Биотехнология негіздері

 

Қазіргі уақытта әлемде сирек кездесетін ақуыздар 15 млн т. құрайды.

 

 

2 Тақырып Витаминдердің өндірілуі

Витаминдер - әр түрлі химиялық табиғаты бар, организмнің  тіршілігіне өте шамалы мөлшерде қажет төмен молекулалы органикалық қосылыстар. Зат алмасуда катализаторлық және реттегіштік қызмет атқарады.

Витаминдерді 1880 жылы орыс ғалымы Н. И. Лунин ашты. Ол тәжірибені ақ тышқандардың 2 тобына жүргізді. Бірінші топтағы тышқандарға  қолдан жасалған рацион, ал екіншіге - сүт берген. Бірінші топтың тышқандары 20-30 күннің арасында өлген. Екінші топтың тышқандары тәжірибе жүргізілген 10 аптаның ішінде суығып кеткен. Тәжірибесіне сүйенген Н. И. Лунин тіршілікке  өте аз мөлшерде қажетті, тағамның құрамды бөлігі болып табылатын, тағы бір әлдеқандай қосылыстардың керек екндігін анықтады.

Голландия дәрігері Х. Эйкман 1896 жылы аса таңырқалық құбылысты  байқады. Ол адамдардың ұзақ уақыт бойы ақталған күріш жеуінен аса қатерлі  дерт “ бери- бери” деген ауруға ұшырайтындығын анықтады. Ақталған күрішке оның кебегін қосқанда, тәжірибедегі тауық та, ауруға шалдыққан адам да  сауыға бастаған. Осыны негізге алған Эйкман, күріш кебегінде зат алмасуға өте қажетті белгісіз бір зат бар деген болжам жасайды.

1912 жылы поляк  ғалымы К. Функ күріш кебегінен, құрамында азоты бар, кристалды затты бөліп алып, оған витамин деген ат берді

Бұдан кейінгі  кезендерде витамин мәселесін тереңірек  зерттеу ісі басталды. Витаминдерге ұқсас заттар да тексерілді, химиялық аттар қойылды. Витаминдердің организмге тигізетін әсерлері анықтала бастады, сауықтыратын мөлшері тексерілді, оларды зерттеу жұмыстары үдей түсті.

Витаминдердің жетіспеуі - цивилизацияның ауруы. Бүгін  де бұл құбылыстардың себептері  айқындалды.

Авитаминоз дегеніміз белгілі бір витаминнің көп мөлшерде жетіспеуінің салдарынан болатын организмдегі қалыптпн тыс өзгерістер, құбылыстар.

Гиповитаминоз - витаминдердің біреуінің аздаған бөлігі жетіспегенде болатын құбылыстар, өзгерістер. Әрине, гиповитаминоздың қай витаминнің жетіспеінен пайда болатынын анықтау қиынға соғады. Себебі, бұл өзгерістердің сыртқы белгілері көмескі келеді.

Поливитаминоздер организмге көптеген  витаминдердің жетіс пегендігінен болатын өзгерістерді айтады.

Гипервитаминоз, егер витаминдерді үздіксіз өте көп қабылдас пйда болады. Витаминдердің азықта шектен тыс көп болуы зиян келтіреді.

 

Витаминдердің аталуы және жіктелуі

Витаминдерді  осы уақытқа дейін латын алфавитінің  үлкен әріптерімен атайды. Витаминдер жайында ілімнің даму барысында  әріптік белгілеуді кеңейтіп, оған сандық белгіні қосты. Кейіннен химиялық құрылысы бойынша атау ұсынылды: тиамин, рибофлавин және т.б. Кейбір витаминдердің шартты аттары қолданылып жүр: Д – кальциферол, Н- биотин.

Аурудың өзіне  тән ерекшелігі екі жолмен аталады:

а) арнайы медициналық  атымен. Мысалы: рахит, скорбут.

в) латын алфавитінің  әріптерімен. Мысалы: авитаминоз Д.

Авитаминоздық аурудың атының алдына “анти” қосымшасын қою арқылы атау да бар. Мысалы: антирахиттық.

Сонымен, қазіргі  уақытта әріптік, тривиальды (организмге тигізетін әсерінің ерекшелігі бойынша) және химиялық аттары қолданылады.

Витаминдерді  физикалық және химиялық жіктеулерге  бөледі. Химиялық жіктеулер молкуласының құрылысыны негізделген (ароматтық, немесе гетероциклді және т.б. қатардағы).

