Sekundäre Pflanzenstoffe = Sekundärmetaboliten/= sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe/= Phytamine genannt
Bestimmte chemische Verbindungen, die von Pflanzen weder im Energiestoffwechsel, noch im aufbauenden (anabolen) o. im abbauenden (katabolen) Pflanzenstoffwechsel produziert werden/in speziellen Zelltypen hergestellt/grenzen sich von primären Pflanzenstoffen ab, dass sie für die Pflanze nicht lebensnotwendig sind.
Sekundäre Pflanzenstoffe gehören zu den Naturstoffen und haben einen hohen Stellenwert für den Menschen. Oft werden Pflanzen nur aufgrund dieser Verbindungen angebaut. Ihre Biosynthesewege fasst man unter dem Begriff Sekundärstoffwechsel zusammen. Sekundärmetaboliten leiten sich von Produkten des anabolen und katabolen Stoffwechsels ab, hauptsächlich Carbonsäuren, Kohlenhydraten und Aminosäuren. Nicht immer lässt sich der Sekundärstoffwechsel eindeutig abgrenzen. Dies hängt damit zusammen, dass Primär- und Sekundärstoffwechsel häufig gemeinsame Reaktionsschritte und die gleichen Enzymsysteme nutzen. So kann die Entscheidung, ob es sich um
ein primäres o. um ein sekundäres Stoffwechselprodukt handelt, nur aus der Betrachtung der Funktion, welche die Substanz im pflanzlichen Organismus hat, getroffen werden. Die wichtigsten Gruppen pflanzlicher Sekundärverbindungen sind, geordnet nach ihrer chemischen Struktur:
* Phenolische Verbindungen: einfache Phenole, Polyphenole, Xanthone, Phenylpropanoide, Stilbene und ihre Glykoside
* Isoprenoide Verbindungen: Terpene, Steroide und ihre Glykoside; Carotinoide, Speicherlipide
* Alkaloide: (Cofein/Nicot.)
* Aminosäuren wie Alliin oder Canavanin
* Chlorophyll obwohl nur in photosynthetisch aktiven Pflanzenteilen produziert wird,
gehören nicht zu den sekundären Pflanzenstoffen, da es lebensnotwendig für die Pflanze ist.
Man glaubt, dass sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe wichtige ökologische Aufgaben haben. Es wird angenommen, dass sich pflanzliche Sekundärstoffe als Folge einer intensiven Interaktion zwischen Pflanzen und ihrer Umwelt (Fressfeinden) entwickelt haben. Viele pflanzliche Sekundärstoffe dienen der Pflanze als effektive chemische Abwehrstoffe gegen Herbivoren und Pathogene. Andererseits locken Sekundärmetabolite als Farb- und Aromastoffe pollenverbreitende Insekten und samenverbreitende Früchtefresser an.
Pflanzen nutzen Sekundärmetabolite
* zur Abwehr von Pathogenen, z. B. Iridoide, Cannabinoide
* zur Abwehr von Herbivoren, z. B. Tannine, Iridoide, Phytosteroide, Pyrethroide, Alkaloide, Cannabinoide
* dem Schutz vor UV-Strahlung und Starklicht, z. B. Carotinoide, Flavonoide, Anthocyane
* zur Anlockung von Bestäubern und Samenverbreitern, z. B. Monoterpene
* als Verdunstungsschutz, z. B. Suberin, Cutin
* als mechanische Festigung, z. B. Lignine
Viele der Verteidigungsstoffe sind für die Feinde der Pflanzen giftig, sondern auch für die Pflanzen selbst. Um der Selbstzerstörung zu entgehen, haben sich in Pflanzen drei wesentliche Strategien herausgebildet:
1. Substanzen häufen sich in besonderen Zellen o. Geweben an. So sammelt sich Harz zum Beispiel in den Harzgängen, Alkaloide werden in speziellen Haaren o. Schuppen gespeichert, und sehr häufig reichern sich Sekundärmetabolite in der Vakuole an. Die Freisetzung der Substanzen erfolgt also erst bei Gewebezerstörung.
2. Die Pflanzen bilden nichttoxische Vorstufen und ein spezifisch dazu passendes Enzymsystem, das sich in anderen Kompartimenten der Zelle oder in besonderen Zellen befindet. Erst wenn die Kompartimente sich durch Verletzung auflösen, kommen die Enzyme mit den Substanzen in Berührung und bilden die eigentlichen giftigen Abwehrstoffe. Beispiel: Alliin im Knoblauch.
3. Die Pflanzen bilden Schutzstoffe nur als Antwort auf eine Infektion. Ihre Bildung beschränkt sich auf den Ort der Infektion. Die Bildung wird durch besondere Signalsubstanzen (Elicitoren) ausgelöst.
Anpassungen an sekundäre Pflanzenstoffe.
