)
Sigajc do lodwki, nie zastanawiamy si, ile woono pracy i wiedzy w wytworzenie produktw, ktre le na pkach. Przemys spoywczy, przetwrczy, a take hodowla, korzystaj z najnowszych bada, by podnie jako nie tylko pokarmw, ale i skadnikw wyjciowych, z ktrych je wytworzono. I to wszystko z myl o konsumencie. Wane, aby otrzyma on rzecz dobr, smaczn, zdrow i za dobr cen.
W Oddziale Nauki o ywnoci prof. Maria Bielecka, biotechnolog i mikrobiolog, zajmuje si probiotykami, czyli bakteriami korzystnymi dla czowieka, zasiedlajcymi nasz przewd pokarmowy. Bakterie te wspomagaj funkcje ukadu trawiennego, pomagaj w jego odywianiu i wzmacniaj ukad odpornociowy. Krtko mwic, s dla organizmu niezmiernie poyteczne. Sytuacja zaczyna si komplikowa, gdy czowiek jest leczony doustnie antybiotykami. Lek, owszem, najczciej pomaga, ale oprcz patogenw zabija rwnie korzystn flor bakteryjn oraz upoledza dziaanie naszego systemu immunologicznego. Wyjaowiony organizm jest naraony na infekcje bakteriami oportunistycznymi i grzybami. Problem stanowi rwnie antybiotyki podawane zwierztom hodowlanym w celach leczniczych lub dla zwikszenia efektw hodowlanych. Warto pamita, e zwierz jest czci dugiego acucha pokarmowego. Wczony jest w niego te czowiek spoywajcy miso. Zatem pozostaoci antybiotykw mog skutkowa rozprzestrzenianiem si lekoopornoci wrd bakterii wywoujcych infekcje, co stanowi obecnie powany problem w medycynie czowieka. Cierpi na tym te i rodowisko, bo zanieczyszczane jest odchodami zwierzt bdcych w trakcie terapii. Jak temu zaradzi?
Zesp pani profesor pracuje nad pozyskaniem materiau biologicznego w celu stworzenia preparatw probiotycznych, ktre mogyby stanowi swoist oson przed ubocznym dziaaniem farmakologii. W procesie pozyskiwania materiau biologicznego trzeba jednak zachowa wyjtkow rozwag i skrupulatno, w przewodzie pokarmowym yje bowiem kilkaset gatunkw mikroorganizmw i nie moe by wtpliwoci, ktre z nich badamy. Wykonuje si w tym kierunku czue testy, wspomagane genetyk. Udao si ju wyizolowa materia biologiczny, ktry przeszed egzamin w prbach in vivo, na zwierztach. Dowiadczenia wykazay zwikszenie efektw hodowlanych i odpornoci na infekcje oraz wzmocnienie ukadu odpornociowego. Pozostao zatem wyprodukowanie biomasy w skali przemysowej i zastosowanie w hodowli. Ostatnio myli si te o wykorzystaniu tej wiedzy w medycynie, jako wspomaganie leczenia schorze przewodu pokarmowego i drg rodnych.
Nastpnym kierunkiem wykorzystania probiotykw jest produkcja ywnoci. W Olsztynie naukowcy z PAN opracowuj nowe technologie produktw probiotycznych. Jak dotd, na rynku dostpne s jedynie mleczne napoje fermentowane. Oddzia Nauki o ywnoci proponuje co wicej. Na bazie surowcw rolinnych, zb czy soi, w poczeniu ze skadnikami mleka, probiotyki bd stosowane jako kultury technologiczne. Co to zmieni? Bardzo duo, bo do tej pory byy one dodawane do ywnoci tylko jako suplement, a teraz wiksza ich dawka podniesie efektywno ich dziaania w organizmie gospodarza. Zapewni to wzmocnienie odpornoci, co w dobie cigych infekcji jest zjawiskiem bardzo podanym. O kosztach zwizanych z leczeniem i absencj w pracy ju nie wspomn. Badania te, majce wyrane przeoenie aplikacyjne, s polem dziaania wielu specjalizacji. Razem pracuj technolodzy ywnoci, biolodzy, patomorfolodzy, genetycy i biochemicy.
Kiedy mamy ochot na wzbogacenie naszego menu o ywno pochodzenia rolinnego, przeszkod moe by smak niektrych rolin jadalnych. Jako gorzkie, zniechcaj do konsumpcji. Odpowiedzialne za to s zwizki fenolowe, zaliczane do substancji biologicznie aktywnych, ktre na dodatek obniaj przyswajalno witamin, skadnikw mineralnych i biaek z diety. Do tej pory uwaane byy za rzecz niepodan, przynoszc wicej szkody ni poytku. Zmieniono jednak ten pogld, kiedy okazao si, e posiadaj one waciwoci przeciwutleniajce. Chroni organizm przed miadyc, chorobami nowotworowymi, dziki zdolnociom wymiatania wolnych rodnikw. Dokadna analiza tych zwizkw oraz badania na poziomie molekularnym day wicej wiedzy o zwizkach fenolowych, zapewniaj docenci Ryszard Amarowicz i Mariusz Piskua. Okazuje si, e le ustawiony proces technologiczny potrafi zmienia proporcje w zawartoci tych zwizkw w materiale uywanym do produkcji i to na niekorzy.
