توس زیست
آموزش زیست شناسی
پيوندهای روزانه

قسمت اول

بعضی از موجودات زنده خصوصاً گیاهان، طیف وسیعی از ترکیباتی موسوم به متابولیت­های ثانویه را تولید می­کنند. در مفهوم کلی، متابولیت­های ثانویه ترکیباتی آلی هستند که نقش ضروری در رشد و نمو موجود زنده ندارند.

گیاهان برای بیوسنتز این مواد انرژی زیادی را به کار می­برند. زمانی که این ترکیبات اثری بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگری داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این ترکیبات در گیاهان، یک موضوع جذاب و مهم برای بسیاری از پروژه­های تحقیقاتی شده است و نقش­های اکولوژیکی تعدادی از این ترکیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. با مطالعاتی که تاکنون صورت گرفته است، به نظر می­رسد که متابولیت­های ثانویه، به عنوان موادی طبیعی، نقش­های اکولوژیکی مهمی در واکنش­های دفاعی گیاهان و همچنین گرده­افشانی و انتشار دانه­های گیاهان به وسیله حشرات و حیوانات دارند.

بعضی از این ترکیبات به عنوان علف­کش و حشره­کش­ در صنعت استفاده می­شوند در حالیکه برخی دیگر کاربرد صنعتی ندارند. دسته بزرگی از متابولیت­های ثانویه کاربرد دارویی و پزشکی دارند. ترکیباتی دیگری از این گروه نیز نقش مهمی در تغذیه انسان و دام دارند.

 

تفاوت­های متابولیت­های ثانویه با متابولیت­های اولیه

سلول­ها خصوصاً سلول­های گیاهی دو دسته از ترکیبات را تولید می­کنند؛ متابولیت­های اولیه و متابولیت­های ثانویه.

 متابولیت­های اولیه

متابولیت­های اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل کربوهیدرات­ها، لیپیدها، پروتئین­ها و اسیدهای نوکلئیک می­شوند.

در گیاهان متابولیت­های اولیه طی فرآیند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت ترکیبات سلول نقش­آفرینی می­کنند. این ترکیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادی پایین تولید می­شوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، مواد غذایی و افزودنی­ها کاربرد دارند. روغن­های گیاهی، اسیدهای چرب (برای ساخت صابون و شوینده­ها) و کربوهیدرات­هایی مانند ساکاروز، نشاسته، پکتین و سلولز مثال­هایی از متابولیت­های اولیه هستند. قیمت این قبیل ترکیبات به طور میانگین دو دلار در هر کیلو بوده و تولید آنها در حجم انبوه امکان­پذیر است.  البته برخی از متابولیت­های اولیه مانند میواینوزیتول و بتاکاروتن گران هستند که علت قیمت بالای آنها، سختی استخراج و تخلیص آنها می­باشد.

 متابولیت­های ثانویه

متابولیت­های ثانویه از بیوسنتز متابولیت­های اولیه به دست می­آیند و به عنوان ترکیبات فرعی و انتهایی متابولیسم اولیه در نظر گرفته می­شوند. همچنین این ترکیبات در فرآیندهای متابولیسمی وارد نمی­شوند. مهمترین متابولیت­های ثانویه آلکالوئیدها، فنولیک­ها، روغن­های ضروری، استروئیدها، لیگنین­ها، تانن­ها، فلاوونوئیدها می­باشند.

متابولیت­های ثانویه عمدتاً در گونه­ها و خانواده­های خاصی از سلسله گیاهان تولید می­شوند. این ترکیبات به مقدار کمی در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلول­های تخصصی و در مرحله خاصی از چرخه زندگی گیاه تولید می­شوند و همین امر استخراج و تلخیص آنها را در مقایسه با متابولیت­های اولیه که در تمام سلول­ها تولید می­شوند، دشوار می­کند.

گیاهان دارویی از لحاظ میزان متابولیت­های ثانویه بسیار غنی می­باشند و ترکیبات آنها را در انگلیسی Medicinal یا Officinal می­نامند. این ترکیبات که از گروه متابولیت­های ثانویه می­باشند، اثرات فیزیولوژیکی عمیقی بر پستانداران دارند و از مهم­ترین ترکیبات دارویی هستند.

از این گیاهان و اثرات فیزیولوژیک ترکیبات موثره آنها به عنوان داروی خوراکی استفاده شده و در نتیجه این ترکیبات، داروهای گیاهی یا داروهای طبیعی نام گرفته­اند.

استفاده از داروهای با منشا گیاهی بدون انجام فرآوری خاصی، یعنی استفاده از پودر گیاه یا مواد موثره آن بدون خالص­سازی عصاره گیاهی، از قدیم رواج داشته و حتی در حال حاضر و در پزشکی مدرن از طیف وسیعی از داروهای با منشا گیاهی استفاده می­شود. گرچه تعدادی از این داروها به طور مصنوعی برای مصارف ساخته می­شوند ولی هنوز بسیاری از آنها از منابع طبیعی به دست می­آیند.

به محض اینکه اثر فیزیولوژیک یک گیاه دارویی خاص کشف شود، تلاش­ها برای یافتن خصوصیات دقیق شیمیایی ماده موثره آن (داروی گیاهی) و در پی آن، یافتن روش تولید شیمیایی این ترکیبات به طور تجارتی صورت می­گیرد.

برای تعیین خصوصیات شیمیایی و شناسایی یک متابولیت ثانویه، جداسازی آن به صورت کاملاً خالص الزامی و اولین قدم است. روش­های جداسازی گوناگون و مراحل آن اکثراً طولانی است.

متابولیت­های ثانویه به صورت خالص و با نسبت­های مشخص در پزشکی استفاده می­شوند. البته در کنار خالص سازی مواد موثره گیاهان دارویی، آنها بدون تغییر نیز در سامانه­های مختلف تهیه دارو استفاده می­شوند.

این نکته را نباید فراموش کرد که در کنار متابولیت­های ثانویه، تعدادی از متابولیت­های اولیه نیز اثرات فیزیولوژیکی قوی دارند. اکثر این ترکیبات پروتئینی بوده و عملکردهای مختلفی دارند. هورمون­ها و زهر مارها مثال­هایی از پروتئین­های با اثرات فیزیولوژیکی قوی هستند. آنتی­بیوتیک­ها، واکسن­ها و تعدادی از پلی­ساکاریدها که نقش هورمونی دارند، از جمله متابولیت­های اولیه با اثر فیزیولوژیکی قابل ملاحظه می­باشند.

 

[ شنبه بیست و دوم بهمن 1384 ] [ 9:50 بعد از ظهر ] [ سید جواد موسویان ]
درباره وبلاگ

سید جواد موسویان
کارشناس ارشد علوم جانوری
دبیر زيست شناسي ناحیه یک مشهد
عضو گروه زيست شناسي استان خراسان رضوي
امکانات وب