אמנם לא חסרות עובדות מדעיות על חילוף חומרים ראשוני, אך חילוף החומרים המשני עדיין אינו נחקר ברובו. הכוונה היא לכל התהליכים המטבוליים שאינם משמשים ישירות לקיום החיים. עם זאת, הגבול בין חילוף חומרים ראשוני ומשני מטושטש לעיתים קרובות. זה חשוב במיוחד בעולם הצומח, אך הוא רלוונטי גם לבעלי חיים ובני אדם. זה עדיין לא נחקר במידה רבה מבחינה זו, ולכן מאמר זה מתאר את חשיבותו בשימוש בצמחים כדוגמה.
מהו חילוף חומרים משני?
רמון, בהרכב הביוכימי המסוים שלו, נחשב למקור הידוע ביותר של נוגדי חמצון עד כה. חילוף חומרים ראשוני כולל את כל התהליכים המבטיחים את תפקודו החיוני של אורגניזם. מטבוליזם ראשוני מסנתז חומרים חיוניים כגון חומצות אמינו, שומנים וסוכרים והוא זהה כמעט בכל האורגניזמים החיים. רכיבי חילוף חומרים משניים הם, למשל, ריחות שפרחי הסיגליות, חבצלות העמק או הוורדים מושכים אליהם את האבקנים שלהם, או הפיגמנטים המעניקים צבע לפירות או מעידים על מידת הבשלות שלהם. חילוף חומרים משני כולל את כל התרכובות הכימיות המיוצרות על ידי הצמחים עצמם. מדובר במרכיבי צמחים משניים, הידועים גם כחומרים ביו-אקטיביים או נוגדי חמצון. עד כה ידועים כ- 200,000 חומרים כאלה, אך הם רחוקים מלהיחקר מספיק. חומרים משניים הם המאפיינים הבולטים לעיתים קרובות של צמח, אך הם ניתנים לצמיחה והתפתחותו. חומרים משניים הם אינדיבידואליים ונמצאים לרוב רק במין צמח מסוים. לדוגמא, ה"חריפים "של פלפל נמצאים רק במיני פלפל טרופי, ו מורפיום ידוע רק כמשני ב אופיום פָּרָג. אנשים ידעו הרבה על הריפוי או אפילו ההשפעות הרעילות של מגוון רחב של צמחים במשך זמן רב, ועל סמך ניסיון מצטבר, משתמשים בהם כתרופות למחלות רבות. עם זאת, מדוע ואיך צמחים מסוימים יכולים לרפא ואחרים להרוג לא היה ידוע במידה רבה עד המחצית הראשונה של המאה הקודמת. בסופו של דבר, כימאים התערבו גם במרכיבי הצמחים השונים. בשנת 1806 היה הרוקח פרידריך וילהלם סרטנרנר מפדרבורן הראשון לבודד מורפיום החל מ- אופיום. רק בתחילת מחקר הביוסינתזה לאחר מלחמת העולם השנייה גבר הידע על התפקיד המכריע שמילא חילוף החומרים המשני בהתפתחות הצמחים. מבחינה זו מטבוליזם משני מבטיח גם את הישרדותם של אורגניזמים, אם כי לא באופן ישיר כמו מטבוליזם מהיר.