Sporo uwagi powica si te sensorycznej, funkcjonalnej analizie ywnoci. Jest to niezwykle wane dla bezporedniego konsumenta, bo towar kupuje si „oczami” i jeeli nie wyglda zachcajco, nie znajdzie nabywcy, twierdzi doc. Agnieszka Troszyska. Specjalici pracuj nad smakiem, zapachem czy struktur produktu. Szczeglne zainteresowanie skierowano na antyoksydanty fenolowe i glukozynolany, postrzegane jako noniki goryczy i cierpkoci. Celem bada jest wskazanie, ktre indywidualne zwizki w obrbie badanych grup s odpowiedzialne za negatywne noty sensoryczne oraz poznanie zalenoci midzy aktywnoci przeciwutleniajc tych substancji a intensywnoci wraenia goryczy i cierpkoci. Pozwoli to na projektowanie produktw o moliwie najwikszej aktywnoci przeciwutleniajcej i relatywnie maej zawartoci niepodanych wyrnikw sensorycznych.
W olsztyskim Instytucie oceniane s take zmiany waciwoci fizycznych produktw wywoane modyfikacjami technologicznymi lub genetycznymi. Jak zapewnia prof. Jzef Fornal, umoliwia to okrelenie zalenoci midzy mikrostruktur, fizycznymi waciwociami i parametrami procesw technologicznych a jakoci ywnoci. Pozwala to rwnie na uzyskanie wartoci liczbowych potrzebnych do projektowania nowych lub modernizacji technologii ju istniejcych. Naukowcy opracowuj te charakterystyczne dla regionu towary. To niezwykle wane, szczeglnie teraz, w dobie unifikacji. Odwiedzajcy nasz kraj i podrujcy po Warmii i Mazurach chcieliby kupi i zje co wyjtkowego, czego nie zaserwuj im w innej czci kraju. Nad badaniem takich wanie regionalnych produktw i metod okrelania ich autentycznoci pracuj badacze z Instytutu Rozrodu Zwierzt i Bada ywnoci PAN w Olsztynie. Niezwykle ciekawe obserwacje i dowiadczenia prowadzi si w kierunku pogbienia wiedzy o waciwociach diet naturalnych i wzbogacanych w wybrane skadniki, na przykad: niskostrawne sacharydy, zwizki fenolowe i tuszcz. W szczeglnoci dotyczy to wpywu tych diet na przewd pokarmowy, a w tym na absorpcyjne waciwoci jelita cienkiego i rozwj ekosystemu jelita grubego. Bada si te zawarto metabolitw: w treci pokarmowej, we krwi, w wtrobie, ktre mog ogranicza lub zwiksza ryzyko chorb, gwnie ukadu krenia i jelit.
Koniec wieku XX i prawdopodobnie XXI bdzie czasem niezliczonych alergii, na ktre cierpi duy procent populacji. Ustalenie rda uczulajcego jest niezwykle trudne, bo alergenem moe by wszystko, nawet pokarm. Prowadzi si wic szereg prac nad immunomodulujcymi i alergennymi waciwociami ywnoci, a gwnie biaek mleka czy rolin strczkowych. W badaniach nad immunomodulujcym oddziaywaniem ywnoci stwierdzono zdecydowanie pozytywny wpyw probiotykw na ukad odpornociowy czowieka. Dowiedziono take moliwo ograniczenia do 99 procent alergennego dziaania biaek w rolinach strczkowych pod warunkiem zastosowania w produkcji ywnoci specjalnie opracowanych biotechnologicznych procesw fermentacyjnych oraz okrelonych zabiegw fizykochemicznych. Warto zaznaczy, twierdzi prof. Henryk Kostyra, e ten kierunek bada w nauce o ywnoci Instytut wprowadzi jako pierwszy w Polsce i nadal pozostaje liderem w tym zakresie.
W czasie pobytu w Olsztynie otrzymaem te od doc. Jerzego Radeckiego lekcj powtrkow z fizyki i elektroniki. Przypomniaem sobie zasad dziaania czego, co na dobre zadomowio si w naszym yciu - sensora. Jest to urzdzenie skadajce si z analitycznie czynnej powierzchni, na ktrej przebiega proces rozpoznania midzy czsteczk szukan w prbie a czsteczk szukajc, umieszczon na tej powierzchni (taki ukad: go - gospodarz). Drug czci sensora jest przetwornik, przetwarzajcy energi rozpoznania na czytelny i analityczny sygna (moe to by zmiana dugoci wiata, napicia lub natenia prdu). Okazuje si, e ta wiedza przydaje si do analizy i kontroli jakoci ywnoci. W tym celu buduje si tanie, atwe w uyciu i operowaniu sensory. S one niezwykle selektywne i zapewni dokadne pomiary. Dziki tym urzdzeniom moliwe jest badanie oddziaywania biaek z maymi molekuami. A zastosowa t wiedz mona take w medycynie. Dowiemy si wtedy, jak na przykad wi si potencjalne nowe leki z niektrymi biakami. Kto wie, moe tu ley klucz do rozwikania tajemnicy choroby Alzheimera?
