• Acasă
• Hartă Site
• Articole
• Căutare
• Despre
• Contact
• Foto

• Selene
• articole
• substante_bioactive

Substante bioactive de origine vegetala

Semnificaţia biologică a metaboliţilor primari şi secundari

Metabolismul constă din serii strâns coordonate de reacţii chimice mediate de enzime care se desfăşoară în cadrul organismului vegetal, având ca rezultat sinteza şi utilizarea unei mari varietăţi de molecule din categoria glucidelor, aminoacizilor, acizilor graşi, nucleotidelor şi a polimerilor derivaţi de la acestea (polizaharide, proteine, lipide, ADN, ARN, etc.). Totalitatea acestor procese este definită ca metabolism primar iar compuşii respectivi, care sunt esenţiali pentru supravieţuirea plantei, sunt descrişi ca metaboliţi primari.Pe lângă metaboliţii “primari”, cu rol major în menţinerea viabilităţii plantei (proteine, hidraţi de carbon şi grăsimi), sunt sintetizaţi şi o serie de compuşi care includ terpene, steroizi, antociani, antrachinone, fenoli şi
polifenoli, care aparţin aşa numitului metabolism “secundar”. Metaboliţii secundari sunt prezenţi numai la anumite specii, adesea manifestând specificitate de organ sau de ţesut, pot fi identificaţi numai într-un anumit stadiu al creşterii şi dezvoltării în cadrul unei specii, sau pot fi activaţi numai pe parcursul perioadelor de stres,cauzate de pildă de atacul unor microorganisme sau de sărăcirea nutrienţilor. Sinteza lor pare fără semnificaţie directă pentru celula sintetizatoare, dar poate fi decisivă pentru dezvoltarea şi funcţionarea organismului ca
întreg. Cu toate că sinteza lor nu constituie o parte indispensabilă a programului expresiei genice şi dezvoltării,aceşti metaboliţi nu reprezintă simpli produşi catabolici, deoarece au o structură foarte diversificată şi pot fi adesea reincluşi în procesele metabolice. De fapt delimitarea între metabolismul primar şi secundar este incertă,întrucât mulţi dintre intermediarii metabolismului primar îndeplinesc roluri similare şi în cadrul metabolismului secundar. Astfel, unii aminoacizi obscuri sunt în mod cert metaboliţi secundari, în timp ce sterolii sunt compuşi
structurali esenţiali ai multor organisme şi în consecinţă trebuie consideraţi metaboliţi primari. Suprapunerea rolurilor multor compuşi asigură o interrelaţie strânsă între metabolismul primar şi secundar, iar interpretarea delimitării dintre aceste procese trebuie făcută cu prudenţă.
Ca urmare, dată fiind conservarea lor pe parcursul evoluţiei regnului vegetal, este foarte plauzibilă interpretarea că metaboliţii secundari oferă un avantaj selectiv speciilor. De exemplu la speciile la care polenizarea este realizată de către insecte, acestea sunt atrase de culoare, parfum sau de prezenţa nectarului,caracteristici datorate metaboliţilor secundari. Rolul pigmenţilor este evident şi în răspândirea fructelor şi a seminţelor de către păsări şi alte animale atrase de culorile vii ale structurilor vegetale. Stigmatele foarte colorate
de la Crocus sativus, utilizate drept colorant alimentar, ca şi culoarea roşu intens a ardeilor iuţi (Capsicum frutescens) şi iuţeala capsaicinei, au efect atractiv sau repelent asupra animalelor. Iată deci că metaboliţii secundari vegetali pot servi ca atractanţi pentru polenizatori, pot reprezenta adaptări chimice la stresul factorilor de mediu sau pot constitui mijloace chimice ofensive, defensive sau protectoare împotriva microorganismelor,insectelor , animalelor ierbivore şi chiar împotriva altor plante superioare (cum este cazul compuşilor alelochimici, numiţi şi “ierbicide naturale”), fiind evident rolul lor de compuşi activi în plan biologic, fiziologic
şi ecologic.
Sunt numeroase exemplele de compuşi bioactivi din categoria metaboliţilor secundari, dintre care trebuie să amintim în primul rând nicotina, piretrinele şi rotenona care sunt utilizate ca pesticide şi anumiţi steroizi şi alcaloizi utilizaţi in industria medicamentelor.
Balandrin şi Klocke (1988) au efectuat o evaluare amănunţită a efectelor terapeutice şi a valorii
comerciale a celor mai importante substanţe bioactive extrase din plante, care includ sapogenine steroidale(digoxin şi digitoxin), alcaloizi cu efect anticancerigen (vincristin şi vinblastin), alcaloizi beladonici (atropină,hiosciamină şi scopolamină), şi numeroşi alţi compuşi utilizaţi în industria medicamentelor, ca de exemplu:cocaină, colchicină, alcaloizi de tip opium, fitostigmină, pilocarpină, chinină, chinidină, reserpină şi dtubocurarină (tabel).

