Chlorella vulgaris és una espècie de microalga cloròfita unicel·lular de la família de les clorel·làcies (Chlorellaceae). Es troba distribuïda pels ambients aquàtics d'arreu del món i, per tant, és un dels protists fotosintètics més coneguts. El seu nom prové de la paraula grega chloros (Χλωρός) que significa “llum verda, groc verdós” i del sufix en llatí ella que vol dir “petit” i va ser descoberta el 1890. És un organisme que pot fer simbiosi amb diferents organismes i que es reprodueix asexualment.
Actualment, s'estan desenvolupant diferents mètodes per optimitzar la seva producció a gran escala, per tal de poder usar-la en diferents sectors, com en la indústria alimentària i l'àmbit sanitari, i en la bioremediació i la bioenergia. La raó és que s'han vist els múltiples beneficis del seu ús en aquests àmbits, ja que és un organisme d'alt contingut proteic i nutricional, el que fa que pugui ser utilitzat com a suplement alimentari, o emprat pel tractament d'aigües residuals, entre altres aplicacions.
Història i taxonomia Va ser descrita per primera vegada per Martinus Willem Beijerinck el 1890 i va ser de les primeres algues microscòpiques que es van descobrir amb un nucli definit, molt abans de l'aparició d'eines moleculars i filogenètiques. Avui dia, la seva filogènia ha estat molt revisada i estudiada, i s'ha inclòs dintre de l'ordre de les Chlorellales i la classe Trebouxiophyceae.
Chlorella vulgaris és una microalga unicel·lular de color verd, que té una longitud i un diàmetre de 5 a 10 micròmetres. És un organisme immòbil de vida lliure, que pot tenir una forma esfèrica o el·lipsoidal. No té flagels ni espines, i tampoc extensions cel·lulars o taques oculars. En canvi, sí que conté un únic cloroplast amb un o dos plasmidis en forma de copa, i un pirenoide cadascun. No produeix mucílag ni cists, però és capaç de produir blooms, és a dir, incrementar la seva població molt ràpidament en un sistema aquàtic.
Pigments fotosintètics Conté diferents tipus de pigments. Els més abundants (que corresponen entre l'1 i el 2% del pes sec cel·lular) són els pigments verds, és a dir, les clorofil·les, que es troben als tilacoides i n'hi ha de dues menes: clorofil·la a i clorofil·la b. Com a pigments accessoris trobem els carotenoides, que ajuden a captar la llum i els més abundants d'aquest tipus són els β-carotens.
Aquests pigments tenen una gran rellevància per la dieta, ja que s'usen com a additius i suplements alimentaris de la dieta.
Reproducció És un organisme que es reprodueix asexualment de forma ràpida i eficaç (triga unes 24 hores). Quan es donen les condicions ambientals adequades, Chlorella vulgaris es divideix per auto-esporulació, formant de 2 a 8 cèl·lules filles que correspondran a les autòspores. Aquestes contenen la seva pròpia paret cel·lular, però es troben encara dintre de la cèl·lula mare. Quan maduren les autòspores, s'alliberen trencant la paret cel·lular de la cèl·lula mare.
Simbiosi miniatura|Simbiosi entre Chlorella vulgaris i Ophrydium versatile Habitualment per referir-nos a aquelles espècies de Chlorella que estableixen relacions mutualistes o simbiosis amb protists o metazous, s'anomenen Zoochlorella. Chlorella vulgaris pot fer simbiosi amb diferents organismes, com líquens, protozous i invertebrats. Estableixen una relació d'endosimbiosi mútua, on ambdós organismes es veuen beneficiats de la seva interacció, ja que la microalga aporta carboni mitjançant la fotosíntesi a l'organisme que la conté, i aquest li pot aportar protecció.
