Krev hospodářských zvířat – Fyzikálně-chemické a biochemické procesy v mase a masných výrobcích

Pro mnohé z nás pohled na krev vyvolává nepřátelství nebo dokonce strach. To je normální – koneckonců, pokud je tato tekutina mimo tělo, pak se s největší pravděpodobností stalo něco špatného. Ale nyní navrhujeme podívat se na krev velmi pozorně – pojďme mluvit o kardiovaskulárním systému. U koně tento cenný evoluční nástroj získal takové vlastnosti, které ve srovnání s jinými zvířaty a lidmi vypadají jako skutečné superschopnosti!

Superschopnost #1 – Krev v rezervě

Krev se skládá z tekuté plazmy, ve které jsou transportovány živiny a látky k vyloučení, a z formovaných prvků – červených krvinek, leukocytů a krevních destiček. Červené krvinky transportují kyslík, který se získává z plic. Leukocyty plní ochrannou funkci – ničí cizí mikroorganismy a produkují protilátky. Krevní destičky jsou zodpovědné za srážení krve, jejich hromaděním tvoří krevní sraženinu na poškozené části cévy.

Životnost krvinek je značně omezená. Například červené krvinky v krevním řečišti koní žijí až 100 dní a lymfocyty pouze 2 až 15 dní. Proto v hematopoetických orgánech (červená kostní dřeň, slezina, brzlík a lymfatické uzliny) probíhá neustálý vývoj krvinek.

Kůže funguje jako zásobárna krve – zde je „uskladněno“ asi 10 % krve (foto: depositphoto.com)

Celkový objem krve v těle koně je v průměru 10 % tělesné hmotnosti (40–45 l). To je více než u ostatních zvířat: krávy – 8 %, psi – 6,8 %, kočky – 5 % a lidé – asi 7 %. Pouze 54 % celkového objemu je však v neustálém oběhu a zbytek se hromadí v některých orgánech nazývaných „depoty krve“ – játra (20 %), slezina (16 %) a kůže (10 %). Z nich může krev přejít do krevního oběhu, pokud ji tělo náhle potřebuje. Například při fyzické aktivitě nebo při ztrátě krve. Tyto zásoby však nejsou nekonečné – pokud dojde ke ztrátě 50–60 % krve, zvíře zemře.

Pomocí biochemického krevního testu můžete určit stav orgánů a zda v nich probíhá zánětlivý proces. A také například vyhodnotit účinnost krmné přísady nebo veterinárního přípravku. Původ koně je určen souborem bílkovin v krevním séru.

______________________
Proč je potřeba krev?

Oběhový systém je součástí kardiovaskulárního systému – transportní sítě těla, která zajišťuje metabolismus všech tkání a orgánů. Zahrnuje také srdce, lymfatický systém a krvetvorné orgány. S pomocí krevního oběhu:

• Je udržována stálá tělesná teplota (37,5–38,5 C). Dojde-li někde k mírnému přehřátí, krev ho roznese po celém těle a vyrovnává teplo;

• Kyslík je transportován do každé buňky (z plic), stejně jako glukóza, aminokyseliny, mastné kyseliny a soli pocházející z trávicích orgánů. Oxid uhličitý, močovina, čpavek, kreatin a přebytečné soli jsou z těla odstraněny dýchacím systémem a vylučováním;

• Je zachováno acidobazické prostředí těla, které je u koní 7,4. Toto prostředí je nezbytné pro normální průběh biochemických reakcí;

• Dodávají se hormony vylučované endokrinními žlázami;
• Přenášejí se protilátky, které chrání tělo před infekčními chorobami.
______________________
Superschopnost #2 – Velké srdce

Motorem pro oběhový systém, který uvádí krev do pohybu, je srdce – dutý svalový orgán kuželovitého tvaru. Nachází se mezi plícemi, uvnitř perikardiálního vaku, který chrání srdce před mechanickým opotřebením a fixuje ho. U koní je průměrná hmotnost srdce 4,5 kg (0,6–1,4 % z celkové tělesné hmotnosti), což je výrazně více než u jiných zvířat (u krávy – 0,4–0,6 %, u psa – 0,6–0,8 % , kočky 0,5–0,55 % a u lidí 0,4–0,5 % tělesné hmotnosti).

Koně, stejně jako ostatní savci, mají čtyřkomorové srdce. Jejich srdce je rozděleno na od sebe izolovanou pravou a levou polovinu, z nichž každá se skládá ze síně a komory, které spolu komunikují. Levou polovinou prochází arteriální krev obohacená kyslíkem (světlejší červená) a pravou polovinou venózní krev (tmavší). Jednosměrný tok krve ze síní do komor a dále přes tepny zajišťují chlopně umístěné u vstupních a výstupních otvorů komor.