Valoarea metaboliţilor secundari utilizaţi in industria farmaceutică poate ajunge la mii de dolari per kg.De exemplu alcaloizii de tip opium purificaţi (codeina şi morfina) au valori de 650 – 1250 USD/kg iar uleiurile volatile esenţiale ca cel de trandafir sunt evaluate la peste 2000 – 3000 USD/kg. Alcaloizii extraşi din Catharanthus roseus ating valori de până la 20.000 USD/g. Aceste preţuri ridicate se datorează atât metodelor costisitoare de izolare cât şi cantităţilor extrem de reduse ce pot fi obţinute din sursele vegetale. Astfel, cantitatea de vincristin izolat din plante de Catharanthus roseus este de aproximativ 0,0003 – 0,0005 %, fiind necesare
500 kg de frunze pentru a produce numai 1 g de vincristin purificat, proces care durează mai multe săptămâni.Cu toate acestea, plantele rămân singurele surse de extracţie, întrucât mulţi dintre metaboliţii secundari de interes farmaceutic nu pot fi sintetizaţi pe cale chimică, fiind stereostructuri complexe cu mulţi centri chirali care pot fi esenţiali pentru activitatea biologică.
Metaboliţii vegetali primari şi secundari de interes economic au câteva caracteristici comune:

majoritatea sunt compuşi chimici non-proteici, pot fi extraşi din materialul vegetal prin distilare cu aburi, cu solvenţi organici sau apoşi, iar cu excepţia biopolimerilor cauciucului natural, a taninurilor condensate şi a unor polizaharide precum gumele, pectinele şi amidonul, sunt compuşi cu greutate moleculară mică (sub 2000 Da).

Interdependenţa dintre plante şi mediul înconjurător

Plantele în procesul dezvoltării lor filogenetice s-au adaptat la anumite condiţii de viaţă. Răspândirea geografică a plantelor este determinată de cerinţele acestora faţă de factorii externi şi de gradul lor de adaptare la condiţiile mediului înconjurător. Plantele nu cresc în mod hazardant, la întâmplare; ele sunt aranjate în asociaţii şi comunităţi ecologice bine definite. În timp ce grupările sau asociaţiile ecologice mai mari (păduri, stepe,mlaştini etc.) sunt determinate în mare măsură de factorii climatici şi edafici, asociaţiile mai intime şi mai

restrânse au vegetaţia diferită în acelaşi cadru geografic, sub influenţa aceloraşi factori climatici şi edafici. În acest ultim caz, pe lângă factorii menţionaţi acţionează şi alţi factori externi şi interni, fapt ce determină o grupare mai restrânsă a plantelor.Pentru ca plantele să supravieţuiască şi să dea producţii sporite la hectar ele trebuie să se adapteze condiţiilor mereu schimbate ale mediului înconjurător. Dacă plantele nu se adaptează mediului lor de viaţă, creşterea şi dezvoltarea este redusă foarte mult şi, într-un timp relativ scurt, plantele vor dispare. Pe măsură ce unul sau mai mulţi factori de creştere nu sunt asiguraţi la un nivel corespunzător, omogenitatea condiţiilor de viaţă este schimbată şi determină limitarea productivităţii plantelor. Dacă în cursul creşterii şi dezvoltării plantelor apar anumite condiţii nefavorabile, plantele vor suferi anumite dereglări, în funcţie de potenţialul de rezistenţă biochimică şi fiziologică de care dispun speciile sau soiurile respective faţă de factorii dăunători. Prin noţiunea de rezistenţă fiziologică se înţelege însuşirea organismelor de a supravieţui sub influenţele dăunătoare din mediul înconjurător şi capacitatea lor de a asigura o desfăşurare normală a proceselor vitale.Prin rezistenţă biochimică se înţelege însuşirea organismelor de-a se opune modificării sensibile a proceselor metabolice sub acţiunea unor factori de mediu nefavorabili. Plantele reuşesc să se adapteze mediului de viaţă schimbat prin modificarea sistemului lor enzimatic, prin biosinteza unor anticorpi,prin biosinteza unor inhibitori sau activatori,prin acumularea de substante osmotic active,etc.Plantele sînt considerate ca produsul interacţiunii dintre constituţia internă şi mediul lor de viaţă. Adaptarea reprezintă flexibilitatea(capacitatea) organismului viu de a creşte şi a se dezvolta într-un mediu de viaţă schimbat.Adaptarea plantelor se petrece într-o perioadă de timp mai îndelungată şi se realizează complet în decursul mai multor generaţii.Prin aclimatizare se înţelege adaptarea plantelor la mediul înconjurător în cadrul unui ciclu biologic de viaţă, în timpul vieţii individuale a organismelor.
Factorii din mediul înconjurător care acţionează asupra plantelor pot fi împărţiţi în cinci grupe:
1. Factorii climatici, care includ temperatura, intensitatea luminii, lungimea de undă a radiaţiilor absorbite, durata de iluminare, umiditatea, efectul sezonal.
2. Factorii edafici. Toate plantele, cu excepţia epifitelor şi parazitelor, îşi procură substanţele minerale din sol. În sol se află, de asemenea, ciupercile ce formează micorize pe rădăcinile unor copaci,microorganismele fixatoare de azot (la plantele leguminoase), ionii unor metale grele toxice, care împreună cu excesul de salinitate, excesul de umiditate sau uscăciune, determină stresarea biochimică a plantelor.
3. Poluanţii nenaturali. În cadrul acestei categorii de factori se includ poluanţii atmosferici (praf, gaze industriale, gaze de eşapament etc.), poluanţii apei şi ai solului, urmarea folosirii neraţionale a substanţelor fitofarmaceutice, a îngrăşămintelor chimice şi a amplasării unor obiective industriale şi zootehnice în zonele de cultură.
4. Animalele. Cu toate că între plante şi animale există numeroase raporturi de simbioză (polenizarea,micorize, raporturile în cadrul unor fitocenoze etc.), ierbivorele sunt ostile plantelor deoarece existenţa lor depinde de prezenţa plantelor furajere. Se cunosc numeroase şi diferite mijloace de apărare ale plantelor faţă de acţiunea animalelor ierbivore.
5. Competiţia între plante. Competiţia între plante se poate realiza atât prin intermediul unor relaţii interspecifice, cât şi în cadrul unor relaţii intraspecifice.Plantele conţin mult mai mulţi compuşi secundari de metabolism decât animalele. Termenul de plantă se referă în ecologie, de obicei, la plantele superioare, mai cu seamă la angiosperme, gimnosperme şi ferigi.

