A model for the simulation of macroalgal population dynamics and productivity

A mathematical model to simulate the population dynamics and productivity of macroalgae is described. The model calculates the biomass variation of a population divided into size-classes. Biomass variation in each class is estimated from the mass balance of carbon fixation, carbon release and demographic processes such as mortality and frond breakage. The transitions between the different classes are calculated in biomass and density units as a function of algal growth. Growth is computed from biomass variations using an allometric relationship between weight and length. Gross and net primary productivity is calculated from biomass production and losses over the period of simulation. The model allows the simulation of different harvesting strategies of commercially important species. The cutting size and harvesting period may be changed in order to optimise the calculated yields. The model was used with the agarophyte Gelidium sesquipedale (Clem.) Born. et Thur. This species was chosen because of its economic importance as a the main raw material for the agar industry. Net primary productivity calculated with it and from biomass variations over a yearly period, gave similar results. The results obtained suggest that biomass dynamics and productivity are more sensitive to the light extinction coefficient than to the initial biomass conditions for the model. Model results also suggest that biomass losses due to respiration and exudation are comparable to those resulting from mortality and frond breakage. During winter, a significant part of the simulated population has a negative net productivity. The importance of considering different parameters in the productivity light relationships in order to account for their seasonal variability is demonstrated with the model results. The model was implemented following an object oriented programming approach. The programming methodology allows a fast adaptation of the model to other species without major software development.

Propriedades antioxidantes de constituintes fenólicos de macroalgas marinhas

Desde tempos remotos que as macroalgas marinhas são utilizadas por comunidades humanas, nomeadamente as orientais, como parte importante da sua dieta alimentar. A composição química das diferentes macroalgas marinhas (algas castanhas – Phaeophyta, algas vermelhas – Rhodophyta e algas verdes – Chlorophyta) confirma que além de terem um valor nutricional satisfatório podem ser uma fonte muito interessante de compostos bioativos como, por exemplo, os compostos fenólicos. Quimicamente os compostos fenólicos caracterizam-se por apresentarem um ou mais grupos hidroxilo ligados a um anel aromático. Estes compostos englobam desde moléculas simples até moléculas poliméricas de grandes dimensões. A maioria dos compostos fenólicos apresenta atividade antioxidante. O interesse pelo estudo de metabolitos secundários das macroalgas com propriedades antioxidantes surgiu, numa primeira fase, como uma tentativa de encontrar substitutos para os antioxidantes sintéticos usados como aditivos alimentares (nomeadamente o BHA e o BHT) que demonstravam possuir efeitos carcinogénicos. No entanto, rapidamente a comunidade científica reconheceu que a aplicação de novos compostos fenólicos naturais é muito mais vasta. Sabe-se hoje que é crucial para a promoção da saúde de um indivíduo que se verifique a manutenção do equilíbrio entre a produção de radicais livres e as respetivas defesas antioxidantes. Quando esse equilíbrio se altera e ocorre uma acumulação de radicais livres no organismo, este entra em stress oxidativo, situação que pode conduzir a danos dos lípidos celulares, proteínas e ácidos nucleicos, o que favorece o aparecimento de diversas doenças e acelera o envelhecimento celular. Assim, atualmente existe um crescente interesse por parte da indústria farmacêutica e da indústria da cosmética no estudo dos compostos fenólicos isolados de macroalgas. De entre estes, destacam-se os florotaninos, que para além das propriedades antioxidantes têm demonstrado possuir outras atividades farmacológicas importantes, tais como atividade antibacteriana, anti-viral, antineoplásica, anti-hipertensora e anti-diabética. Este trabalho consiste numa revisão bibliográfica sobre os diversos compostos fenólicos com atividade antioxidante isolados de macroalgas marinhas e que demonstraram vantagens na sua incorporação, quer em formulações cosméticas, quer em medicamentos, debatendo as suas ações farmacológicas, mecanismos de ação e possíveis aplicações futuras.