Teisene ainevahetus

Esmase metabolismi kohta puuduvad teaduslikud faktid, kuid see on see Teisene ainevahetus endiselt suures osas uurimata. See kirjeldab kõiki ainevahetusi, mis ei toeta otseselt elu. Piir primaarse ja sekundaarse metabolismi vahel on sageli hägune. See on eriti oluline taimemaailmas, kuid on asjakohane ka loomade ja inimeste jaoks. Selles osas on see endiselt suures osas uurimata, mistõttu kirjeldab see artikkel selle olulisust taimede näitel.

Mis on sekundaarne metabolism?

Esmane metabolism hõlmab kõiki protsesse, mis tagavad organismi elutähtsa funktsiooni. Esmane metabolism sünteesib elutähtsaid aineid nagu aminohapped, rasvad ja suhkur ning on peaaegu kõigis elusas olekus sama.

Teisese metabolismi komponendid on näiteks lõhnaained, millega lillade, maikellukeste või rooside õied meelitavad tolmeldajaid või värvaineid, mis annavad puuviljadele värvi või näitavad nende küpsusastet.

Teisene metabolism hõlmab kõiki keemilisi ühendeid, mida taimed ise toodevad. Need on sekundaarsed taimsed ained, tuntud ka kui bioaktiivsed ained või antioksüdandid. Praeguseks on teada umbes 200 000 sellist ainet, kuid pole veel piisavalt uuritud.

Sekundaarsed ained on sageli taime kõige märgatavamad omadused, kuid need pole taime kasvamiseks ja arenguks tarvilikud. Sekundaarsed ained on individuaalsed ja neid leidub sageli ainult teatud tüüpi taimes. Näiteks pipra "segajaid" leidub ainult troopilistes pipraliikides ja morfiini tuntakse ainult oopiumimooni teisese ainena.

Inimesed on juba pikka aega teadnud paljude taimede tervendavat või mürgist mõju ja kasutavad kogemuste põhjal neid paljude haiguste raviks. Kuidas ja miks mõned suudavad teatud taimi tervendada ja teisi omakorda tappa, oli kuni eelmise sajandi esimese pooleni suuresti teadmata. Lõpuks tegelesid keemikud ka erinevate taimekomponentidega. 1806. aastal eraldas Paderborni apteeker Friedrich Wilhelm Sertürner esimesena morfiini oopiumist.

Alles biosünteesi uurimise alguses pärast Teist maailmasõda kasvasid teadmised selle kohta, millist rolli mängib sekundaarne metabolism taimede evolutsioonis. Seoses sellega tagab sekundaarne metabolism ka organismide ellujäämise, ehkki mitte nii kiiresti kui kiire metabolism.

Funktsioon ja ülesanne

Täna nõustub teadus, et ilma sekundaarse ainevahetuseta poleks taimede ellujäämist. Iga taim töötab oma ellujäämisstrateegia välja keemiliste ainete abil. Kiskjate vastu võideldakse neid peletades, takistades neid söömast või tarvitades mürke. Mikroobide leviku tõkestamiseks kasutatakse antibakteriaalseid või fungitoksilisi aineid. Kõik need ained on tekkinud evolutsiooni käigus, on pidevalt kohanenud muutuvate keskkonnatingimustega ja mõnikord ka negatiivsest positiivseks. Näiteks taim, mille toksilisest barjäärist on putukas üle saanud, võib saada selle eelistatavaks söödakultuuritaimeks või toimida ka munemistaimena, mille kaudu see kujuneb elus eriliseks nišiks.

Paljud uuringud on näidanud, et spetsiaalsetes taimerakutüüpides toodetud sekundaarsed metaboliidid mõjutavad suurt hulka metaboolseid protsesse inimestel. Need ei kuulu oluliste toitainete hulka, kuid väidetavalt on neil mitmesuguseid tervist edendavaid mõjusid. Eelkõige sel põhjusel on Saksamaa selts ja kõik tervisekindlustused juba aastaid soovitanud köögiviljade ja puuviljade, kaunviljade ja pähklite ning täisteratoodete tarbimist heldelt. Köögiviljade ja puuviljade koostisosad on meile, inimestele, olulised, kuna need kaitsevad vabade radikaalide eest koos oma sekundaarsete taimsete koostisosade, antioksüdantidega.

Siiani on uurimistöö keskendunud umbes 30-le taimele, mida tarbitakse peamiselt kogu maailmas, ja nende sekundaarsetele fütotoitainetele. Iga taim sisaldab piiratud, kuid palju erinevaid aineid, näiteks õunad 200–300 ja tomatid 300–350 ainega. Võrreldes puuviljadega sisaldavad köögiviljad nii rohkem vitamiine kui ka fütokemikaale. Eriti kõrge on kontsentratsioon koores või tuumades.

Haigused ja tervisehäired

Kui inimesed võtavad sisse liiga vähe taimede sekundaarseid ainevahetusprodukte, võivad tekkida defitsiidi sümptomid. Ainetel on selles osas ennetav toime. Olemasolevate probleemide korral võib sekundaarsete ainevahetusproduktide imendumine leevendada sümptomeid ja haigusi.

Polüfenoolide tuntud alarühm on antotsüaniinid. Neid leidub peamiselt sinise, lilla, punase või sinimustvalge puu- ja köögiviljas. Neid leidub paljudes tumesinistes või punastes kirsides ja marjades, baklažaanides, punases sibul ja ka punases kapsas. Antotsüaniinid kaitsevad eriti otsese päikesevalguse eest. Antotsüaniine peetakse eriti tõhusateks antioksüdantideks. Näiteks kaitsevad nad meie rakke põletiku ja degeneratsiooni (vähk) eest.

Astaksantiini peetakse eriti tõhusaks antioksüdandiks. See kuulub karotiidide rühma ja annab näiteks tomatitele ja porganditele nende punase värvuse. Meie inimeste jaoks on astaksantiin oluline jõuallikana ning naha, liigeste ja eriti silmade (makula) kaitsmiseks vabade radikaalide eest.

Viinamarjaseemned sisaldavad OPC (oligomeersed protsüanidiinid) resveratooli ja kvertsetiini. Kõik kolm kuuluvad samuti polüfenoolide hulka. OPC on vaieldamatult kõige tugevam teadaolev antioksüdant. Naha osas peetakse OPC-d vananemisvastaseks imeravimiks, see võib vähendada kortsude teket ja kiirendada haavade paranemist. See kaitseb südant, veresooni ja silmi. Resveratool ja kvertsetiin aitavad võidelda ka vähiga - need võivad alandada vererõhku ja reguleerida kolesterooli taset.

Granaatõuna on alati peetud viljakuse usuliseks sümboliks. Tänapäeval pakub see konkreetne vili suurt teaduslikku huvi. Oma erilise biokeemilise koostisega peetakse granaatõuna kõige tuntumaks antioksüdantide allikaks. Selles pole mitte ainult eriti kõrge C-vitamiini, kaaliumi ja B5-vitamiini (pantoteenhape) kontsentratsioon, vaid see sisaldab ka palju polüfenoole ja tanniine, mis kaitsevad haiguste eest. Selle positiivset mõju protasta ja rinnavähile uuritakse praegu intensiivselt.

Fütoöstrogeenide hulka kuuluvad lignaanid (linaseemne komponendid). Neile omistatakse ka vähki pärssiv toime.