Ciupercile, bacteriile şi virusurile sunt, în general, denumite ca microorganisme. Algele, muşchii şi lichenii sunt mai puţin exemplificate deoarece biochimia lor ecologică nu a fost studiată în detaliu. Repartizarea în mare a compuşilor secundari din plantele superioare este prezentată în tabel.

Prezenţa unor compuşi secundari în plante se explică prin faptul că plantele fiind fixate prin rădăcini în sol,nu se pot deplasa şi deci nu pot răspunde deschis ca animalele la acţiunea factorilor de mediu. Compuşii secundari de metabolism ajută plantele la o mai bună şi uşoară adaptare la mediu, la stabilirea unor interrelaţii cât mai complexe între plante şi animale. Peste 45 din compuşii secundari de metabolism prezenţi în animale sunt de origine vegetală. O parte din compuşii secundari măresc rezistenţa plantelor la atacul microorganismelor.
Unii compuşi sun toxici şi constituie arme de apărare ale plantelor împotriva ierbivorelor, insectelor şi a altor dăunători.

Unii compuşi secundari îndeplinesc rolul de inhibitori şi stimulatori de creştere a plantelor, alţii, cum sunt carotenoidele şi flavonoidele, absorb energia luminoasă şi iau parte în procesul de fotosinteză, atât prin cedarea energiei absorbite clorofilei a, cât şi prin apărarea clorofilelor şi a altor substanţe biologic active de degradări fotooxidative. Unele substanţe secundare determină gustul şi aroma fructelor şi legumelor, iar eterii, esterii,substanţele terpenice etc., prin mirosul lor plăcut, au un rol important în polenizarea plantelor. Pigmenţii, care,
de asemenea, sunt produşi secundari de metabolism, au un rol important în reacţiile de oxidoreducere. Ei determină culoarea florilor, fructelor, legumelor, a tuturor organelor plantelor. Au un rol însemnat în procesul de polenizare. Industria alimentară, industria farmaceutică, industria cosmetică şi cea textilă se bazează, în mare parte, pe utilizarea compuşilor metabolici secundari din organismele vegetale.

Plantele conţin mult mai mulţi compuşi secundari de metabolism decât animalele. Termenul de plantă se referă în ecologie, de obicei, la plantele superioare, mai cu seamă la angiosperme, gimnosperme şi ferigi. Ciupercile, bacteriile şi virusurile sunt, în general, denumite ca microorganisme. Algele, muşchii şi lichenii sunt mai puţin exemplificate deoarece biochimia lor ecologică nu a fost studiată în detaliu. .
Prezenţa unor compuşi secundari în plante se explică prin faptul că plantele fiind fixate prin rădăcini în sol, nu se pot deplasa şi deci nu pot răspunde deschis ca animalele la acţiunea factorilor de mediu. Compuşii secundari de metabolism ajută plantele la o mai bunăşi uşoară adaptare la mediu, la stabilirea unor interrelaţii cât mai complexe între plante şi animale. Peste 45 din compuşii secundari de metabolism prezenţi în animale sunt de origine vegetală. O parte din compuşii secundari măresc rezistenţa plantelor la atacul microorganismelor. Unii compuşi sun toxici şi constituie arme de apărare ale plantelor împotriva ierbivorelor, insectelor şi a altor dăunători.  

Unii compuşi secundari îndeplinesc rolul de inhibitori şi stimulatori de creştere a plantelor, alţii, cum sunt carotenoidele şi flavonoidele, absorb energia luminoasăşi iau parte în procesul de fotosinteză, atât prin cedarea energiei absorbite clorofilei a, cât şi prin apărarea clorofilelor şi a altor substanţe biologic active de degradări fotooxidative. Unele substanţe secundare determină gustul şi aroma fructelor şi legumelor, iar eterii, esterii, substanţele terpenice etc., prin mirosul lor plăcut, au un rol important în polenizarea plantelor. Pigmenţii, care, de asemenea, sunt produşi secundari de metabolism, au un rol important în reacţiile de oxidoreducere. Ei determină culoarea florilor, fructelor, legumelor, a tuturor organelor plantelor. Au un rol însemnat în procesul de polenizare. Industria alimentară, industria farmaceutică, industria cosmeticăşi cea textilă se bazează, în mare parte, pe utilizarea compuşilor metabolici secundari din organismele vegetale.

