Os metabólitos secundários são os compostos fisiologicamente ativos mais importantes no mundo vegetal. Seu número, estudado pela ciência, aumenta a cada ano. No momento, cerca de 15% de todas as espécies de plantas foram estudadas quanto à presença dessas substâncias. Eles também possuem alta atividade biológica em relação ao corpo de animais e humanos, o que determina seu potencial como fármacos.
O que são metabólitos secundários?
Uma característica distintiva de todos os organismos vivos é que eles têm metabolismo - metabolismo. É um conjunto de reações químicas que produzem metabólitos primários e secundários.
A diferença entre eles é que os primeiros são característicos de todas as criaturas (a síntese de proteínas, ácidos aminocarboxílicos e nucléicos, carboidratos, purinas, vitaminas), enquanto os últimos são característicos de certos tipos de organismos e não participam no processo de crescimento e reprodução. No entanto, eles também executam certas funções.
No mundo animal, os compostos secundários raramente são produzidos, mais frequentemente eles entramcorpo juntamente com alimentos vegetais. Essas substâncias são sintetizadas principalmente em plantas, fungos, esponjas e bactérias unicelulares.
Recursos e Recursos
Em bioquímica, distinguem-se os seguintes sinais principais de metabólitos secundários de plantas:
- alta atividade biológica;
- pequeno peso molecular (2-3 kDa);
- produção a partir de uma pequena quantidade de substâncias iniciais (5-6 aminoácidos para 7 alcalóides);
- síntese é inerente a cada espécie de planta;
- formação em estágios posteriores de desenvolvimento de um organismo vivo.
Qualquer um desses recursos é opcional. Assim, metabólitos fenólicos secundários são produzidos em todas as espécies vegetais, e a borracha natural possui alto peso molecular. A produção de metabólitos secundários em plantas ocorre apenas com base em proteínas, lipídios e carboidratos sob a influência de várias enzimas. Tais compostos não têm seu próprio caminho para a síntese.
Eles também possuem as seguintes características:
- presença em diferentes partes da planta;
- distribuição desigual nos tecidos;
-
localização em determinados compartimentos da célula para neutralizar a atividade biológica de metabólitos secundários;
- presença de uma estrutura básica (na maioria das vezes, grupos hidroxila, metila, metoxila atuam como seu papel), com base na qual outras variantes de compostos são formadas;
- diferentes tipos de mudanças de estrutura;
- a capacidade de alternar para um formulário inativo de "reserva";
- f alta de participação direta no metabolismo.
O metabolismo secundário é muitas vezes visto como a capacidade de um organismo vivo de interagir com suas próprias enzimas e material genético. O principal processo, como resultado do qual os compostos secundários são formados, é a dissimilação (decomposição dos produtos da síntese primária). Isso libera uma certa quantidade de energia, que está envolvida na produção de compostos secundários.
Funções
Inicialmente, essas substâncias eram consideradas resíduos desnecessários de organismos vivos. Está agora estabelecido que eles desempenham um papel nos processos metabólicos:
- fenóis - participação na fotossíntese, respiração, transferência de elétrons, produção de fitohormônios, desenvolvimento do sistema radicular; atração de insetos polinizadores, ação antimicrobiana; coloração de partes individuais da planta;
- taninos - desenvolvimento de resistência a doenças fúngicas;
- carotenoides - participação na fotossíntese, proteção contra a fotooxidação;
- alcalóides - regulação do crescimento;
- isoprenoids - proteção contra insetos, bactérias, animais;
- esteróis – regulação da permeabilidade da membrana celular.
A principal função dos compostos secundários nas plantas é ecológica: proteção contra pragas, microrganismos patogênicos,adaptação às condições externas. Como os fatores ambientais diferem significativamente para diferentes tipos de flora, o espectro desses compostos é quase ilimitado.
Classificações
Existem várias classificações fundamentalmente diferentes de metabólitos secundários:
- Trivial. As substâncias são divididas em grupos de acordo com suas propriedades específicas (as saponinas formam espuma, os bitters têm sabor apropriado etc.).
- Química. Com base nas características da estrutura química dos compostos. Atualmente é o mais comum. A desvantagem desta classificação é que as substâncias do mesmo grupo podem diferir no método de produção e nas propriedades.
- Bioquímico. À frente deste tipo de sistematização está o método de biossíntese. É a mais fundamentada cientificamente, mas devido ao desconhecimento da bioquímica vegetal, o uso desta classificação é limitado.
- Funcional. Baseia-se em certas funções de substâncias em um organismo vivo. O mesmo grupo pode conter metabólitos secundários com diferentes estruturas químicas.
A complexidade da classificação está no fato de que cada grupo de metabólitos secundários está intimamente relacionado aos demais. Assim, bitters (uma classe de terpenos) são glicosídeos e carotenóides (derivados de tetraterpenos) são vitaminas.
Grupos Principais
Os seguintes tipos de substâncias são classificados como metabólitos secundários de células vegetais:
- alcalóides (piridina,imidazol, purina, betalaínas, glicoalcalóides, protoalcalóides e outros);
- derivados de antraceno (derivados de crizacina, antrona, alizarina e outros compostos);
- fitoesteroides (com anolídeos);
- glicosídeos (monosídeos, biosídeos e oligosídeos, glicosídeos cianogênicos e tioglicosídeos);
- isoprenóides (terpenos e seus derivados - terpenóides e esteróides);
- compostos fenólicos e outros.
Muitas dessas substâncias têm propriedades únicas. Assim, os alcalóides curare são o veneno mais forte, e alguns grupos de glicosídeos têm um efeito terapêutico pronunciado e são usados para fazer medicamentos usados no tratamento da insuficiência cardíaca.
Aplicativo
Os metabólitos secundários têm um efeito ativo nos órgãos e sistemas de humanos e animais, por isso são amplamente utilizados em farmacologia e medicina veterinária, são usados como intensificadores de sabor e aroma em produtos alimentícios. Algumas plantas que acumulam essas substâncias em quantidades significativas são utilizadas como matéria-prima na produção de materiais técnicos.
No exterior, em países com indústria química desenvolvida, cerca de um quarto de todos os compostos usados em farmácia são de origem vegetal. O valioso efeito terapêutico dos metabólitos secundários está associado às suas propriedades como:
- ampla gama de ação;
- efeitos colaterais mínimos mesmo comrecepção;
- efeito complexo no corpo;
- alta eficiência.
Como esses compostos ainda são pouco compreendidos, suas pesquisas futuras podem levar à criação de produtos farmacêuticos fundamentalmente novos.
