מטבוליזם משני

אמנם לא חסר עובדות מדעיות לגבי חילוף חומרים ראשוני, אך זהו מטבוליזם משני עדיין לא נחקר לרוב. הוא מתאר את כל המטבוליזציות שאינן משמשות באופן ישיר לקיום חיים. הגבול בין מטבוליזם ראשוני ומשני לעיתים קרובות מטושטש. זה חשוב במיוחד בעולם הצומח, אך הוא רלוונטי גם לבעלי חיים ולאנשים. זה עדיין לא נחקר לרוב בהקשר זה, וזו הסיבה שמאמר זה מתאר את חשיבותו באמצעות דוגמא של צמחים.

מהו חילוף החומרים המשני?

חילוף החומרים העיקרי כולל את כל התהליכים המבטיחים את התפקוד החיוני של האורגניזם. חילוף החומרים העיקרי מסנתז חומרים חיוניים כמו חומצות אמינו, שומנים וסוכר וזהה כמעט בכל היצורים החיים.

מרכיבי חילוף החומרים המשני הם למשל ניחוחות איתם פרחי הסיגליות, חבצלות העמק או הוורדים מושכים את המאביקים שלהם או הצבעים שמעניקים צבע פרי או מעידים על מידת הבשלות שלהם.

חילוף החומרים המשני כולל את כל התרכובות הכימיות המיוצרות על ידי הצמחים עצמם. מדובר בחומרים צמחיים משניים, המכונים גם חומרים ביו-אקטיביים או נוגדי חמצון. כ -200,000 חומרים כאלה ידועים עד כה, אך טרם נחקרו כראוי.

חומרים משניים הם לרוב המאפיינים הבולטים ביותר של צמח, אך הם אינם נחוצים לצמיחתו והתפתחותו. חומרים משניים הם אינדיבידואליים ולעיתים קרובות הם נמצאים רק בסוג מסוים של צמח. "התסיסים" של הפלפל, למשל, נמצאים רק במיני פלפל טרופי ומורפין ידוע רק כחומר משני של הפרג האופיום.

אנשים ידעו הרבה על ריפוי או השפעות רעילות של צמחים שונים במשך זמן רב, ובהתבסס על ניסיונם, משתמשים בהם כתרופה למחלות רבות. כיצד ומדוע חלקם יוכלו לרפא צמחים מסוימים ולהרוג אחרים בתורם לא היה ידוע ברובו עד למחצית הראשונה של המאה הקודמת. לבסוף, כימאים עסקו גם במרכיבי הצמח השונים. בשנת 1806 היה הרוקח פאדרורן פרידריך וילהלם סרירנר הראשון לבודד מורפיום מאופיום.

רק בתחילת המחקר הביוסינתזה לאחר מלחמת העולם השנייה צמח הידע באיזה תפקיד ממלא מטבוליזם משני בהתפתחות הצמחים. מבחינה זו המטבוליזם המשני מבטיח גם את הישרדותם של האורגניזמים, גם אם לא באותה מידה שעושה חילוף החומרים המהיר.

פונקציה ומשימה

כיום, המדע מסכים שללא מטבוליזם משני לא הייתה שום הישרדות של צמחים. כל צמח מפתח את אסטרטגיית ההישרדות שלו בעזרת חומרים כימיים. טורפים נלחמים על ידי הרתעתם, מניעתם לאכול או להשתמש ברעל. חומרים אנטיבקטריאליים או פטרתיים משמשים למניעת התפשטות חיידקים. כל החומרים הללו הופיעו במהלך האבולוציה, מותאמים כל העת לתנאי הסביבה המשתנים ולעיתים גם הופכים מנגטיב לחיובי. לדוגמא, צמח שהמכשול הרעיל שלו התגבר על ידי חרק יכול להפוך לצמח המספוא המועדף עליו או לשמש גם כצמח להטלת ביצה, לפיו הוא מתפתח לנישה מיוחדת בחיים.

