Z tego artykułu dowiesz się:
Co to są terpeny?
Terpeny to bardzo zróżnicowana grupa związków, które powstają z 5-węglowego węglowodoru izoprenu. Już w 1991 roku znane było blisko 22 000 związków o charakterze terpenów, a od tamtego czasu ich liczba istotnie wzrosła. Bez wątpienia pełnią one bardzo różnorodne funkcje. Wiele przemian metabolicznych nie byłoby możliwych, gdyby nie ich obecność. Zatem mają one podstawowe znaczenie dla całej fizjologii komórki roślinnej.
Przykładem terpenów są związki chinonowe, które biorą udział w przenoszeniu elektronów i protonów w trakcie zachodzenia reakcji fotosyntezy (ubochinony, plastochinony). Związkami terpenowymi są także wspomagające barwniki fotosyntetyczne – karotenoidy, część chlorofilu, a także swoiste roślinne składniki błony komórkowej: sterole. Niewątpliwie bardzo istotną grupą terpenów są gibereliny i kwas abscysynowy. Są to tzw. fitohormony, czyli hormony roślinne warunkujące prawidłowy wzrost oraz rozwój roślin.
W tej grupie znajdują się oczywiście także wysoce wyspecjalizowane związki. Wśród przykładów można wymienić związki wabiące zwierzęta zapylające poprzez nadawanie kwiatom i owocom kolorów. Zwierzęta zachęcone ładnym wyglądem odwiedzają roślinę, przy okazji zabierając ze sobą trochę jej pyłku. Roślinożercy natomiast zjadają owoce, przyczyniając się w ten sposób do przetransportowania nasion na nowe tereny. Część związków z tej grupy nadaje roślinom nieprzyjemny, gorzki posmak – z jednej strony chroni to przed infekcją, z drugiej natomiast ochrania przed roślinożercami.
Terpeny są godne uwagi, ze względu na to że pełnią ważną rolę w naszym funkcjonowaniu. Ogromną ilość z nich wykorzystuje się jako leki (np. alkaloidy nasercowe), czy jako antybiotyki. Żywice, czy kauczuk są szeroko wykorzystywane w przemyśle. Co więcej, terpeny to naturalne środki ochrony roślin. Sterole natomiast są wykorzystywane przy obniżaniu zbyt wysokiego poziomu cholesterolu we krwi.
Terpeny to naturalne środki ochrony roślin
Czym są terpenoidy?
Wiele osób używa określenia terpeny oraz terpenoidy zamiennie, dla określenia tej samej grupy związków. Jednak często nazwa terpenoidy ogranicza się do terpenów, które w swojej budowie zawierają dodatkowe grupy funkcyjne: karboksylową (-COOH), karbonylową (-C=O) czy hydroksylową (-OH).
Monoterpeny i seskwiterpeny
Wiele z nich to składniki olejków eterycznych, czyli lotnych substancji nadającym roślinom zapach. Często przywołują lub odstraszają one owady zapylające. Funkcję odstraszającą pełnią w szczególności alfa-pinen, beta-pinen, kamfen, limonen. Związki te są toksyczne w stosunku do niektórych owadów, np. chrząszczy i dlatego w przypadku inwazji nasila się ich synteza.
Olejki eteryczne mają szerokie zastosowanie: od klasycznej aromaterapii, przez masaże z ich udziałem, ale także wykorzystywane są jako składniki kosmetyków czy perfum. Szokujące jest, że roczna produkcja lotnych substancji przez rośliny jest szacowana na 1 400 000 000 ton!
Roczna produkcja lotnych substancji przez rośliny jest szacowana na 1 400 000 000 ton
Diterpeny
Ddo tej grupy należą hormony roślinne – gibereliny, a także związki o charakterze ochronnym. Wiele spośród diterpenów to składniki żywic, będące jednocześnie truciznami roślinnymi. Jeśli roślina zostanie zaatakowana przez owady, żywica zaleje ranę, a obecne w niej diterpeny spowodują śmierć szkodników oraz naprawienie uszkodzenia. Do tej grupy należą również stosunkowo niedawno odkryte związki, które na ssaki działają kancerogennie. W związku z tym są one przedmiotem licznych badań.
Triterpeny
Należą tu m.in. skwalen, steroidy oraz saponiny. Główną funkcją triterpenów jest odstraszanie owadów, ale są one również strukturalnym składnikiem błon roślinnych. Wśród steroidów obecne są sterole roślinne, które pełnią w błonach komórkowych roślin analogiczną funkcję, jak cholesterol w komórkach ludzi i zwierząt – służą one do usztywniania błony. Sterole roślinne są bardzo cenione w walce ze zbyt wysokim poziomem cholesterolu we krwi.
Tetraterpeny
Do tej grupy należą karotenoidy, czyli wspomagające barwniki fotosyntetyczne. Dzielą się one na czerwonopomarańczowe karoteny i pomaranczowożółte ksantofile. Te związki pełnią bardzo ważną rolę w procesie fotosyntezy, przekazują one energię z tworzonych przez nie anten na centrum reakcji fotoukładu. Ponadto chronią aparat fotosyntetyczny przed przyjęciem nadmiaru energii i jego uszkodzenia. Ich obecność nadaje barwę kwiatom i owocom, czyniąc je bardziej atrakcyjnymi dla zwierząt.
Jednym z tetraterpenów, a dokładniej karotenoidów jest obecny w pomidorze likopen. Jest to związek o silnym potencjale antyoksydacyjnym, czyli tzw. „zmiatacz wolnych rodników”. Spowalnia starzenie się organizmu oraz chroni go przed nowotworzeniem. Innym karotenoidem ważnym dla ludzi jest beta-karoten, czyli prowitamina A, która warunkuje dobre widzenie.
Politerpeny
Najbardziej znanym przedstawicielem jest bez wątpienia kauczuk, który jest składnikiem soku mlecznego drzewa kauczukowego. Kauczuk jest sprężysty, jest dobrym elektroizolatorem, jest odporny na działanie większości polarnych rozpuszczalników (alkoholi, czy ketonów), jednak łatwo rozpuszcza się w rozpuszczalnikach niepolarnych. Nie jest zbyt odporny na ścieranie i ogień. Poddany procesowi wulkanizacji polepsza swoje właściwości i dzięki temu jest wykorzystywany do produkcji opon do pojazdów.
Konkludując, terpeny to ogromna grupa roślinnych związków o bardzo zróżnicowanych właściwościach i zastosowaniach. Na co dzień rzadko myślimy o tym, jak wiele zawdzięczamy roślinom.
Mikrobiolog, bioanalityk, młody naukowiec z zamiłowaniem do fizjologii roślin i ziołolecznictwa. Studentka kryminologii otwarta na wszelkie naukowe (i mniej naukowe) dyskusje.
Źródła
Kopcewicz, J., and S. Lewak. „Fizjologia roślin [Plant physiology].” PWN Warszawa [in Polish] (2002).
https://pl.wikipedia.org/wiki/Kauczuk