___________________________
Fyziologické ukazatele*

• Acidobazická rovnováha (Ph) krve – 7,4
• Tělesná teplota – 37,5–38,5 C, u hříbat – až 39 C
• Hmotnost srdce z celkové tělesné hmotnosti – 0,6–1,4 % (3,5–4,5 kg)
• Klidový puls (úderů za minutu) – 28–44, u hříbat – 90–120
• Doba úplného prokrvení – 25–31 sekund.
• Množství krve z celkové tělesné hmotnosti – 10 % (35–45 l)
• Červené krvinky – 7–11 milionů/mm3
• Hemoglobin – 9–15 g/100 ml
• Leukocyty – 5–15 tisíc/mm3
• Krevní destičky – 350 tis./mm3
• Rychlost srážení krve – 10–12 min.
• Celková délka cév je 150 000 km
• Počet lymfatických uzlin – 8000
*zobrazeny jsou průměrné ukazatele kardiovaskulárního systému zdravého koně
___________________________
Supervýkon #3 – vlastní frekvence

V klidném stavu je srdce koně schopno propustit až 30 litrů krve za 1 minutu a během cvalu a bezprostředně po něm až 150–250 litrů za minutu. Toto množství krve se nazývá srdeční výdej.

Struktura srdeční svalové tkáně se liší od kosterního svalstva, a to především díky automatické, podvědomě nekontrolované práci buněk. Specializované svalové buňky srdce – kardiomyocyty – generují a šíří impuls, který způsobí rytmickou kontrakci celého srdce. Nejprve se stahují síně (u koní je tento tón delší, zvuk je nižší a pomalu odeznívá), poté komory (tento tón je kratší, vyšší a končí náhle). Poté následuje krátká pauza – srdce se uvolní a cyklus srdečního tepu se opakuje. Právě podle počtu spárovaných tónů za minutu se určuje srdeční frekvence (HR).

Srdeční frekvenci lze měřit pomocí stetoskopu pomocí tepenné pulzace (puls je vibrace tepen způsobená srdečními stahy). Nejvhodnější oblasti pro měření tepu koně jsou pod spodní čelistí nebo pod ocasem.

V klidu je srdeční frekvence dospělého koně 28-44 tepů za minutu (pro srovnání: u krav – 50-80 tepů za minutu, u psů – 70-120, u koček -100-120, u lidí – 60- 90) a během prudkého cvalu může dosáhnout 220–240. Běžci jsou obeznámeni s hodnotami 56 a 64 tepů za minutu. Právě tato frekvence (v závislosti na úrovni soutěže) je uznávána jako indikátor toho, že se tělo koně po projetí etapy zotavilo. Navíc podle moderních pravidel na turnajích CEN 1*, 2* a 3* (vzdálenost od 100 do 160 km) je na takové zotavení vyhrazeno pouze 15 minut na středních větvích a 20 minut po dojezdu.

Schopnost výrazně zvýšit srdeční frekvenci při vysoké zátěži ve srovnání s klidovým stavem je známkou dobře trénovaného těla. U profesionálních sportovců je puls snížený o 10–20 tepů za minutu (bradykardie) normou, stejně jako jeho zvýšení na 200 tepů při extrémní sportovní zátěži. Rozsah srdeční frekvence koně je však ohromující. Vypovídá nejen o síle – schopnosti vyvinout vysokou rychlost – ale také o vytrvalosti, tedy udržení zvýšené výkonnosti po dlouhou dobu. Pro srovnání, srdce geparda, nejrychlejšího suchozemského savce, může bít rychlostí 60 až 150 úderů za minutu.

Superschopnost č. 4 – rekord lymfatických uzlin

Krevní cévy procházejí do orgánů nejkratší cestou, čímž je dosaženo rychlého dodání živin do buněk. Krev proudí do orgánů a tkání tepnami a zpět do srdce žilami. Navíc každé plavidlo má své jméno a leží přesně na svém místě, stejné pro všechny koně. Nestává se, že by stejná krevní céva u různých koní procházela po různých trajektoriích. Ne nadarmo se je studenti veteriny učí nazpaměť – tyto znalosti pomáhají rychle určit rozsah poranění a postup při ošetření.

