คุณสมบัติของไคโตซานในการยับยั้งการเกิดโรคในกุ้ง

เป็นที่รู้จักกันดีอยู่แล้วว่าไคโตซานมีคุณสมบัติเป็นสารเคลือบอาหารที่ดีและยิ่งกว่านั้น ประโยชน์ในสัตว์น้ำ เช่น กุ้ง, ปู ไคโตซานจะเสริมให้กุ้ง, ปู มีสุขภาพที่ดี สมบูรณ์แข็งแรง มีการลอกคราบอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากไคโตซานจะเข้าไปเสริมสร้างการสร้างไคติน ซึ่งเป็นสาระสำคัญในการสร้างเปลือกของสัตว์ประเภทนี้ ซึ่งสัตว์จำพวกกุ้ง, ปู ในธรรมชาติจะได้ไคตินสดจากสัตว์ทะเลตัวเล็กๆ ( กุ้งฝอย, เคย ) ที่ถูกกุ้ง, ปูจับกินได้ในธรรมชาติ  แต่เมื่อเราเลี้ยงกุ้งเป็นจำนวนมากในพื้นที่จำกัด มีความหนาแน่นของจำนวนกุ้งสูง กุ้งจะไม่ได้สารไคตินสดจากธรรมชาติเพียงพอ จึงต้องเสริมไคโตซานซึ่งอยู่ในรูปที่กุ้งสามารถดูดซึมไปใช้ได้ทันที เพื่อเสริมสร้างไคตินให้เพียงพอต่อการสร้างเปลือกและเนื้อเยื่อ

มีการศึกษาคุณสมบัติพิเศษอีกอย่างหนึ่งของไคโตซาน นั่นคือ คุณสมบัติในการยับยั้งเชื้อที่ทำให้เกิดโรคต่างๆ เช่น เชื้อแบคทีเรีย เชื้อราและไวรัส แต่ยังมีข้อมูลไม่มากพอโดยเฉพาะการยับยั้งเชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคในกุ้ง เช่น ไวรัสตัวแดงดวงขาว, หัวเหลือง, ทอราซินโดรม แบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคและเชื้อราอีกหลายชนิด

                บทความนี้จะอธิบายถึงกลไกพื้นฐานที่ไคโตซานเข้าไปมีบทบาทในการยับยั้งเชื้อที่ก่อให้เกิดโรคได้อย่างไร โดยมีการศึกษาถึงกลไกในการยับยั้งเชื้อที่ก่อให้เกิดโรคดังนี้

                1)    การใช้ไคโตซานในการยับยั้งการแบ่งตัวของไวรัส   ธรรมชาติของไวรัสจะมีโครงสร้างที่ง่าย ไม่ซับซ้อนประกอบไปด้วยส่วนที่เป็นแคปซูลซึ่งมีหน้าที่ปกป้องสารพันธุกรรมของไวรัสซึ่งบอบบางมากอยู่ภายในแคปซูล เมื่อไคโตซานได้สัมผัสกับไวรัส ไคโตซานจะเข้าไปจับกับสารพันธุกรรมของไวรัสที่อยู่ข้างในแคปซูล และทำให้สารพันธุกรรมเสียสภาพไปไม่สามารถถ่ายทอดสารพันธุกรรมต่อไปได้ เนื่องจากสายโพลีเมอร์ของไคโตซานซึ่งมีประจุบวกสูงมากจะเข้าไปเกาะติดกับสารพันธุกรรมของไวรัสและทำให้เสียสภาพในที่สุด

                2)    การใช้ไคโตซานในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย กลไกของไคโตซานในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียมีหลายแบบ

                                1. เนื่องจากประสิทธิภาพที่มีประจุบวกรุนแรงของไคโตซาน ไคโตซานจะเข้าไปจับกับผนังเซลของแบคทีเรีย ซึ่งมีประจุลบเป็นส่วนใหญ่ เช่น N-Acetyl Muramic Acid, Sialic Acid และ Neuraminic Acid และทำให้การส่งผ่านสารอาหารและเกลือแร่ต่างๆ เปลี่ยนแปลงไปทำให้สมดุลเคมีของเซลล์แบคทีเรียเสียไป

มีการทดลองนำเอาไคโตซานมาใช้ในการควบคุมเชื้อที่ทำให้เกิดโรค โดยให้ไคโตซานความเข้มข้น 20,000 PPM (2,000 ส่วนใน 1 ล้านส่วน) สัมผัสกับเชื้อโรคในจานเลี้ยงเชื้อโดยตรงเป็นเวลา 14 วัน

                                โดยมีรายการเชื้อทดลอง ดังนี้ 
                        1.)  Coliforms
                        2.)  Pseudomonas aesuginosa
                        3.)  Salmonella typhimurium
                        4.)  Aeromonas hydrophila
                        5.)  Vibrio cholera
                        6.)  Escherichia coli 
                        7.)  Shigella dysenteria