מחקרים רבים הראו כי המטבוליטים המשניים המיוצרים בסוגי תאים מיוחדים בצמחים משפיעים על מספר גדול של תהליכים מטבוליים בבני אדם. הם לא שייכים לחומרים המזינים החיוניים, אך אומרים שהם בעלי מגוון רחב של השפעות מקדמות בריאות. מסיבה זו בפרט, האגודה הגרמנית וכל ביטוחי הבריאות ממליצים על צריכה נדיבה של ירקות ופירות, קטניות ואגוזים וכן מוצרי דגנים מלאים מזה שנים. מרכיבי הירקות והפירות חשובים לנו בני האדם מכיוון שהם מגנים מפני רדיקלים חופשיים עם מרכיבי הצמח המשניים שלהם, נוגדי החמצון.

עד כה, המחקר התרכז בכ- 30 מהצמחים הנצרכים בעיקר ברחבי העולם ובפיטונוטריינטים המשניים שלהם. כל צמח מכיל מספר מצומצם אך גדול של חומרים שונים, למשל תפוחים עם 200 עד 300 ועגבניות עם 300 עד 350 חומרים. בהשוואה לפירות, ירקות מכילים גם יותר ויטמינים וגם פיטוכימיקלים. הריכוז בקליפה או בגרעינים גבוה במיוחד.

מחלות ומחלות

אם אנשים לוקחים מעט מדי מהתוצרים המטבוליים המשניים של צמחים, עלולים להופיע תסמיני מחסור. לחומרים השפעה מונעת בהקשר זה. במקרה של בעיות קיימות, ספיגת מוצרים מטבוליים משניים יכולה להקל על הסימפטומים ומחלות.

תת-קבוצה ידועה של פוליפנולים הם אנתוציאנינים. הם נמצאים בעיקר בפירות וירקות כחולים, סגולים, אדומים או כחולים-שחורים. הם נמצאים בהרבה דובדבנים כחולים כהים או אדומים ופירות יער, בחצילים, בבצל אדום וגם בכרוב אדום. אנתוציאנינים מגנים במיוחד מפני אור שמש ישיר. אנתוציאנינים נחשבים לנוגדי חמצון יעילים במיוחד. לדוגמה, הם מגנים על התאים שלנו מפני דלקת וניוון (סרטן).

אסטקסנטין נחשב לנוגד חמצון יעיל במיוחד. הוא שייך לקבוצת הקרטיואידים ומעניק עגבניות וגזר, למשל, את צבעם האדום. עבורנו בני האדם, אסטקסנטין חשוב כמקור לחוזק ולהגנה על העור, המפרקים ובעיקר על העיניים (מקולה) מפני רדיקלים חופשיים.

זרעי הענבים מכילים OPC (פרוליאנידינים אוליגומריים) רזברטול וקוורצטין. שלושתם שייכים גם לפוליפנולים. OPC הוא ככל הנראה הנוגד החמצון הידוע ביותר. ביחס לעור, OPC נחשב כתרופת פלא אנטי אייג'ינג; הוא יכול להפחית קמטים ולהאיץ את ריפוי הפצעים. זה מגן על הלב, כלי הדם והעיניים. רזברטול וקוורצטין עוזרים גם במאבק בסרטן, הם יכולים להוריד את לחץ הדם ולווסת את הכולסטרול.

הרימון תמיד נחשב לסמל דתי לפוריות. הפרי הספציפי הזה הוא בעל עניין מדעי רב. עם ההרכב הביוכימי המיוחד שלו, הרימון נחשב למקור הידוע ביותר לנוגדי חמצון עד היום. אין בו רק ריכוז גבוה במיוחד של ויטמין C, אשלגן וויטמין B5 (חומצה פנטותנית), הוא מכיל גם פוליפנולים וטנינים רבים המגנים מפני מחלות. ההשפעות החיוביות שלה על פרוטסטה וסרטן השד נחקרות כיום באופן אינטנסיבי.

פיטואסטרוגנים כוללים ליגננים (רכיבים של זרעי פשתן). השפעה מעכבת סרטן מיוחסת גם להם.