Sekundarni biljni metaboliti kao alternativa antibioticima
Biljno carstvo bogata je riznica spojeva začuđujuće dobrog antimikrobnog djelovanja, gdje su pojedine uloge
već stoljećima poznate
U neizostavne molekule metabolizma svih živih organizama na Zemlji ubrajaju se ugljikohidrati, bjelančevine, masti i nukleinske kiseline. Ove životno važne molekule, smatraju se proizvodima primarnog metabolizma i kao takve objedinjene su imenom primarni metaboliti. Usprkos golemoj različitosti organizama, putevi sinteze ovih spojeva su, uz neke vrlo male varijacije, posvuda identični. Procesi primarnog metabolizma predstavljaju osnovne jedinice žive tvari, ono bez čega bi život bio nezamisliv.
S druge strane, postoji i područje metaboličkih procesa koje se odnosi na sintezu spojeva čija je prisutnost u prirodi bitno više ograničena i upitna. Takvi spojevi nazivaju se sekundarni metaboliti. Nalaze se samo u pojedinim organizmima i kao takvi pripadaju posebnim grupacijama kemijskih spojeva, a njihova sinteza događa se pod specifičnim uvjetima. U velikom broju slučajeva njihova uloga i doprinos biljnom organizmu nije sasvim razjašnjena. Ipak, neki među njima su nedvojbeno proizvedeni zbog jednostavnih i logičkih razloga kao što je privlačenje kukaca-oprašivača, obrana od raznih biotskih štetnika ili kao agensi boje.
Proizvodi sekundarnog biljnog metabolizma danas predstavljaju izuzetno važan izvor farmakološki cijenjenih spojeva. Pojava sve otpornijih bakterijskih vrsta, koja je zasigurno dijelom i posljedica prevelike konzumacije sintetskih antibiotika te posljedičnih mutacija mikrooganizama, postala je sve veća prijetnja učinkovitoj borbi protiv patogena. Čini se da se povećava broj zaraznih oboljenja za koja još nije pronađena odgovarajuća terapija. Bakterije su vrlo inteligentni i vrlo prilagodljivi oblici života pa borba s njima nije nimalo lagan zadatak.
Značaj za farmaceutsku i prehrambenu industriju
Sekundarni metabolički putevi su kod biljaka izuzetno složeni. Najčešće objedinjuju više različitih mehanizama koji se međusobno isprepleću. Enzimi uključeni u ove mehanizme uglavnom su pod utjecajem okolnih čimbenika. Putevi regulacije ovih enzima danas predstavljaju fascinantno područje znanstvenih istraživanja budući su mnogi produkti sekundarnog biljnog metabolizma od vrlo velike važnosti, osobito za farmaceutsku i prehrambenu industriju.
Po kemijskoj podjeli u sekundarne biljne metabolite ubrajaju se organske kiseline (alifatske, aromatske i heteroaromatske), fenolni spojevi (fenolni glikozidi, fenolne kiseline, lignani, kumarini, hormoni, ksantoni, hinoni i tanini), terpeni (monoterpeni, seskviterpeni, diterpeni, triterpeni, giberelini, karotenoidi, politerpeni), iridoidi, hlapiva ulja, steroidni spojevi, saponini, alkaloidi, spojevi koji sadrže sumpor i druge skupine sekundarnih biomolekula.
Unutar spomenutih skupina izdvajaju se neki spojevi čije je antibiotsko djelovanje na mnoge vrste mikroorganizama već potvrđeno tijekom mnogih znanstvenih istraživanja. Tako su npr. karvakrol i timol, predstavnici fenolne grupe sekundarnih biljnih metabolita i glavni sastojci eteričnih ulja mnogih aromatskih biljaka (timijan, origano, majčina dušica, bazilico, ...), prepoznati kao spojevi izuzetno dobrog antimikrobnog djelovanja. Mnogi spojevi iz kompleksne grupe flavonoida, npr. poput kvercetina kojim je osobito bogat crveni luk, odlikuju se dobrim antimikrobnim djelovanjem. Također, katehini kojih ima u čaju sve su više predmet istraživanja zbog svog korisnog djelovanja na zdravlje čovjeka i sposobnosti uništavanja velikog broja mikroorganizama.
