Substâncias vegetais secundárias

O vermelho, o azul e o roxo nas bagas podem ser rastreados até os fitoquímicos das antocianinas .

Substâncias vegetais secundárias (também metabolitos secundários , constituintes vegetais secundárias , fitoquímicos , em áreas naturopáticos também chamados phytamines ) são um grupo de compostos químicos que não são essenciais para a planta. Substâncias vegetais secundárias são substâncias naturais . Eles são frequentemente discutidos por causa de suas possíveis propriedades de promoção da saúde.

Emergência

As substâncias vegetais secundárias são produzidas pelas plantas nem no metabolismo energético, nem na construção ( anabólico ) ou no metabolismo degradante ( catabólico ) . Eles são produzidos apenas em tipos de células especiais e diferem das substâncias vegetais primárias por não serem diretamente vitais para a planta.

Suas vias biossintéticas são resumidas sob o termo metabolismo secundário. Os metabólitos secundários são derivados de produtos do metabolismo anabólico e catabólico, principalmente ácidos carboxílicos , carboidratos e aminoácidos . O metabolismo secundário nem sempre pode ser claramente delineado. Isso está relacionado ao fato de que o metabolismo primário e secundário costumam usar etapas de reação comuns e os mesmos sistemas enzimáticos . A decisão de se tratar de um produto metabólico primário ou secundário só pode ser tomada considerando a função que a substância tem no organismo vegetal.

espécies

Os grupos mais importantes de compostos secundários de plantas são, classificados de acordo com sua estrutura química:

• Compostos fenólicos : fenóis simples , polifenóis , xantonas , fenilpropanóides , estilbenos e seus glicosídeos
• Compostos isoprenóides : terpenos , esteróides e seus glicosídeos ; Carotenóides , lipídios de armazenamento
• Alcalóides : por exemplo B. Cafeína e Nicotina
• Aminoácidos como alina ou canavanina

Embora a clorofila seja produzida apenas nas partes fotossinteticamente ativas da planta, ela não pertence às substâncias secundárias da planta, pois é essencial para a vida da planta.

importância

Uma vez que a produção de fitoquímicos pode ser muito diferente em diferentes espécies de plantas, sua investigação é de grande importância para a taxonomia . Por serem limitados no tempo e no espaço e frequentemente produzidos dependendo das condições ambientais, sua investigação é importante para a compreensão da diferenciação celular nas plantas. Substâncias vegetais secundárias, como B. Alcalóides e terpenos formam estruturas quimicamente muito diferentes e são, portanto, de enorme importância para os humanos, especialmente em farmacologia e síntese química .

Significado para o organismo vegetal

A função dos fitonutrientes secundários para a planta ficou sem explicação por muito tempo. Foi assumido que as vias metabólicas secundárias serviam para tornar inofensivos os subprodutos metabólicos ou produtos finais do metabolismo primário inúteis ou tóxicos, porque os compostos não podiam ter um papel direto no metabolismo . Hoje, acredita-se que os fitonutrientes têm importantes tarefas ecológicas. Supõe-se que as substâncias vegetais secundárias se desenvolveram como resultado da intensa interação entre as plantas e seu ambiente - especialmente predadores. Muitas substâncias secundárias da planta servem à planta como substâncias de defesa química eficazes contra herbívoros e patógenos . Por outro lado, os metabólitos secundários atraem insetos disseminadores de pólen e comedores de frutas disseminadores de sementes como substâncias corantes e aromatizantes .

As plantas usam metabólitos secundários

• para defesa contra patógenos, por ex. B. iridoides , canabinóides
• para afastar herbívoros, por ex. B. taninos , iridóides , fitoesteróis , piretróides , alcalóides , canabinóides , cardenólidos
• proteção contra radiação UV e luz forte, por ex. B. carotenóides , flavonóides , antocianinas
• para atrair polinizadores e dispersores de sementes, por ex. B. monoterpenos
• como proteção contra evaporação, e. B. Suberin , Cutin
• como reforço mecânico, por ex. B. Ligninas

Muitas das substâncias de defesa são venenosas não só para os inimigos das plantas , mas também para as próprias plantas. Para evitar a autodestruição, três estratégias essenciais foram desenvolvidas nas plantas:

Fórmula estrutural de Alliin

alho

1. As substâncias se acumulam em células ou tecidos especiais . Por exemplo, a resina se acumula nos dutos de resina , os alcalóides são armazenados em cabelos ou escamas especiais e os metabólitos secundários freqüentemente se acumulam no vacúolo . As substâncias só são liberadas quando o tecido é destruído.
2. As plantas formam precursores não tóxicos e um sistema enzimático compatível que está localizado em outros compartimentos da célula ou em células especiais. Somente quando os compartimentos se dissolvem devido à lesão, as enzimas entram em contato com as substâncias e formam as próprias substâncias de defesa tóxicas. Exemplo: alliin no alho.
3. As plantas só produzem substâncias protetoras em resposta a uma infecção. Essas substâncias protetoras são chamadas de fitoalexinas . Sua formação é limitada apenas ao local da infecção. A formação de fitoalexinas é desencadeada por substâncias especiais de sinalização ( eliciadores ).

Adaptações a substâncias vegetais secundárias

Apesar das conexões sofisticadas e diversificadas, certos animais se adaptaram repetidamente a eles ou desenvolveram uma tolerância por eles. Esses animais são chamados de especialistas em alimentos . Você pode absorver os ingredientes com alimentos e torná-los utilizáveis ​​para você, neutralizá-los ou simplesmente excretá-los novamente. Alguns animais são capazes de armazenar substâncias tóxicas em seu próprio corpo por meio de sequestro , a fim de se protegerem contra seus predadores dessa forma. Um exemplo disso é a borboleta monarca , que pode armazenar glicosídeos cardíacos ( cardenólidos ). Essas substâncias secundárias causam paralisia e vômito em seu predador, o gaio azul . Após um curto período de tempo, os pássaros aprendem a evitar as borboletas de cores visíveis.

Importância para os humanos

É indiscutível que uma dieta rica em frutas e vegetais frescos é boa para a saúde. Acredita-se que as substâncias vegetais secundárias são em grande parte responsáveis ​​pelos efeitos de promoção da saúde de frutas e vegetais. No entanto, é controverso se isso também se aplica a substâncias vegetais secundárias isoladas na forma de suplementos dietéticos.

Substâncias vegetais secundárias também são conhecidos como phytamines ( grego antigo φύτον Phyton , planta ') no campo naturopata , como alguns deles poderiam oferecer benefícios de saúde como parte da dieta.

Cerca de 10.000 dos estimados 60.000 a 100.000 fitoquímicos são encontrados na alimentação humana.

Até agora, os seguintes efeitos são conhecidos:

Alguns fitoquímicos são tóxicos para os humanos. Para essas toxinas que ocorrem naturalmente, pode-se z. B. incluem alcalóides como nicotina ou atropina . Os ingredientes individuais com benefícios potenciais para a saúde também podem ser tóxicos em altas doses. No entanto, alguns desses venenos naturais podem ser usados ​​farmacologicamente, como o veneno da mortal beladona, atropina, os alcalóides da papoula do ópio (incluindo morfina , codeína , papaverina e noscapina ) ou os diterpenóides de espécies de teixo (Taxol A = paclitaxel ) Em muitos casos, as substâncias naturais funcionam como uma estrutura principal para novos tipos de ingredientes ativos, nos quais a estrutura básica é otimizada no sentido de melhorar a eficácia e reduzir os efeitos colaterais.

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