Продукты жизнедеятельности протопласта (трофические и экскреторные включения)
Продуктыжизнедеятельностипротопласта.
• Трофические включения. Углеводы: простые сахара, крахмал, инулин. Строение
крахмальных зерен. Реакция обнаружения крахмала.
• Белки, локализация в клетке и формы их отложения. Реакции обнаружения белков.
• Жиры, формы их отложения. Реакции обнаружения жиров.
• Значение запасных веществ для фармации и медицины.
• Экскреторные вещества. Кристаллы оксалата и карбоната кальция.
• Эфирные масла. Смолы
• Использование кристаллов в фармации для диагностики растительного сырья
КЛЕТОЧНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ. ТРОФИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
• это компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, или конечные его продукты. Большинство включений видимы в световой микроскоп и располагаются в гиалоплазме либо в вакуоли. Существуют жидкие и твердые включения. К образованию включений ведет избыточное накопление веществ. В виде включений откладываются запасные питательные вещества.
• Углеводы:
• Углеводы клеточного сока растений представлены моносахаридами (глюкоза, фруктоза), дисахаридами
(сахароза) и полисахаридами (крахмал, слизи, инулин).
• Глюкоза и фруктоза накапливаются в сочных плодах. Сахароза в больших количествах накапливается в корнеплодах сахарной свеклы и стеблях сахарного тростника. В клетке – моносахариды и дисахариды локализуются в клеточном соке в виде растворов.
• Инулин – полисахаид, полифруктозан при гидролизе под действием кислот и фермента инулиназы образует D-фруктозу и небольшое количество глюкозы. Инулин служит запасным углеводом, встречается во многих растениях, главным образом в подземных органах растений семейств: Астровые (Asteraceae) – корни одуванчика (до 40%), цикория (до 11%), девясила (до 40%), клубни топинамбура (до 18%), также в Фиалковых (Violaceae), Колокольчиковых (Campanulaceae), Лилейных (Liliaceae) и др. Инулин служит исходным материалом для промышленного получения фруктозы.
• Реакция обнаружения инулина – реакция Молиша. На порошок растения (или соскоб) наносят 1-2 капли спиртового раствора α – нафтола или тимола и одну каплю концентрированной серной кислоты. При наличии инулина образуется характерное фиолетовое или синее окрашивание.
• Инулин не дает реакцию с реактивами йода (отличие от крахмала)
•
КЛЕТОЧНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ. ТРОФИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
• Главнейшее и наиболее распространенное из них – полисахарид крахмал. Крахмал злаков, клубней картофеля, ряда тропических растений – важнейший источник углеводов в рационе человека. Первичный ассимиляционный крахмал образуется только в хлоропластах. Ночью, когда фотосинтез прекращается, ассимиляционный крахмал ферментативно гидролизуется до сахаров и транспортируется в другие части растения, где откладывается.
• В запасающих тканях различных органов, особенно в клубнях, луковицах, корневищах и др., в особом типе лейкопластов – амилопластах часть сахаров откладывается в виде зерен вторичного крахмала. Рост крахмальных зерен картофеля происходит путем наложения новых слоев крахмала на старые, поэтому они имеют слоистую структуру: простое зерно – имеется один центр, сложное зерно – два и более центров наслоения, полусложное зерно – когда крахмал сначала откладывается вокруг нескольких точек, а затем после соприкосновения простых зерен
• вокруг них возникают общие слои. Расположение слоев
• может быть концентрическим или эксцентрическим, что
• также определяет особенности строения крахмальных зерен.
• Крахмальные зёрна других растений имеют характерное • строение, имеющее диагностическое значение.
А – крахмальные зерна картофеля:
1- простое, 2- сложное,3 – полусложное Б – крахмальные зерна риса;
В – крахмальные зерна кукурузы
• Крахмал можно обнаружить в органах растений с помощью растворов йода (реактив Люголя) – результат – зерна крахмала окрашиваются в темно-фиолетовый или почти черный цвет.