Spomenuti spojevi samo su neki u mnoštvu spojeva sekundarnog biljnog metabolizma kojih se broj svakodnevno povećava zahvaljujući učestalim znanstvenim istraživanjima.
Antimikrobna svojstva testiranih začina na sve vrste patogenih bakterija u hrani (testirani su bilo začini bilo njihovi pojedini spojevi izraženog antimikrobnog djelovanja).
Iz bogate riznice izdvajamo...
Biljno carstvo bogata je riznica spojeva začuđujuće dobrog antimikrobnog djelovanja. U tom je carstvu uloga pojedinih biljnih vrsta već stoljećima poznata (začini, ljekovito i aromatsko bilje), ali znanost svejedno svakodnevno traga za novim i boljim prirodnim alternativama antibioticima.
Proizvodi sekundarnog biljnog metabolizma vrlo su djelotvorni protiv raznih mikroorganizama i njihovih toksina, kao i protiv velikog broja patogena iz hrane (Clostridium, Escherichia, Listeria, Salmonella, Shigella, Vibrio).
Lista biljnih kultura koje se već niz godina koriste u alternativnoj medicini i koje su bogata riznica spojeva s izraženim antimikrobnim djelovanjem vrlo je duga pa ćemo spomenuti samo neke od njih:
Bijeli luk (Allium sativum) se već tisućama godina koristi u narodnoj medicini zbog njegovog utjecaja na povećanje imunoloških potencijala organizma. Ne posjeduje samo antibakterijsko, već i antivirusno, antiseptičko i antispazmodičko djelovanje. Bogat je spojevima s izraženim antibiotskim djelovanjem. Aktivan je i protiv gram-pozitivnih kao i gram-negativnih bakterija, uključujući Shigella dysenteriae, Staphyloccocus aureus, Pseudomonas albicans, Echerichia coli, Streptococcus spp., Proteus mirabilis, Bacillus antraxis. Dobar je i u prevenciji od herpes simplexa, gripe B, HIV-a te u zaštiti od patogena iz hrane poput Shiegella, E. coli, Salmonella.
Kadulja (Salvia officinalis) je u stara vremena služila za jačanje i pročišćavanje uma. Poznato je da spojevi prisutni u ovoj ljekovitoj biljci sprječavaju razgradnju acetilkolina. Kadulja je bogata spojevima antibiotskog djelovanja i imunološkim stimulansima. Njeno antibakterijsko i antiseptičko djelovanje izraženo je protiv Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Echerichia coli, Candida albicans, Klebseiella pneumoniae, Salmonella spp. Echinacea, biljka poznata kao dobar pročišćivač krvi i djelotvornog djelovanja na kožu, dobra je alternativa antibioticima. Aktivni sastojci su polisaharidi koji potiču aktivnost makrofaga.
Ekstrakt lišća masline (Olea europea) također se navodi kao izuzetno dobra alternativa antibioticima. Aktivna tvar prisutna u plodu i lišću masline, gorki glukozid oleuropein, djelotvoran je protiv cijelog spektra patogenih mikroorganizama. Ulje čajevca poznato je kao dobar baktericid koji ubija veliki broj mikroorganizama. Ulje je bogato spojevima iz grupe terpenoida koji su osobito dobri protiv bakterija i gljivica.
Gospina trava (Hypericum perforatum) također je bogata brojnim spojevima koji imaju dokazano biološko djelovanje (naftodijantroni, hipericin, pseudohipericin, flavonoidni spojevi kao što su kvercetin, kvercitin, hiperin, hiperforin). Između ovih spojeva dokazan je sinergizam.
Suvremena znanstvena istraživanja na području fitokemije nastoje ne samo odrediti puteve sinteze ovih izuzetno složenih spojeva, već i identificirati nove potencijalne "prirodne antibiotike". Ipak, ne treba ni zanemariti neka razmišljanja koja naglašavaju najveću moguću djelotvornost ovakvih spojeva isključivo u sastavu cjelokupnog biljnog materijala i, u prevelikim dozama, njihovu potencijalnu toksičnost za ljudski organizam.
|
