A Taxus és a taxol

Közzétéve 2011-11-13 | Szerző: bognarjn

A közönséges tiszafa /Taxus baccata/ mérgező hatása régóta ismert. Méreganyagainak toxicitása vetekszik a legerősebb alkaloidokkal. Azonban kémiai szempontból ezek a vegyületek nem alkaloidák, hiszen nem tartalmaznak gyűrűikben nitrogén atomokat. A tiszafa mérgek változatos szerkezetében talán az egyetlen közös vonás a diterpén váz. Ennek alapján ezek a mérgek a nyitvatermőkre jellemző terpenoid anyagcseréből származnak. A sokféle tiszafa toxin közül a legismertebb a taxol, melyet az oregoni óriás tiszafa/ Taxus brevifolia/ kérgéből nyertek ki. A molekula igen bonyolult, pontos szerkezetének kiderítése az 1960-70-es években heroikus munkával sikerült.

Világhírét egy rákellenes természetes eredetű vegyületeket kereső kampánynak köszönheti. A tesztelésre a világ minden tájáról beküldött több ezer minta közül a 650.számmal jelölt taxol volt az egyik legerősebb sejtosztódást gátló vegyület.

Természetesen azonnal elkezdődtek a kutatások a biológia hatás mechanizmusának felderítésére. Már a kezdeti eredmények is meglepőek. A taxol ugyanis nem anyagcseregátló, nem szintéziseket, transzportfolyamatokat stb. gátol. Elsődlegesen kötődik a sejtosztódást és a sejten belüli mozgásokat irányító mikrotubulusokhoz, és azok lebomlását akadályozza.

A taxol fontosabb kémiai adatai

—A mikrotubulusok  csövecskék a sejben, a tubulin fehérje két típusának kapcsolódásából létrejött    egységek /tubulin dimerek/  összekapcsolódásából /polimerizáció/ jönnek létre. A beépülés a cső egyik végén/ un. +oldal/ nyújtja a cső hosszát , míg a másik végen az egységek leválásával, kiszabadulásával /un. – oldal/ rövidül a cső. A mikrotubulusokat alkotó szabad és kötött tubulin molekulák együtt léteznek minden sejtben. Arányuk egy dinamikus egyensúlyi állapotot hoz létre. /3.kép/.

Mikrotubulus felépítése

A taxol lerombolja ezt a dinamizmust. Mindaz amit a sejtekben ez a tubuláris rendszer mozgatott a taxol hatására megáll. Szinte „lefagy” az élő rendszer.

Osztódás után nem jut  a sejtmag  a helyére, néhány sejtszervecske mozgatása megtorpan  számos sejten belüli anyagszállító folyamattal/endocitózisok/ együtt. A sejt egész belső infrastuktúrája összeomlik.

A taxol csapás annyira központi , hogy a sejt saját védelmi rendszerei szinte teljesen tehetetlenek. Nem is tudom mi a megrázóbb: az általánosan ismert osztódásgátlók okozta káosz, vagy a taxol okozta dermedt állapot. Az eredmény persze ugyanaz: az egészséges sejteknél gyorsabban osztódó kergült tumorsejtek képződése visszaszorul.

A taxol gyakorlati felhasználása akkor kezdődött, amikor kidolgozták a Taxus baccata leveléből történő  előállítását un. félszintetikus eljárással. A levél egy könnyebben újratermelődő forrás, mint a fakéreg és begyűjtése nem okoz súlyos környezetrombolást.

Az eljárás lényege, hogy a bonyolult diterpén alapváz felépítését rábízzák a tiszafa levél sejtjeire, melyek elegánsan lombikok és más drága berendezések nélkül elvégzik ezt a szintézist. Az anyagcserében létrehozott vegyületet kivonják a levélből és a gyógyszergyártók a továbbiakban már laboratóriumban végzik a szükséges további kémiai átalakításokat.

Amerikában a taxol hatóanyagot paclitaxel néven törzskönyvezték. Ismert még egy változata a  docetaxel. Ezek a gyógyszerek napjainkban a legnagyobb értékben forgalmazott citosztatikumok. Évente sok ezer embertársunknak segítenek  a gyógyulásban életesélyt és reményt adva nekik.

