Plante Phytoncides

Cine dintre noi nu a experimentat influența benefică a pădurii, a parcului, a grădinii, a câmpului - prietenii noștri de lungă durată și credincioși, numiți pe bună dreptate Împărăția vieții și a frumuseții.







Plantele nu numai ne aprovizionare cu alimente și energie, nu numai pentru a reface livrările de oxigen în atmosferă, ceea ce nu este nelimitată, ne vindeca dintr-o mare varietate de boli. Efectul vindecător al multor plante a fost, de asemenea, cunoscut de omul primitiv. Medicina tradițională se bazează pe utilizarea plantelor medicinale. Există o veche rusă "ceapă din șapte boli". În multe țări, răceli și acum adesea tratate prin inhalarea de plante aburit de casă, cum ar fi lavanda, coji de cartofi, coji de ovăz, și așa mai departe .. Multe observații empirice ale vindecatorilor populare sunt date acum o bază științifică. Medicamentul modern utilizează pe scară largă plantele pentru a produce o varietate de medicamente. Și totuși, nu toate proprietățile medicinale ale plantelor sunt încă deschise, multe dintre ele continuând să rămână secretele naturii vii.

La sfârșitul secolului al XX-lea, o descoperire importantă a fost făcută de profesorul Boris Petrovici Tokin. Cercetările sale au arătat că plantele eliberează substanțe care pot întârzia dezvoltarea și chiar ucid microorganismele care provoacă boli ale animalelor și plantelor. El a numit aceste substanțe de producție volatile (de la phyton greacă - plantă și tsedere Latină - ucide), și descris ca fiind „produs de plante bactericide, fungicide, substanțe protistatsidiye sunt unul dintre factorii sistemului imunitar și joacă un rol în relațiile organismului în ecosisteme.“

Deja în primele experimente sa constatat că fungi, bacterii și chiar broaște și șoareci au murit în atmosfera de ceapă tăiată. Dar moartea fiecăruia a venit în momente diferite și depindea de durata efectului descărcării, concentrarea și mulți alți factori. Phytoncidele volatile ale unui număr de plante care provoacă moartea broască în câteva minute nu au putut să ucidă niște ciliate chiar și pentru câteva ore. Astfel de diferențe de acțiune depind de măsura în care au fost suprimate cele mai importante procese ale activității vitale a unui organism.

Proeminent phytopathologist sovietic DD Verderevsky, mulți dintre cei care au studiat rolul producției volatile, a ajuns la concluzia că imunitatea plantelor ele sunt atât de importante ca Yala fagocitoza și animale. Chiar în cazul unei izolații mai puternice a acestor substanțe de către plantele lezate, se pune un înțeles biologic profund. Am spus deja că rănirii, deoarece deschide o poarta de acces pentru pătrunderea microorganismelor în țesutul plantelor, și intensitatea eliberării plantelor de producție volatile patogenii intercepteaza un alt pe zbor, creând împotriva lor prima linie de apărare. La urma urmei, în condiții naturale plantele sunt într-o oarecare măsură deteriorate continuu de vânt, ploaie, grindină, insecte, păsări etc.

Cu toate acestea, nu toate phytoncides sunt volatile, persistente și non-volatile. Acestea se concentrează în principal în capacele de plante și creează, ca atare, oa doua linie de apărare împotriva penetrării străinilor străini.

Toxicitatea plantelor asupra naturii este considerată ca o adaptare importantă la supraviețuirea lor, precum și alte reacții de protecție. Dar fitoncidele nu sunt doar otrăvuri, ci și medicamente. Nu este nimic despre faptul că cartea despre ele se numește "Rădăcini ale plantelor ...". Totul depinde de doză. Se știe că substanțele medicamentoase la concentrații ridicate pot deveni, de asemenea, otrăvuri. Chiar și în vremurile de medicina medievale, el a scris: „Totul este otravă și nimic nu este lipsit de toxicitate, doză unică face otravă numai vizibile.“ Astfel, alocarea cepei în concentrații mici nu numai că nu provoacă moartea microorganismelor, ci chiar stimulează creșterea lor. Deoarece diferite organisme diferă foarte mult în sensibilitatea lor la volatile, este ușor de înțeles că aceste substanțe au un rol important în ecosisteme, t. E. În comunitatea organismelor vii care locuiesc condițiile de viață omogene de teren a naturii și legate între ele prin anumite relații.