Витаминдер  ерігіштік белгісіне қарай екі  үлкен топқа: майда және суда еритін витаминдер болып бөлінеді.

 

Майда еритін витаминдер

Суда ерімейді, ал органикалық еріткіштерде ериді. Ортаның рН мәнінің өзгеруіне,жоғары  температураға тұрақты. Әдетте, пластикалық  қызмет атқарады. Мал организмінде түзілмейді. Оған жататындар: А, Д, Е, К, Ғ.

А витамині (антиксерофталмалық витамин, ретинол)

Өзінің “А витамині”  деген атын 1916 – жылы алған. А  витаминінің табиғи қосындылары  А₁, А₂, А₃ болып бөлінеді.

Химиялық құрылысы жағынан құрамында Ω- ионон сақинасы, бүйірінде төрт қос байланысты изопреннің екі қалдығы және «ОН» тобы бар спирт болып келеді.

«А» тобындағы  витаминдер- түсі сарғыш, салқын температурада  кристалданатын зат. 120^º-130^º - қа деін қыздыруға төзеді. Оттегі бар жағдайда ол жылдам тотығып, бүлінеді. Күн сәулесінің әсерінен молекуласы тез бұзылады.

А - витаминінің  организмге жетіспеуі зат алмасуының бұзылуына және әртүрлі ауруларға  әкеледі.

«А» авитаминозының ерекше белгілері.

Эпителийдің қабынып, зақымдануы. Малдың тыныс алу, ас қорыту, жыныс органдары эпителийінің қабығында патологиялық өзгерістер қалыптасады. Атап айтқанда, тері мен мұрын, жұтқыншақ пен көмей, бронхылар мен өкпе, ас қорыту және несеп бөлу орталық жүйке жүйесі органдарының  кілегей қабаты қабырщақтана бастайды. Осының салдарынан және май мен тері бездерінің қызметі бұзылғандықтан тері құрғақ тартып, оның беті кедір - бұдырлана бастайды. Мойын, жақ, арқа бойы және құйрық түбіндегі теріде кебек тәрізді қабыршақтар пайда болады. Өкпеге зиянды микробтар ауа арқылы кіріп, оның қабынуына себепкер болады. Организмнің инфекцияға төзімділігі әлсіреп, ло фолликулярлы гиперкератоз ауруына шалдығады.

Жұлын мен орталық  жүйесінің кілегей қабаты қабыршақтанғандықтан жануарлардың жүріп тұруы өзгеріп, бұлшық еттері босаңсып, тарамыстары  тартылып, сал (паралич) ауруына шалдығады.

Ұрғашы малдың қынабы мен жатырының кілегей  қабығы қатайып, ұрықтанған соң төлдің бекуі нашарлайды. Жыныс циклі  бұзылады, шудың шығуы тоқталып, іш тастауы мүмкін. Төлі кішкентай  болады. Сиырлардың жүні қылданады  және тікірейіп түсе бастайды, тұяқтары өсіп, жұқарып, жұмсарып, қабынып, жарылады.

Еркек малдың жыныс  бездері өзгеріп, сперматогенез, немесе ұрықтың пайда болуы бұзылады.

Тауықтың жұмыртқалау  қабілеті төмендейді де жұдыртқа сары уызының түсі солғынданады.

Көздің төр  қабатының зақымдануы. «А» витамині жетіспесе, көздің қараңғыда жөнді көрмеуі салдарынан тауық соқырлығы немесе гемералопия пайда болады. Оның себебі мынада, көз торының таяқша клеткаларында родопсин пигменті бар. Ол опсин деген белок пен А витаминінен құралған. Жарық түскен кезде родопсин осы айтылған екі затқа бөлінеді. Қараңғыда екі зат бірігіп, қайтадан родопсин пайда болады. Ал, көздің жарық сезгіштігі осы родопсиннің шоғырлануына (концентрациясына) байланысты.

