Laboratorio de cianobacterias

Nombre de la práctica

LABORATORIO DE CIANOBACTERIAS

Docente(s)

Grupo (x)

Martes _        _ Jueves  

Fecha práctica

07/04/2022

Fecha entrega

13/04/2022

Estudiante

CONTEXTO

Las cianobacterias son organismos procariontes y además, fotosintetizadores, que producen metabolitos secundarios. Algunas de ellas son productoras de toxinas denominadas cianotoxinas. Estas presentan gran variedad tanto en composición química como en los efectos sobre otros organismos. Estas toxinas pueden ser producidas por cianobacterias marinas, de agua dulce, de ecosistemas transitorios y hasta terrestres, por lo cual su distribución geográfica no se ve muy limitada (Metcalf, 2012).

Cuando ocurren los conocidos blooms o floraciones de cianobacterias, los cuerpos de agua presentan una gran cantidad de estos organismos y los niveles de cianotoxinas producidas se elevan en cantidades que son perjudiciales tanto para la salud pública como para la vida de muchos otros organismos que viven o disponen de estos cuerpos de agua. Debido a su importancia tanto ecológica como de salud se han estudiado estas toxinas, logrando una clasificación tanto por grupos químicos como por sus efectos (Lucena, 2008). Según la última, las toxinas pueden clasificarse en hepatotoxinas, dermatotoxinas y neurotoxinas.

Las hepatotoxinas son una de las más conocidas y como su nombre indica, su punto de acción es el hígado. Puede presentar efectos mortales sobre mamíferos, específicamente humanos, a los cuales les causa lesiones hepáticas letales que conducen a hemorragias y choques hipovolémicos (Lucena, 2008). Dentro de este grupo se encuentra uno de los grupos de toxinas más estudiados, las microcistinas. Estas pertenecen al grupo químico de hepatotoxinas cíclicas, las cuales son producidas principalmente por Oscillatoria, Microcystis, Nostoc, Anabaena and Anabaenopsis y sus efectos sobre los organismo suelen ser la inhibición de proteínas fosfatasas (Merel, y otros, 2013). También se encuentran otros grupos como nodularinas, pertenecientes al grupo de pentapéptidos cíclicos, que también inhiben las proteínas fosfatasas o como cilindrospermopsina, las cuales son péptidotoxinas, específicamente alcaloides guanidinicos cíclicos, con un mecanismo de acción diferente que amplía e intensifica su efecto (Ferrão-Filho & Kozlowsky-Suzuki, 2011).

Las dermatotoxinas no son mortales y presentan menos información que las neurotoxinas, dentro de la cual se conoce que solo son producidas por cianobacterias marinas, como L. majuscula. Dentro de sus efectos se encuentra dermatitis, inflamación oral y gastrointestinal, y en algunos casos pueden inducir al desarrollo de tumores (Merel, y otros, 2013). Las lingbiatoxinas y aplisiatoxinas, lipoglicanos, son los grupos químicos clasificados dentro de estas toxinas (Merel, y otros, 2013).

Las neurotoxinas son otro grupo importante de cianotoxinas. Al igual que las hepatotoxinas, causan intoxicaciones letales, ya que actúan en la transmisión del pulso nervioso y llegan a producir paros respiratorios debido a la inactividad muscular que

