Kemijski spojevi biljaka – PLANTAGEA

Karotenoidi

PG — Fri, 28 Jun 2019 07:23:22 +0000

1831. godine njemački kemičar Wackenroder pigmentu iz mrkve nadjenuo je ime mrkve same – karoten. Kemičari su kroz desetljeća otkrili cijelu obitelj spojeva i nazvali je – karotenoidi, po naški rekli bi mrkvoidi. Karotenoidi su velike molekule, gradivni blokovi od 5 ugljikovih atoma povezat će se u poveliko „čudovište“ od 40 atoma. Već u osnovnoj školi smo povezali mrkvu i oči, nesvjesni koliko je priča kompleksnija i ljepša.

Čemu služe karotenoidi u biljci? Imaju niz funkcija, mogu dati karakterističnu boju i time odigrati komunikacijsku ulogu. Dopada vam se boja cvijeta nevena? Zahvalite karotenoidima. Njihova uloga je ipak molekularno profinjenija. U svojoj strukturi sadrže niz dvostrukih veza. Kroz te dvostruke veze vole „plivati“ elektroni. Tako se s više energije mogu prenijeti na nižu, ali će karotenoidi u biljci i „hvatati“ opasne, reaktivne molekule kisika i time štiti biljku. Iz njih mogu nastati molekule koje u biljci služe za komunikaciju među stanicama, ali i mirisne molekule. Predivni miris ruže u svom sastavu sadrži i damascenone, mirisne tvari koje nastaju baš iz karotenoida.

Što su nas učili u školi? Iz mrkve će tijelo stvoriti vitamin A. Učili su nas dobro. Beta karoten je jedan od karotenoida iz kojih tijelo može stvoriti vitamin A. On nije jedina molekula, vitamin A može nastati i iz alfa karotena, gama karotena i beta kriptoksantina. U crijevima imamo poseban enzim, naziva se 15, 15′ dioksigenaza. On će pocijepati veliku molekulu na dva dijela i ovisno o tipu karotenoida, u tom procesu nastat će dvije ili jedna molekula vitamina A. Taj proces ima drugu finoću – on je reguliran. Ako organizam osjeti da imamo dovoljno ili previše vitamina A, „ugasit“ će taj enzim i mi jednostavno nećemo stvarati vitamin A. I dok je moguće doslovce se predozirati vitaminom A kao suplementom, vrlo je teško predozirati se namirnicama bogatim karotenima jer ćemo jednostavno zaustaviti enzim koji ga stvara iz hrane. Vrlo bizarni slučaj trovanja beta karotenom iz mrkve opisan je kod žene koja je svoj tumor pokušala izliječiti sokom od mrkve u ogromnim količinama. Zbog karotena joj je stradala jetra i umrla je, no te kilogramske količine nitko ne bi unosio u organizam u normalnim okolnostima.

Vitamin A je jedan od prvih prepoznatih vitamina i dešifriranje njegove strukture od otkrića trajalo je više od 100 godina. Put njegovog traganja vodi, na žalost, od gladne djece u Francuskoj u XIX. stoljeću gdje su liječnici uočili teške promjene na koži i očima u pothranjene djece. Puno godina kasnije, povezat će se nedostatak vitamina A s tom pričom. Vitamin A je ozbiljan hormon i njegovi razni oblici imaju niz receptora u skoro svim stanicama tijela. Gotovo ne postoji fiziološki proces gdje ne sudjeluje, no važno je znati bitnu činjenicu. Mi našem tijelu trebamo samo dati dovoljno hranom. Tijelo će samo odlučiti što će napraviti s njim. Korištenje vitamina A kao lijeka je moguće ali tada je to pod liječničkim nadzorom i nije bez nuspojava. Tijelo to u fiziološkim procesima održavanja adaptivne ravnoteže, nazvane hormeze, zna izvesti bez problema. On je toliko bitan vitamin – hormon, kao i vitamin D, da imamo i skladišni organ. To je jetra i posebne stanice, nazvane stelatne stanice, skladište vitamin A da ga imamo uvijek dostupnog. Manjak vitamina A danas je zbog bogatije prehrane daleko rjeđi no prije, kao i u nekim državama još uvijek jest problem. Primjerice, u nekim dijelovima Indije djeci još uvijek daju injekcije vitamina A u pojedinim fazama, jer je njegov manjak javni problem u prehrani.

Ipak, toliko smo bili zaokupljeni karotenoidima i vitaminom A, da smo zaboravili na jednu sasvim drugu skupinu. Skupina karotenoida s kisikom zovu se ksantofili i među njima su lutein, mezo-zeaksantin i zeaksantin. Ti karotenoidi su esencijalni nutritivni faktori – oni se nalaze u očima kao tzv. makularni pigmenti odnosno pigmenti retine oka. Oni su nam potrebni kao i karotenoidi iz kojih nastaje vitamin A, ali njihova funkcija je sasvim drugačija. Štite oko od slobodnih radikala ali i od agresivnog plavog svjetla te sudjeluju u samom čulu vida. Lutein i zeaksantin popularni su kao suplementi, no njih je mudro dobivati iz hrane.

Biljke bogate karotenoidima, poput nevena, popularne su u kozmetici i to svi dobro poznajete. Moramo biti svjesni kako znatan dio biljaka ne djeluje samo jednom skupinom spojeva, pa tako i neven djeluje i faradiol esterima a ne samo karotenoidima. Oni daju dodatno protuupalno djelovanje.

I druge karotenoide susrećemo u hrani. Vjerojatno je najpoznatiji likopen iz rajčica. Premda on nema gradivnu ulogu obaveznog mikronutrijenta poput karotenoida iz kojih nastaje vitamin A te luteina i zeaksantina, smatra se dijelom zdrave prehrane. „Dotepenec“ u Europi, rajčica, fino se udomaćila kao i kukuruz i krumpir i ona je glavni nutritivni izvor likopena. Astaksantin, silno popularan suplement, u hrani vrlo malo susrećemo za razliku od njegove braće. Nalazimo ga u rakovima a vrste koje ga puno unose su, primjerice, kitovi koji se hrane krilom te ptice plamenci koji se hrane algama bogatim astaksantinom. Boja njihovog perja potječe isključivo zbog karotenoida u hrani.