Trotz der raffinierten und vielfältigen Verbindungen haben sich immer wieder bestimmte Tiere an sie angepasst o. eine Toleranz dagegen entwickelt. Solche Tiere werden als Nahrungsspezialisten bezeichnet. Sie können die Inhaltsstoffe mit der Nahrung aufnehmen und für sich selber nutzbar machen, neutralisieren o. schlicht wieder ausscheiden. Manche Tiere sind in der Lage, mittels Sequestration giftige Substanzen im eigenen Körper zu speichern, um sich ebenfalls auf diese Weise vor ihren Fressfeinden zu schützen. Ein interessantes Beispiel dafür ist Danaus plexippus (= Monarchfalter/=Wanderfalter), der Herzglykoside speichern kann. Diese Sekundärstoffe verursachen bei seinem Fressfeind, dem Blauhäher, Lähmungserscheinungen und Erbrechen. Schon nach kurzer Zeit lernen die Vögel, die auffällig gefärbten Schmetterlinge zu meiden.
Sekundäre Pflanzenstoffe werden im naturheilkundlichem Bereich auch als Phytamine (Phyto = griech. Pflanze) bezeichnet, da einige von ihnen als Teil der Ernährung gesundheitliche Vorteile bieten. Bis jetzt sind unter anderen folgenden Wirkungen bekannt:
Wirkung Stoffe
Senkung des Blutdrucks Reserpin in Rauwolfia serpentina, Polyphenole in Granatapfel
verhindert Thrombosen Sulfide in Knoblauch
Regulierung des Blutzuckerspiegels Phytin im Getreide
Förderung der Verdauung Polyphenole in Gewürzen
Bekämpfung von Bakterien Phenolsäuren in Früchten
Anregung des Immunsystems Polysaccharide
Entzündungshemmend Saponine in Hülsenfrüchten, Hafer und einigen Gemüsearten; Flavonoide in fast allen Pflanzen
Senkung des Cholesterins Phytosterine in fast allen Pflanzen, Saponine
Hemmung der Krebsentstehung z. B. Carotinoide in grünblättrigem Gemüse, Proteaseinhibitoren (in höherer Dosis giftig) in Kartoffeln, Nüssen, Getreide, Hülsenfrüchten; Granatapfel-Polyphenole wie Punicalagin, Ellagitannin, Crosmin, Gallussäure und Ellagsäure
antioxidativ Flavonoide, Liponsäure
hormonähnliche Wirkung Phytohormone, Phytoöstrogene.
Viele sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe sind für den Menschen giftig. Zu diesen natürlich vorkommenden Giftstoffen (Alkaloide). Manche dieser natürlichen Gifte kann man sich pharmakologisch zu Nutze machen wie das Gift der Tollkirsche Atropin, die Alkaloide des Schlafmohns (Morphin, Codein, Papaverin, Noscapin) o: die Diterpenoide aus Eibenarten (Taxol A = Paclitaxel).
Phytoncides are antimicrobial allelochemic volatile organic compounds derived from
plants. The word, which means "exterminated by the plant", was coined
in 1937 by
Dr. Boris P. Tokin, a Russian biochemist from
They are widely used in Russian, Ukrainian, Chinese and Japanese
medicine, holistic medicine, aromatherapy, and veterinary medicine.
In
[Samkelisiwe Nonduduzo
Mngadi]
https://openscholar.dut.ac.za/bitstream/10321/3386/1/MNGADISN_2018.pdf
CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW2.1 INTRODUCTION Plants
have always been
used historically for medicinal
purposes. Medicinal plants have been used
since ancient times and are
recorded in ancient books in Egypt,
Babylonia, China and India
(Long, 2011). The curative
nature of medicines derived from
plants has
been outstanding and it
continually assists modern medicine to set new grounds
for future medicine (Sumner, 2000). Ancient authors
had the drive to write and
present summarised information
on medicinal plants. Their
tireless work motivated a wider audience and the need for people to access indigenous medicinal plants (Barnes et al.,2006). Early
knowledge of medicinal
plants was very extensive
and was passed on from generation
to generation through verbalised conversations. Traditional
medicine was and still is
very useful and precise. The medicinal curative powers of the plants in traditional medicine were
ascertained through careful experiments
and observations (Sumner, 2000).
Many cultures, especially in Africa, still rely
solely on traditional medicine.
In most African countries, the
use of traditional medicine is
inspired by the ability of the medicine
to impact the physical and spiritual sphere in humans (Dugmore and van
Wyk,
2008). Ancient plants such
as deadly nightshade (Atropa belladonna)
are well documented in ancient
medical books as having the dual ability of treating both the
spiritual and physical spheres of a person (Rooney, 2009). Pioneers in the study of plant
medicine such as Socrates,
Paracelsus and Dioscorides
paved the way for modern
medicine through their vast understanding
of plant medicine and their
well-documented use of medicinal plants (Wink
and van Wyk,
2008). From that knowledge, other
authors were then able to further investigate medicinal plants in terms
of their origin,
pharmacology, history, toxicology,
mythology and the specific
medicinal use of the plant (Long, 2011).
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