Substanţele vegetale de origine secundară

Există în corpul vegetal o serie de substanţe organice de o inepuizată diversitate şi mulţime, rezultate prin biosinteză sau care reprezintă produse intermediare sau finale pe parcursul proceselor catabolice, fără nici o importanţă structurală, fără rosturi fiziologice fundamentale sau chiar fără nici un rol fiziologic experimental dovedit. Ele au fost numite, de către CZAPEK, substanţe vegetale secundare. Aşa sunt glicozizii, acizii organici, lipide de secreţie, compuşii terpenici, substanţele aromatice neazotate, antocianidinele, substanţele secundare azotate (amine, betaine, alcaloizi, compuşi cianici) etc.
În plante, aceste substanţe secundare sunt grupate în diferite clase pe baza structurii chimice şi proprietăţilor asemănătoare. Denumirea de substanţe vegetale secundare a fost adaptată convenţional şi se referă la originea şi nu la importanţa lor. Substanţele secundare apar în organismul vegetal în procesele de formare sau de degradare a substanţelor plastice (glucide, lipide, protide). Ele rămân ca atare, depunându-se la nivelul ţesuturilor sau se elimină. Substanţele secundare reprezintă deci produse intermediare şi finale ale metabolismului. Sunt produşi secundari, cu rol metabolic încă puţin cunoscut, cu repartiţie foarte neregulată, dar localizaţi în zone anatomice bine determinate ale plantei. Rolul lor este important atât în ceea ce priveşte calitatea alimentarăşi gustativă a diferitelor produse cât şi interesul tehnic, industrial, agricol, farmaceutic etc.  
Datorită frecventelor lor aplicaţii industriale şi terapeutice, multe din ele au fost aprofundat cercetate din punct de vedere chimic, dar ele au format prea puţin obiectul unor cercetări fiziologice. La unele din ele se constată sau se bănuiesc oarecare prestaţii de ordin metabolic sau ecologic, cele mai multe din ele însă nici nu pot fi încă interpretate din acest punct de vedere. Ën ultimul timp s-a încercat să se reconstituie geneza lor în celulă, o problemă categoric fiziologică şi fără îndoială importantă atât pentru mecanismul ei biologic, cât şi pentru funcţiile de secreţie şi excreţie, prea puţin cunoscute până acum, ale plantei. 
Problema lor s-a încercat să se elucideze şi în perspectivă filogenetică. S-a constatat de drept cuvânt că ele sunt din ce în ce mai numeroase şi mai variate în procesul evolutiv al regnului vegetal. Alcaloizii de exemplu lipsesc la Talofite, cu excepţia unor ciuperci puţine la număr; la ferigi şi Gimnosperme sunt excepţionali, la monocotile rari şi abia la unele familii dicotiledonate devin frecvenţi. Antocianidinele atât de generalizate la Fanerogame apar întâi abia la un muşchi, ca să nu mai vorbim de varietatea specifică de antociani descoperită la indivizii masculi ai algei Chlamydomonas. Cele mai sărace vegetale în substanţe organice secundare sunt tocmai Cianoficeele şi Cloroficeele. Garniturile enzimatice ale celulei de asemenea cresc şi se diversifică pe măsură ce ne îndepărtăm de aceste grupuri, astfel căşi producţia substanţelor secundare creşte, de îndată ce creşte diversitatea calitativă a proceselor metabolice principale. 
Substanţele vegetale de origine secundară pot fi grupate în: pigmenţi vegetali, glicozide, lignine, taninuri, uleiuri eterice, răşini, balsamuri, alcaloizi, substanţe antibiotice, fitoncide, insecticide vegetale etc. Dintre substanţele vegetale de origine secundară se vor prezenta în continuare cele mai importante din punctul de vedere biologic.

Pigmenţii vegetali 

Sunt diferiţi după culoarea pe care o dau: clorofila-verde, carotenul-roşu-oranj, xantofila-galbenă, flavonele-galbene, antocianiiœpigmenţii vacuolari ce variază de la roşu la albastru, după pH-ul acid sau bazic al sucului celular. Pe lângă rolul lor de atragere a insectelor polenizatoare, ei ocupă un loc central ca fotoreceptori în fotosintezăşi fotoperiodism. Pigmenţii vegetali sunt coloranţi naturali ai florilor, frunzelor, fructelor şi ai ţesuturilor plantelor. Unii sunt răspândiţi în tot regnul vegetal, iar alţii se întâlnesc numai în anumite plante sau în anumite organe ale plantelor. Ën plante, pigmenţii se pot prezenta în stare liberă sau formă de combinaţii cu holoproteide şi glucide, formând heteroproteide şi glicozide. Pigmenţii vegetali dau aroma, gustul şi coloritul produselor vegetale. Pigmenţii pot intra în constituţia coenzimelor redox, unii sânt protectori ai enzimelor şi ai activităţii enzimatice, reglând potenţialul redox al mediului biochimic, alţii participă direct sau indirect la procesul fotosintezei etc. Ën funcţie de structura chimică, în general foarte variată, pigmenţii vegetali pot fi împărţiţi în mai multe grupe: pigmenţii porfirinici, pigmenţi carotenoidici, pigmenţii chinonici, pigmenţi flavonoidici, pigmenţi indolici etc. 
PIGMENŢII PORFIRINICI (cromoproteidele cu clorofilăşi hem, ca şi cloroglogina, leghemoglobina, citocromii, catalază etc.), au rol biocatalitic important. Dintre pigmenţii porfirinici, foarte răspândiţi în regnul vegetal sunt pigmenţii clorofilieni, reprezentaţi prin clorofila-a, clorofila-b şi derivaţii lor de oxidare (oxiclorofile). Aceştia dau culoarea verde şi galben verzuie a frunzelor şi tulpinilor şi participă în procesul de fotosinteză. 
PIGMENŢII CAROTENOIDICI reprezintă totalitatea carotenoidelor vegetale. Aceştia sunt pigmenţii cei mai răspândiţi din tot regnul vegetal. Ën regnul animal, aceşti pigmenţi provin din alimente de natură vegetală. Carotenoidele sunt pigmenţi coloraţi în galben, portocaliu, roşu, violet etc. Ën organismul vegetal se află în stare liberă sau în combinaţie cu holoproteidele şi glucidele (carotenoproteide, glicozide carotenoidice). Pigmenţii carotenoidici sunt răspândiţi în toate organele plantelor cu sau fără clorofilă (frunze, fructe, tulpină, bulb, seminţe etc.). Conţinutul în pigmenţi carotenoidici depinde de natura speciei şi de influenţa condiţiilor de mediu (tabel).