Deci, toate substanțele antibiotice ale plantelor sunt fitoncide. Cu toate acestea, ele sunt atât de diverse în ceea ce privește compoziția, proprietățile și locația, încât, din motive de ordin, ar trebui să fie sistematizate. Mulți cercetători au încercat în mod repetat să sistematizeze substanțele antibiotice ale plantelor superioare și până în prezent există mai multe clasificări care le separă în funcție de compoziția chimică, activitatea, mecanismul de acțiune și alte caracteristici. În scopul acestei cărți, probabil cea mai interesantă clasificare se bazează pe capacitatea acestor substanțe de a avea un efect protector împotriva fitopatogenilor. Pe aceste proprietăți ale antibioticelor Ipghem a construit sistemul său, care a împărțit toate substanțele antibiotice ale plantelor superioare în 4 grupe:

1) inhibitori constituționali conținute în țesuturile intacte (ne deteriorate) din plante în cantități suficiente pentru a suprima creșterea patogenului;

2) inhibitori semiconstituienți care sunt conținute în țesuturile intacte în cantități insuficiente pentru a inhiba agenții patogeni, dar se acumulează în ele ca răspuns la deteriorarea concentrațiilor toxice;

3) antibiotice semi-induse care sunt absente în țesuturile de plante intacte, dar apar în ele ca răspuns la leziunile rezultate din dezintegrarea compușilor netoxici sau cu un grad scăzut de toxicitate mai complexe;

4) indusă de antibiotice, nimic, dar originea nu este diferită de substanța treilea grup: ele sunt aceleași ca și grupul anterior, sunt absente în țesuturile vegetale intacte, apare ca răspuns la infecție, dar studiile nu sunt necesare pentru hidrolizarea substanțe complexe, ci dimpotrivă, Sinteza substanțelor antibiotice din cele mai simple (inclusiv fitoalexinele).

Cu toate acestea, este un lucru de a păstra țesutul în concentrații care sunt toxice pentru parazit, și altul este de a proteja plantele de ea. Pentru substanțele toxice proteja țesutul vegetal dintr-un anumit fitopatogen, acesta trebuie să fie în locul potrivit, la momentul potrivit, în dreptul de concentrare (toxic) în plantele de celule-gazdă. Dovediți că în fiecare caz este așa, foarte dificil. întrebare deosebit de complexă localizarea spațială a substanțelor antibiotice într-o celulă sau spațiile intercelulare ale plantei, ca metode de determinare a amplasării antibioticelor în celula încă puțin dezvoltate. Deoarece, de regulă, ele nu au un efect selectiv, acesta va avea un efect toxic nu numai asupra penetrarea agentului patogen, dar, de asemenea, în celule de plante, care conțin. In virtutea acestui prezent în celulele antibiotice sunt, de obicei izolate din organite celulare (mitocondrii, ribozomi, etc.). N concentrate în anumite structuri celulare, de multe ori în vacuole sale în care membrana de segregată (tonoplast) din citoplasmă celulei și, prin urmare, nu poate afecta metabolismul celular. Pentru a avea o substanță toxică pentru a pătrunde în celula de parazit, structura acestuia trebuie să fie rupte, prin care doar și poate avea loc cu substanțe antibiotice de contact pătrunsă patogen. Acest lucru se datorează faptului că are loc la o leziune necrotrophic paraziții de țesuturi de plante, care, înainte de a intra in celula si omoara-l cu secreții toxice și, prin urmare, încalcă structura sa.







