Fenolové zlúčeniny ako účinná obrana v rastlinách

07. feb. 2019 • Biologické vedy

Fenolové zlúčeniny ako účinná obrana v rastlinách

Jednoduchý fenol predstavuje sám o sebe toxickú organickú látku. Má leptavé účinky na všetky tkanivá ľudského tela a kvôli svojmu lipofilnému charakteru rýchlo preniká do buniek. Jeho chemická štruktúra pozostáva z jediného aromatického kruhu, na ktorom je naviazaná hydroxylová skupina. Mnoho zlúčenín od neho odvodených je zdraviu škodlivých a znečisťujú životné prostredie. Uvádza to Petra Ranušová, doktorandka na Katedre ekochémie a rádioekológie Univerzity sv. Cyrila a  Metoda v Trnave. Jej školiteľkou je Ildikó Matušíková, PhD.

„Niektoré zlúčeniny s týmto základným skeletom majú však aj pozitívne účinky. Rastliny syntetizujú určité fenolové zlúčeniny ako tzv. sekundárne metabolity. Tie síce nehrajú úlohu v životne dôležitých procesoch rastliny (ako je napr. fotosyntéza, respirácia či asimilácia živín), ale ich prítomnosť je pre rastlinu tiež veľmi potrebná, pretože sa podieľajú na obranných mechanizmoch. Práve takéto zlúčeniny sú tiež zodpovedné za sfarbenie väčšiny kvetov, ovocia a semien. Mnoho z nich má pozitívne účinky na ľudské zdravie, pretože vychytávajú škodlivé radikály kyslíka, teda majú antioxidačné vlastnosti. Najznámejšie sú napríklad zlúčeniny ako vanilín, rutín, kvercetín, kyselina vanilová, kyselina hydroxyškoricová alebo kyselina kávová.“

Petra Ranušová pokračuje, že sekundárne metabolity sa zvyčajne tvoria v malých množstvách. No ich produkcia sa podľa nej zvýši, keď je rastlina vystavená environmentálnemu stresu, napríklad pri klimatických stresoch (extrémne teploty, sucho, UV žiarenie, atď.), patogénoch alebo kontaminácii životného prostredia toxickými látkami. Mnoho fenolových látok sa zapája napríklad do detoxikácie kovov ako kadmium, olovo, arzén, chróm a pod., ktoré rastliny prijmú z pôdy, dodáva.

chelatácia

„Toxické kovy sa aj na Slovensku vyskytujú v rôznych zložkách životného prostredia ako dôsledok priemyselných, baníckych či poľnohospodárskych aktivít človeka. Keď ich rastlina prijme z pôdy alebo vody, fenolové zlúčeniny fungujú predovšetkým ako chelátory (ligandy) kovov, čo znamená, že sú schopné vytvoriť s iónom ťažkého kovu komplexné molekuly. Tie sú obvykle menej škodlivé a predstavujú formu, v ktorej ich bunky skladujú v určitej organele (spravidla vo vakuole), aby zabránili poškodeniam bunkových štruktúr. Dôležitosť fenolových zlúčenín pri obranných mechanizmoch voči toxicite kovov (ale aj iným stresovým podmienkam) bola už niekoľkokrát pozorovaná a dokázaná, ale širšie súvislosti doteraz zostávajú neobjasnené,“ vysvetlila doktorandka.

Na Katedre ekochémie a rádioekológie Univerzity sv. Cyrila a Metoda v Trnave sa študenti a pedagógovia snažia charakterizovať a popísať tvorbu fenolových zlúčenín v jednotlivých častiach rastlín v kontexte environmentálneho stresu pomocou moderných analytických prístupov, a to predovšetkým v poľnohospodárskych plodinách, ako je pšenica alebo sója. Petra Ranušová spresňuje: „Napríklad metóda vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC), ktorá predstavuje konvenčne zaužívanú a najčastejšie využívanú metódu pri separácii a stanovení fenolových zlúčenín v rastlinných vzorkách, umožňuje z kvalitatívneho aj kvantitatívneho hľadiska charakterizovať väčšie množstvo fenolových zlúčenín počas jedinej analýzy za relatívne krátky čas (rádovo minúty).“

Veľké množstvo rôznych metabolitov však podľa nej stále zostáva nepopísaných alebo sa o mechanizmoch ich účinku veľa nevie. „Preto táto téma pre nás predstavuje nesmierne fascinujúcu problematiku. Štúdium syntézy metabolitov, regulácie a mechanizmov ich pôsobenia je nevyhnutné pre pochopenie týchto sofistikovaných obranných reakcií rastlín,“ doplnila doktorandka.

 

Informácie a foto poskytla: Petra Ranušová, doktorandka na Katedre ekochémie a rádioekológie Univerzity sv. Cyrila a Metoda v Trnave

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Ilustračné úvodné foto: Pixabay.com /erwin66as/

Uverejnila: VČ

Hore
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
QUARK
Aurelium - centrum vedy
veľká noc 2019
Prechod VK na VND - jar
FVF 2019
Veda v Centre
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2018 články
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Užovka fŕkaná má široký areál výskytu a zasahuje až na územie 3 kontinentov: Európa, Ázia a Afrika.
Zistite viac