 Források: bioinformatika blogspot.com
           drugs.expert.com
           rsc.com

 

Kategória: blog | Címke: , , , , , , , , , , , , | 2 hozzászólás

A sivatag rózsája

Közzétéve 2011-11-13 | Szerző: bognarjn

Adenium obesum-20Kelet-, és Dél-Afrikában valamint az Arab-öböl országaiban a szubtrópusi éghajlatú félsivatagi területeken élő szukkulens növény. Omán és Jemen száraz köves sztyeppvidékein honos az „arabicum” alfaj. Ez kisebb bokor méretű, a kövek és sziklák között gyakran bozótot képez/1.kép/.  Jemenben a magasföldön 2000m  felett a zord sziklavidéken a sziklák repedéseiben él a látványosan vastagodott, duzzadt törzsű bizarr külsejű magashegyvidéki i ökotípus.  Kelet-Afrikában Etiópia, Szudán száraz szavannáin található a legnagyobb termetű/3m magas/ „somalense” alfaj/5.kép/. A Jemenhez tartozó Sokotra szigetén pedig a vérehulló sárkányfákkal/Dracaena cinnabari/ alkot varázslatos endemikus társulást a legkülönösebb és legritkább  „socotrense” alfaj.

A növényt az egykori brit gyarmatról Adenről nevezték el. Régen a szebb napokat is megélt  kalózkikötőből jutott el a legtöbb Adenium növény Európába. A minden részében különös, „pocakos” növényt  szép virágainak köszönhetően gyakran sivatagi rózsának /desert rose/ is nevezik.Adenium obesum-1 Rendszertanilag különben a meténgfélékhez/Apocynaceae/ tartozik. Élőhelyeinek zord  környezete kiáltó ellentétben van virágjainak szépségével. Az éles kontraszt számos művészt ihletett meg: Sting gyönyörű dalt énekel róla, híres olasz film,  romantikus regény, vers és dráma is viseli  a „sivatag rózsája” nevet.Adenium obesum-4

Bizarr, érdekes formájú törzsszukkulens /úgynevezett caudexes/ bokros növény. Palackosan duzzadt vastag törzse speciálisan tápanyag és vízraktározásra módosult, így a bokor hónapokat képes csapadék nélkül élni. Idővel gyakran bonsaihoz hasonló alakot öltenek ezek a növények. Pocakos törzsük szürkészöld, kúpos végén felfelé álló ágakkal/4.kép/.Adenium obesum

A törzs bélszövetében tárolt zömmel nyálkaanyagokhoz kötött éltető vizet és a raktározott tápanyagokat a növény az aszályos  időszakban hasznosítja. A virágzás rendszerint a száraz időszak beköszöntével a párhuzamos erezetű fényes élénkzöld levelek lehullását követi. A nyári rekkenő forróságban hosszan virágzik a növény. Adenium obesum-6

Nagy színes virágai magányosak és végállók, a meténgfélékre jellemző felépítésűek/4.kép/.. A hőségtől tikkadt kősivatagok üde színfoltjai.Adenium obesum-5

A termés 10-15cm-es az alapi részen összenőtt és a hasi oldalon felnyíló ikertüsző. Hasonlít az Asclepias, vagy a Cynanchum termésekhez. A hosszúkás, centiméteres nagyságú repítő koszorút viselő magok két-három hónap alatt érnek meg.

Adenium obesum somalense

A növény – hasonlóan sok más rokonfajához – tejnedvet tartalmaz, mely sebzéskor a felszínre jut. Érintése bőrallergiát, szembe vagy szájba kerülve súlyosabb mérgezést okozhat. Toxikus hatóanyagai elsősorban  a  szívre ható glikozidok. Tejnedvét régen az afrikai szavannák vadászai nyílméregként használták. Ma már  a Kalasnyikovok vették át a nyílvesszők szerepét ezen a vidéken. A kéreg főzetét azonban Afrikában napjainkban is használják külsőleg szájápolásra, bőrgyulladások és bőrfertőzések kezelésére.

Különös növekedési formája és dekoratív virágai miatt kedvelt dísznövény világszerte. Hazánkban még ritkaságnak számít a dísznövénykedvelők körében.

Kategória: A Természet Világa, blog | Címke: , , , , , , , , , | Hozzászólás most!

Tiszafa /Taxus baccata/ – Az év fája 2011-ben

Közzétéve 2011-11-13 | Szerző: bognarjn

Mérsékelt növekedésű árnyékkedvelő tipikusan kétlaki fa. Parkokban élő idősebb egyedeknél az ivari meghatározottság/szexdetermináció/ fellazul és ilyenkor ritkán hímnős egyedekkel is találkozhatunk. Lassú növekedésű magas kort megérő nyitvatermőknél szokatlanul jó regenerációs képességű növény, egyben kedvelt díszfa is.

