Sekundárny metabolizmus

Aj keď o primárnom metabolizme nie je dostatok vedeckých faktov, je to tak Sekundárny metabolizmus stále do značnej miery nepreskúmané. Opisuje všetky metabolizácie, ktoré priamo neslúžia na udržanie života. Hranica medzi primárnym a sekundárnym metabolizmom je často rozmazaná. Je to obzvlášť dôležité vo svete rastlín, ale je tiež dôležité pre zvieratá a ľudí. V tomto ohľade je to do značnej miery nepreskúmané, a preto tento článok opisuje jeho dôležitosť pomocou príkladu rastlín.

Čo je sekundárny metabolizmus?

Primárny metabolizmus zahŕňa všetky procesy, ktoré zabezpečujú životne dôležitú funkciu organizmu. Primárny metabolizmus syntetizuje životne dôležité látky, ako sú aminokyseliny, tuky a cukor, a je rovnaký takmer vo všetkých živých veciach.

Zložky sekundárneho metabolizmu sú napríklad vône, s ktorými kvety fialiek, konvalín alebo ruží priťahujú opeľovače alebo farbivá, ktoré dávajú ovoci farbu alebo naznačujú stupeň zrelosti.

Sekundárny metabolizmus zahŕňa všetky chemické zlúčeniny, ktoré produkujú samotné rastliny. Sú to sekundárne rastlinné látky, známe tiež ako bioaktívne látky alebo antioxidanty. Doteraz je známych asi 200 000 takýchto látok, ale zatiaľ sa dostatočne nepreskúmali.

Sekundárne látky sú často najvýraznejšími vlastnosťami rastliny, sú však zbytočné pre svoj rast a vývoj. Sekundárne látky sú individuálne a často sa vyskytujú iba v určitom type rastlín. Napríklad „agitátory“ korenia sa nachádzajú iba v tropických druhoch korenia a morfín je známy iba ako sekundárna látka maku ópia.

Ľudia už veľa vedia o liečivých alebo otravných účinkoch rôznych rastlín a na základe svojich skúseností ich používajú ako prostriedok nápravy mnohých chorôb. Ako a prečo niektorí mohli liečiť určité rastliny a zabíjať ďalšie, bolo až do prvej polovice minulého storočia do značnej miery neznáme. Chemici sa nakoniec zaoberali aj rôznymi zložkami rastlín. V roku 1806 bol paderbornský farmaceut Friedrich Wilhelm Sertürner ako prvý izolovaný morfín od ópia.

Až na začiatku výskumu v biosyntéze po druhej svetovej vojne narastali poznatky o tom, akú úlohu zohráva sekundárny metabolizmus pri vývoji rastlín. V tomto ohľade sekundárny metabolizmus tiež zaisťuje prežitie organizmov, aj keď nie tak bezprostredne ako rýchly metabolizmus.

Funkcia a úloha

Dnes veda súhlasí s tým, že bez sekundárneho metabolizmu by nedošlo k prežitiu rastlín. Každá rastlina vyvíja svoju stratégiu prežitia pomocou chemických látok. Predátori bojujú tým, že ich odstraňujú, bránia im jesť alebo používať jed. Na zabránenie šírenia mikróbov sa používajú antibakteriálne alebo fungitoxické látky. Všetky tieto látky sa objavili v priebehu vývoja, neustále sa prispôsobujú meniacim sa podmienkam prostredia a niekedy sa tiež menia z negatívnych na pozitívne. Napríklad rastlina, ktorej toxická bariéra bola prekonaná hmyzom, sa môže stať jej preferovanou kŕmnou rastlinou alebo môže slúžiť aj ako rastlina na kladenie vajíčok, čím sa v živote vyvinie do špeciálnej medzery.

Mnoho štúdií ukázalo, že sekundárne metabolity produkované v špecializovaných rastlinných bunkových typoch majú vplyv na veľké množstvo metabolických procesov u ľudí. Nepatria k základným výživným látkam, ale uvádza sa, že majú širokú škálu účinkov na podporu zdravia. Najmä z tohto dôvodu nemecká spoločnosť a všetky zdravotné poistenie už roky odporúča veľkorysú konzumáciu zeleniny a ovocia, strukovín a orechov a výrobkov z celých zŕn. Zložky zeleniny a ovocia sú pre nás dôležité, pretože svojimi sekundárnymi rastlinnými zložkami, antioxidantmi, chránia pred voľnými radikálmi.

Doteraz sa výskum sústredil na približne 30 rastlín, ktoré sa konzumujú hlavne na celom svete, a na ich sekundárne fytonutrienty. Každá rastlina obsahuje obmedzené, ale veľké množstvo rôznych látok, napríklad jablká s 200 až 300 a paradajky s 300 až 350 látkami. V porovnaní s ovocím obsahuje zelenina viac vitamínov a fytochemikálií. Koncentrácia v škrupine alebo v jadrách je obzvlášť vysoká.

Choroby a choroby

Ak ľudia prijmú príliš málo sekundárnych metabolických produktov rastlín, môžu sa objaviť príznaky nedostatku. Látky majú v tomto ohľade preventívny účinok. V prípade existujúcich problémov môže absorpcia sekundárnych metabolických produktov zmierniť príznaky a choroby.

Známou podskupinou polyfenolov sú antokyány. Nachádza sa hlavne v modrom, fialovom, červenom alebo modro-čiernom ovocí a zelenine. Nachádzajú sa v mnohých tmavomodrých alebo červených čerešniach a bobúľach, v baklažánoch, v červenej cibuľke a tiež v červenej kapuste. Antokyány obzvlášť chránia pred priamym slnečným žiarením. Anthocyaníny sa považujú za zvlášť účinné antioxidanty. Napríklad chránia naše bunky pred zápalom a degeneráciou (rakovina).

Astaxantín sa považuje za zvlášť účinný antioxidant. Patrí do skupiny karotionoidov a dáva paradajkam a mrkvu, napríklad ich červenú farbu. Astaxantín je pre nás dôležitý ako zdroj sily a chráni pokožku, kĺby a najmä oči (makulu) pred voľnými radikálmi.

Semená hrozna obsahujú OPC (oligomérne prokyanidíny) resveratol a kvercetín. Všetky tri tiež patria k polyfenolom. OPC je pravdepodobne najsilnejším známym antioxidantom. Pokiaľ ide o pokožku, OPC sa považuje za zázračný liek proti starnutiu, ktorý redukuje vrásky a urýchľuje hojenie rán. Chráni srdce, krvné cievy a oči. Resveratol a kvercetín tiež pomáhajú v boji proti rakovine, môžu znižovať krvný tlak a regulovať cholesterol.

Granátové jablko bolo vždy považované za náboženský symbol plodnosti. Dnes má tento konkrétny plod veľký vedecký význam. Vďaka špeciálnemu biochemickému zloženiu sa granátové jablko považuje za doteraz najznámejší zdroj antioxidantov. Má nielen mimoriadne vysokú koncentráciu vitamínu C, draslíka a vitamínu B5 (kyselina pantoténová), ale obsahuje aj mnoho polyfenolov a trieslovín, ktoré chránia pred chorobami. V súčasnosti sa intenzívne skúma jeho pozitívny vplyv na proteázu a rakovinu prsníka.

Fytoestrogény zahŕňajú ligníny (zložky ľanového semena). Je im tiež pripisovaný účinok inhibujúci rakovinu.