• Липидные(жировые)капли–
• обычно располагаются в гиалоплазме и встречаются практически во всех растительных клетках. Это основной тип запасных питательных веществ большинства растений. В семенах некоторых из них (подсолнечник, хлопчатник, арахис, соя) масло составляет до 40% массы сухого вещества.
• Растительные жиры, используемые в технике, пищевой промышленности и медицине, добываются из семян.
• Для обнаружения жировых капель в сырье используют реактив Судан III, результат – капли окрашиваются в оранжево-красный цвет.
Запасные белки относятся к категории простых белков – протеинов в отличие от сложных белков – протеидов, составляющих основу протопласта. Наиболее часто запасные белки откладываются в семенах. Очень богаты белками семена многих используемых в пищу и кормовых видов бобовых. Иногда протеины обнаруживаются в ядре и гиалоплазме в виде трудно различимых в световой микроскоп кристаллоподобных структур. Однако чаще запасные белки накапливаются в вакуолях и выпадают в осадок при потере влаги в процессе созревания семян.
Обычно осаждающиеся белки образуют зерна округлой или эллиптической формы, называемые алейроновыми зернами. Если алейроновые зерна не имеют заметной внутренней структуры, их называют простыми. Иногда же в алейроновых зернах среди аморфного белка заметны один или несколько кристаллоподобных структур (кристаллоидов), способных в отличие от настоящих кристаллов набухать в воде. Помимо кристаллоидов, в алейроновых зернах встречаются блестящие бесцветные тельца округлой формы – глобоиды. Алейроновые зерна, содержащие кристаллоиды и глобоиды, называют сложными. У каждого вида растений они, подобно зернам крахмала, имеют определенную структуру и играют роль в диагностике лекарственных и пищевых растений (пример – алейроновые зерна различного строения)
Для L-α- аминокислот характерна реакция с нингидрином – при нагревании с этим реактивом образуется сине-фиолетовый комплекс. Пролин и гидроксипролин нингидриновую реакцию не дают
ЗНАЧЕНИЕ ЗАПАСНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ ДЛЯ ФАРМАЦИИ И МЕДИЦИНЫ
• Крахмал (Amylum), является адсорбирующим средством, входит в состав подсушивающих присыпок и пудр (в комбинации с окисью цинка, тальком, белой глиной и др. – как детская присыпка). Входит в состав пасты (Pasta Zinci) – Крахмальный кисель применяют внутрь и в виде клизм как обволакивающие средство для уменьшения раздражающего действия лекарственных веществ, при отравлении едкими веществами, йодом. Проявляет легкое слабительное действие. При заводском производстве таблеток – смачивающее и склеивающее средство, для улучшения распадаемости таблеток .
• Жирные масла – основная биологическая ценность растительных масел заключается в высоком содержании в них полиненасыщенных жирных кислот. Полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая) обеспечивают нормальный рост тканей и обмен веществ, поддерживают эластичность сосудов. В медицинской практике из растительных масел готовят масляные эмульсии, они входят в состав мазей, линиментов и суппозиториев и препаратов (в ампулах), в т. ч. для парентерального введения. В медицине применяют : горчичное масло (Oleum Sinapis aethereum)— как местнораздражающее и отвлекающее средство в виде 2% спиртового р-ра, масло какао (Oleum Cacao)— в качестве основы при изготовлении суппозиториев; касторовое масло (Oleum Ricini)— слабительное средство. Облепиховое масло (Oleum Hippopheae) содержит смесь каротина, каротиноидов, токоферолов, а также глицеридов олеиновой, линолевой, пальмитиновой и стеариновой, применяют наружно при лечении ожогов, пролежней, лучевых повреждений кожи; назначают внутрь при лечении язвенной болезни желудка . Масло шиповника (Oleum Rosei) содержит ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты, каротиноиды и токоферол, что позволяет использовать его наружно для лечения трофических язв, дерматозов; реже применяют в клизмах при неспецифическом язвенном колите.
•
ЗНАЧЕНИЕ ЗАПАСНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ ДЛЯ ФАРМАЦИИ И МЕДИЦИНЫ
Растительные белки — важная часть питания животных и человека, основные источники белка: орехи, бобовые, зерновые; в меньшей степени: овощи, фрукты, ягоды и грибы, все незаменимые аминокислоты не могут синтезироваться организмом, то они должны поступать с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают потреблённые белки до аминокислот, которые используются для биосинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.
