0652610005

U 20. veku razvoj nauke doveo je do pojave novih naučnih dispciplina. 1961. godine registrovana je nova nauka – biofizika. Biofizika proučava fizičke procese u biološkim sistemima.

Biofizika se sastoji od nekoliko disciplina:

  • Molekularna biofizika – proučava strukturu i svojstva bio-molekula, pre svega proteina i nukleinskih kiselina
  • Biofizika ćelija – proučava strukturu molekula u aktivnim ćelijama bioloških organizama. Naučnici mogu proučavati žive ćelije zahvaljujući razvoju mikroskopije. Do pre nekoliko decenija to nije bilo moguće, mikroskopi prošlosti omogućavali su ispitivanje samo uništenih neživih ćelija.
  • Biofizika složenih sistema – proučava i modelira biološke procese.

Veoma važni delovi biofizike su medicinska biofizika i nanobiotehnologija. Ove discipline proučavaju fizičke metode za proučavanje procesa koji se dešavaju u ljudskom telu na molekularnom i ćelijskom nivou. Proučavanje ćelijske biologije pomaže da se bolje razume kako funkcioniše ljudsko telo i da se prouče patološki procesi koji dovode do bolesti i starenja.

Proučavanje biotehnologije morskih organizama

Zahvaljujući razvoju biohemije i biofizike, naučnici su mogli da proučavaju morske organizme. Naučni pristup proučavanju biotehnologije morskih organizama pomogao je naučnicima da razumeju sastav i svojstva morskih organizama – riba, bezkičmenjaka, algi i mikroorganizama. Kao rezultat toga, razvijeni su osnovni principi prerade morskih sirovina u prehrambene proizvode sa jedinstvenim zdravstvenim svojstvima. Takođe su izvršena klinička ispitivanja komponenata dobijenih na bazi fermentolizata mekušaca, gonada i hrskavičnog tkiva morskih vodenih organizama i peptida iz nervnog tkiva lignji. Hiljade hemijskih jedinjenja izolovano je iz morskih organizama, registrovano je stotine patenata, a sprovedena su i mnoga klinička ispitivanja u oblasti antikancerogene, anlgetske i protivupalne terapije. Komercijalne morske vrste u pacifičkom basenu Dalekog istoka postaju i osnova za nove lekove, aktivne prehrambene komplekse i posebne prehrambene proizvode. U Dalekom istoku Rusije stvorene su industrijske tehnologije koje omogućavaju dobijanje vrednih komponenata iz vodenih bioloških sirovina pomoću enzimske hidrolize.

Hidroliza

“Hidroliza” u bukvalnom prevodu sa starogrčkog je proces razbijanja supstance pomoću vode. “Hidro” – voda, “liza” – uništavanje. Savremena industrija poznaje mnogo načina za razgradnju proteina – kiselinom, alkalima ili enzimima. Takve metode obrade koriste se da bi se sirovine pretvorile u proteine i aminokiseline lako dostupne za asimilaciju od strane ljudskog organizma.Proteinski hidrolizat je delimično rascepani protein koji se sastoji od fragmenata nekoliko povezanih aminokiselina. Kada se cepe biljni ili životinjski proteini, dobijaju se hidrolizati aminokiselina, koji uključuju kiseline, peptide i druge komponente.

Proteini se hidrolizuju radi bolje apsorpcije

Proteini su neophodni za ljudski organizam, uključeni su u mnoge metaboličke procese. Nakon ulaska proteina u organizam sa hranom, veliki molekuli proteina se razgrađuju pomoću kompleksa digestivnih i unutarćelijskih enzima. U ljudskom želucu i crevima postoje posebne probavne žlezde koje luče enzime neophodne za razgradnju složenih proteina na aminokiseline.

Naučni pristup proučavanja probave pokazao je da se digestivni sistem ne nosi uvek sa razgradnjom proteina ili to nije dovoljno efikasno. U nekim fiziološkim uslovima, probavni proces nije u potpunosti izveden. To se dešava kako u normalnim uslovima, tako i u patologiji (nedovoljna funkcija digestivnih žlezda, mehaničko oštećenje digestivnog sistema). Molekuli proteina koje možemo dobiti hranom veoma se razlikuju. Na primer, globulini i albumini se enzimima lako razgrađuju i telo ih apsorbuje u potpunosti. Proteini vezivnog tkiva poput elastina i kolagena se mnogo teže razgrađuju. Da bi ljudsko telo asimilovalo dragocene komponente ovih proteina, neophodno je promeniti njihovu strukturu uz pomoć delimične ili potpune fragmentacije proteina sa posebnim enzimima.

Na primer, proteinski kolagen, koji se nalazi u mnogim namirnicama u kojima je prisutan želatin, ljudsko telo vrlo slabo apsorbuje. Međutim, kolagen je veoma važan – to je glavni protein koji pruža snagu i elastičnost hrskavicama, vaskularnim zidovima, vezivnom i mišićnom tkivu.  Ako je kolagen podvrgnut preliminarnoj hidrolizi, tada iz njega možemo dobiti sve ove esencijalne aminokiseline u obliku u kojem ih organizam može lako asimilovati. Prirodni morski proizvodi su dizajnirani da dopunjuju ishranu bioraspoloživim oblicima proteina, vitamina i minerala.

Naučni pristup proučavanja morskih plodova

Morski plodovi se koriste u narodnoj medicini od davnina. Sredinom dvadesetog veka počeli su da se proučavaju kao izvor različitih biološki aktivnih supstanci. Zahvaljujući biohemijskim i biofizičkim metodama istraživanja, proučavan je sastav mnogih morskih organizama. Naučni pristup je otkrio imunomodulatorna, antikoagulantna, antiinflamatorna, antimikrobna i antivirusna svojstva ekstrakata i jedinjenja izolovanih iz različitih plodova mora. Studije su pokazale da su neka prirodna jedinjenja dobijena iz morskih sirovina strukturno jedinstvena, da ih nema u kopnenim životinjama i mogu poslužiti kao osnova za dizajn novih lekova, biološki aktivnih aditiva za hranu i funkcionalnih prehrambenih proizvoda.