                                ผลการทดลองปรากฏว่าไคโตซานสามารถลดปริมาณเชื้อที่ทำให้เกิดโรคเหล่านี้ได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับตัวอย่างควบคุม

                                2. ไคโตซานสายสั้นมากๆ จะใช้คุณสมบัติในการคีเลททะลุผ่านผนังเซลเข้าไปจับกับสารโลหะทรานซิชั่นที่อยู่ในเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งมีผลต่อปฏิกิริยาในเซลล์ ทำให้การสังเคราะห์สารต่างๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหยุดลง

                                3. ไคโตซานจะทำหน้าที่คล้ายกับยาเพนนิซิลลิน โดยเข้าไปจับกับเอ็นไซม์ของแบคทีเรียและทำให้เอ็นไซม์เสื่อมสภาพไป ทำให้การสร้างผนังเซลล์ไม่สมบูรณ์ การส่งผ่านสารอาหารและการสร้างสารจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเสียไป เซลล์แบคทีเรียจะแตกสลายหรือบางชนิดก็จะเหี่ยวฝ่อไปเอง

3)    การใช้ไคโตซานในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา

                ไคโตซานมีผลค่อนข้างดีในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราหลายชนิด เนื่องจากไคโตซานมีความสามารถในการเหนี่ยวนำโครงสร้างของเชื้อรา ให้สร้างเอ็นไซม์ไคตินดีอะเซติลเลส ซึ่งจะทำให้ปลายยอดของเชื้อราแตกละลายอยู่ตลอดเวลา เชื้อราจึงเจริญเติบโตได้ยากและตายในที่สุด

                กลไกในการต่อต้านเชื้อราของไคโตซาน เริ่มต้นที่ไคโตซานจะเข้าไปสัมผัสกับปลายยอดที่กำลังเจริญเติบโตของเชื้อราและฝังตัวเข้าไปผนังเซลล์ของเชื้อรา เนื่องจากมีโครงสร้างที่เป็นน้ำตาลอมิโนเหมือนกัน จากนั้นไคโตซานจะเหนี่ยวนำให้ปลายยอดที่กำลังเจริญเติบโตของเชื้อราสร้างเอ็นไซม์ไคตินดีอะเซติลเลส ซึ่งจะเปลี่ยนไคตินในโครงสร้างของปลายยอดเชื้อราให้กลายเป็นไคโตซาน ซึ่งมีความเสถียรคงทนน้อยกว่าไคติน

                ดังนั้นปลายยอดของเชื้อราก็จะประกอบด้วยไคโตซานเป็นส่วนใหญ่ซึ่งทำให้โครงสร้างปลายยอดเชื้อราไม่แข็งแรง และแตกสลายได้ง่ายทำให้สารต่างๆที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตและดำรงชีวิตของเชื้อราไหลออกมาภายนอกและสลายไป เชื้อราจึงไม่สามารถเจริญเติบโตและมีชีวิตอยู่ได้

                จากข้อมูลของกลไกของไคโตซานในการยับยั้งเชื้อที่ทำให้เกิดโรคดังกล่าวนี้สามารถนำไคโตซานมาประยุกต์ใช้ในการควบคุมการเจริญเติบโตของเชื้อโรคได้หลายชนิด แต่ก็มีข้อจำกัดตรงที่ไคโตซานเองก็ถูกเอ็นไซม์หลายชนิดที่เชื้อโรค ปล่อยออกมาย่อยสลายไคโตซานได้เหมือนกัน ไคโตซานไม่ใช่ยาปฏิชีวนะ เพียงแต่มีเชื้อโรคหลายชนิดถูกยับยั้งได้เมื่อสัมผัสกับไคโตซาน เชื้อบางชนิดสามารถย่อยสลายไคโตซานได้ด้วย จึงไม่อาจชี้ชัดได้ว่าไคโตซานจะเป็นสารฆ่าเชื้อที่ยอดเยี่ยมได้ เพียงแต่ไคโตซานเป็นตัวเลือกหนึ่งที่มีประโยชน์ในการยับยั้งเชื้อโรคบางกลุ่มได้เท่านั้นเอง

                ประโยชน์ที่แท้จริงของไคโตซาน คือ เป็นสารเคลือบเม็ดอาหารอย่างดีมีความคงทนสูง ช่วยในการลอกคราบและเสริมสุขภาพของกุ้ง ทำให้กุ้งลอกคราบสมบูรณ์ แข็งแรง มีเปลือกที่แข็งสวยเป็นมันวาว เป็นสารธรรมชาติที่สกัดจากตัวกุ้งเอง จึงไม่มีสารตกค้างอันตรายต่อกุ้งและผู้บริโภค