Obično vrste bogate karotenoidima vizualiziramo u bojama – rajčica, mrkva i bundeve, primjerice. No, mnoge zelene namirnice itekako su bogate karotenoidima, a među njima i divlje biljke. Divlja riga (Diplotaxis sp.), maslačak, potočarka (Nasturtium officinale), šparoge i list vodopije (cikorije), Aegopodium podgaria (sedmolist), razne režuhe (Cardamine), Rorripa sp. (rod grbak), praseće zelje (Aposeris foetida), kopriva (Urtica sp.) i medvjeđi luk imaju solidne razine luteina te zeaksantina, ali i beta karotena. Ispod zelenog skrivaju se boje karotenoida. Šareni plod maginje (Arbutus unedo) logično sadrži puno zeaksantina i luteina. Voće poput divljih malina zanimljivo nam je zbog drugačijih spojeva, ali sadrže i lutein i zeaksantin.

Postoji puno motiva zašto volimo jesti divlje delicije. Prvi: jednostavno je ukusno. Drugi: u zelenim listovima skriva se puno toga, pa i karotenoidi. Biljke su bića s fascinantnim koktelom molekule koje reagiraju s našom ljudskom fiziologijom. U slučaju karotenoida, oni su esencijalni gradivni elementi našeg tijela. Kad gledate polja, planine i šume, pitate se katkad gledate li samo vi ili i maslačak, režuha i kopriva u vašim očima. A jednom, ispričati treba priču što sve od biljaka pliva u našoj krvi, a da niste toga niti bili svjesni…

The post Karotenoidi first appeared on PLANTAGEA.

Seskviterpenski laktoni

PG — Thu, 27 Jun 2019 11:00:31 +0000

Danas ćemo priču o kemijskim spojevima u biljkama nastaviti s malenom neobičnom klasom nazvanom seskviterpenski laktoni. Najprije ih moramo anatomski pojednostavniti. Seskviterpenski znači – sastoji se od osnovnog kostura od 15 ugljikovih atoma i nalaze se na pola puta između monoterpenskih spojeva (10 ugljikovih atoma) i diterpena (20 ugljikovih atoma). Što znači lakton? To znači da je molekula sadrži i karboksilnu skupinu (-COOH) i alkoholnu skupinu (C-OH). Ove skupine, ako dozvole neki uvjeti, reagirat će i nastat će lakton. Ako ste i zaboravili kemiju, zgodno je podsjetiti se.

Seskviterpenski laktoni mahom su gorki, stoga su vjerojatno nastali u toj vječitoj borbi između biljaka i onih koji ih jedu. Oni služe i kao prirodna zaštita biljaka od UV zraka a neki su dio arsenala biljaka protiv opasnih mikroorganizama. U biljkama seskviterpenski laktoni, osim obrane od životinja, uključujući i insekte, imaju funkciju kao biljni hormoni koji mogu utjecati na rast, primjerice, korijena. Neke parazitske biljke poput roda Orobranche mogu „osjetiti“ laktone biljaka na kojima parazitiraju i to će potaknuti njihov rast. S druge strane, seskviterpenski laktoni suncokreta mogu smanjiti rast krumpira i nekih žitarica. Vjerojatno najljepša uloga jednog seskviterpena, 5-deoksistrigola iz japanskog lotosa, služi da potakne rast gljivice koja živi na njegovom korijenu i tako pomaže u njihovom udruživanju.

Životinje su razvile receptore za gorko kako bi prepoznale potencijalne otrove ali i kako bi oni potaknuli niz hormona koji reguliraju probavni sustav, poput gastrina koji potiče rad želuca i kolecistokinina koji potiče pražnjenje žučnog mjehura. To je vječna igra između naše fiziologije i okoliša. Za osjećanje seskviterpenskih laktona imamo posebne receptore – neće svi receptori za gorko reagirati na njih, TAS2R46 i TAS2R50 su se evolucijski specijalizirali baš za njih. Upravo su i oni posrednici u njihovom djelovanju.

Neke od tih seskviterpenskih laktona susrećemo često. Listovi maslačka i vodopije (cikorije) na našem meniju te listovi artičoke kao ekstrakti sadrže, uz druge spojeve, i gorke seskviterpenske laktone. Kao i u slučaju drugih gorkih biljaka na tanjuru ili u čaju gorki seskviterpenski laktoni tih biljaka dio su naše zdrave prehrane i dobrog rada želuca, jetre i žučnog mjehura. Tko bi rekao da ih neki ne vole. U uzgojenom povrću nalazimo ih u nekim klasičnim salatama te špinatu, te u ljekovitim i začinskim biljkama naših vrsta pelina (Artemisia) te čičkovima (Arctium sp.). Osim što djeluju na probavni sustav, ovakve jestivo-ljekovite vrste mogu biti jedan od brojnih faktora zdravlja krvožilnog sustava, djelujući kao protuupalne tvari te na dušikov oksid, tvar koja širi krvne žile.

Jedan od najgorčih spojeva laktona je 11(S),13-dihidrolaktukopikrin kojeg nalazimo u rodu Lactuca, možemo ga osjetiti kad se razrijedu na 0,2 ppm – 0,2 dijelova na milijun. Sva sreća da njega nalazimo u malim količinama.

Planetarno najpoznatiji medicinski lakton ne dolazi iz artičoke i maslačka. To je artemizinin, aktivna tvar slatkog pelina i lijek protiv malarije. Fascinantni je dio povijesti da je prvi put izoliran u bivšoj Jugoslaviji, a da su zapadni kemičari dugo vrijeme sumnjali u njegovu strukturu. Artemizinin je peroksid, spoj koji ne bi trebao biti stabilan, ali on – jest. Legendarna arnika (brđanka, Arnica montana) sadrži laktone kao jedne od aktivnih tvari. Oni djeluju protuupalno pa je arnika i danas sinonim biljke obnove kože te smanjenja upale kod modrica i manjih ozljeda.

Slavni oman smo više puta dotaknuli, u svojem fascinantnom buketu spojeva sadrži gorki alantolakton. Oman je biljka pomoći kod kašlja, njegov neobičan okus mnogima nije mio, ali će pomoći kod tegoba donjih dišnih puteva.

