Biotehnologia obținerii dextranului prin cultura speciei leuconostoc mezenteroides

INTRODUCERE

Datorită proprietăţilor sale fizico-chimice (greutate moleculară medie, distribuţie a greutăţii moleculare şi structura moleculară), dextranul exercită trei efecte biologice de importanţă majoră si anume: 1. ameliorarea circulaţiei sanguine; 2. expansionarea volumului plasmatic (efect hipervolemic); 3. efect antitrombotic. Dextranul ameliorează microcirculaţia (circulatia capilară), prin acţiunea sa specifică de dezagregare a eritrocitelor umane, prin scăderea vâscozităţii sângelui şi prin mobilizarea apei (efect hiperoncotic) din compartimentul extravascular in cel intravascular, creşterea volumului de lichid intravascular, impreună cu scăderea hematocritului si a vâscozităţii sanguine, favorizează intoarcerea venoasă, uşurează travaliul inimii şi măreşte diureza, descreşterea simultana a lichidului extravascular scade presiunea hidrostatica a ţesuturilor perivasculare, diminuând dilatarea capilarelor. Având o greutate moleculara medie de 40.000 (peste 60% din molecule au greutatea inferioara pragului de eliminare renală care este de 50.000), Dextranul este excretat prin rinichi, în aproximativ 6 ore, eliminarea renală fiind de peste 70% în decurs de 24 ore. Injectarea rapidă a 500 ml de Dextran poate determina o expansionare totală a volumului de plasmă cu aproximativ 1000 ml. Deşi Dextranul nu afectează hemostaza, el impiedică formarea si propagarea trombilor. Aceasta contradicţie aparentă se explică prin aceea ca Dextranul interferă numai cu prima etapa a procesului de trombogeneză, lăsănd intact sistemul extrinsec, responsabil de hemostază.

CAPITOLUL 1

BIOTEHNOLOGIILE MODERNE ŞI OBŢINEREA DE PRODUSE UTILE

1.1. DEFINIŢII

- Conventia ONU pentru diversitatea biologica :"Orice aplicatie tehnologica care utilizeaza sisteme biologice, organisme vii, sau derivate ale acestora,pentru a crea sau modifica produse sau procese în scopuri bine determinate".

- Federatia Europeana de Biotehnologie:“Biotehnologia constituie aplicarea integrata a stiintelor biologice si ingineresti în vederea utilizarii tehnologice a organismelor vii,a structurilor acelulare biologic active, precum si a analogilor moleculari ai acestora, în scopul producerii unor bunuri si servicii.”

1.2. SCURT ISTORIC

O dată cu dezvoltarea cunostinţelor de biologie celulară, genetică moleculară, inginerie genetică şi manipularea artificiala a informatiei genetice au apărut biotehnologiile moderne cu aplicatii in variate domenii precum medicina, industria farmaceutica, agricultura, industria alimentara etc.

Utilizarea microorganismelor pentru obţinerea unor produse fermentate este cunoscută de câteva milenii. Cu ajutorul drojdiilor sumerienii, cu 5000 de ani înainte de Christos ştiau să producă peste 20 de tipuri de bere, iar babilonienii realizau bioconversia alcoolului etilic în oţet. În antichitate, drojdiile erau frecvent utilizate pentru obţinerea pâinii şi a vinului.

Secolul XVII aduce descoperiri importante în domeniul biotehnologiei. Cu ajutorul microscopului A. Van Leeuwenhoek descoperă că în lichidele aflate în fermentaţie se găsesc celule de drojdii.

În secolul XIX savantul francez L. Pasteur a demonstrat că în procesul de fermentaţie are loc transformarea zaharurilor în alcool etilic şi dioxid de carbon, proces ce furnizează energia necesară celulelor de drojdie care în acest mod pot trăi în lipsa oxigenului.

Secolul XX aduce progrese foarte mari în studiul şi cunoaşterea microorganismelor datorită dezvoltării cercetărilor la nivel celular şi molecular.

Toate aceste descoperiri au făcut posibile apariţia unor tehnici moderne de biotehnologie industrilă, tehnică prin care microorganismele (drojdii, bacterii) sunt cultivate în suspensie în bioreactoare de 250.000 l.

S-au dezvoltat tehnici de cultură în flux continuu: pe de o parte se introduc microorganismele în condiţii de mediu perfect controlate, iar pe de altă parte rezultă produsul.

Rezultate remarcabile s-au obţinut şi în cultura de celule de mamifere. Acestea sunt mult mai sofisticate decât cele ale microorganismelor întrucât celula de mamifer are o membrană plasmatică foarte subţire, ea solicitând medii solide foarte complexe pentru dezvoltare. Cultura de celule animale se face în scopul producerii unor substanţe utile, precum interferonul, somatotropina, insulina, anticorpii monoclonali, etc.

În ultimile decenii s-au dezvoltat rapid şi tehnici de cultură in vitro a celulelor vegetale.

Pornind de la principiul totipotenţialităţii celulei vegetale, principiul formulat de Haberlandt în 1902 s-au putut obţine pe medii nutritive adecvate plante întregi pornind de la o singură celulă.