Nie mniej frapujce badania prowadzi si w drugiej czci Instytutu, Oddziale Endokrynologii i Patofizjologii Rozrodu. Ocenia si midzy innymi mechanizmy dziaania hormonw w ukadzie rozrodczym zwierzt. Dokadnej analizie poddawany jest cay proces ciy, od momentu poczenia si gamet w jajowodzie, implantacji zarodka w macicy, a do rozwizania. Badania wikszoci zakadw Oddziau koncentruj si na poznaniu mechanizmu tak zwanego matczynego rozpoznania ciy, a wic procesu, dziki ktremu matka rozpoznaje obecno w niej zarodka. Odwrceniem tego procesu jest zjawisko luteolizy, proces, w ktrym dochodzi do eliminacji z jajnika ciaka tego - gruczou endokrynnego, ktry wydziela progesteron i inne czynniki hormonalne odpowiedzialne za powstanie i utrzymanie ciy. Oba te procesy s regulowane przez kaskad neuroendokrynnych i immunologicznych czynnikw (hormony, prostaglandyny, czynniki wzrostu, cytokiny).
Wiemy ju, e prostaglandyna E2 (czynnik wspomagajcy dziaanie ciaka tego) bierze czynny udzia w rozwoju i implantacji zarodka. Dowiedziono, e nieodpowiedni stosunek prostaglandyny E2 do prostaglandyny F2a (odpowiedzialnej za luteoliz) skutkuje zaburzeniami rozwoju i implantacji zarodka, niewaciwym jego zagniedeniem. Efektem tego jest dua miertelno zarodkw, a wic olbrzymie straty w hodowli. Duy nacisk kadzie si te na poznanie przyczyny stanw zapalnych i schorze nowotworowych ukadu rozrodczego (jajniki, macica) i gruczou mlekowego oraz wpywu zanieczyszcze rodowiska i nieodywczych skadnikw paszy na rozrd. To pozwoli na wyeliminowanie tych chorb i zagroe oraz opracowanie skuteczniejszych metod leczenia, nie tylko farmakologicznych, mwi prof. Adam Zicik, dyrektor Instytutu Rozrodu Zwierzt i Bada ywnoci PAN w Olsztynie.
Prowadzone s te badania aplikacyjne nad moliwoci zastosowania manipulacji ywieniowych i hormonalnych do przyspieszenia osignicia dojrzaoci pciowej i poprawy wskanikw uytkowoci rozrodczej loszek i loch. Jednak, by to osign, konieczne jest dogbne poznanie i wyjanienie roli ukadu hormonalnego, nerwowego i odpornociowego, regulacji przepywu krwi w procesach rozrodu u ludzi i zwierzt.
Kolejnym obszarem dziaalnoci naukowej Oddziau jest badanie wpywu czynnika mskiego (nasienia i plemnikw) w mechanizmach kontrolujcych rozrd. Dokonuje si izolacji, a potem charakterystyki biaek i peptydw plazmy nasienia, a take plemnikw. Wiele bada ma przeoenie praktyczne, na przykad badania nad dugookresowym przechowywaniem nasienia ssakw, ryb i ptakw, szczeglnie gatunkw zagroonych wyginiciem. Zaowocowao to stworzeniem Banku Nasienia Ryb oraz doskonaleniem efektywnoci hodowli ryb na drodze manipulacji genomowych. Oddzia Endokrynologii i Patofizjologii Rozrodu jest jedyn placwk PAN ukierunkowan na kompleksowe badania nad rozrodem zwierzt.
Uhonorowaniem pitnastoletniego dorobku Instytutu byo uzyskanie statusu Europejskiego Centrum Doskonaoci dla Transferu Wiedzy, Nauki i Edukacji w Zakresie ywnoci i Zdrowia dla Europy Centralnej i Wschodniej (CENEXFOOD) w 2001 oraz powoanie w 2004 roku, decyzj ministra nauki, Centrum Doskonaoci „Biotechnika i biotechnologia w kreowaniu nowych strategii kontroli rozrodu oraz ochrony zdrowia ludzi i zwierzt” (BIOANIREP). Instytut, we wsppracy z Akademi Rolnicz w Krakowie i Uniwersytetem Jagielloskim, zorganizowa wsplne polsko-japoskie seminarium naukowe „Perspektywy i kierunki rozwoju rozrodu - regulacja funkcji jajnika” w ramach porozumienia pomidzy JSPS (Japanese Society for Promotion of Sciences) i PAN. Seminarium odbdzie si w Krakowie w dniach 21-24 wrzenia 2005 roku, pod patronatem Towarzystwa Biologii Rozrodu, a wemie w nim udzia ponad 25 naukowcw z Japonii i 200 z Polski.
Myl, e z wynikw naukowych placwki, byliby dumni jej zaoyciele i organizatorzy: prof. Antoni Rutkowski, prof. Tadeusz Krzymowski i prof. Halina Kozowska.
Artur Wolski, rzecznik PAN, dziennikarz Polskiego Radia.