Krev cirkuluje v těle uzavřeným systémem cév – velkým a malým kruhem krevního oběhu, jehož středem je srdce. Systémový oběh začíná v levé srdeční komoře, odkud vychází největší arteriální céva, aorta. Dělí se na brachiocefalický kmen, který zásobuje krví hlavu, krk a přední končetiny, a dále na hrudní a břišní aortu, ze které se větví tepny vnitřních orgánů a zadní končetiny. Po přiblížení se k požadovanému orgánu se tepny rozdělí na menší cévy – kapiláry, kterými dochází k látkové výměně. Dále kapiláry přecházejí do žilního řečiště a přes kraniální a kaudální dutou žílu je krev směrována do pravé síně, kde končí systémový oběh.

Krční žíla je poměrně široká a je umístěna velmi výhodně pro odběr krve z koně na testování

Z pravé síně krev vstupuje do pravé komory a začíná plicní oběh. Žilní krev vstupuje do plic kmenem plicních tepen, kde dochází k výměně plynů kapilárami (vstupuje kyslík a je odstraňován oxid uhličitý) a vrací se plicními žilami do levé síně. Z levé síně krev vstupuje do levé komory, tedy na začátek systémové cirkulace.

Metabolické produkty, které krev odebrala z buněk, jsou filtrovány přes játra a ledviny a následně vylučovány z těla ven. Je třeba poznamenat, že odstraňování metabolických produktů z orgánů a tkání se provádí nejen krví, ale také lymfou. Stejně jako krev se skládá z plazmy a formovaných prvků (lymfocytů), ale přijímá více „špinavých“ látek, které jsou pro krev nebezpečné (velké produkty látkové výměny, odumřelé části buněk a dokonce i bakterie). Lymfa se tak dostává do více lymfatických uzlin rozmístěných po celém těle, kde se pomocí lymfocytů důkladně pročistí a následně splyne s žilním řečištěm. U koní celkový počet lymfatických uzlin dosahuje 8000 (u krav je pouze 300, u psů – 60, u lidí – 460).

Supervýkon #5 – kopytní pumpa

Vzhledem k tomu, že z tepen začíná krevní oběh, nesou největší dopad srdečních impulsů. Proto je jejich stěna mnohem silnější a pružnější než stěna žil. Během srdečního tepu se stěny tepen roztahují a stahují pod krevním tlakem – to je pulzace. Díky tlaku vytvářenému srdečními stahy se krev snadno dostane do nejvzdálenějších částí těla koně. Normální krevní tlak pro koně je 110-120/35-50 mmHg a měří se na kaudální tepně.

Vzhledem k vysoké rychlosti proudění krve je každé poškození tepen životu nebezpečné – tvorba trombů zde probíhá pomalu, což hrozí velkými krevními ztrátami. Proto jsou téměř všechny arteriální cévy, zejména ty velké, bezpečně ukryty uvnitř těla, pod vrstvou svalu. To je chrání před vlivy prostředí.

V žilách je rychlost průtoku krve a tlak mnohem nižší, což jim neumožňuje samostatně dodávat krev zpět do srdce. K tomu slouží speciální chlopně uvnitř žil, které se otevírají pouze jedním směrem a brání krvi proudit proti proudu. Žilám napomáhají i kosterní svaly, které svou monotónní prací (stahováním svalových vláken) vytvářejí vibrace v cévách, čímž podporují žilní krev.

Velké množství krve zásobující části těla vzdálené od srdce – kopyta – je také potřeba pumpovat zpět do srdce. Ale vedle nich nejsou žádné pomocné svaly, takže anatomie koně poskytla své vlastní řešení tohoto problému. Jak víte, pod zátěží se kopyta koně neustále deformují, roztahují a vracejí se do původního stavu s každým krokem. Tento kopytní mechanismus tlumící nárazy plní důležitou funkci pumpy, tlačí krev z kopyt nahoru přes digitální žíly a dále.

U koní, kteří se pohybují málo, dochází k pomalému zásobování krví, stagnaci krve (v kterékoli oblasti těla nebo v několika najednou), v důsledku čehož je metabolismus narušen. Například u kopyt se to projevuje snížením množství a kvality vyrobené kopytní rohoviny. Pro normální zdravý život proto koně potřebují aktivní krevní oběh a pro aktivní krevní oběh pohyb.