Un alt lucru este parazitul biotrofic, care nu ucide (în nici un caz, în primele etape ale parazitismului) celulele de plante și, prin urmare, nu le încalcă integritatea. Astfel, inhibitorii conținute în celule continuă să fie în mod corespunzător separați spațial de acesta și, prin urmare, nu pot dăuna agentului patogen. Desigur, înțelegem interacțiunea unui biotrof cu o plantă gazdă sensibilă la aceasta sau o interacțiune compatibilă. Dar cu incompatibilitate totul se întâmplă exact opusul. Reacția la microunde, care, după cum probabil vă aduceți aminte, subliniază rezistența plantelor la hrănirea biologică a paraziților, poate fi proiectată pentru a încălca integritatea acelor recipiente în care sunt depozitate otrăvurile. Astfel, dacă strategia de patogenitate a biotrofului este de a păstra integritatea celulei vegetale, atunci strategia de apărare împotriva ei, dimpotrivă, constă în încălcarea ei.

Deci, care sunt substanțele antibiotice ale plantelor superioare? Acestea sunt reprezentate de o gamă largă de compuși cu conținut scăzut de molecule aparținând diferitelor grupe chimice. De regulă, acestea sunt substanțe de origine secundară, natura cărora este determinată de afilierea sistematică a plantelor care le produc.

Se știe că substanțele principale sunt compuși care apar în fiecare celulă vie, care sunt intens convertiți în metabolismul principal. Acestea sunt în principal carbohidrați, proteine, lipide și acizi nucleici. Dar împreună cu ele există, de asemenea, substanțe omniprezente rare, ne-răspândite, care se formează în procesele metabolice secundare și nu contează fie ca surse de energie, fie ca substanțe de rezervă. Există mii de astfel de substanțe secundare în plante, ele sunt mai puțin frecvente la animale. De regulă, în plante se formează din produse primare care apar în procesul de fotosinteză.

Compușii albați și aromatici, chinonele, substanțele heterociclice, glicozidele aparțin antibioticelor din plante. Acestea includ compuși terpenoizi. multe dintre ele fiind volatile, și anume ele creează un nor fitoncicidal în jurul speciilor de conifere, protejând lemnul de ciupercile care distrug lemnul. Anumiți compuși terpenoizi fac, de asemenea, parte din ceara cuticulară pe suprafața frunzelor și a fructelor. Un grup mare de antibiotice din plante este reprezentat de diferite glicozide, ale căror molecule constau dintr-un rest de zahăr conectat la o substanță de natură non-carbohidrat numită aglicon. Ca aglicon, pot acționa fenoli, alcooli, compuși heterociclici și alte substanțe.

Aglicon glicozidele sunt adesea foarte toxice, nu numai pentru agentul patogen, ci și pentru celula vie în care sunt găsite. Prin urmare, glicozidele și enzimele care le despart (glicozidazele) se găsesc în diferite părți ale celulei: glicozide în vacuol și glicozidaze din citoplasmă. Când integritatea celulei este deteriorată, enzimele și substraturile lor vin în contact, ducând la eliberarea de aglycons extrem de toxice.

Glicozidele terapeutice conțin tri-terpene și compuși steroizi în calitatea agliconilor. Acestea includ multe saponine și glicoalcoide (cele din urmă se găsesc în plante din familiile de Solanaceae și Liliaceae). Acești compuși, în special agliconii lor, perturba proprietățile membranelor celulare.

Glicozidele cianogene constatate în cel puțin 200 de specii de plante conțin cianogenul ca aglicon, care se acumulează în celule după ruperea legăturii glicozidice și eliberarea agliconei. Deoarece cianogenul este o otravă respiratorie, agenții patogeni rezistenți la aceste otrăvuri au abilitatea de a-și schimba respirația într-o cale alternativă deturmă, care este insensibilă la cyan.

Cel mai mare grup constă din glicozide fenolice, ale căror aglicone sunt compuși fenolici. Acestea din urmă joacă, în general, un rol extrem de important în rezistența plantelor la fitopatogeni, în special pe baza răspunsului la microunde. Fenolii au fost primele antibiotice, prezența cărora cercetătorii au încercat să explice rezistența plantelor la boli. Numeroase lucrări sunt dedicate lor. Chiar și ipoteza fenologică a sustenabilității (1929) a fost propusă, care este acum mai mult de un interes istoric.

