Sekundarni metabolizem

Znanstvenih dejstev o primarnem metabolizmu sicer ne primanjkuje, a to je tisto Sekundarni metabolizem še vedno v glavnem neraziskane. V njem so opisane vse presnove, ki ne služijo neposredno za vzdrževanje življenja. Meja med primarnim in sekundarnim metabolizmom je pogosto zamegljena. Posebej je pomemben v rastlinskem svetu, pomemben pa je tudi za živali in ljudi. V zvezi s tem je še vedno v veliki meri neraziskano, zato ta članek opisuje njen pomen na primeru rastlin.

Kakšna je sekundarna presnova?

Primarni metabolizem vključuje vse procese, ki zagotavljajo vitalno funkcijo organizma. Primarni metabolizem sintetizira vitalne snovi, kot so aminokisline, maščobe in sladkor, in je enak skoraj vsem živilom.

Sestavni deli sekundarnega metabolizma so na primer dišave, s katerimi cvetovi vijolice, šmarnice ali vrtnice privabljajo svoje opraševalce ali barvila, ki sadju dajejo barvo ali kažejo stopnjo zrelosti.

Sekundarni metabolizem vključuje vse kemične spojine, ki jih proizvajajo rastline same. To so sekundarne rastlinske snovi, znane tudi kot bioaktivne snovi ali antioksidanti. Do zdaj je znanih približno 200.000 takih snovi, ki pa še niso ustrezno raziskane.

Sekundarne snovi so pogosto najbolj opazne lastnosti rastline, vendar so za njeno rast in razvoj nepotrebne. Sekundarne snovi so posamezne in jih pogosto najdemo le v določeni vrsti rastline. Na primer "agitatorji" paprike najdemo le pri vrstah tropskega popra, morfij pa je poznan le kot sekundarna snov opijumskega maka.

Ljudje že dolgo vemo o zdravilnih ali strupenih učinkih različnih rastlin in jih na podlagi svojih izkušenj uporabljajo kot zdravilo za številne bolezni. Kako in zakaj bi nekateri lahko zdravili nekatere rastline, druge pa pokončali, je bilo do prve polovice prejšnjega stoletja večinoma neznano. Nazadnje so se kemiki ukvarjali tudi z različnimi sestavinami rastlin. Leta 1806 je Paderborn farmacevt Friedrich Wilhelm Sertürner prvi izoliral morfij iz opija.

Šele na začetku raziskav biosinteze po drugi svetovni vojni je postalo znanje o tem, kakšno vlogo pri razvoju rastlin igra sekundarni metabolizem. V tem pogledu sekundarna presnova zagotavlja tudi preživetje organizmov, čeprav ne tako hitro, kot to počne hiter metabolizem.

Funkcija in naloga

Danes se znanost strinja, da brez sekundarne presnove ne bi bilo preživetja rastlin. Vsaka rastlina razvije svojo strategijo preživetja s pomočjo kemičnih sredstev. Plenilci se borijo z odvračanjem, preprečevanjem prehranjevanja ali uporabe strupa. Za preprečevanje širjenja mikrobov se uporabljajo antibakterijske ali fungitoksične snovi. Vse te snovi so se pojavile med evolucijo, se nenehno prilagajajo spreminjajočim se okoljskim razmeram in včasih tudi preusmerjene iz negativnih v pozitivne. Na primer, rastlina, katere strupeno bariero je žuželka premagala, lahko postane njena prednostna krmna rastlina ali pa služi tudi kot obrat za odlaganje jajc, s čimer se razvije v posebno nišo v življenju.

Številne študije so pokazale, da sekundarni presnovki, proizvedeni v specializiranih vrstah rastlinskih celic, vplivajo na veliko število presnovnih procesov pri ljudeh. Ne spadajo med osnovne hranilne snovi, vendar naj bi imele najrazličnejše vplive na zdravje. Zato Nemško društvo in vsa zdravstvena zavarovanja že leta priporočajo velikansko uživanje zelenjave in sadja, stročnic in oreščkov ter polnozrnatega izdelka. Sestavine zelenjave in sadja so za nas pomembne, saj s svojimi sekundarnimi rastlinskimi sestavinami, antioksidanti, ščitijo pred prostimi radikali.

Doslej so se raziskave osredotočile na približno 30 rastlin, ki se večinoma uživajo po vsem svetu in njihovih sekundarnih fitohranil. Vsaka rastlina vsebuje omejeno, a veliko število različnih snovi, na primer jabolka z 200 do 300 in paradižnik s 300 do 350 snovi. V primerjavi s sadjem zelenjava vsebuje več vitaminov in fitokemikalij. Koncentracija v lupini ali v jedrcih je še posebej visoka.

Bolezni in bolezni

Če ljudje zaužijejo premalo sekundarnih presnovnih produktov rastlin, se lahko pojavijo simptomi pomanjkanja. Snovi imajo v zvezi s tem preventivni učinek. V primeru obstoječih težav lahko absorpcija sekundarnih presnovnih produktov omili simptome in bolezni.

Dobro znana podskupina polifenolov so antocianini. Najdemo jih predvsem v modrem, vijoličnem, rdečem ali modro-črnem sadju in zelenjavi. Najdemo jih v številnih temno modrih ali rdečih češnjah in jagodah, v jajčevcih, rdeči čebuli in tudi v rdečem zelju. Antocianini še posebej ščitijo pred direktno sončno svetlobo. Antocianini veljajo za posebej učinkovite antioksidante. Na primer, ščitijo naše celice pred vnetji in degeneracijo (rakom).

Astaksantin velja za posebej učinkovit antioksidant. Spada v skupino karotionov in daje na primer paradižniku in korenčku njihovo rdečo barvo. Za nas ljudi je astaksantin pomemben kot vir moči in za zaščito kože, sklepov in zlasti oči (makule) pred prostimi radikali.

Seme grozdja vsebuje OPC (oligomerne procianidine) resveratol in kvercetin. Vsi trije tudi pripadajo polifenolom. OPC je zagotovo najmočnejši znani antioksidant. Kar se tiče kože, OPC velja za čudežno zdravilo proti staranju, saj lahko zmanjša gube in pospeši celjenje ran. Ščiti srce, ožilje in oči. Resveratol in kvercetin pomagata tudi v boju proti raku, lahko znižujejo krvni tlak in uravnavajo holesterol.

Granatno jabolko je že od nekdaj veljalo za verski simbol plodnosti. Danes je ta sadež zelo znan. Granatno jabolko s posebno biokemično sestavo velja za najbolj znan vir antioksidantov do zdaj. Ima ne le posebno visoko koncentracijo vitamina C, kalija in vitamina B5 (pantotenska kislina), vsebuje tudi veliko polifenolov in taninov, ki ščitijo pred boleznimi. Trenutno se intenzivno raziskujejo njegovi pozitivni učinki na prostasta in rak dojk.

Fitoestrogeni vključujejo lignane (sestavine lanenega semena). Pripisujejo jim tudi učinek, ki zavira raka.