«А» витамині аз болса, көздің мүйіз қабығы құрғап кетеді. Ол қабыршақтанып, кеңіп, мөлдірлігін жоғалтқаннан кейін ксерофтальмия ауруы пайда болады. Жас бөлетін бездер өзгерістерге ұшырайды. Жас ағуы азаяды. Көзге түскен шаң тозаңды жас жуып – шайып, өзінің құрамындағы лизоцим арқылы микробтарды жояды. Ал, ксерофтальмия жағдайында көздің мөлдір қабатына микробтар кіргендіктен ло қабынады, жұмсарады және онда жара (теріскен) пайда болады. Кейін осы жаранының орны ағарып, ноғала пайда болады да, көздің көрі қабілеті төмендеп жанары зақымданады. Ақшам соқыр деп аталатын ауруға шалдығады. Бұл өзгерістерден соң көз жартылай, немесе толығынан көрмей қалйы мүмкін.

Кератомаляция ауруы кезінде көздің мүйізгек қабығы жұмсарып, ыдырайды. Көктемге қарсы мал (бұзау, кейде торай, қозы) денесінде А витмамині жетіспеуден, сондай–ақ титықтап арықтау салдарынан болатын дерт.

Азықтармен  бірге түскен А витамині қарында  өзгеріске ұшырамй ішекке барады, мұнда оның көбі сіңіріліп, бауырға  келіп, қорға айналады. Бауырдан қанға А витамині спирт түрінде түседі. А витаминінің сіңірілуі оның баырдағы қоры мен қандағы мөлшеріне байланысты.

Каротиннің  А витаминіне ауысуы негізінен аш ішек қабырғаларында, ал аз мөлшерде бауыр  мен қанда болады. Ауысу каротиназа ферментінің әсерімен өтеді. Түліктердің каротинді А витаминіне ауыстыру қабілеті әр түрлі. Мысалы, ірі қарада, жылқыда сіңірілген каротиннің біраз бөлігі қанның сары суында, май қоймаларында, бауырда, сүтте, ал құстарда жұмыртқада сақталады Шошқа, қой мен ешкі организмінде оның қоры жоқ Аталған түліктердің организмінде каротиннің болмауы оның толығынан А витаминіне ауысатынын көрсетеді.

А витамині жануарлар  клеткалары мен тканьдеріндегі химиялық процестерге қатысады, ол белоктардың, көмірсулардың, майлардың алмасуына тікелей қатысады. Сонымен қатар тыныс алу және энергияның алмасуына да әсер етеді.

А витамині мен  микроэлементтер арасында да байланыстар  бар. Мысалы, А – гиповитаминозымен  ауырған бұзаулардың қанында  кобальттың мөлшері азаяды.

Екінші бір  мысал: А витамині мыстың катализдік активтігін реттей отырып, эпителийде үдеп кеткен қабыршақтану процесін төмендетеді.

«А» витамин  қоры денсаулық сақтауға, жоғары өнім алуға, А –авитаминозымен күресуге керек. Өсімдітер, балық өнімдері, жұмыртқа, теңіз жануарларының бауыры, жануар тектес азықтар, көк шөп, сүрленген  жүгері А витаминінің негізгі көзі болып табылады.

Өнеркәсіпте шығарылатын  А витаминінің концентраты балықтар мен теңіз аңдарының бауыр  майынан жасалады. Мұның витаминдік активтігі балық майымен салыстырғанда 400-800 есе көп.

 

Д витамині (антирахиттық витамин, кальций-феролдар)

Д тобындағы  витаминдердің ішінде Д₂ (эргокальциферол) және Д₃ (холекальциферол) витаминдері мал ауруларынан алдын ала сақтандыру немесе емдеу үшін қолданылады. Химиялық құрылысы жағынан Д витаминдері- жоғары молекулалы спирттер, циклопентанпергидрофенантрен туындысы болып келеді.

Бұл витаминдер түссіз, иіссіз, дәмсіз келеді. Майда, эфирде, спиртте, хлороформда, органикалық ерітінділерде кристалдар түрінде кездеседі. Олар 77-115^º С ыстыққа ұзақ уақыт төзе алады және сілтілердің әсерінен бұзылмайды. Формалин, сутек оксиді, минералды қышқылдар витаминдердің құрамын бұзып, олардың емдік қасиеттерін жояды. Жануарлар мен өсімдік тканьдерінде физиологиялық активтігі жоқ Д провитаминдері пайда болады. Олар май тәрізді заттарға жатады. Бұл заттарда күннің күлгін сәулелері әсерінен Д витаминінің биологиялық активтігі арта түседі.

Д₂ витамині күннің ультракүлгін сәулесінің әсерінен эргостерин провитаминінен пайда болады. Бұл құбылыс өсімдіктерде кездеседі.