generan (Lucena, 2008) (Uriza, Martínez, & Sanjurjo, 2017). Algunos de los grupos químicos incluidos aquí y más importantes son anatoxina-a, anatoxina-a (s), saxitoxinas y la ß-N-metilamino-L-alanina (BMAA). Las anatoxinas son producidas principalmente por Anabaena y causan parálisis que terminan en muchas ocasiones en paros respiratorios nombrados anteriormente; por un lado anatoxina-a actúa tras la fijación en los receptores de acetilcolina, mientras que anatoxina-a (s) inhibe a acetilcolinesterasa (Merel, y otros, 2013). Por otro lado, las saxitoxinas son alcaloides que también se encuentran en dinoflagelados y son conocidas también como PSP (Paralytic Shellfish Poisons); la parálisis que producen se debe a su acción sobre los canales de sodio en las neuronas. Se ha encontrado en cianobacterias como Lyngbya wollei, Cylindrospermopsis y C. raciborskii (Merel, y otros, 2013) (Lucena, 2008). Por último, ß-N-metilamino-L-alanina (BMAA) es un aminoácido no proteínico que no ha sido ampliamente estudiado y hasta el momento se cree que puede encontrarse en todas las cianobacterias conocidas (Merel, y otros, 2013). Se conoce que puede generar efectos graves sobre los humanos como enfermedades neurodegenerativas al actuar sobre el cerebro, la médula espinal y las neuronas, específicamente en neuronas motoras o generando el plegamiento incorrecto de proteínas intraneuronales (Ferrão-Filho & Kozlowsky-Suzuki, 2011) (Merel, y otros, 2013) (Uriza, Martínez, & Sanjurjo, 2017).

[pic 2]

Hipótesis / Pregunta de investigación

¿Cuáles son los diferentes niveles de organización presentes en las cianobacterias y cuales son las características que los distinguen?

¿Qué aspectos o estructuras comparten las diferentes cianobacterias? ¿Cómo se presentan a través del microscopio?

Objetivos de la practica

• Reconocimiento de las estructuras celulares de cianobacterias visibles a través del microscopio
• Identificación del nivel de organización de los organismos observados
• Identificar diferencias entre las muestras observadas
• Reforzar el manejo del microscopio

Materiales y

Equipos

 Microscopio

Muestras frescas de Microcystis aeruginosa, Oscillatoria sp, Spirulina y micropreparado Anabaena heterocysts spore

 Toallas absorbentes y papel de arroz

 Laminas y laminillas

Colorantes y Reactivos

 Solución limpiavidrios

[pic 3]

Se traslada el microscopio hacia la zona de trabajo y se realizan las revisiones y los protocolos de limpieza como de costumbre.

Luego de esto, se inició como tal la práctica. Primero, el docente dio recomendaciones acerca del manejo y disposición de la muestra a tratar y luego, se dispuso la muestra de Microcystis aeruginosa sobre una laminilla. Se observó la muestra a través de los objetivos de 4x, 10x y 40x. Debido a la alta toxicidad que presenta esta muestra, luego de observada fue depositada en una solución de cloro, para así reducir cualquier riesgo de proliferación de la cianobacteria en el sistema de alcantarillado.

Luego de esto, se observaron las demás muestras frescas (Oscillatoria y Spirulina) también utilizando únicamente los objetivos de 4x, 10x y 40x. Durante su observación se resaltó la búsqueda de estructuras como gránulos o aerótropos, según el caso, teniendo en cuenta un bueno manejo del microscopio. Estas muestras no fueron depositadas en la solución de cloro, ya que las muestras no representan un riesgo para los ecosistemas o la salud pública como lo hace Microcystis aeruginosa, sin embargo, siempre se fue cuidadoso con el manejo de estas muestras debido a que igualmente son capaces de producir cianotoxinas.

Por último, se observó la muestra fija de Anabaena. Debido a esto, no se debió tener el mismo cuidado que las muestras frescas. La observación de esta muestra siguió el mismo proceso que las muestras anteriores, sin embargo, en este caso se buscó la identificación de los diferentes tipos de células especializadas que posee, además de otras estructuras celulares. Aunque esta muestra no representaba el mismo riesgo que las anteriores, también se debió tener cuidado al manejarlas, dado su valor como micro preparados. Al finalizar su observación, esta muestra fue devuelta al profesor encargado de la práctica. Por otro lado, las láminas y laminillas usadas en las observaciones anteriores también fueron devueltas, luego de su respectiva limpieza, a excepción de Microcystis a la cual ya se detalló su proceso.

Finalmente, el equipo usado fue desinfectado siguiendo los protocolos de seguridad recalcados en cada práctica y se devolvió a su sitio de almacenamiento.