Laktoni se nalaze i u drugoj poznatoj ljekovitoj članici obitelji Asteraceae, a to je povratić, Tanacetum parthenium. Partenolidi su bitni za djelovanje, a Tanacetum parthenium je preventivna biljka migrene koja djeluje na nekoliko načina, protuupalno te na serotoninski sustav. Njegovo protuupalno djelovanje iskoristila je čak i kozmetička industrija u preparatima za kožu sklonu crvenilu. Premda ne dijeli nikakvu botaničku sličnost povratićem, seskviterpenski laktoni ginka djeluju na ljudski mozak i cirkulaciju.

Mala marljiva skupina seskviterpenskih laktona, apsolutno ćete se s njima sprijateljiti u salati od mladog maslačka ili vodopije, u čaju maslačka, pripravku artičokinog lista, čak i lagano gorkim domaćim salatama.

The post Seskviterpenski laktoni first appeared on PLANTAGEA.

Lignani

PG — Thu, 27 Jun 2019 10:30:25 +0000

Četvrta priča o kemijskim spojevima biljaka je kulinarski ugodna. Vrijeme je za lignane.

Dopao mi se jedan naziv. Čovjek je holobiont, zajednica koja je više od čovjekovih gena, niz vrsta i toliko komuniciramo s drugim bićima okoliša da smo neodvojivi od ukupnog života Zemlje. Treba se na često podsjetiti, a grupa spojeva koja nas dobro poučava tome su lignani.

Prvo trebamo riješiti malu igru samoglasnika, lignan i lignin. Lignin je velika molekula koja nastaje aminokiseline alanina igrom biokemije. Povezuju se malene jedinice u vrlo velike polimere koji se nalaze u strukturu stanične stijenke i drveta. Lignani su pak spojevi koji nisu toliko velike molekule i nastaju posebnim povezivanjem fenil-propanske strukture s tzv. 8-8′ vezom. Postoje i neolignani koji se povezuju na druge načine, te norlignani i oligomerni lignani. Ne treba puno komplicirati jer je to zadaća ljudi koji razumiju kemijske strukture.

Premda su lignani vrlo široka skupina spojeva, postoje neke molekule koje su vrlo učestali predstavnici u biljnoj hrani koju jedemo. Ime najučestalijeg lignana u prehrani kemičari su smislili kako bi se osvetili studentima i ukupnoj javnosti – sekoizolaricirezinol. To vam je derivat laricirezinola, drugog poznatog lignana, a ostali su matairezinol, pinorezinol, mediorezinol, siringarezinol te konačno jedan koji ima ime za lako izgovaranje i pamćenje – sezamin.

Tko je rekorder u sadržaju lignana? To su sjemenke lana. Lan sadrži vrlo velike razine lignana, preko 300mg na 100g. Lan uglavnom percipiramo kao izvor ulja bogatog omega-3 kiselinama, kao izvor sluzi koje zamijetimo čim lan potopimo u vodu, ali rijetko kada smo svjesni treće, jednako važne skupine spojeva, lignana. U lanu ima najviše sekoizolaricirezinola.

Druga namirnica rekorder je sezam no razina lignana u njemu je niža, oko 40 mg na 100g. Od pojedinih lignana u sezamu nalazimo najviše laricirezinola i pinorezinola. Šparoge isto odskaču visokim sadržajem lignana, sekoizolaricirezinola i pinorezinola ima najviše. Žitarice su bogate lignanima, a među njima najviše ih sadrži raž, a profil pojedinih lignana u žitaricama je drugačiji od lana – mediorezinola siringarezinola ima daleko više nego u lanu i sezamu. U voću najviše ga ima u marelicama i šljivama, suhim i svježim. Kupusnjače nisu ekstremno bogate lignanima ali predstavljaju nutritivni izvor. Špinat je relativno bogat lignanima.

Što će biti glavni izvor lignana ovisi o načinu prehrane. Nekome će to biti žitarice, nekom povrće i voće, a namirnice poput lana nisu svima u redovnoj prehrani. Ovo je i podsjetnik da katkad obogatimo naš meni lanom i sezamom.

No čemu ta cijela priča? Lignani su naizgled ksenobiotici, tvari koje su strane našem organizmu, unosimo ih hranom ali nemaju energetsku, gradivnu ili vitaminsku funkciju poput masti, šećera, proteina i vitamina. Zbog toga smo ih u XX. stoljeću ignorirali u fiziološkom smislu. Potom se desio preokret.

Prvo su nas naši mikroorganizmi naučili čemu služe u našem tijelu. Mikroorganizmi su se uvelike adaptirali da pomognu našem tijelu u biokemijskoj obradi niza tvari. Japanci u svojoj flori imaju učestalije bakterije koje razgrađuju spojeve iz soje do onih spojeva koji su organizmu najkorisniji. Moderni ljudi imaju dosta bifidobakterija jer se one hrane vlaknima i raznim šećernim spojevima koje unosimo hranom. Mikroorganizmi isto tako metaboliziraju lignane i u tome su pravi majstori. Konačni produkt metabolizma je enterolakton te njegov prekursor, enterodiol. Svi nabrojani lignani metabolizirat će se u mikrobiomu. To će se desiti kroz neko vrijeme, kroz 6-8 sati i tada ulaze u krvotok.

Metabolizam lignana ne događa se u jednom koraku i bakterije igraju pravu košarkašku utakmicu s lignanima. Do sada je pronađeno preko dvadeset vrsta koje transformiraju lignane i poneke imaju sasvim specifične funkcije. Na primjer, neki članova roda Bifidobacterium maknut će šećere ako su povezani s lignanima, u tome je taj poznati rod vrlo vješt i s drugih molekula. Butyribacterium methylotrophicum i Ruminococcus productus odcijepiti će jedan ugljikov atom, metilnu skupinu. Rod Peptostreptococcus dat će konačni produkt, enterolakton. U toj mreži mikroorganizama koje se igraju s lignanima ima i dirljive ljepote. Ta cijela skupina bakterija pobrinula se da metabolizmom iz hrane stvore nama što manje štetne i što više koriste tvari i to je biokemijska koevolucija u punom svojem sjaju.