Un exemple de simbiosi amb protozous, és el cas de Paramecium bursaria. S'ha observat que aquest organisme pot continuar creixent sense establir simbiosi amb Chlorella, però un cop que l'alga es troba en el mateix medi que el protozou, es facilita la seva entrada. Per tant, el citoplasma de Paramecium pot estar ple de vacúols que contenen aquestes microalgues. Un altre exemple és el cas del protist Acanthocystis turfacea, on Chlorella secreta maltosa al citoplasma del protist per mitjà d'un transport actiu, i conseqüentment el protist la metabolitza. Un altre cas de simbiosi amb protozous, seria amb el ciliat Ophrydium versatile, on C. vulgaris pot ser un endosimbiont d'aquest organisme. miniatura|Visualització per microscòpia electrònica de Chlorella sent infectada per el virus PBCV-1 També pot establir simbiosi amb invertebrats d'aigua dolça, concretament amb algunes espècies de cucs com Dalyellia viridis i Typhloplana viridata.
No obstant això, Chlorella vulgaris pot patir infecció per part de Chlorovirus, un gènere viral format per virus amb genomes grans de ADN de doble cadena, pertanyents a la família Phycodnaviridae. Aquelles espècies de Chlorella que es troben establint relacions mutualistes amb altres organismes, acostumen a ser més susceptibles a patir la infecció pel virus. Alguns exemples d'aquests virus són el Paremicium bursaria chlorella virus (PBCV-1) o Acanthocystis turfacea chlorella virus (ATCV-1). Estudis recents indiquen que el ACTV-1 podria alterar la capacitat cognitiva d'alguns mamífers com els ratolins, o fins i tot, els éssers humans.
Hàbitat Aquesta microalga se sol trobar en ambients aquàtics i superfícies humides, tant terrestres com aèries, com serien els llacs i els estanys.
Indústria alimentària i contingut nutricional Al contrari de les macroalgues, la comercialització i cultiu amb fins alimentaris de les microalgues va començar fa relativament poc, on països asiàtics com Japó i Taiwan van començar a cultivar Chlorella vulgaris amb aquests fins en la dècada del 1960. Actualment, multitud d'empreses tenen registrada Chlorella en els seus productes, i és comercialitzada en forma de tauletes, comprimits i begudes. Hi ha molt d'interès en productes derivats de les microalgues, ja que aquestes han sigut categoritzades com "superaliments", a causa del seu elevat contingut proteic, nutricional i beneficis en la salut humana, d'aquí la seva comercialització com a suplements alimentaris.
Proteïnes El contingut proteic de C. vulgaris varia en funció del medi de cultiu emprat per al seu creixement, motiu pel qual s'estima que representa un 42-58% del seu pes cel·lular sec. La qualitat nutricional de les proteïnes que presenta l'alga ve determinat pel perfil d'aminoàcids, on aquest és millor que el perfil estàndard. Les proteïnes extretes de C. vulgaris presenten una capacitat d'emulsió excel·lent. Actualment, l'aplicació d'aquestes proteïnes es troba limitada, tenint en compte que la presència de components no proteics com ara la clorofil·la, afecten les propietats organolèptiques dels productes alimentaris.
Lípids Pel que fa al contingut lipídic de C. vulgaris, aquest representa al voltant d'un 20-50% (majoritàriament triglicèrids) del seu pes cel·lular sec en funció del seu medi de cultiu. La fracció lipídica de les microalgues es basa en lípids neutrals (acilglicerols, àcids grassos lliures i carotenides) i lípids amfipàtics (fosfolípids i galactolípids).
Glúcids Fent referència al contingut glucídic, aquest representa aproximadament el 20-65% del pes cel·lular sec. El monosacàrid dominant en C. vulgaris és la galactosa, degut a les grans concentracions de galactolípids presents en les membranes fotosintètiques i la galactana de les glicoproteïnes de la paret cel·lular. Tot i que les microalgues tenen un elevat percentatge de glúcids beneficiosos per a la indústria alimentària, les aplicacions són reduïdes i, actualment estan guanyant importància en la indústria cosmètica.