СОДЕРЖАНИЕ НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ В НЕКОТОРЫХ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУРАХ
ЭКСКРЕТОРНЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
Растения в отличие от животных не имеют специальных выделительных органов и накапливают конечные продукты жизнедеятельности протопласта в виде солей оксалата или карбоната кальция. Кристаллические включения в значительных количествах встречаются в тканях и органах, которые растения периодически сбрасывают (листья, кора). Они откладываются исключительно в вакуолях.
Формы отложения кристаллов: одиночные кристаллы ромбоэдрической, октаэдрической или удлиненной формы (листья белены) (5), друзы – звездчатые сростки кристаллов шаровидной формы (листья спорыша, дурмана, сенны, корни ревеня) (3), рафиды – мелкие игольчатые кристаллы, собранные в пучки (листья ландыша, корневища марены) (1), стилоиды – более крупные, палочковидные кристаллы (листья ландыша); кристаллический песок (или цистолиты)– скопления множества мелких одиночных кристаллов (листья красавки) (4).
Цистолиты могут состоять из кремнезема и представляют собой гроздевидные образования, возникающие на выступах клеточной стенки, вдающейся внутрь клетки. Цистолиты характерны для растений семейств крапивных, пасленовых
Вдоль волокон в коре или вдоль жилок листьев у ряда растений (кора дуба, корни солодки, листья сенны) встречается кристаллоносная обкладка – расположенные параллельными рядами клетки с одиночными кристаллами кальция оксалата.
• Подтвердить химическую природу кристаллов кальция оксалата можно действием концентрированных минеральных кислот. Под действием кислоты хлористоводородной кристаллы растворяются. При действии кислоты серной кальция оксалат переходит в нерастворимый кальция сульфат ( или гипс), образующий многочисленные игольчатые кристаллы.
• ФОРМА ТАКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ НЕРЕДКО СПЕЦИФИЧНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТАКСОНОВ И ИСПОЛЬЗУЕТСЯ • В МИКРОДИАГНОСТИКЕ.
ЭКСКРЕТОРНЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
• Эфирныемасла-накапливаютсявэфирно-масличныхжелезкахлистьевмяты,лаванды, шалфея, в идиобластах цветков розы, во вместилищах плодов цитрусовых, эфирных канальцах семян укропа и аниса. Эфирные масла не принимают участия в обмене веществ, но они играют защитную роль, участвуют в привлечении или отпугивании насекомых. Эфирные масла широко используют в парфюмерной промышленности (розовое, жасминное масла), пищевой промышленности (анисовое, укропное масла), медицине (мятное, эвкалиптовое масла).
Смолы – это комплексные соединения, образующиеся в процессе нормальной жизнедеятельности организма или в результате разрушения тканей. Они образуются выделительными клетками, выстилающими смоляные ходы (в хвойных), как побочный продукт обмена веществ, и часто с эфирными маслами. Смолы могут накапливаться в клеточном соке, цитоплазме в виде капель или во вместилищах. Они нерастворимы в воде и благодаря своим антисептическим свойствам повышают сопротивляемость растений к болезням. Применяются смолы в медицине, а также при изготовлении красок, лаков и смазочных масел.
Составы эфирных масел и смол, строение образований, в которых они накапливаются имеют диагностическое значение.
ИТОГИ:
• В процессе своей жизнедеятельности растительная клетка накапливает запасные питательные вещества (трофические ) – белки, жиры и углеводы, которые являются источниками энергии и пластического материала.
• Продукты отброса или экскреторные вещества откладываются в растительной клетке и могут выполнять защитные функции, предотвращая поедание растения животными или могут выполнять роль резерва некоторых химических элементов.
• Формы отложения трофических и экскреторных веществ в растительных клетках специфичны и имеют диагностическое значение.
• Трофических и экскреторных вещества растений используются человеком в пищевой промышленности и медицинской практике.
Источник