Sad kad smo naučili kako većinu klasičnih lignana naše tijelo apsorbira kao enterolakton, što nam to uopće znači? Da li je to tek usputni spoj kojeg će naše tijelo izbaciti urinom, neiskorištenu tvar za razliku od ulja ili proteina? Ne. Na scenu stupa interakcija ljudskog tijela i okoliša o kojoj smo ovisni.

Prvo će se ljudi prepasti lignana. Lan je fitoestrogen, zar ne? Kao i svi fitoestrogeni to su estrogeni, zar ne? Stoga će lan biti opasan za žene koje su imaju ili su preboljele hormon ovisne tumore dojke i jajnika, zar ne? Nije da ovakve objave ne nalazite na internetu, čak i povremenim preporukama. Istina ja sasvim suprotna. Ovu pojavu sam jednom nazvao „estrogeno-like-fobija“ odnosno strah od tvari sličnih estrogenu. Takav model je netočan sa svih aspekata ali ima izvorište u prvim objavljenim rezultatima kako se enterolakton i enterodiol doista vežu za receptore za estrogen u tijelu. U tom svojstvu vezanja sasvim su drugačiji od spojeva iz soje i crvene djeteline i doista, samo naizgled, sliče na djelovanje klasičnog estrogena. No to prestaje zajednička priča. Prvo smo u cijelom nizu studija u ljudima uočili kako postoji smanjen rizik pojave karcinoma dojke kod žena koje jedu više lignana u prehrani. Premda se pojedine studije razlikuju u rezultatu, definitivno nije nikada uočen povećan rizik. Isto tako, uočen je mogući smanjen rizik recidiva (povratka) hormon ovisnih tumora kod žena koje u prehrani koriste više lignana. No, zašto?

Enterolakton i enterodiol se vežu za iste receptore kao i glavni estrogeni, ali djeluju na drugačiji način na molekularnoj razini. Detalja ima puno i kompleksni su, ali ukratko, neće se aktivirati isti „set“ gena. No, postoji još jedan razlog. Lignani mogu usmjeriti metabolizam estrogena. Postoji nekoliko puteva metabolizma estrogena. Radi jednostavnosti, nazvat ćemo ih 2, 4 i 16, prema položaju na molekuli. Ako nastaje puno 16-ice, to nije dobro jer nastali produkt povećava rizik nastanka hormon ovisnih tumora. Ako nastaje više dvojke, to je dobro jer on djeluje suprotno i smanjuje rizik. U dramatskom obratu, shvatili smo kako lignani povećavaju nastanak dobrog metabolita, dvojke, a smanjuju nastanak zločestog, 16-ice. Time smo barem djelomično objasnili zašto biljke poput lana ne povećavaju rizike i zašto ga žene s povijesti hormon ovisnih tumora smiju jesti bez strahova. U zadnjih godinu dana, objašnjenja smanjenja rizika prošireno i na područje imunologije, jer se čini kako lignani smanjuju tihu kroničnu upalu, a koji su sve mehanizmi ključni, tek će pokazati vrijeme.

Lignani koje smo naučili djeluju povoljno i na zdravlje krvožilnog sustava, no za glavnu proučavanu namirnicu, lan, gotovo je nemoguće odvojiti utjecaj drugih hranjivih tvari koje lan sadrži, a ne samo lignana. Predloženi su razni mehanizmi a već spomenuti utjecaj preko estrogenskih receptora te utjecaj na upalu mogu biti bitni. Lignani tim mehanizmima smanjuje rizik nastanka karcinoma debelog crijeva. Jedno je bitno zapamtiti, smanjenje rizika NIJE garancija i mnogi drugi mehanizmi mogu voditi u proces bolesti i zdravlja. Bitno je zapamtiti kako je prevencija jedna riječ a liječenje druga riječ. Ipak, jesti namirnice s lignanima je sasvim ukusno, nije li tako? Kulinarstvo nije nastalo iz straha od bolesti niti u njemu treba imati temelje, već je nastalo iz gušta i ljubavi prema raznolikosti.

Priča o lignanima ne staje samo na čestim nutritivnim lignanima. Biljke poput podofila (Podophyllum sp.) sadrže lignane ali oni su daleko sumorniji. Oni su toksični i sprječavaju diobu stanica a nekima je ovaj rod poznat u liječenju kondiloma, bolesti izazvane humanim papiloma virusom.

U skupinu lignana ulazi i svima poznata biljka sikavica. Flavanolignani su glavni aktivni spojevi u sikavici poznatiji pod imenom „silimarin“.

Lignani su jedan od lijepih primjera koja nam objašnjava pojam čovjeka kao holobionta, zajednice više bića u jednom biću. Iz naizgled nepotrebnih spojeva jestivih biljaka ljudski mikrobiom stvorit će molekule koje nam omogućuju održavanje zdravlja uz sve druge hranjive tvari. Kada sljedeći put dodate lan u svoj obrok ili pojedete šparoge, sjetite se svojih mikrobnih prijatelja. I oni se tom obroku raduju.

The post Lignani first appeared on PLANTAGEA.

Polisaharidi

PG — Thu, 27 Jun 2019 10:00:55 +0000

Biljke mogu povezati šećere u veće lance i u tom procesu su vrlo kreativne. Te šećere mogu i kemijski modificirati pa u prirodnom svijetu nalazimo brojne varijacije tih molekula. Ti veliki lanci imaju u biljkama dvije glavne funkcije. Jedna je strukturalna, uz druge molekule osnovni su kostur kao što mi imamo vezivna tkiva. Druga važna funkcija je skladištenje energije. Sjetite se škroba u krumpiru ili grahu koji biljci služi kao zaliha energije za novi rast.

Jednostavni polisaharidi

Dva najpoznatija predstavnika su škrob i celuloza. To su jednostavni polisaharidi koji se sastoje samo od jedinica glukoze. Jedina razlika u strukturi škroba i celuloze je tip veza i geometrija molekula u prostoru. Ta je razlika dovoljna da imaju potpuno drugačija svojstva. Prvi je energetski, drugi je gradivni. Ljudi mogu probaviti svojim enzimima veći dio škroba. Celulozu ne možemo, probavu celuloze i u biljojedima obavljaju mikroorganizmi.