Vitamines C. vulgaris presenta un perfil vitamínic ric en multitud de vitamines (A, B, C i E). La vitamina A és un element clau per al creixement i diferenciació de les cèl·lules humanes, mentre que les vitamines E i C presenten propietats antioxidants. Per altra banda, el complex de vitamines B és el més nombrós, on aquestes desenvolupen un paper clau en la majoria de reaccions enzimàtiques. Cal destacar la presència de metilcobalamina, la qual és una forma de vitamina B12 que reforça l'ús de C. vulgaris com a suplement nutricional.
Altres aplicacions De forma general s'han realitzat diversos estudis que contemplen els efectes de C. vulgaris sobre els organismes humans o animals i sobre el medi ambient.
Biomedicina La biomedicina com a disciplina resulta l'estudi dels aspectes biològics de la medicina. Aquesta ciència s'estudia mitjançant anàlisis de factors genètics, cel·lulars, bioquímics i moleculars humans per a la investigació de la seva intervenció en el desenvolupament de malalties. Concretament, en el cas de C. vulgaris, la informació biomèdica disponible tracta l'ús de les biomolècules de la microalga per a la millora i manteniment de la salut.
En diversos estudis s'ha analitzat el contingut proteic i lipídic de C. vulgaris per les seves propietats. Els pèptids de C. vulgaris podrien suposar un mecanisme de prevenció davant el dany cel·lular, així com els àcids grassos lliures podrien presentar activitat antibacteriana. Concretament, el contingut lipídic té la capacitat de matar o inhibir el creixement de diferents bacteris tant gram positius com gram negatius. En l'actualitat, diversos estudis en humans han demostrat que C. vulgaris, a causa del seu efecte en el metabolisme lipídic, pot reduir els nivells de colesterol en pacients amb hipercolesterolèmia. Per altra banda, el seu contingut proteic s'ha utilitzat en la producció de pèptids inhibidors d'ACE, un enzim que controla la pressió arterial regulant el volum de líquids al cos. De la mateixa manera, mitjançant tècniques d'extracció, s'han pogut extreure diversos tipus de polisacàrids com ara la glucosa, la xilosa, l'homogalactosa, la ramnosa, la fucosa i la fructosa d'aquesta microalga que presenten propietats tant antibacterianes com antitumorals i antivirals. S'ha pogut veure, doncs, com C. vulgaris produeix una gran varietat de compostos bioactius amb qualitats nutricionals i terapèutiques així com propietats antioxidants, antimicrobianes, antibiofilms i anti-edat.
Propietats dels extractes de C. vulgaris En la investigació dels efectes d'extractes etanoics de C. vulgaris sobre el desenvolupament de biofilm i la inhibició de quòrum sensing, aquests extractes de la microalga comporten una reducció dràstica de la formació de biofilm sense provocar una inhibició en el creixement. Posteriorment, mitjançant una anàlisi per cromatografia, es revela la composició d'aquests extractes fenòlics de propietats inhibidores, que resulten ser el dietil ftalat i el trimetil (4-tertbutil fenoxil) silà.
En relació amb la testosterona, s'han fet estudis referents al potencial protector de C. vulgaris implicat en la regulació de la disfunció testicular, causada concretament per l'acetat de plom. Aquest compost determinat promou la generació d'espècies reactives d'oxigen (ROS) i estrès oxidatiu entre d'altres, que porten a l'esteroidogènesi, alteracions en espermatogènesi i una baixada de l'expressió de receptors d'andrògens. En conseqüència a l'exposició a l'acetat de plom es detecta un augment de l'apoptosi en les cèl·lules germinals i deterioraments testiculars localitzats en els túbuls seminífers. Així doncs, un tractament suplementat amb C. vulgaris suposa una atenuació significativa en la disfunció testicular i en les conseqüències que suposava, atribuïts al contingut d'antioxidants de la microalga que actuen sobre la toxicitat de l'acetat de plom, sent majoritàriament polisacàrids els compostos responsables.