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,

            * Pheromonen

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.

 

Gallen?

 

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 Leningrad University. He found that some plants give off very active substances which prevent them from rotting or being eaten by some insects and animals. Various spices, onion, garlic, tea tree, oak and pine trees, and many other plants give off phytoncides. Oak contains a substance called greenery alcohol; garlic contains allicin and diallyl disulfide; and pine contains alpha-pinene, carene, myrcene and other terpenes. More than 5000 volatile substances defend the surrounding plants from bacteria, fungi and insects. Phytoncides work by preventing the growth of the attacking organism.

They are widely used in Russian, Ukrainian, Chinese and Japanese medicine, holistic medicine, aromatherapy, and veterinary medicine.

In Taiwan, South Korea and Japan, people commonly engage in so-called forest bathing to breathe in phytoncides emitted by plant and trees, in order to improve their health.

 

 

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