Д₃ витамині 7- дегидрохолестерин провитаминінен, ультракүлгін сәулесінің әсерімен, жануардың тер астындағы талшықтарында түзіледі.

Д авитаминозының белгілері:

Д витамині азықтарда  болмағанда, немесе, жетіспегенде төлдерде рахит, ересек малдарда - остеомаляция, ал кәрі малдарда- остеопороз ауруларыи дамиды.

I Рахит - ауруы организмдегі кальций мен фосфор алмасуының өзгеруінен болады. Кальций мен фосфор тұздарының өсіп келе жатқан сүйектерде қабаттануы нашарлап, олардың әктенуі бұзылады.

Рахит бұрыннан белгілі. Англияда жас балалардың арасында жиі тарағандықтан оны «ағылшын ауруы» немесе «жас өспірімдер ауруы» деп атаған.

Рахит мал төлдерінің барлық түрлерінде, әсіресе торайларда, құлындарда, бұзауларда және балапандарда жиі кездеседі. Бұл ауруда төлдердің  өсіп - жетілуі тежеледі, олар тәбетінен  айырылады, қарны қампиады, іші өтеді, төсеніш, балшық, нәжіс сияқты қоректік қасиеті жоқ заттарға машықтанады, тістері кеш шығады, ақсайды, жүргісі келмей жатып қалады. Жүйке жүйесінің күйзеліп еліруі, діріл қағуы, денесінің сіресуі, қалшылдауы, сүйектері жұмсарып, аяқтары  О немесе Х тәрізді болып қисаюы байқалады. Қанда кальций мен фосфордың, ал сүекте олардың тұздарының мөлшері тез төмендейді.

Аурудың себептері: азықта Д витаминінің олқылығы қарбалас қалқанша без қызметінің бұзылуы, азық пен суда кальций мен фосфор тұздарының аздығы, күн сәулесінің жетіспеуі.

II Остеомаляция сүйек жұмсаруы, басқаша – остеодистрофия ауруы. Орталық жүйке жүйесінің және оның вегетатифтік бөлімінің қызметі бұзылдықтан, мал мазасызданып, тәбеті азайып, аузының дәмі кетеді. Жануарлар айналадағы заттарды және бірін-бірі жалап, қабырғаны және ойықты кеміреді, несеп ішіп, астына төсеген сабанды және нәжісін жейді. Мал көп жатады, әзер дегенде тұрып, әрең жүреді. Бүгілген аяқтарын ұзақ уақыт жаза алмайды. Кейде олар ақсайды. Ешкілермен шошқалар бұл жағдайда бөксесін көте алмай, жорғалайды. Ересек малдың тістері босайды. Бұлшық еттері, әсіресе жүрек еттері құрысқандықтан мал өліп қалуы да мүмкін.

Д витамині ұзақ уақыт жетіспесе құйрық омыртқалар мен қабырғаларымен, жанбас және дақ  сүйектерінің, артқы омыртқа өсіктерінің  жұмсаруы, талша иілуі, бара-бара көкірек қанқасының табиғи қалпын жоғалтуы пайда болады. Сүйектер жиі сынғыш келеді.

III Остеопороз сүйек қалыптасқан кезде сіңу процесінің түзілуі процесінен анағұрлым басым болуына байланысты сүйек тканінің селдіреуі болады. Фосфор – кальций алмасуындағы тепе-тендік жойылып, сүйектің табиғи формасы мен құрылысында күрделі өзгерістер туады.

Остеомаляция  мен остеопороз әсіресе жоғарғы  өнімді сиырлар мен шошқаларда кездеседі.

Д витаминінің  жетіспеуі құстарға да қатты әсер етеді.Балапандардың өсуі баяулайды, олар тұра алмай, көбінесе жатады, осының әсерінен олардың кеуде сүйегі мен қабырғалары қисаяды, тұмсығы жұмсарып, бүгіледі. Бұлшық еттері дірілдеп, құрысады, Мекиендердің жұмыртқалағыштығы төмендеп, жұмыртқасының көлемі кішіреіп, қабағы жұқарады.

Д-авитаминозының кейінгі кезеңдерінде остесмиляция мен остеопороз белгілері білінеді. Тауықтар жүнін үрпитіп, көбінесе жерде жатады. Мекиендердің сүйектері жұмсарады. Аяқтары әлсіз болғандықтан, олар бақанда кеуде сүйегіне сүйеніп отырады. Бұл жағдайда олардың кеуде сүйегі қисаяды.