Celuloza je naizgled samo balast ali je dio našeg života u svemu. Podsjetite se pamukovca i pamuka. Vrlo čisti oblici postaju vata koja se koristi u medicini i svakodnevnom životu.

Mi možemo probaviti škrob na jedinice glukoze koju dobro poznajete. Zato se od puno škrobnih namirnica lako debljamo, zar ne? Sjetite se kruha. No, nije priča škroba crno-bijela. Dio škroba u biljkama opire se našim enzimima i takav škrob nazivamo „rezistentni škrob“. Ako je tako, čemu to služi? Takav škrob hrani osim nas, ljudski dio nas kao zajednice, hrani i floru u našim crijevima (to je ne-ljudski dio nas kao zajednice). Dio flore će od rezistentnih škrobova pak napraviti maslačnu kiselinu a upravo maslačna kiselina hrani crijevne stanice. Flora je generalno manje sebični dio naše zajednice. Najviše rezistentnog škroba ima u zelenim bananama te brašnu zelenih banana, ali ga ima i u bijelom grahu. „Obični“ škrob može dijelom prijeći u rezistentni hlađenjem. Hlađenje tjestenine i krumpira povećat će udio rezistentnog škroba. Nisu bake uzalud smislile krumpir salatu. Rezistentni škrob se prodaje i kao neopravdano skup suplement koji uvijek nađe svoje kupce.

Inulin je vrlo poznati jednostavni polisaharid. On se sastoji od jedinica fruktoze. Obitelji Asteraceae i Cichoriaceae imaju niz vrsta bogatih inulinom, a sam inulin dobio je naziv prema vrsti Inula helenium (oman). Inulin je za nas u potpunosti neprobavljiv ali to ga ne čini nimalo manje zanimljivim u prehrani. Kao i rezistentni škrob on je hranitelj naše flore. Čičoka (Helianthus tuberosus) i njen korijen su namirnica s kojom možete dobiti najviše inulina, baš kao i pijenjem kavovine od korijena cikorije (vodopije). Čajevi korijena maslačka i vodopije može biti korisna zdrava navika, ne moramo biti bolesni da se počastimo s njima. Na tržištu se prodaje i pročišćeni inulin. Ljudi znaju reagirati na inulin nadutošću, što je logično, a to ovisi i o našoj adaptaciji na dozu inulina. Inulin je iznimno poželjan u prehrani osim kod FODMAP protokola.

Polisaharidi s manozom – neutralne sluzi

Ovi polisaharidi imaju manozu kao osnovnu jedinicu a ona se može izmjenjivati s glukozom ili galaktozom. Ovu obitelj polisaharida sadrži slavni rogač, namirnicu koja je na žalost odveć rijetko na našem meniju. Umjesto nje, marketinški su ga prešli konjak (Amorphophallus konjak) i guar guma (Cyamopsis tetragonolobus). Postoje razlike, rogač dominantno sadrži galaktoza-manoza jedinice, slično guaru, a konjak glukoza-manoza jedinice. Neki od vas su koristili piskavicu (Trigonella foenum-graecum) i zamijetili kako se lako njene mljevene sjemenke „zgusnu“. Za to su odgovorni polisaharidi. I ona sadrži, uz ostale spojeve, galaktoza-manoza jedinice.

Sve te polisaharide naš organizam ne može probaviti, ali jedan dio njih može iskoristiti naša flora. Koriste se kao blagi laksativi, u kulinarstvu i prehrambenoj industriji. No, ovi polisaharidi mogu usporiti proces apsorpcije šećera u krv i izazvati efekt „popunjenosti“ u želucu. To je dobro marketinški iskorišteno sa preparatima konjaka (kojeg nemojte brkati s alkoholnim pićem konjakom), preparati su bili vrlo skupi, a naš rogač smo zaboravili. Od ozbiljnijih preparata postoje izolirani polisaharidi piskavice za korištenje u prehrani dijabetičara, ali ne kod nas.

U ovoj grupi spojeva najfinije blago u prehrani je baš toliko „banalizirani“ rogač.

U ovu skupinu ulazi i aloe vera. Njen polisaharid sastoji se od manoze koja je acetilirana, odnosno biljka je spojila manozu i octenu kiselinu. Taj polisaharid nazivamo acemanan. Acemanan zbunjuje svojim djelovanjem na imunološki sustav, no većinom se koristi za smirenje upalnih reakcija kao na koži. Veliki problem komercijalnih ekstrakata aloje je veličina molekula acemanana – znatan dio proizvoda na tržištu nema vrlo bitne acemanane velike mase. To je tema o kojoj se uopće ne priča. Kada sami radite sačuvat ćete te molekule.

Polisaharidi s kiselinama

Najpoznatiji rod koji sadrži ovaj tip polisaharida je Plantago (trputci). Psilium (Plantago afra i P. indica) te ispagul (Plantago ovata) u sjemenkama i ljuskicama sjemenki sadrži polisaharide koji sadrže galakturonsku kiselinu te ksilozu i arabinozu. Najpoznatija je njihova funkcija blagi laksativni učinak, pa se koristi za „poboljšanje tranzita“. Sluzi ovih vrsta ponašaju se kao prebiotici, a njihova primjena može u manjoj mjeri djelovati na LDL kolesterol.

Vrlo slično djelovanje imaju i sluzi lana koje koristimo iz sličnih razloga. Njihovi polisaharidi sastoje se od neutralne i kisele frakcije. Lan nije samo sluz, on sadrži i lignane što je tema nekih budućih objava.

Naše tri najčešće vrste trputaca, uskolisni (P. lanceolata), veliki (P. major) i srednji trputac (P. media) u svojim listovima također sadrže polisaharide s tzv. uronskim kiselinama. Podsjetimo se, kod njih djelovanje čini sinergija s iridoidima. Polisaharidi listova tih trputaca povećavaju fagocitozu i time jedan dio obrambenog sustava organizma i smiruju nadražajni kašalj.

