Вторичен метаболизъм

Въпреки че няма недостиг на научни факти за първичния метаболизъм, това е Вторичен метаболизъм все още до голяма степен неизследвана. В него са описани всички метаболизации, които не служат пряко за поддържане на живота. Границата между първичен и вторичен метаболизъм често е размита. Той е особено важен в растителния свят, но е важен и за животни и хора. В тази връзка тя все още е до голяма степен неизследвана, поради което тази статия описва нейното значение, като използва примера на растенията.

Какъв е вторичният метаболизъм?

Основният метаболизъм включва всички процеси, които осигуряват жизнената функция на организма. Първичният метаболизъм синтезира жизненоважни вещества като аминокиселини, мазнини и захар и е еднакъв в почти всички живи същества.

Компонентите на вторичния метаболизъм са например ароматите, с които цветята на теменужки, момина сълза или рози привличат своите опрашители или багрилата, които придават цвят на плодовете или показват степента им на зрялост.

Вторичният метаболизъм включва всички химични съединения, които се произвеждат от самите растения. Това са вторични растителни вещества, известни още като биоактивни вещества или антиоксиданти. Към момента са известни около 200 000 такива вещества, но все още не са достатъчно проучени.

Вторичните вещества често са най-забележимите характеристики на растението, но те са излишни за неговия растеж и развитие. Вторичните вещества са индивидуални и често се срещат само в определен вид растение. „Агитаторите“ на пипер например се срещат само в тропическите видове пипер, а морфинът е известен само като вторично вещество на опиумния мак.

Хората отдавна знаят много за лечебните или отровните ефекти на различни растения и въз основа на опита си ги използват като лекарство за много болести. Как и защо едни могат да лекуват някои растения и да убиват други, от своя страна, до голяма степен бяха неизвестни до първата половина на миналия век. И накрая, химиците се занимаваха и с различните растителни съставки. През 1806 г. фармацевтът в Падерборн Фридрих Вилхелм Сертурнер е първият, който изолира морфина от опиум.

Едва в началото на изследванията за биосинтеза след Втората световна война нарастват знанията за това, каква роля играе вторичният метаболизъм в еволюцията на растенията. В това отношение вторичният метаболизъм също осигурява оцеляване на организмите, макар и не толкова веднага, колкото бързият метаболизъм.

Функция и задача

Днес науката е съгласна, че без вторичен метаболизъм няма да има оцеляване на растенията. Всяко растение разработва своята стратегия за оцеляване с помощта на химически агенти. Хищниците се борят, като ги възпират, пречат им да се хранят или използват отрова. За предотвратяване разпространението на микроби се използват антибактериални или фунгитоксични вещества. Всички тези вещества са се появили в хода на еволюцията, непрекъснато се приспособяват към променящите се условия на околната среда и понякога също се обръщат от отрицателни към положителни. Например растение, чиято токсична бариера е преодоляна от насекомо, може да се превърне в предпочитано за него фуражно растение или също така да служи като растение за снасяне на яйца, чрез което то се развива в специална ниша от живота.

Много изследвания показват, че вторичните метаболити, произведени в специализирани видове клетки в растенията, оказват влияние върху голям брой метаболитни процеси при хората. Те не принадлежат към основните хранителни вещества, но се казва, че имат голямо разнообразие от стимулиращи здравето ефекти. Поради тази причина Германското общество и всички здравни застраховки препоръчват от години обилна консумация на зеленчуци и плодове, бобови растения и ядки, както и пълнозърнести продукти. Съставките на зеленчуци и плодове са важни за нас хората, защото предпазват от свободни радикали със своите вторични растителни съставки, антиоксидантите.

Досега изследванията бяха концентрирани върху около 30 от растенията, които се консумират главно по целия свят и техните вторични фитонутриенти. Всяко растение съдържа ограничен, но голям брой различни вещества, например ябълки с 200 до 300 и домати с 300 до 350 вещества. В сравнение с плодовете зеленчуците съдържат както повече витамини, така и фитохимикали. Концентрацията в черупката или в ядките е особено висока.

Болести и неразположения

Ако хората приемат твърде малко от вторичните продукти на метаболизма на растенията, могат да възникнат симптоми на дефицит. Веществата имат превантивен ефект в това отношение. В случай на съществуващи проблеми, абсорбцията на вторични метаболитни продукти може да облекчи симптомите и заболяванията.

Добре известна подгрупа от полифеноли са антоцианините. Те се намират главно в сини, лилави, червени или синьо-черни плодове и зеленчуци. Те се срещат в много тъмносини или червени череши и горски плодове, в патладжани, в червен лук, а също и в червено зеле. Антоцианините предпазват особено от пряка слънчева светлина. Антоцианините се считат за особено ефективни антиоксиданти. Например, те защитават нашите клетки от възпаление и дегенерация (рак).

Астаксантинът се счита за особено ефективен антиоксидант. Принадлежи към групата на каротиоидите и дава на доматите и морковите например червения им цвят. За нас хората астаксантинът е важен като източник на сила и за защита на кожата, ставите и най-вече на очите (макула) от свободни радикали.

Семената на гроздето съдържат OPC (олигомерни процианидини) ресвератол и кверцетин. И трите също принадлежат към полифенолите. OPC е може би най-силният известен антиоксидант. По отношение на кожата OPC се счита за чудо против стареене, може да намали бръчките и да ускори зарастването на рани. Той защитава сърцето, кръвоносните съдове и очите. Ресвератол и кверцетин също помагат в борбата с рака, те могат да понижат кръвното налягане и да регулират холестерола.

Нарът винаги се е считал за религиозен символ на плодородието. Днес този конкретен плод представлява голям научен интерес. Със своя специален биохимичен състав нарът се счита за най-известният източник на антиоксиданти до момента. Той не само има особено висока концентрация на витамин С, калий и витамин В5 (пантотенова киселина), но също така съдържа много полифеноли и танини, които предпазват от заболявания. Положителните му ефекти върху простата и рак на гърдата в момента се изследват интензивно.

Фитоестрогените включват лигнани (компоненти от ленено семе). На тях се приписва и рако-инхибиращ ефект.