Természetes előfordulásai Európa szerte megritkultak. Hazánkban jelenleg  mindössze két őshonos élőhelyét ismerjük. A Dél-Bakonyi Szentgáli tiszafás Közép Európa legnagyobb természetes Taxus baccata populációja  szigorú védettséget élvez. Ebben a bükkelegyes társulásban a tiszafa állomány sajnos fokozatosan visszaszorul.

Az egymáshoz közvetlen közeli tiszafák szomszédos törzsei gyakran összenőnek és így idővel impozáns, vastag több méter átmérőjű összetett törzsek fejlődnek. Természetesen ezeknél az összetett fatörzseknél az évgyűrűkkel történő kormeghatározás lehetetlen.

Kérge a platánokéhoz hasonlóan vékony, szabálytalan foltokban válik le, amelyek szürkés-vagy vörösesbarna színűek.Lapított, hajlékony tűlevelei örökzöldek erőteljes középérrel. A vezérhajtásokon körkörösen, az oldalhajtásokon többnyire fésűsen helyezkednek el.

Az újabb rendszerekben a tiszafák a fenyőfafélék csoportjába /Pinophyta/ kerültek. Az áthelyezést a molekuláris kladisztika eredményei, valamint növénybiokémiai és a modern összehasonlító embriológiai  kutatás megállapításai indokolják./Pl a termős virágok kezdeményei a fejlődésük kezdeti, korai  szakaszában  még egy ősi típusú egyszerűsödött tobozra hasonlítanak/. Azonban a tiszafák számos szövettani, fejlődéstani, fitokémiai tulajdonságban élesen különböznek más nyitvatermő társaiktól.

Tiszafáknál a fatestből hiányzanak a fenyőkre oly jellemző gyantajáratok, balzsamtartók. Vízszállító sejtjeikben/tracheidák/ a haránt irányú sejtfalakban és a bélsugarak tracheidáiban a fenyőktől eltérően léces sejtfalvastagodásokat találunk, A fatörzset, ágakat keresztül kasul behálózó üregrendszerek hiánya és a radiális irányú sajátos léces merevítés együtt okozzák a fatest finom szövetű, erős, kemény és mégis rugalmas szerkezetét, tömör texturáját. Bizony a fa szöveti szerkezete döntően meghatározza annak mechanikai jellemzőit.

Említést érdemel a fenyőktől eltérő néhány fejlődéstani különbség is:
A magkezdemények magányosan helyezkednek el és fejlődnek a termőleveleken. Mai felfogás szerint az egyedül álló és fejlődő magkezdemény a tiszafáknál a toboz erőteljes redukciójának eredménye.

A magkezdemény csúcsán a pollen befogadására folyadékcsepp kiválasztás történik/pollencsapda/. A megporzás tavasszal, míg a megtermékenyítés később, 6-8 hét múlva a nyár végén történik. Addig a hím ivarsejt a magkezdemény tápláló szövetébe benőtt tömlőben „kivár” annak vendégszeretetét élvezve. Még egy osztódásra is futja az időből.
Végül két startra kész hím ivarsejt várja a fejlődő petesejt felől érkező kémiai szignált, ami azt jelenti, hogy a petesejt érése befejeződött. A tömlő ekkor tovább nyúlik és elkezdődik a két hím ivarsejt versenyfutása. A gyorsabb fuzionál a petesejttel és létrejön a zigóta.
A kifejlődő magot piros magköpeny/arillusz/ övezi. A bíbor kehely felül nyitott és az éretten barna mag is jól látszik benne. Az arillusz cukrokat, nyálka anyagokat, karotinokat tartalmaz., A madarak kedvelik és fogyasztás közben terjesztik. A kemény héjú erősen mérgező mag ugyanis változatlanul halad át emésztőrendszerükön. Vigyázat! A csomagolás jelen esetben nagyon csalóka.

A magköpeny kivételével a tiszafa minden része – még a lehullott elsárgult tűlevelek, vagy a fa fűrészpora is – erősen mérgező diterpén típusú taxán származékokat tartalmaz.. Ezekből a halálos mérgekből/taxin, taxicin, baccatin stb/ nyerhető ki korunk egyik hatékony rákellenes szere a taxol.


Kategória: blog | Címke: , , , , , , , , , | 2 hozzászólás

Növényi gyanták, mézgák és balzsamok

Közzétéve 2011-11-11 | Szerző: bognarjn

Növényekben keletkező üvegszerű, sűrűn folyós váladékok, melyek levegőn előbb-utóbb megszilárdulnak. Bonyolult, összetett anyagok, melyekben a fő komponens mellé sok más elsősorban illatot, színt és keménységet meghatározó molekula társul.Zömmel sebzéskor keletkező kóros anyagcseretermékek, de ismerünk természetes állapotban keletkező gyantákat is.

