Hoewel er geen gebrek is aan wetenschappelijke feiten over het primaire metabolisme, is het secundaire metabolisme nog grotendeels onontgonnen. Het verwijst naar alle metabolische processen die niet direct dienen om het leven in stand te houden. De grens tussen primair en secundair metabolisme is echter vaak vervaagd. Het is vooral belangrijk in de plantenwereld, maar ook relevant voor mens en dier. Het is in dit opzicht nog grotendeels onontgonnen, daarom beschrijft dit artikel het belang ervan aan de hand van planten als voorbeeld.
Wat is secundair metabolisme?
Granaatappel, in zijn bijzondere biochemische samenstelling, wordt tot nu toe beschouwd als de bekendste bron van antioxidanten. Primair metabolisme omvat alle processen die de vitale functie van een organisme waarborgen. Het primaire metabolisme synthetiseert vitale stoffen zoals aminozuren, vetten en suikers en is hetzelfde in bijna alle levende organismen. Componenten van het secundaire metabolisme zijn bijvoorbeeld geuren waarmee de bloemen van viooltjes, lelietje-van-dalen of rozen hun bestuivers aantrekken, of de pigmenten die de vruchten kleur geven of de mate van rijpheid aangeven. Secundair metabolisme omvat alle chemische verbindingen die door de planten zelf worden geproduceerd. Dit zijn secundaire plantenbestanddelen, ook wel bioactieve stoffen of antioxidanten genoemd. Tot dusver zijn er ongeveer 200,000 van dergelijke stoffen bekend, maar er is nog lang niet voldoende onderzoek naar gedaan. Secundaire stoffen zijn de vaak zeer opvallende eigenschappen van een plant, maar zijn voor de groei en ontwikkeling overbodig. Secundaire stoffen zijn individueel en worden vaak alleen in een bepaalde plantensoort aangetroffen. Bijvoorbeeld de "prikkels" van peper zijn alleen te vinden in tropische paprikasoorten, en morfine is alleen bekend als een secundaire in opium papaver. Mensen weten al heel lang veel over de genezende of zelfs giftige effecten van een grote verscheidenheid aan planten en gebruiken ze, op basis van opgebouwde ervaring, als remedie voor vele ziekten. Maar waarom en hoe sommige planten konden genezen en andere doden, was grotendeels onbekend tot de eerste helft van de vorige eeuw. Uiteindelijk raakten ook scheikundigen betrokken bij de verschillende plantbestanddelen. In 1806 isoleerde apotheker Friedrich Wilhelm Sertürner uit Paderborn als eerste morfine oppompen van opium Pas bij het begin van het biosynthese-onderzoek na de Tweede Wereldoorlog groeide de kennis over de doorslaggevende rol van secundair metabolisme in de evolutie van planten. In dit opzicht zorgt het secundaire metabolisme ook voor de overleving van organismen, hoewel niet zo direct als een snel metabolisme.
Functie en taak
Tegenwoordig is de wetenschap het erover eens dat zonder secundair metabolisme er geen overleving van planten zou zijn. Elke plant ontwikkelt zijn overlevingsstrategie met behulp van chemische middelen. Roofdieren worden bestreden door afschrikking, remming van voedsel of gif. Antibacteriële of schimmelwerende stoffen worden gebruikt tegen de verspreiding van microben. Al deze stoffen zijn in de loop van de evolutie geëvolueerd, worden voortdurend aangepast aan veranderende omgevingsomstandigheden en zijn soms omgekeerd van negatief naar positief. Een plant waarvan de giftige barrière door een insect is overwonnen, kan bijvoorbeeld zijn favoriete voedselplant worden of dienen als plaats voor het leggen van eieren, waardoor het een speciale niche voor het leven wordt. Veel studies hebben aangetoond dat de secundaire metabolieten die in gespecialiseerde celtypen van planten worden geproduceerd, invloed hebben op een groot aantal metabolische processen bij mensen. Hoewel het geen essentiële voedingsstoffen zijn, is er een grote verscheidenheid aan volksgezondheid-bevorderende effecten worden aan hen toegeschreven. Om deze reden in het bijzonder de Duitse Vereniging en alle volksgezondheid verzekeringsmaatschappijen adviseren al jaren een royale consumptie van groenten en fruit, peulvruchten en noten, evenals volkorenproducten. De ingrediënten van groenten en fruit zijn belangrijk voor ons mensen omdat ze met hun bescherming tegen vrije radicalen secundaire plantaardige stoffen, de antioxidanten. Tot op heden heeft het onderzoek zich gericht op ongeveer 30 van de belangrijkste planten die wereldwijd worden geconsumeerd en hun fytochemicaliën. Elke plant bevat een beperkt maar toch groot aantal verschillende stoffen, bijvoorbeeld de appel met 200 tot 300 en de tomaat met 300 tot 350 stoffen. Vergeleken met fruit bevatten groenten meer vitaminen net zoals secundaire plantaardige stoffen. De concentratie is bijzonder hoog in de schil of in de zaden.
Ziekten en kwalen
Als mensen te weinig van de secundaire plantmetabolieten consumeren, kunnen deficiëntieverschijnselen ontstaan. De stoffen hebben wat dit betreft een preventieve werking. Bij reeds bestaande problemen kan de inname van de secundaire stofwisselingsproducten klachten en ziekten verlichten. anthocyanen zijn een bekende subgroep van polyfenolen Ze komen voornamelijk voor in blauw, violet, rood of blauwzwart fruit en groenten. Ze zitten in veel donkerblauwe of rode kersen en bessen, in aubergines, in rood uien en ook in het rood kool. anthocyanen zijn bijzonder beschermend tegen direct zonlicht. anthocyanen worden beschouwd als bijzonder effectieve antioxidanten. Ze beschermen onze cellen tegen ontsteking en degeneratie (kanker), bijvoorbeeld. Astaxanthine wordt als een bijzonder effectief beschouwd anti-oxidant Het behoort tot de groep carotionoïden en geeft bijvoorbeeld tomaten en wortelen hun rode kleur. Voor ons mensen, astaxanthine is belangrijk als energiedonor en voor het beschermen van de huid, gewrichten en vooral de ogen (macula) tegen vrije radicalen. De zaden van druiven bevatten OPC (oligomere procyanidines) resveratol en quercetine. Alle drie behoren ook tot de polyfenolen OPC is waarschijnlijk de krachtigste anti-oxidant bekend. OPC wordt beschouwd als een anti-aging wondermiddel voor de huid, het kan verminderen rimpels en versnellen wond genezen Het beschermt de hart-, bloed schepen en ogen. Resveratol en quercetine helpen ook in de strijd tegen kanker, ze kunnen zakken bloed druk en reguleren cholesterol. De granaatappel werd altijd beschouwd als een religieus symbool van vruchtbaarheid. Tegenwoordig is deze specifieke vrucht van groot wetenschappelijk belang. De granaatappel wordt beschouwd als de bekendste bron van antioxidanten vanwege de speciale biochemische samenstelling. Het heeft niet alleen een bijzonder hoge concentratie of vitamine C, kalium en vitamine B5(pantotheenzuur), maar het bevat ook veel polyfenolen en tannines die beschermen tegen ziekten. Er wordt momenteel intensief onderzoek gedaan naar het positieve effect ervan op protasta en borstkanker. Onder de fyto-oestrogenen zijn lignanen (onderdelen van lijnzaad Er wordt ook aangenomen dat ze een anti-kanker effect.