Datorită structurii de hidrocarbură, pigmenţii carotenoidici sunt substanţe hidrofobe, solubile numai în solvenţi organici, uleiuri şi grăsimi. Din punct de vedere chimic, pigmenţii carotenoidici se caracterizează printr-o structură cu legături duble conjugate, care determină caracterul nesaturat şi deci posibilitatea reacţiilor de oxidare şi autooxidare (în prezenţa aerului), capacitatea de absorbţie a unor radiaţii luminoase etc. Rolul biochimic al pigmenţilor carotenoidici este determinat de structura lor chimicăşi de proprietăţile menţionate mai sus. Carotenoidele, ca şi terpenele, sterolii, fitolul, vitaminele K, vitaminele E etc., au ca unitate structurală repetitivă izoprenul activat, care poate forma catene de hidrocarburi de tip carotenoidic, steroidic etc. Carotenoidele se împart în: hidrocarburi carotenoidice şi derivaţi oxigenaţi ai hidrocarburilor carotenoidice. Hidrocarburi carotenoidice sunt carotenoide cu 40 atomi de carbon, cu formula brută C40H56. Dintre acestea cele mai importante sunt : licopina, α-carotenul, β-carotenul, γ-carotenul. 
Licopina este o substanţă cristalină, de culoare roşu-violet, insolubilă în apă, solubilă în solvenţi organici. Este colorantul fructelor şi tomatelor. 
α-Carotenul este o substanţă cristalină de culoarea cuprului, solubilă în solvenţi organici. Prin încălzire, α-carotenul este posibil să se transforme în β-caroten. Ën plante se află în cantităţi mai mici decât β-carotenul. 
β-Carotenul se prezintă sub formă de cristale violete, solubile în solvenţi organici. Este foarte răspândită în tot regnul vegetal însoţind permanent clorofila. Prin hidroliză enzimatică oxidativă, β-carotenul se transformă în două molecule de vitamină A1. β-Carotenul este principala provitamină A. 
γ-Carotenul se prezintă sub formă de cristale roşii cu reflexe albastre, solubile în solvenţi organici. γ-Carotenul este puţin răspândit în regnul vegetal. Cel mai mult se găseşte în morcov. 
Derivaţii oxigenaţi ai carotenoidelor sunt alcooli, cetone, acizi etc., proveniţi din hidrocarburile carotenoidice. Se cunosc foarte mulţi reprezentanţi ai acestor derivaţi dintre care amintim : xantofilele, cetonele carotenoidice, acizii carotenoidici etc. 
XANTOFILELE. Sunt derivaţi hidroxilici ai hidrocarburilor cerotenoidice. Se cunosc mai multe xantofile, dintre care cele mai importante sunt luteina şi zeaxantina. Luteina este o substanţă cristalizată de culoare galbenă cu luciu violet. Ënsoţeşte β-carotenul şi clorofila în toate plantele verzi. Este colorantul galben al florilor. Se găseşte de asemenea în gălbenuşul de ou, în ţesuturile animale şi în special în ovar. Zeaxantina se prezintă sub formă de cristale portocalii. Structural se deosebeşte de luteină prin poziţia unei duble legături ( 2 cicluri β-ionice). 
CETONE CAROTENOIDICE. Dintre cetonele carotenoidice menţionăm rodoxantina şi astacina. Rodoxantina este o substanţă de culoare roşie-albăstruie, răspândită în plantele acvatice şi în conifere. Este o dicetonă carotenoidică. Astacina este o substanţă de culoare violetă. Din punct de vedere chimic este o tetracetonă carotenoidică. 
ACIZI CAROTENOIDICI. Dintre acizii carotenoidici, cu mai puţin de 40 atomi de carbon, cei mai importanţi sunt bixina şi crocetina, pigmenţi galbeni. 
Pigmenţii carotenoidici intervin în procesul de fotosinteză, având un rol atât în absorbirea energiei luminoase cât şi în protejarea de autofotodistrugere a moleculelor de clorofilă sau alte substanţe active (citocromi, peroxidaze, catalaze, pigmenţi flavonoidici, vitamina B12, vitaminele E, vitaminele K etc.). Deoarece pot fixa oxigenul formând compuşi oxigenaţi puţin stabili, pigmenţii carotenoidici intervin în procesele de oxidoreducere. Pot forma metaboliţi intermediari care să stimuleze sau să inhibe dezvoltarea plantelor. Ën organismul animal aceşti pigmenţi îndeplinesc rolul de provitamine A. Sunt importanţi de asemenea pentru acţiunea ce o pot avea în fototropii şi fotoaxii. Carotenoidele au utilizări numeroase în industria farmaceutică, cosmetică, industria alimentară (ca antioxidanţi şi coloranţi naturali), zootehnie (furajarea animalelor) etc.  
PIGMENŢII CHINONICI sunt substanţe care conţin în moleculă, un nucleu benzochinonic, naftochinonic, antrachinonic sau fenantrenchinonic cu proprietăţi cromofore. Pigmenţi chinonici : p-Benzochinona, Naftochinona, Antrachinona, 3,4-Fenantrenchinona. Para-chinonele sunt coloranţi galbeni, orto-chinonele sunt coloranţi roşii, iar amestecul lor formează coloranţi portocalii. Pigmenţii chinonici combinaţi cu glucidele sub formă de glicozide sunt răspândiţi în tot regnul vegetal, în alge, insecte şi animale marine. Pigmenţii fenantren chinonici se găsesc rar în natură. 