Krev hospodářských zvířat je slibným zdrojem surovin pro výrobu potravin a krmiv a pro použití v lékařských a technických účelech. Množství krve v těle poražených zvířat je následující: u skotu a malých přežvýkavců – 1/12-1/13 tělesné hmotnosti neboli 7,6-8,3 %; u prasat 1/22 neboli 4,5-6 %; u koní 9,8; u králíků 5,5-6,2; u drůbeže – 8,1 %. Výtěžnost krve odebrané od skotu je 4,2 %; u malého skotu – 3,2; u prasat – 3,5 %. Rychlost průtoku krve je asi 6 minut, ale většina krve vyteče za 1 minutu. Krev je suspenze. Skládá se z tekuté části – plazmy (asi 60 % krevní hmotnosti), což je průhledná kapalina o hustotě 1024 kg/m3, a formovaných prvků (asi 40 %, které se usazují v plazmě), které určují hustotu krve, která je u skotu 1050 kg/m3, u ovcí a koz 1055 a u prasat 1049 kg/m3. Bezdusíkaté organické látky karoten a bilirubin způsobují slámově žlutou nebo červenožlutou barvu krevní plazmy skotu a malých přežvýkavců, zatímco krevní plazma prasat je téměř bezbarvá. Hustota plazmy je 1024 kg/m3, erytrocytů 1080 kg/m3.

Chemické složení krve závisí na druhu, věku, tučnosti a podmínkách zvířat před porážkou (tabulka 1.6). Z hlediska obsahu bílkovin se krev prakticky neliší od masa, ale celkové bílkoviny v krvi jsou horší kvůli nízkému obsahu isoleucinu a methioninu a obsahují pouze o 5-10 % více vody. Sušina je nižší u mladých zvířat, zvířat s nízkou tučností a v závislosti na pitném režimu se před porážkou pohybuje v rozmezí 1-2 %. Formované prvky obsahují 2/3 všech krevních bílkovin. Obsah tuku v krvi skotu je asi 0,6 %, v krvi prasat 1 % a v plazmě asi 1 % a 2 %. Tabulka 1.6 Chemické složení krve

Krev obsahuje cholesterol ve formě lipoproteinu, „zabaleného“ ve speciálním proteinovém obalu spolu s dalšími složkami nebo v čisté formě. Je to lipidová sloučenina příbuzná sterolům, schopná bobtnat ve vodě (protože má hydroxylovou skupinu) a za určitých podmínek tvořit stabilní emulze. Obsahuje kyselinu olejovou, palmitovou, stearovou, linolenovou a další kyseliny. Obsah cholesterolu v krvi závisí na funkci jater. Zdravá játra si s regulací cholesterolu poradí sama. Mezi další minerály patří fosforečnan sodný a malé množství draselných a vápenatých solí. Obsah železa v krvi je více než 30 mg/100 cm3 (u hovězího masa – 2,9, jehněčího – 2, vepřového – 1,9 mg/100 cm3). Snadno se vstřebává. Krev uvolněná z cév se mění na sraženina, v tomto případě se uvolňuje teplo a zásaditost klesá. V krvi v cévách nedochází k procesu srážení krve kvůli přítomnosti antitrombinu v plazmě, který se ničí až při 80 °C. Rychlost srážení krve se u různých zvířat liší: krev skotu se sráží za 6,5 minuty, malého skotu – 2,5, prasat – 3,5 minuty. Srážení krve se urychluje zvýšením teploty, drsností nádoby, do které se krev odebírá, přímým kontaktem krve se vzduchem, se zbytky sražené krve atd.

V současné době byl stanoven mechanismus koagulačního procesu, každý z faktorů systému srážení krve byl izolován a charakterizován (tabulka 1.7). Tabulka 1.7 Schematické znázornění mechanismu srážení krve

Když krevní destičky unikají z cév, jsou zničeny. (tkáňový faktor) a z nich se uvolňuje tromboplastin, který zahajuje koagulaci. V důsledku reakcí tromboplastinu s ionty Ca2+ (chemický faktor) a plazmatické proteiny proakcelerin a prokonvertin tvoří enzym trombokinázu (enzymatický faktor), který aktivuje trombogen přítomný v plazmě, ze kterého se tvoří trombin. A konečně poslední fází mechanismu srážení krve je proteolýza fibrinogenu trombinem za vzniku nerozpustného fibrinu (proteolytický faktor), tj. trombin přeměňuje rozpuštěný fibrinogen v plazmě na nerozpustný fibrin, který se sráží. V procesu srážení krve se podílejí vápenaté soli rozpuštěné v plazmě spolu s trombokinázou, která také aktivuje trombogen. Aby se zabránilo srážení krve, lze do čerstvě odebrané krve přidat stabilizátory (antikoagulancia). Stabilizace krve zajišťuje 100% výtěžnost krve a umožňuje zachovat všechny bílkoviny v ní. Stabilizátory se zavádějí bezprostředně po odběru krve, před tvorbou sraženiny. Moderní technologie stabilizace průmyslové krve je tradičně spojována s vyloučením iontů Ca2+ z koagulačního systému. Pro tento účel se široce používají tzv. nefyziologické stabilizátory – chemické látky, které tvoří nerozpustnou sloučeninu s vápníkem obsaženým v krvi. Mezi takové látky patří: citrát sodný (0,3 % krevní hmotnosti), oxalát amonný (0,1 % krevní hmotnosti), fluorid sodný (0,3 % krevní hmotnosti), pyrofosforečnan sodný (0,4 % krevní hmotnosti), chlorid sodný (3,0 % krevní hmotnosti). Srážení krve lze zpomalit snížením teploty (ochlazením čerstvě uvolněné krve na -3-4 °C), přidáním oxidu uhličitého (ve vysokých koncentracích) nebo chemických látek chininu, strychninu, chloroformu, žluči atd.

