreando. O nivel de fotoinhibición fronte á falta de luz depende sempre da concentración de células no medio. A temperatura para o crecemento óptimo de A. platensis é de 35–38 °C. Isto supón un importante factor limitante fóra dos trópicos, e limita o crecemento aos meses de verán. A. platensis foi cultivada en auga doce, en auga salobre e en auga de mar. Ademais do fertilizador mineral, utilizáronse varias fontes como os efluentes de residuos e efluentes do fertilizador, amidón e de fábricas de pasta como fontes de nutrientes. Os efluentes de residuos son os que están máis facilmente dispoñibles en zonas rurais, o que permite a produción a pequena escala.
Un dos maiores atrancos para a produción a grande escala é o complicado complexo de colleita, que supón do 20 ao 30% do custo total de produción. Debido ao pequeno tamaño da célula e o diluídos que son os cultivos (concentración de masa menor de 1 g/L) con densidades próximas á das microalgas acuáticas, son difíciles de separar do seu medio de crecemento.

 Cultivo en lagoas abertas 

Os sistemas de lagoas abertas son o modo máis común para cultivar A. platensis debido ao seu custo comparativamente baixo. Tipicamente, as canles están construídos en forma de pista de carreiras de paredes de terra cubertas de formigón ou PVC, e a auga é movida por rodas de pas. Porén, o deseño aberto, facilita a contaminación por algas ou microorganismos alleos. Outros problemas son a perda de auga debido á evaporación. Ambos os problemas poden ser contrarrestados cubrindo as canles con película de polietileno transparente.

 Cultivo en sistemas pechados 

Os sistemas pechados teñen a vantaxe de poder controlar o ambiente físico, químico e biolóxico. Isto permite un incremento do rendemento e máis control do nivel de nutrientes. Formas típicas como tubos ou bolsas de polietileno, tamén ofrecen unhas razóns superfiice-volume máis grandes que os sistemas de lagoas abertas, incrementando así a cantidade de luz solar dispoñible para a fotosíntese. Estes sistemas pechados axudan a ampliar o período de crecemento nos meses de inverno, pero a miúdo orixina sobrequecemento no verán.

 Potencial de mercado e viabilidade 

O cultivo de Arthrospira realizouse desde antigo nalgúns lugares, especialmente en México e arredor do lago Chad en África. Durante o século XX redescubríronse as súas propiedades beneficiosas e incrementáronse os estudos sobre a Arthrospira e a súa produción. Nas pasadas décadas, desenvolveuse a produción a grande escala das cianobacterias. O Xapón empezou a producila en 1960, e nos anos posteriores México e varios outros países de todos os continentes, como a China, a India, Tailandia, Myanmar e os Estados Unidos empezaron a producila en grande escala. En pouco tempo, a China converteuse no maior produtor do mundo. Unha vantaxe da produción e uso da espirulina é que a súa produción pode ser realizada a diferentes escalas, desde un cultivo caseiro a unha produción comercial intensiva en grandes áreas.

Especialmente como colleita a pequena escala, Arthrospira aínda ten un considerable potencial de desenvolvemento, por exemplo para a mellora nutricional. Nos novos países onde isto podería ocorrer, deberían dispoñer de lagoas alcalinas en altas altitudes ou auga subterránea salina e alcalina ou áreas costeiras con altas temperaturas. Por outra parte, os requirimentos técnicos necesarios para novas granxas de espirulina son bastante básicos.

O mercado internacional da espirulina está dividido en dous grupos diana: un inclúe organizacións non gobernamentais e institucións centradas na malnutrición e o outro inclúe persoas preocupadas pola saúde. Aínda hai algúns países, especialmente en África, que a producen a nivel local. Poderían responder á demanda internacional ao incrementar a produción e economías de escala. Cultivar o produto en África podería ofrecer unha vantaxe en prezo, debido ao baixo custo de man de obra. Por outra parte, os países africanos terían que superar os estándares de calidade dos países importadores, que poderían supoñer maiores custos.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Ligazóns externas 


Categoría:Cianobacterias
Categoría:Oscillatoriales