Pigmenţii chinonici coloraţi prin reducere trec reversibil în hidrochinone, care sunt substanţe incolore. Ën unele organisme vegetale, pigmenţii chinonici apar iniţial sub formă de hidrochinone incolore, iar pe măsura creşterii organismelor, pigmenţii se oxideazăşi se formează chinone colorate. Prin faptul că se pot reduce reversibil în hidrochinonele corespunzătoare, pigmenţii chinonici joacă un rol însemnat în reacţiile de oxidoreducere. Pot îndeplini rolul de transportori de hidrogen neenzimatici. Pigmenţii chinonici intră în constituţia unor enzime de oxido-reducere. 
PIGMENŢII BENZOCHINONICI. Se găsesc în cantităţi mai mari, sub formă de glicozide, în plantele medicinale, ciuperci şi bacterii. Ca reprezentanţi mai importanţi sunt: ubichinona, care intervine în procesul respirator şi 2,6-dimetoxibenzochinona, colorant al florilor. 
PIGMENŢII NAFTOCHINONICI. Se întâlnesc în plantele superioare. Spre exemplu, juglona (5-hidroxil-1,4-naftochinona) se găseşte în coaja nucilor verzi. Vitaminele K conţin de asemenea un nucleu naftochinonic, iar vitaminele E un nucleu derivat din naftochinonă (croman). Datorită structurii lor aceste vitamine formează sisteme oxidoreducătoare ce intervin în procesele respiratorii. 
PIGMENŢII ANTRACHINONICI. Se găsesc predominant în plantele superioare şi în ciuperci sub formă de combinaţii (glicozide). Reprezentanţii cei mai importanţi sunt: alizarina, purpurina şi chinalizarina, substanţe cristaline colorate în roşu portocaliu. Cu cationii unor metale formează complecşi chelatici folosiţi ca mordanţi în vopsitorie. Datorită structurii chimice pigmenţii antrachinonici pot participa la sistemele redox din plantă. Pe cale chimică, se poate trece de la alizarinăşi chinalizarină la purpurină. 
Alizarina - pigment cu structură antracenică, duhidroxilat, utilizat din antichitate drept colorant. Se găseşte în cantitate mai mare în plantele din familiile Rubiaceae, Ramnaceae, Polygonaceae etc. cât şi în ciuperci. Substanţă solidă, cristalină, de culoare roşie, cu p.t. 2800C şi p.f. 4300C, insolubilă în apă, dar solubilă în alcool şi în soluţii alcaline. Reacţionează cu metalele şi formează complecşi (chelaţi) coloraţi, denumiţi lacuri, a căror culoare depinde de ionul metalic. 
Purpurina - pigment antracenic trihidroxilat, de culoare roşie-purpurie, folosit din antichitate în vopsitorie. Se află în aceleaşi familii de plante ca şi alizarina. Cu metalele formează complecşi ciclici interni (chelaţi), care diversifică nuanţa culorii. Ca mordant se foloseşte Al(OH)3, cu care pigmenţii antrachinonici formează lacuri.  
PIGMENŢII FLAVONOIDICI. Flavonoidele sunt pigmenţi fenolici care conţin în molecula lor un heterociclu piranic sau furanic condensat cu un inel benzenic. De heterociclu se cuplează un alt inel benzenic. Inelele au grupări hidroxilice, ceea ce determină caracterul fenolic al acestor pigmenţi. 
Flavonoidele sunt pigmenţi vegetali care predomină în plantele superioare. Se găsesc în flori, fructe, frunze, tulpini, rădăcini, scoarţa copacilor etc. Ën cantitate mică se găsesc în unele alge, în microorganisme şi în unele insecte (flavone). Majoritatea flavonoidelor sunt colorate şi contribuie în mare parte la formarea culorii florilor şi a fructelor. Se găsesc în natură în stare liberă, dar mai ales sub formă de glicozide. 
Sub aspect chimic pigmenţii flavonoidici sunt glicozide fenolice, solubile în apă. Se găsesc în sucul vacuolar şi în cromoplaste. Se cunosc 6 tipuri de flavonoide: flavani, antocianidine, flavone, flavanone, calcone şi aurone. Aceste grupe se deosebesc între ele prin felul heterociclului şi prin numărul şi poziţia grupărilor hidroxilice şi metoxilice, legate de inele benzenice. 
FLAVANII (cromanii) sunt pigmenţi care derivă de la flavan (2-fenil-benzopiran, croman). Ei au în moleculă un inel benzopiranic. Au tendinţă de polimerizare şi formează catechine care intră în constituţia taninurilor catechinice. 
ANTOCIANIDINE ŞI ANTOCIANI. Antocianidinele sunt pigmenţi care derivă de la 2-fenil¬benzopirenă (2-fenil-cromenă). Ei sunt principalii pigmenţi care dau culoarea roşie şi albastră florilor şi fructelor. Se găsesc în natură de obicei sub formă de glicozide, care poartă numele de antociani. Cele mai importante antocianide sunt: pelargonidina, cianidina şi delfinidina, care se deosebesc între ele prin numărul şi poziţia grupărilor hidroxilice de pe inelul benzenic C. 
Pelargonidina se află în florile de muşcată, cianidina în florile de cicoare şi de centauree, delfinidina în florile de nemţişor (Delfinum consolida). Ën antociani, glucidele (monoglucidele, diglucidele) se leagă de antocianidine (aglicon), de obicei la hidroxilul de la C-3 de pe heterociclu. Ën natură predomină antocianii monoglicozidici, dar se cunosc şi antociani diglicozidici. Prin metilarea antocianidinelor menţionate, se obţin noi pigmenţi cu culori diferite, cum sunt: peonidina, pentunidina şi malvidina. 