• — glykolytické štěpení sacharidů v erytrocytech je doprovázeno akumulací kyseliny mléčné;
• — při rozkladu organofosfátových sloučenin v krevní plazmě se tvoří další množství volných iontů H+;
• — zatímco celková hodnota pH krve klesá ze 7,3–7,4 na 6,8–7,0;
• — snížení pH prostředí vede k aktivaci proteináz erytrocytů, leukocytů a plazmy;
• — kombinované působení proteináz způsobuje rozklad fibrinogenu, fibrinu a dalších proteinů.

Uvedené biochemické transformace lze minimalizovat, pokud je krev skladována při nízkých teplotách. Při delším skladování krve při 0 °C se však vysráží velké množství fibrinogenu a nerozpustných globulinů, proto se skladuje při minimální kladné teplotě.

Spolu s rozkladem sacharidů a bílkovin dochází k rozkladu tukových složek za působení odpovídajících enzymatických systémů.

Pokud je nutné dlouhodobé skladování, je vhodné krev zmrazit při teplotě vzduchu nejvýše -18 °C na teplotu -(8 4-12) °C v tloušťce bloku, poté ji lze skladovat v kartonových krabicích s fóliovou vložkou na paletách při teplotě vzduchu nejvýše -12 °C po dobu nejvýše 6 měsíců. Při teplotě -35 °C a nucené cirkulaci vzduchu se doba zmrazování pro bloky o tloušťce 100 mm výrazně zkracuje a činí 12,7; 13,5 a 15,5 hodin pro tvarované elementy, krev a plazmu a asi 190-30 hodin pro bloky o tloušťce 33 mm.

Při rozmrazování bloků prudce stoupá mikrobiální kontaminace krve, proto je nejvhodnější krev a její frakce v blocích zmrazovat v tenké vrstvě a po mletí v mlýncích nebo jiných strojích na mletí zmrazených bloků při výrobě masných výrobků je používat bez předchozího rozmrazování.

Během procesu zmrazování krve se celková mikrobiální kontaminace mírně snižuje, hygienicky nezpůsobená mikroflóra neumírá. Proto je velmi důležité dodržovat hygienické podmínky pro odběr a přepravu krve k zmrazení. Pokud je krev odebrána a zpracována v souladu s hygienickými normami, pak ve většině případů obsahuje krev a její frakce méně než 10³ mikrobiálních buněk na 3 g, chybí koaguláza-pozitivní stafylokoky, klostridie a salmonely.

Slibnou metodou konzervace krve a jejích frakcí je sušení, které musí probíhat za parametrů zajišťujících zachování nutriční hodnoty a funkčních vlastností v rozprašovacích sušárnách a vibračních sušárnách s fluidním ložem. Důležitým kritériem pro výběr metody sušení krve a jejích frakcí je zachování kvality výsledných produktů během skladování.

Rozšířené používání krve v masné výrobě je omezeno skutečností, že specifická chuť a barva mohou při vysokém množství krve zkreslit organoleptické vlastnosti hotových výrobků. Je výhodnější používat nikoli plnou krev, ale její jednotlivé frakce, zejména plazmu.

Kromě vysoké nutriční a biologické hodnoty mají krevní bílkoviny dobré funkční vlastnosti, což je obzvláště důležité při výrobě klobás. Plazmatická bílkovina má extrémně vysokou želírující schopnost, dobré emulgační vlastnosti a tvoří stabilní emulze.

Hemoglobin prakticky neobsahuje isoleucin (0,2 %), ale hemoglobin může sloužit jako vynikající zdroj histidinu, který je nezbytný pro rostoucí organismus.

Protein vyčištěné krve obsahuje nízký obsah tryptofanu a methioninu, které se ničí během procesu vyčištění krve peroxid-katalázovou metodou, a také isoleucin (tabulka 1.8).

Složení aminokyselin krevních produktů

Aminokyselina

Lyofilizovaná plná krev

Vyčištěná plná krev