A fenyőbalzsamot, vagy a gyümölcsfákon keletkezett mézgát szinte mindenki ismeri, azonban más növénycsaládokban is találunk gyantát termelő fajokat/pl Apiaceae, Leguminosae, Cannabaceae stb., vagy számos trópusokon élő faj/.A  váladéktermelés  fás szárúaknál általában a farész szöveteinek  járataiban történik. A fát dúsan behálózó csatornákat, üregeket belülről kisebb sejtek bélelik/epithel /, amelyekben a viszkózus vegyületek szintézise történik. A kiválasztott termékeket a csatorna és üregrendszer raktározza/1.kép/

Gyantajáratok a fenyöfa törzsében

Lágyszárúaknál:  például a kender, vagy komló esetében általában a női virágzat felleveleinek felszínén kiválasztásra módosult mirigysejtekben történik ezeknek a speciális vegyületeknek a termelése.

A gyanták és balzsamok kémiai alapszerkezete hasonló, a fő alkotóelemeik a diterpén típusu gyantasavak és származékaik. A balzsamok emellett mindig tartalmaznak különböző illóolajokat. A balzsam tehát lényegében illóolajjal kevert gyanta, amely rendszerint sziruposabb folyósabb állagú. A gyanta-, és mézgadrogok változatos összetételük miatt alakjukban, színükben, illatukban vagy ízükben nagyon különböznek egymástól/2.kép/. A  balzsamok és gyanták vízben nem oldódnak.

Különböző gyantatípusok

Az általánosan ismert fenyőbalzsamot a Pinus és Abies fajok törzséből sebzéssel nyerik. A termékből az illóolajat vízgőzdesztillációval eltávolítva kapjuk a fenyőgyantát és ennek tovább finomított típusát a hegedűgyantát/ Colophonium/.

A mézgák/gumigyanták/ kémiai alapegysége szénhidrát és mindig találunk bennük  fehérjét, valamint illat és színanyagokat. A gyantákkal ellentétben meleg vízben jól oldódnak. A mézgák és gyanták együtt is előfordulhatnak. Ezekből az elegyekből a mézga forró vízzel könnyen kioldható.

Arab mézga – közismert nevén gumiarabikum

A különös anyagcseretermékeket ősidők óta használja az ember különböző célokra. Már az ókori agyagtáblák és papirusztekercsek is említik gyakorlati és kultikus célú felhasználásukat. Régi természetes ragasztó-, bevonó-, és kötőanyagok a kopál, szandarak és dammar/macskaszem/ gyanták.

Dammar/ un macskaszem/ gyanta Indonéziából

 Számos gyanta orvosi alkalmazása is jól ismert egymástól távoli kultúrákban: antiszeptikus, gombaölő és gyulladáscsökkentő hatásukat füstölőkben égetve biztosították. A Pistacia lentiscus gumi-gyantája a mastix volt az első lyukas fogakat tömítő anyag. Ma a rágógumik egyik alapanyaga.

 A tömjén/Olibanum/ és mirrha gyantákat már 5000 éve gyűjtik a tömjénfák/ Burseraceae/ természetes élőhelyein az Arab-félszigeten/6.kép/.  Az illatos gyantákat napjainkban is gyakran használják  ott ünnepeken, vagy vallási-kultikus célokra.

Szomáliai balzsamfa

Napjainkban – akár a mindennapi élet szintjén is – a gyantákat, balzsamokat és mézgákat széles körben használják. Gyantákat tartalmaznak a szájápolás anyagai, számos szappan és testápoló krém, vagy néhány méregdrága parfüm. A nyomdaipar és a papíripar, a textilipar, a festékipar a ragasztástechnika fontos segédanyagai között ma is szépszámmal találkozunk velük. Az élelmiszeriparban a gummi arabicum másnéven arab mézga/ E 414/ általánosan használt térfogatnövelő, stabilizáló adalék levesporokban, üdítőitalokban, szörpökben és édességekben. A rágógumik természetes anyaga a már korábban említett mastix. A komlógyanta anyagai adják a sörök ízét, illatát stabilizálják habját és tartósító hatásuk is jelentős. Komlógyantákat tartalmaz számos nyugtató, enyhe altató hatású gyógyszer is.A mindennapi hírekben gyakran szerzünk tudomást a kendergyantákról mint kábítószerekről. Az indiai vadkender gyanta egyik összetevője a hirhedt kábítószer hatású THC/ TetraHidroCannabinol/ a marihuana és a hasis hatóanyaga.