Compușii fenolici sunt întotdeauna prezenți în țesuturile plantelor sănătoase. Cantitatea lor crește, de obicei, puternic în țesuturile deteriorate (infectate, rănite mecanic, iradiate cu raze UV ​​sau expuse la orice agent chimic). Mulți compuși fenolici, absenți în plante, apar din nou în ele, fie datorită descompunerii glicozidelor, fie ca rezultat al formării de la precursori simpli. Astfel, compușii fenolici sunt prezenți în toate cele 4 grupe de antibiotice conform clasificării Inghem.

O proprietate distinctă a compușilor fenolici este capacitatea lor de a se oxida cu enzime numite polifenol oxidază, a căror activitate crește, de asemenea, puternic ca răspuns la deteriorarea țesutului vegetal. Primul produs care rezultă din oxidarea polifenolilor este chinonele, substanțele foarte toxice, foarte reactive, având, prin urmare, o durată de viață scurtă, care apoi polimerizează rapid.

Componentele fenolice dintr-o celulă vegetală sănătoasă sunt în vacuol, în timp ce polifenol oxidazele se află în citoplasmă.

Cu alte cuvinte, substraturile și enzimele de transformare din celulă sunt separate spațial și prin urmare oxidarea lor, dacă apare, apoi în cantități limitate. Acesta din urmă este controlat de permeabilitatea tonoplastei - membrana care înconjoară vacuolul. În plus, procesele de oxidare din celule sunt compensate prin procesele de reducere și, prin urmare, produsele de oxidare a fenolului nu se acumulează.

La cei decedați sau pe moarte ca urmare a reacției celulei cu microunde, permeabilitatea membranelor este întreruptă și apoi distruse complet. Ca urmare, fenolii sunt necontrolați și oxidați ireversibil de polifenol oxidazele, formând eventual melanine, prezența cărora explică în principal culoarea întunecată a celulelor necrotice.

Proprietățile protectoare ale compușilor fenolici sunt variate. Fenolii conținute în țesuturile vegetale intacte nu sunt, de obicei, suficient de toxice pentru a inhiba dezvoltarea paraziților. Un alt lucru îl reprezintă produsele formate în timpul oxidării lor, în special chinonele. Se știe că cu cât este mai mare capacitatea de a oxida un compus fenolic, cu atât este mai mare toxicitatea acestuia în ceea ce privește agenții patogeni. Cu toate acestea, timpul de existență a chinonei este atât de mic încât este puțin probabil ca efectul lor direct asupra parazitului. Întrucât compușii fenolici sunt în continuare oxidați și polimerizați, toxicitatea lor scade de obicei.

Chiar și fără a acționa direct agentul patogen în sine, compușii fenolici, în special formele lor oxidate, au o influență semnificativă asupra proceselor de patogeneză. În primul rând, aceasta este inactivarea exoenzimelor parazitare, în primul rând pectolitice, prin care paraziți perforau peretele celular al plantelor. Am menționat deja că derivații oxidați ai fenolilor reacționează cu sulfhidrilul, precum și grupările amino și imino ale proteinelor, ceea ce explică într-o mare măsură efectele inactivative ale acestora asupra enzimelor. Aceleași proprietăți ale compușilor fenolici stau la baza abilității lor de a dezorganiza structurile membranei, precum și de a întrerupe procesele de creștere a plantelor. Sa spus mai sus că compușii fenolici condensează lignina, care protejează membranele celulare împotriva distrugerii.

Microorganismele parazitare, care, datorită factorului de înmulțire ridicat, au capacități de adaptare largi, se adaptează, de obicei, cu ușurință la antibioticul plantei gazdă. Ca regulă, grupurile antibiotice I, II și parțial III protejează plantele de infecție cu agenți patogeni specifici. În timpul co-evoluției cu gazda lor, acești paraziți au dobândit capacitatea fie de a transforma și detoxifia astfel de inhibitori, fie de a dezvolta toleranță pentru ei. Cu toate acestea, antibioticele acestor grupuri joacă un rol foarte important în mecanismul fitoimunității speciilor nespecifice.

Adaptarea paraziților la antibioticele din grupa IV, fitoalexinele, este mult mai complicată, deoarece acestea sunt absente în țesutul plantelor sănătoase și apar numai ca răspuns la infecție. Pentru aceste antibiotice, rolul principal în protejarea plantelor de la fitopatogeni aparține.

Distribuiți un link cu prietenii







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: