Sostanze vegetali secondarie

Il rosso, il blu e il viola nelle bacche possono essere ricondotti ai fitochimici degli antociani .

Vegetali secondarie sostanze (anche metaboliti secondari , costituenti vegetali secondarie , fitochimici , nelle zone naturopatica chiamati anche phytamines ) sono un gruppo di composti chimici che non sono essenziali per la pianta. Le sostanze vegetali secondarie sono sostanze naturali . Sono spesso discussi a causa delle loro possibili proprietà di promozione della salute.

Emergenza

Sostanze vegetali secondarie sono prodotte dalle piante né nel metabolismo energetico né nell'edificio ( anabolizzante ) o nella degradanti ( catabolismo ) metabolismo . Sono prodotti solo in tipi cellulari speciali e differiscono dalle sostanze vegetali primarie in quanto non sono direttamente vitali per la pianta.

Le loro vie biosintetiche sono riassunte sotto il termine metabolismo secondario. I metaboliti secondari sono derivati ​​da prodotti del metabolismo anabolico e catabolico, principalmente acidi carbossilici , carboidrati e amminoacidi . Il metabolismo secondario non può essere sempre delineato chiaramente. Ciò è correlato al fatto che il metabolismo primario e secondario spesso utilizzano fasi di reazione comuni e gli stessi sistemi enzimatici . La decisione se si tratta di un prodotto metabolico primario o secondario può essere presa solo considerando la funzione che la sostanza ha nell'organismo vegetale.

specie

I gruppi più importanti di composti vegetali secondari sono, classificati in base alla loro struttura chimica:

• Composti fenolici : fenoli semplici , polifenoli , xantoni , fenilpropanoidi , stilbeni e loro glicosidi
• Composti isoprenoidi : terpeni , steroidi e loro glicosidi ; Carotenoidi , lipidi di stoccaggio
• Alcaloidi : ad es. B. Caffeina e Nicotina
• Aminoacidi come l' alliina o la canavanina

Sebbene la clorofilla sia prodotta solo nelle parti fotosinteticamente attive della pianta, non appartiene alle sostanze vegetali secondarie, poiché è essenziale per la vita della pianta.

importanza

Poiché la produzione di sostanze fitochimiche può essere molto diversa nelle diverse specie vegetali, la loro indagine è di grande importanza per la tassonomia . Poiché sono limitati nel tempo e nello spazio e sono spesso prodotti a seconda delle condizioni ambientali, la loro indagine è importante per comprendere la differenziazione cellulare nelle piante. Sostanze vegetali secondarie come B. Alcaloidi e terpeni formano strutture chimicamente molto diverse e sono quindi di enorme importanza per l'uomo, soprattutto in farmacologia e sintesi chimica .

Importanza per l'organismo vegetale

La funzione dei fitonutrienti secondari per la pianta è rimasta inspiegabile per molto tempo. Si è ipotizzato che le vie metaboliche secondarie servissero a rendere innocui sottoprodotti metabolici inutili o tossici o prodotti finali del metabolismo primario, poiché ai composti non poteva essere assegnato un ruolo diretto nel metabolismo . Oggi si ritiene che i fitonutrienti abbiano importanti compiti ecologici. Si presume che le sostanze vegetali secondarie si siano sviluppate come risultato di un'intensa interazione tra le piante e il loro ambiente, in particolare i predatori. Molte sostanze vegetali secondarie servono alla pianta come efficaci sostanze chimiche di difesa contro erbivori e agenti patogeni . D'altra parte, i metaboliti secondari attirano gli insetti che spargono il polline e i mangiatori di frutta che spargono semi come sostanze coloranti e aromatizzanti .