פונקציה ומשימה
כיום, המדע מסכים, ללא מטבוליזם משני, לא תהיה הישרדות הצמח. כל צמח מפתח את אסטרטגיית ההישרדות שלו בעזרת חומרים כימיים. טורפים נלחמים על ידי הרתעה, עכבות האכלה או רעל. משתמשים בחומרים אנטיבקטריאליים או פטרייתיים נגד התפשטות חיידקים. כל החומרים הללו התפתחו במהלך האבולוציה, מותאמים כל הזמן לתנאי הסביבה המשתנים ולעתים הם הופכים משליליים לחיוביים. לדוגמא, צמח שעליו התגבר המחסום הרעיל עשוי להפוך לצמח המזון המועדף עליו או לשמש כאתר להטלת ביצים, ובכך להפוך לנישה מיוחדת לכל החיים. מחקרים רבים הראו כי למטבוליטים המשניים המיוצרים בסוגי תאים מיוחדים של צמחים יש השפעה על מספר גדול של תהליכים מטבוליים בבני אדם. למרות שהם אינם חומרים מזינים חיוניים, מגוון רחב של בריאותמיוחסים להם אפקטים מקדמים. במיוחד מסיבה זו, החברה הגרמנית וכל בריאות חברות ביטוח המליצו במשך שנים על צריכה נדיבה של ירקות ופירות, קטניות ו אגוזיםוכן מוצרי דגנים מלאים. מרכיבי הירקות והפירות חשובים עבורנו בני האדם מכיוון שהם מגנים מפני רדיקלים חופשיים באמצעותם תרכובות צמחים משניות, נוגדי החמצון. עד כה, המחקר התמקד בכ- 30 מהצמחים העיקריים הנצרכים ברחבי העולם ובפיטוכימיקלים שלהם. כל צמח מכיל מספר מוגבל אך עדיין גדול של חומרים שונים, למשל התפוח עם 200 עד 300 והעגבניה עם 300 עד 350 חומרים. בהשוואה לפירות, ירקות מכילים יותר ויטמינים כמו גם תרכובות צמחים משניות. ה ריכוז הוא גבוה במיוחד בקליפה או בזרעים.
מחלות ומחלות
אם אנשים צורכים מעט מדי ממטבוליטים משניים של הצמח, יכולים להופיע תסמיני מחסור. מבחינה זו, לחומרים יש השפעה מונעת. במקרה של בעיות קיימות כבר, צריכת מוצרים מטבוליים משניים יכולה להקל על תלונות ומחלות. אנתוציאנינים הם תת-קבוצה ידועה של פוליפנולים. הם נמצאים בעיקר בפירות וירקות כחולים, סגולים, אדומים או כחולים-שחורים. הם כלולים בדובדבנים ופירות יער רבים בצבע כחול כהה או אדום, בחצילים, באדום בצל וגם באדום כרוב. אנתוציאנינים מגנים במיוחד מפני אור שמש ישיר. אנתוציאנינים נחשבים נוגדי חמצון יעילים במיוחד. הם מגנים על התאים שלנו מפני דלקת וניוון (סרטן), לדוגמה. Astaxanthin נחשב ליעיל במיוחד נוגד חמצון. הוא שייך לקבוצת הקרוטואידים ומעניק לעגבניות ולגזר את צבעם האדום, למשל. בשבילנו בני האדם, אסטקסנטין חשוב כתורם כוח ולהגנה על עור, המפרקים ובעיקר העיניים (מקולה) מרדיקלים חופשיים. זרעי הענבים מכילים OPC (פרוליאנידינים אוליגומריים) רזברטול וקוורצטין. שלושתם שייכים גם ל פוליפנולים. OPC הוא כנראה החזק ביותר נוגד חמצון ידוע. OPC נחשב ל- אנטי אייג'ינג תרופת פלא ל עור, זה יכול להפחית קמטים ולהאיץ ריפוי פצע. זה מגן על לֵב, דם כלי ועיניים. רזברטול וקוורצטין מסייעים גם במאבק נגד סרטן, הם יכולים להוריד דם לחץ ויסות כולסטרול. ה רימון תמיד נחשב לסמל דתי של פוריות. כיום, פרי מסוים זה הוא בעל עניין מדעי רב. ה רימון נחשב למקור הידוע ביותר לנוגדי חמצון בשל הרכבם הביוכימי המיוחד. לא רק שיש לו גבוה במיוחד ריכוז of ויטמין C, אשלגן ו ויטמין B5(חומצה פנטותנית), אך הוא מכיל גם רבים פוליפנולים ו טאנינים המגנים מפני מחלות. בימים אלה נערך מחקר אינטנסיבי על השפעתו החיובית על פרוטסטה ו סרטן השד. בין ה פיטואסטרוגנים יש לו lignans (רכיבי פשתן). הם גם האמינו שיש להם אנטיסרטן השפעה.