Red Malvales kojem pripadaju poznate vrste crnog i bijelog sljeza te lipe također sadrži ovu klasu polisaharida. Glukuronska i galakturonska kiselina te šećeri ramnoza i galaktoza čine okosnicu njihovih polisaharida. Osim kod kašlja, koriste se i u primjeni izvana kod manjih iritacija kože. Kao kod trputaca, povećavaju fagocitozu i djeluju protuupalno. Zato su i klasični sastojci čajeva i sirupa čije se upotreba održala do danas.

Pektički polisaharidi (pektini) čine strukturalnu okosnicu plodova roda Citrus ali i drugog voća. Oni su našli obilatu industrijsku primjenu, malo ste svjesni kako danas komercijalni fermentirani mliječni proizvodi poput jogurta sadrže dodane pektine, a dodaju se i u pekmez te se kupuju u trgovini. Pektini reguliraju probavu slično psilijumu, izazivaju lakši osjećaj sitosti i do neke mjere ih naša flora iskorištava kao hranu. Oni su tipični primjer polisaharida bogatih galakturonskom kiselinom.

Polisaharidi iz algi

Najprije moramo ispraviti nepravdu, dio algi uopće nisu biljke. Phaeophyceae među koje pripada niz poznatih rodova Fucus, Laminaria Macrocystis i Ascophyllum pripadaju kraljevstvu Chromista, odijeljenom od biljaka onoliko koliko su i gljive. Naravno, u fiziološkom smislu imaju više sličnosti s biljkama. Zabuna je sasvim razumljiva i bitna je jedino zbog opće kulture praćenja znanosti, sličnu grešku radite ako spirulinu zovete algom, ona doista s algama nema veze.

Iz Phaeophyceae izoliramo alginate, polisaharide manuronske i galakturonske kiseline. Alginati dolaze u smjesama s fukoidanima i oni tim divnim bićima daju strukturu – elastičnost i čvrstoću. Pročišćeni alginati odavno se u Europi koriste kod žgaravice, GERD-a odnosno refluksa želuca u jednjak za što su klinički ispitani. Kod nas se koriste tek nekoliko godina. Alginati dolaze na tržište pomiješani s natrij hidrogen karbonatom i natrij karbonatom, u kontaktu s kiselinom želuca sitni mjehurići koji nastanu „dignu“ gel alginata, a sam gel postane gust. Na taj način neko vrijeme pliva na gornjem dijelu želuca; alginati će smanjiti refluks i ako se i desi, smanjit će iritaciju. Sami alginati nisu uvijek sinonim dobrog; stvaraju ga i neke patogene bakterije poput Pseudomonas aeruginosa a mali „plašt“ alginata štiti ih od imunološkog sustava i dijela antibiotika.

I dok je uloga alginata nedvojbeno korisna u medicini, jedan drugi polisaharid izazvat će dosta polemika. To je karagenan koji se komercijalno dobiva iz algi roda Chondrus. Ovi polisaharidi u svom sastavu sadrže galaktozu i sulfatnu skupinu. Karagenan se koriste kao zgušnjivač u prehrambenoj industriji i premda sve ekspertne skupine smatraju kako je siguran, neki ga ne vole u hrani i smatraju ga štetnim.

I na kraju, treba spomenuti legendu biologije. To je agar agar. Ona se dobiva iz algi roda Gelidium. Dugi niz desetljeća koristi se u mikrobiološkim podlogama jer većina bakterija ne može razgraditi ovaj polisaharid. Agaroza dobivena iz agar agara koristi se i danas kod analize DNK. Agar agar je kompleksni polisaharid sastavljen od galaktoze i njenih derivata.

The post Polisaharidi first appeared on PLANTAGEA.

Šećeri

PG — Thu, 27 Jun 2019 09:30:58 +0000

Šećeri su postali crna mrlja, predmet mržnje i stigme moderne prehrane. Kao i sve na svijetu, sve je uvijek pitanje mjere i pretjerivanja. Višak kalorija rijetko je pratio ljudsku biološku i društvenu evoluciju; mi smo to zloupotrijebili. Treba najprije kemijski definirati te malene jedinice života.

Jednostavni šećeri sastoje se najčešće od 4-7 ugljikova atoma (tetroze, pentoze, heksoze i septoze). Na jednom ugljikovom atomu nalazi se keto (-C=O) ili aldehidna (H-C=O) skupina, a na drugima se nalazi različit broj hidroksi skupina (-OH). To ste učili u osnovnoj i srednjoj školi ali tko ne ostane u kemiji pomalo to zaboravi. Jedna od bitnijih svojstava je stvaranje prstena. Molekula reagira doslovce sama sa sobom zatvarajući se u prsten. To svojstvo je iznimno bitno u živim bićima. Te malene molekule mogu biti same (monosaharidi) ili se mogu međusobno povezati u veće molekule. Glukoza i fruktoza su najpoznatiji monosaharidi, sastojci, primjerice, meda. Dvije šećerne jedinice grade disaharide. Najpoznatiji disaharid je saharoza iz šećerne repe ili trske. Mogu se povezati i u veće lance pa nastaju polisaharidi, škrob i inulin su najpoznatiji polisaharidi. Biljke su vrlo kreativne i mogu napraviti niz kemijskih modifikacija na tim molekulama.

No, u ovu skupinu ćemo svrstati još jednu grupu zanimljivih molekula. To su tvari koje biljke dobivaju iz tih šećera. Biljka će iz šećera procesom redukcije napraviti alkohole koje nazivamo polioli (poliol znači alkohol s više hidroksilnih skupina u jednoj molekuli). Nastaju i kiseline i neke druge molekule poput vitamina C.

Šećeri u svim živim bićima imaju niz važnih funkcija. Jedna je funkcija da gradi druge molekule. Šećer riboza dio je strukture DNK i RNK i njihovu važnost ne treba ponavljati, dapače funkcija molekula poput RNK daleko nadilazi ono što se uči i na fakultetima. Šećeri služe i za kontrolu funkcije nekih proteina. Mogu se vezati i za masti i takve molekule su bitne za stanične membrane. Šećeri se vežu za cijeli niz drugih biljnih spojeva dajući im funkciju. Podsjetimo se – glavni aktivne tvari medvjetke (uvinog čaja) su spoj šećera i fenolskog spoja. Da nema te šećerne jedinice, medvjetka bi bila – opasna.