A művészetek világában sem kell sokáig kutatni a gyanták után. A régi festmények a katedrálisok freskói, oltárképei mindig tartalmaztak növényi gyantákat. Az alapozók és festékek pontos receptje hétpecsétes titok volt, csak a beavatottak ismerték. Egy egy  nagy festmény évszázadok óta őrzi sajátos formában a gyantamintákat. A koncerttermekben is állandó kellék a fenyőfa  váladékából készült hegedűgyanta hiszen a nagybőgő vagy a Stradivari is csak nyekereg, ha nincs jól gyantázva  a vonó!

Az ember lassan rádöbben, hogy bármerre térül fordul  a világban szinte mindenütt találkozik a gyantákkal  ezekkel a növényi anyagcserében keletkezett változatos összetételű sokoldalúan használható anyagokkal.

Kategória: blog, Botanikai szemléltető | Címke: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , | Hozzászólás most!

Az Ágyúgolyófa – Couroupita guianensis

Közzétéve 2011-11-11 | Szerző: bognarjn
  • The Cannonball tree – Ágyúgolyófa
  • Régi ágyúgolyóra hasonlító termése miatt kapta különös, de találó nevét. Az örökzöld fa a Fazékfafélék/Lecythidaceae/ növénycsaládba tartozik. Őshazája Amazónia, de trópusi botanikus kertekben gyakran megtalálható. Indiában és Sri Lankán szent fának tartják és templomok mellé ültetik.A fa törzsén a lombkorona alatt számos horizontálisan növekedő levél nélküli csupasz oldalág fejlődik. Élénk színű virágai ezeken a szárakon fejlődnek, tehát un. kauliflor virágok. A virág zigomorf, a virágtakaró hat szirmú.Couroupita guinenesis ágyúgolyófa

Couroupita guianensis/ Cannonball tree/ - flowerA porzótáj szerveződése nagyon egyedi, különös. A nagyszámú porzó két egymás fölé boruló lemezen található. A felső „csuklya szerű” részen lilás-bíbor rendezetlen, tengeri rózsákhoz hasonló módosult porzókat látunk/sztaminodiumok/. Ez a kapucni /*/ meddő porzókat visel, melyek csövecskéinek oldalában a lilás színű un ozmofora régió kiválasztást végez. Itt a több sejtsoros illatepidermisz sejtek termelik a jellemző illatanyagokat, melyek a sztómákon keresztül jutnak a felszínre. A sztóma zárósejtek érdekes módon este nyílnak ki így a virág éjszaka illatozik, csalogatva a beporzásban fő szerepet játszó denevéreket. Egyébként az itt keletkezett nagyméretű pollentetrádok sterilek, nem hajtanak pollentömlőt. A sapka rész szerepe tehát a megporzás előkészítésében jelentős és emellett hőpajzsként is funkcionál. A virágban a hőmérséklet a virágzás kritikus szakaszában 8-10C° -kal is magasabb lehet mint a környezetében.Couroupita guinenesis ágyúgolyófa1

Az alsó lemezen ülő csökevényes porzószálú koncentrikusan rendezett világos színű fertilis porzók körbefogják a termőt. A bennük keletkező pollenszemek sokkal apróbbak és megporzás esetén tömlőt képeznek. A morfológiai és élettani pollen kétalakúság/pollen dimorfizmus/ érdekes esetét látjuk itt. Hasonló porzótáj szerveződés másutt nem található a növényvilágban.

A termés egy esztendő alatt érik be, egy fa általában 50-150 termést hoz. A gömb alakú fásodott falú hat rekeszű toktermések átmérője 15-25 cm, bennük több száz erősen szőrös héjú mag található/3.kép/.

A termések földre hullva gyakran hangos puffanással nyílnak fel. A húsos mezokarpium a levegőn gyorsan oxidálódik, elszíneződik, kellemetlen bűzt árasztva. A termés emberi fogyasztásra nem alkalmas. Amazóniában a pekarik, Indiában a házi szárnyasok azonban zavartalanul fogyasztják. A magok szőrei segítik az állatok emésztőrendszerén történő gyors átjutást.

Amazónia gazdag növényvilágának érdekes képviselője. Különös kauliflor virágai és termései az érdeklődő laikusokat, míg a porzótáj sajátos teljesen egyedi szerveződése a szakembereket ejti ámulatba. Igazi botanikai kuriózum.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kategória: blog | Címke: , , , , , , , , , , , | Hozzászólás most!