El amonio es la fuente de nitrógeno preferida por las microalgas. Sin embargo, se ha descrito como tóxico cuando su concentración es superior a 1 mM. Se plantea por ello determinar las causas de esta toxicidad y sus efectos a nivel celular. Para ello, se establecen cultivos axénicos de la diatomea marina Phacodactylum tricornutum con nitrato o amonio como fuente de N, a la concentración de 4 mg.atóm.N/1, en medio tamponado con HEPES 20 mM y en medio no tamponado. Diariamente se sigue el crecimiento de los cultivos mediante el recuento de la densidad celular, así como la evolución del pH extracelular (pHe). Además, varios parámetros celulares se han analizado mediante citometría de flujo (CMF), utilizando un FACScan (Becton Dickinson) equipado con un láser de ion argón que emite a 488 nm. Dichos parámetros han sido: fluorescencia de la clorofila a, viabilidad y pH intracelular (pHi). El ioduro de propidio (1P) fue utilizado en el estudio de la viabilidad celular, y un derivado de la fluoresceina (2,7-diclorofluoresceina), cuya emisión fluoresecente es pH- dependiente, en el estudio del pHi. El crecimiento de la población en el medio con amonio no tamponado está asociado con un fuerte descenso del pHe. Como respuesta se observa una inhibición de la división celular, que coincide con el descenso del pHe por debajo de 7. Sin embargo, el amonio per se no es tóxico, no observándose inhibición del crecimiento cuando se tampona el medio con HEPES 20 mM.

Los resultados obtenidos muestran un aumento en el pHi en las células cultivadas en el medio con amonio no tamponado con respecto al de las células cultivadas con nitrato. Las diferencias observadas entre las células cultivadas con los diferentes medios en la fluorescencia de la clorofila a, y que podrían estar relacionadas con problemas en la cadena fotosintética a nivel del PSII, no se detectan hasta 3 días después de observarse cambios en el pHi. La viabilidad celular en las poblaciones celulares cultivadas con los diferentes medios se mantiene a lo largo del tiempo de ensayo; la situación de estrés ácido prolongado da lugar a la desorganización celular sin llegar a producir la muerte celular. Estos primeros resultados indican que la toxicidad del amonio se debe al descenso del pHe, que sería consecuencia del mecanismo de incorporación del amonio propuesto para microalgas, un antiporte NH4+/H+. La acidez del medio en presencia de elevadas concentraciones de amonio, provoca el aumento del pHi y la inhibición de la división celular.

Este trabajo ha sido subvencionado en parte por el proyecto XUGA10301B94 de la Consellería de Educación e Ordenación Universitaria de la Xunta de Galicia.