Le piante usano metaboliti secondari

• per la difesa contro gli agenti patogeni, ad es. B. iridoidi , cannabinoidi
• per allontanare gli erbivori, ad es. B. tannini , iridoidi , fitosteroli , piretroidi , alcaloidi , cannabinoidi , cardenolidi
• protezione contro i raggi UV e la luce intensa, ad es. B. carotenoidi , flavonoidi , antociani
• per attirare impollinatori e disperdenti di semi, ad es. B. monoterpeni
• come protezione dall'evaporazione, ad es. B. Suberin , Cutin
• come rinforzo meccanico, ad es. B. Lignins

Molte delle sostanze di difesa sono velenose non solo per i nemici delle piante , ma anche per le piante stesse. Per evitare l'autodistruzione, nelle piante sono state sviluppate tre strategie essenziali:

Formula strutturale di Alliin

aglio

1. Le sostanze si accumulano in cellule o tessuti speciali . Ad esempio, la resina si accumula nei condotti di resina , gli alcaloidi vengono immagazzinati in peli o squame speciali e molto spesso i metaboliti secondari si accumulano nel vacuolo . Le sostanze vengono rilasciate solo quando il tessuto viene distrutto.
2. Le piante formano precursori non tossici e un sistema enzimatico specificamente corrispondente che si trova in altri compartimenti della cellula o in cellule speciali. Solo quando i compartimenti si dissolvono a causa di lesioni, gli enzimi entrano in contatto con le sostanze e formano le vere e proprie sostanze tossiche di difesa. Esempio: alliina all'aglio.
3. Le piante producono sostanze protettive solo in risposta a un'infezione. Queste sostanze protettive sono chiamate fitoalessine . La loro formazione è limitata solo al sito dell'infezione. La formazione di fitoalessine è innescata da speciali sostanze segnale ( elicitori ).

Adattamenti a sostanze vegetali secondarie

Nonostante le connessioni sofisticate e diversificate, alcuni animali si sono ripetutamente adattati a loro o hanno sviluppato una tolleranza per loro. Tali animali sono chiamati specialisti del cibo . Puoi assorbire gli ingredienti con il cibo e renderli utilizzabili per te stesso, neutralizzarli o semplicemente espellerli di nuovo. Alcuni animali sono in grado di immagazzinare sostanze tossiche nel proprio corpo mediante sequestro per proteggersi in questo modo dai loro predatori. Un esempio di questo è la farfalla monarca , che può immagazzinare glicosidi cardiaci ( cardenolidi ). Queste sostanze secondarie causano paralisi e vomito nel suo predatore, la ghiandaia blu . Dopo poco tempo gli uccelli imparano a evitare le farfalle dai colori vistosi.

Importanza per gli esseri umani

È indiscusso che una dieta ricca di frutta e verdura fresca faccia bene alla salute. Si ritiene che le sostanze vegetali secondarie siano in gran parte responsabili degli effetti salutari di frutta e verdura. Tuttavia, è controverso se ciò si applichi anche a sostanze vegetali secondarie isolate sotto forma di integratori alimentari.

Le sostanze vegetali secondarie sono anche conosciute come fitamine ( greco antico φύτον phyton , plant ') in campo naturopatico , poiché alcune di esse potrebbero offrire benefici per la salute come parte della dieta.

Circa 10.000 delle circa 60.000-100.000 sostanze fitochimiche si trovano nel cibo umano.

Finora sono noti i seguenti effetti:

Alcuni fitochimici sono velenosi per l'uomo. A queste tossine presenti in natura si può z. B. includono alcaloidi come la nicotina o l' atropina . I singoli ingredienti con potenziali benefici per la salute possono anche essere tossici a dosi elevate. Tuttavia, alcuni di questi veleni naturali possono essere utilizzati farmacologicamente, come il veleno della belladonna mortale , l'atropina, gli alcaloidi del papavero da oppio (inclusi morfina , codeina , papaverina e noscapina ) oi diterpenoidi delle specie di tasso (Taxol A = paclitaxel ). In molti casi, le sostanze naturali fungono da struttura principale per nuovi tipi di principi attivi, in cui la struttura di base è ottimizzata nella direzione di una migliore efficacia e di effetti collaterali ridotti.

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