Druga važna funkcija šećera u živim bićima je dobivanje energije i tu ne bih puno detaljizirao.

Glukoza i fruktoza dio su naše hrane, a najviše ih se nađe u voću te medu. One su u šećeru saharozi i svi smo svjesni potrebe za umjerenosti. Malo je ljudi svjesno kako je korištenje fruktoze u ljudi evolucijski diktirano; naši davni, davni preci su trebali bolju mogućnost korištenja fruktoze te je nastala mutacija jednog gena odgovornog za razgradnju mokraćne kiseline (urata). Paralelno smo izgubili sposobnost stvaranja vitamina C. Zbog toga kao vrsta imamo znatno više urata u krvi od nekih drugih vrsta da bolje iskoristimo fruktozu iz voća. Na žalost, ova mutacija u današnje doba slatkog nije se pokazala dobra.

Saharoza kao šećer danas je na optuženičkoj klupi kao bijeli ili stolni šećer. Šećerna trska i šećerna repa su biljke bogate saharozom. Prije nego ju pošaljemo na giljotinu, budimo otvoreni pogledati u kontekstu vremena. Med, a potom bijeli šećer stvorio je sirupe kao ljekovite oblike. Tome smo zahvalni Arapima a sama riječ „šarab“ je korijen i latinske i hrvatske riječi. U doba kada ljudi nisu imali toliko dostupnih kalorija i više su ih fizički trošili, sirupi su bili dio oporavka u bolesti. I med i šećer u obliku sirupa su bili i konzervansi koji su omogućili stvaranje trajnijih preparata, za razliku od kuhanih čajeva.

Iz jednostavnih šećera nastaju polioli. Oni su slatkog okusa. Biljke ali i neki drugi organizmi iz glukoze stvaraju sorbitol, a iz fruktoze stvaraju manitol. Sorbitol stvara biljka jarebika, Sorbus aucuparia. Sorbitol je nekoć bio najpoznatiji zaslađivač i koristi se i danas u sirupima za dijabetičare. Iz jarebike izolirana je destilacijom i sorbinska kiselina. Tek 100 godina nakon otkrića sorbinske kiseline, sredinom XX. stoljeća, sorbinska kiselina postaje konzervans i u tu namjenu koristi se i danas.

Manitol nalazimo u soku crnog jasena (Fraxinus ornus). Iz zarezanog stabla jasena biljka luči sok koji sadrži šećer manozu i alkohol manitol. Sam je naziv drevan i potječe od priče o daru kojeg su dobili Židovi s neba, manni. Biblijska manna gotovo sigurno nije sok jasena, ali su ljudi bili kreativni i nazvali su ovaj ukusni sirup tim imenom. Osim kao zaslađivač i delicija kroz stoljeća, mana jasena koristi se ponekad i danas kao blagi laksativ te u sirupima za iskašljavanje. Jasenu smo zahvalni za manitol i u puno ozbiljnijem medicinskom kontekstu. Manitol kao 20% otopina za infuziju koristi se za poticanje mokrenja kod smanjenje funkcije bubrega ali i za liječenje iznimno opasna stanja povišenog tlaka u lubanji te edema mozga. Manitol je spasio nebrojene živote, stoga hvala jasenu.

Drugi polioli su manje dramatični. Ksilitol kojeg nalazimo u nekim vrstama breze (Betula sp.) je poliol koji nastaje iz šećera ksiloze. Postao je slavan kad su znanstvenici otkrili da smanjuje rizik nastanka karijesa i od tada se nalazi u žvakaćim gumama i pastama za zube. Iznimno je popularan kao zaslađivač. Ipak, treba katkad stati na loptu, ksilitol može izazvati nadutost i probavne tegobe ako s njim pretjerujemo, baš kao i svi polioli, a neki ljudi su na njega osjetljiviji. Eritritol je poliol od 4 ugljikova atoma. Za razliku od prethodno navedenih poliola, eritritola nema u većim količinama osim u fermentiranom voću. Izrazito je popularni zaslađivač najboljeg profila slatkoće, dobiva se fermentacijom gljivicom, a što malo ljudi zna – lansirao ga je japanski Mitsubishi koji se ne bavi samo automobilima.

I na kraju, vitamin C je direktni proizvod glukoze premda nije u klasi šećera i poliola. Mi i neke životinje smo izgubili sposobnost sinteze vitamina C i moramo ga unositi hranom. Podsjetite se priče o vitaminu C.

U sljedećem nastavku vidjet ćemo što se desi kada se manje jedinice šećera udruže u velike lance. Što su s tim dobile biljke, a što mi?

The post Šećeri first appeared on PLANTAGEA.

Iridoidi

PG — Thu, 27 Jun 2019 09:00:11 +0000

Želim vas provesti u jednom malom serijalu kroz biokemijski svijet biljaka. Čemu služe spojevi u biljkama, a kako oni djeluju na nas? Priča je velika a mi ćemo započeti priču s neobičnim odabirom – iridoidima.

Iridoidi su jednostavni spojevi. Nastaju iz metabolizma koji je evolucijski prastar put – zove se MEP put, nazvanom prema spoju MEP (2C-metil-D-eritritol-4-fosfat). Ovo je monstruozni naziv kojeg teško pamtimo stoga se nemojte zamarati s njim. Životinje taj put sinteze nemaju, postoji samo u biljkama, bakterijama i nekim praživotinjama poput onog koji uzrokuje malariju. To je omogućilo biljkama da stvore puno spojeva koje mi nemamo. Sljedeći spoj koji je bitan u sintezi iridoida je malo poznatiji spoj, geraniol. Nazvan prema geraniju čije ga eterično ulje sadrži. Iz njega preko nekoliko spojeva nastat će 8-oksogeranial. On je osnova iz kojeg nastaju svi iridoidi. Osnovna struktura je ciklopentanopiran koji se sastoji od dva prstena ugljikovih atoma. Manji prsten se može otvoriti i tada nastaju sekoiridoidi. Gotovo svi iridoidi sadrže u svojoj strukturi i molekulu šećera.