Antocianii se găsesc în flori singuri şi mai cu seamă în amestec cu alţi pigmenţi, formând o varietate mare de culori. Florile roz, roşii, roşu aprins conţin predominant pelargonidină, florile purpurii şi vişinii conţin cianidină. Antocianii sunt solubili în apăşi alcool, greu solubili în eter, benzen şi cloroform. Se extrag cu apă sau alcool în mediu de acid clorhidric. Din extractul obţinut, dacă se adaugă eter, precipită clorura de antocian. Cu acizii minerali antocianii formează săruri de culoare roşie, stabile la diluare (spre deosebire de flavone). Antocianidinele cu grupări hidroxilice învecinate formează cu metalele (Al, Fe) complecşi de culoare albastră. Antocianii îşi schimbă culoarea în funcţie de pH, fapt pentru care se utilizează ca indicatori acido-bazici. 
FLAVONE ŞI IZOFLAVONE. Sunt pigmenţi galbeni care derivă de la 2-fenil-benzopironă (2-fenil¬cromonă) şi respectiv de la 3-fenil-benzopironă (3-fenil-cromenă). În natură, flavonele şi izoflavonele se găsesc, de obicei, sub formă de glicozide şi sunt larg răspândite. Se cunosc peste o sută de flavone care se găsesc în flori, fructe, frunze, în lemn şi scoarţa copacilor. 
Flavonele şi izoflavonele conţin pe inelele A şi C grupări hidroxilice şi metoxilice. Dacă pe inelul heterociclic se află grupări hidroxilice, pigmenţii se numesc flavanoli şi izoflavanoli. Dintre flavonele mai răspândite, fac parte apigenina, luteolina şi quercitrina. 
Flavonele sunt substanţe cristaline, de culoare galbenă, solubile în apăşi alcool. Ën mediu alcalin, inelul piranic se deschide şi se formează dicetone. Flavonele au maxime de absorbţie cuprinse între 335-350 nm, iar flavanolii între 360-380 nm. Cu metalele, flavonele formează complecşi. Se dizolvă în acid sulfuric concentrat dând soluţii galbene, datorită formării sărurilor de flaviliu. Flavonele prezintă în ultraviolet două sau trei benzi de absorbţie caracteristice. Ele protejează în organism oxidarea vitaminei C şi a adrenalinei. Absorb radiaţiile ultraviolete şi protejează citoplasma şi clorofila de aceste radiaţii. Se găsesc în cantitate mai mare în plantele tropicale şi în cele din regiuni montane şi alpine. Flavanolii care au un număr mare de grupări hidroxilice şi metoxilice pe inelul A sunt intens coloraţi în galben. Aşa sunt gosipetina, quercetagetina care imprimă culoarea galbenă florilor de bumbac, primulelor, numeroaselor compozite. Florile albe au un conţinut redus de flavone şi de flavanoli. 
FLAVANONE, CALCONE ŞI AURONE. Flavanonele derivă de la 2-fenil-dihidrobenzo-pironă, calconele de la benziliden - aceto -fenonă, iar auronele de la 2-benziliden-cumaranonă. Flavonele sunt pigmenţi incolori (datorită întreruperii sistemului cromoformic) care însoţesc flavonele. Ën mediu bazic se transformă în calcone (prin ruoerea heterociclului), iar acestea în mediu acid se ciclizeazăşi refac flavonele. Prin oxidare se transformă în aurone, care au o culoare galben-aurie intensăşi se găsesc predominant în florile unor compozite. 
Flavanonele, calconele şi auronele au de asemenea grupări hidroxilice pe inelele A, C şi chiar pe heterociclu. Ele se găsesc în natură de obicei sub formă de glicozide. Auronele şi calconele apar de obicei în flori, iar flavanonele în flori, frunze, lemn etc. Prezenţa flavanonelor în organismele vegetale măreşte rezistenţa acestora la atacul insectelor şi al microorganismelor. Ele influenţează gustul, aroma şi stabilitatea unor preparate extrase din plante. Unele flavonoide se utilizează ca substanţe antioxidante la conservarea grăsimilor, altele se utilizează ca produse farmaceutice. 
Flavonoidele pot forma în celule sisteme de oxido-reducere, care au un rol însemnat în organism. Unele flavonoide sunt folosite ca vitamine P în terapeutică. Prin diferite reacţii de oxidare, reducere, izomerizare etc., diferite grupe de flavonoide se pot transforma reciproc unele în altele, ceea ce constituie un mare avantaj pentruplante. Ën funcţie de necesităţile din plante, unele flavonoide se pot transforma în altele, realizându-se o bună utilizare a acestor pigmenţi. 
PIGMENŢII INDOLICI fac parte din grupa pigmenţilor azotaţi. Ei se găsesc în regnul vegetal sub formă de cromoproteide sau glicozide. 
Indigoul este un pigment care se utilizează din antichitate ca şi colorant. Se găseşte sub formă de glicozid numit indican, în Indigofera tinctoria, plantă originară din India şi în Isatis tinctoria, plantă cultivată în Europa. Prin macerarea plantelor în mediu apos, se produce hidroliza enzimatică a indicanului şi se obţine indoxilul, care prin autooxidare va forma indigoul. Indirubina este un izomer al indigoului, numit şi roşu de indigou. 
Purpura antică este un derivat al indigoului (6,6‘-dibrom-indigo) care se extrage din unele moluşte (Murexbranderia) şi serveşte ca şi pigment colorat încă din antichitate. Din grupa pigmenţilor azotaţi fac parte şi melaninele, care sunt pigmenţi de culoare închisă, ce se formează din aminoacizi aromatici (fenilalanina şi tirozina). Se găsesc în plantele superioare, la animale vertebrate şi nevertebrate, în cuticula insectelor. Tot din grupa pigmenţilor azotaţi fac parte unele cromoproteine colorate, cum sunt cloroglobulinele, hemoglobulinele, citocromii etc. Cloroglobulinele au rolul esenţial în fotosinteză, cel mai important proces de biosinteză de pe pământ.