Iridoidi se pojavljuju u nizu biljnih obitelji. Među ljekovitim i jestivim vrstama ističe se nekoliko koje dobro poznajete. U obitelji Gentianaceae to su srčanik i kičica. U Scrophulariaceae je poznata divizma, a u obitelj Plantaginaceae su trputci poput uskolisnog trputca ali i ljekovita čestoslavica koja je bila dio obitelji Scrophulariaceae. Sadrže ih maslina iz obitelji Oleaceae. Sve njih možemo svrstati u veliku skupinu – Asteridae. Očito je neki daleki predak svih tih obitelji prvi izumio ovu zanimljivu skupinu spojeva.

Iridoidi u biljci imaju zaštitnu ulogu. Dio njih je gorak i time se štite od biljojeda. Sjetimo se kičice i srčanika koji su toliko gorki da ih rijetko koja životinja konzumira. Osim čovjeka. Iridoidi su za sisavce (uglavnom) manje otrovni pa predstavljaju kemijski blef biljaka. Gorki okus imaju neki otrovni alkaloidi i okus gorkog smo evolucijski razvili da se zaštitimo od takvih spojeva. Iridoidi ih oponašaju. Okus gorkog će djelovati na probavni sustav – potaknut će rad želuca, gibanje probavnog sustava (peristaltiku), potaknut će lučenje žuči te enzime koji transformiraju tvari koje trebamo ukloniti. To je čista evolucijska adaptacija kojoj je svrha – što prije ukloniti otrov. Proteine – receptore za gorko nemamo samo na jeziku, već duž cijelog probavnog sustava. Kako sekoiridoidi srčanika i kičice nisu otrovni u normalnim dozama (koje konzumiramo) već su samo gorki to smo iskoristili. Oni potiču procese kao da su otrovni ali to nisu. Stoga djeluju na, što već znamo, dispepsiju, otežanu probavu odnosno potiču rad želuca ali i žuči i gušterače. Biokemijski rat biljaka i životinja nije uvijek urodio lošim, već dobrim, barem po nas. Iridoidi poput amarogentina su najgorče tvari na planeti.

Neki iridoidi u biljkama mogu štiti od patogenih mikroorganizama, premda nismo sigurno do koje mjere tome služe. Gorki iridoid iz lista masline, oleuropein, gotovo sigurno služi i u obrani od nekih insekata. Nakon ozljede lista, iz oleuropeina nastat će nestabilni spoj, aldehid, koji će „napasti“ aminokiselinu lizin i blokirati ju. Time list postaje nedovoljno nutritivno vrijedan za neke insekte. Gorke iridoide masline, ali i spojeve koji nastaju njihovom razgradnjom, iskoristili smo u pikantnom kulinarstvu ali i već spomenutom djelovanju na probavni sustav odnosno žuč.

Iridoidi nisu samo gorki pratitelji probavnog sustava. Neki su i protuupalne tvari. Iridoidi trputca biljci (vjerojatno) služe za zaštitu od mikroorganizama nakon ozljede. Zato je narod volio trputac na manjim ozljedama kože zbog djelovanja i protiv mikroorganizama ali i zbog protuupalnog djelovanja. Čestoslavica, divizma i uskolisni trputac su biljke koje sadrže iridoide i sve tri biljke dobro poznajemo kao biljke koje mogu smiriti kašalj. Zbog toga se i danas koriste kod simptomatskog liječenja kašlja. Aukubin i katalpol su vrlo česti iridoidi i nalazimo ih u takvim biljkama. Sideritis scardica je biljka poznata našim južnijim susjedima Balkana, uz ostalo biljka se koristi kod dišnih infekcija i kašlja, a sama je također bogata iridoidima. Vidac (očenica, Euphrasia sp.) je također rod koji se koristi kao protuupalna biljka – očiju, odnosno smanjuje upale očiju poput konjunktivitisa. Ova upotreba održala se do danas i u proizvodima za smanjenje iritacije očiju.

U Africi su vrstu Kigelia africana koristili za smirenje upala kože. Danas se nabavlja kao gotovi ekstrakt i iridoidi poput verminozida su glavni aktivni spojevia. Picrorhiza kurroa se u Aziji koristila kod tegoba jetre no za to nije klinički ispitana. Niz egzotičnijih biljaka slabo poznatih u europskoj medicini sadrži potencijalno zanimljive iridoide.

Najpoznatiji protuupalni iridoid je harpagozid. Njega nalazimo u slavnoj vražjoj kandži (Harpagophytum procumbens) i nekim vrstama našeg europskog roda Scrophularia. Na molekularnoj razini imaju niz djelovanja, djelujući prije svega na posrednike u upali (eikozanoide). Ove biljke poznajemo prije svega kao biljke zglobova, točnije boli u donjem dijelu leđa i osteoartritisa.

Iridoidi imaju i svoje slabosti, pa su neki iridoidi vrlo nestabilni i razgrađuju se sušenjem ili grijanjem. To se ne odnosi na sve iridoide, ali već u narodu nalazimo to opažanje: za ozljede se koristio isključivo svjež, netom ubran trputac. Sirup od trputca koji se dobiva samo stajanjem u šećeru a ne kuhanjem isto je empirijski pokušaj ljudi da zaobiđe taj problem. No, njihov raspad nije uvijek tragičan. Već sam spomenuo da se iridoid iz masline, oleuropein, raspada. Molekule koje nastaju, tirozol i hidroksitirozol, poželjni su dio prehrane i štite krvožilni sustav.

Neki su nam iridoidi nejasni. Još ne razumijemo da li iridoidi odoljena (valerijane) imaju važniju ulogu u djelovanju, pogotovo jer su prilično nestabilni.

Ako bismo iridoide sveli na najkraći zaključak – ili su gorki pa djeluju na probavni sustav, ili su često u sastavu biljaka koje djeluju protuupalno, poput biljaka koje pomažu kod kašlja. Maslina je vjerojatno planetarno najpoznatija biljka koja sadrži iridoide i njihovi razgradni produkti dio su zdrave prehrane.

The post Iridoidi first appeared on PLANTAGEA.