Alcaloizii 

Istoricul chimiei alcaloizilor începe odată cu izolarea morfmei din opiu de chimiştii din Franţa Ch.Derosn şi Seghiuen şi farmacistul german F.W.Sertiurner. 
În 1803 Derosn a comunicat despre izolarea "sării de opiu" -substanţă cristalină cu acţiune narcotică. Substanţa poseda proprietăţi bazice şi ca Derosn să nu vină în contradicţie cu opinia generală despre caracterul acid şi neutral al tuturor compuşilor de origine vegetală a lămurit aceasta prin prezenţa amoniacului nu deplin inlăturat. Derosn n-a putut înfrunta obstacolul intelectual al părerii adânc înrădăcinat şi n-a realizat aşa o descoperire strălucită. 
Seghiuen izolând substanţe cristalice din opiu de asemenea a constatat, că ele au proprietăţi bazice. Dar şi el a plecat capul înaintea autorităţii lui Şeele şi a lămurit aceasta prin purificarea neîndestulătoare a substanţei. Dar totuşi el a făcut o încercare să lămurească proprietăţile bazice a "sării de opiu" presupunând că ea are caracter dublu -vegetal-animal. Dar mai departe de această presupunere el n-a păşit. 
Meritul în acest domeniu îi aparţine colegului lor din Germania Sertumer,care în acel timp lucra ca farmacist în Westfalia,în Paderborn. În 1805 el a publicat articolul "Despre studiul opiului cu atenţie priorică la noua substanţă izolată din el ". EI a izolat din opiu substanţa cristalică, bine solubilă în alcool, numită de de el "substanţă somniferă", deoarece o socotea substanţa activă a opiului. Dar meritul principal al lui Sertiumer este acela, că el in această lucrare, pentru prima dată, contra opiniei generale şi-a exprimat părerea în felul următor: proprietăţile bazice ale" substanţei somnifere" nu sunt rezultatul impurificării şi nu depind de impurităţile bazelor folosite la izolarea ei, dar sunt specifice ei ca proprietate de sine stătătoare. Apoi el repetă cercetările cu opiul, izolează şi desenează cristalele substanţei bazice şi-i dă o denumire nouă ,"morfină", în cinstea zeului somnului "Morfeu".Au trecut 12 ani şi tocmai în 1817 Sertiumer se hotărăşte să publice toate rezultatele în articolul "Analiza opiului,despre morfină". Aşa a fost descoperit primul reprezentant al unui grup întreg de substanţe vegetale. 
În 1819 Meissner a folosit prima dată pentru aceste substanţe denumirea de alcaloid; termen care îşi are originea în două cuvinte greceşti: alkali -alcalin şi lidos-asemănător, similar, prin care se subliniază caracterul bazic al acestor substanţe. 
Sunt substanţe organice azotate complexe, produse doar de către organismul vegetal, ce prezintă o reacţie alcalină mai mult sau mai puţin importantă. Sunt produşi finali ai metabolismului azotat. Se cunosc aproximativ 5000 de alcaloizi naturali diferiţi. Alcaloizii se pot localiza în frunze (ceai, coca), seminţe (cafea), rădăcini şi scoarţă, spermodermă (brânduşe), "scoarţa" fructului (mac), canale secretoare, laticifere etc. 
În general alcaloizii se caracterizează prin structuri heterociclice. Datorită azotului din moleculă, prezintă caracter bazic. Sunt substanţe insolubile în apăşi solubile în solvenţi organici. Reacţionează cu acizii minerali şi formează săruri solubile. În plante se găsesc sub formă de săruri ale acizilor oxalic, citric, malic, fumaric etc. Dau reacţii caracteristice de precipitare cu numeroşi reactivi (iodura de potasiu, clorura de platină, acid picric, acid sulfuric etc.).  
Exercită efecte fiziologice considerabile asupra omului şi asupra animalelor. Alcaloizii sunt folosiţi în terapeutică ca narcotice şi calmante. Unii alcaloizi sunt otrăvuri puternice, spre exemplu curara, ce are capacitatea de a paraliza sistemul nervos. Se consideră că alcaloizii constituie mijloace de apărare ale plantelor împotriva insectelor. Unii alcaloizi, de exemplu nicotina, joacă rol în procesele enzimatice de oxido-reducere.  
Plantele producătoare de alcaloizi sunt dicotiledonatele, iar în măsură mai mică monocotiledonatele şi criptogamele. În general o plantă conţine mai mulţi alcaloizi. Conţinutul în alcaloizi depinde de vârsta plantei, regiune, climă şi anotimp. Algele şi muşchii nu au alcaloizi. Ei sunt rari la ciuperci (ergotamina), la pteridofite (nicotina de la Equisetum, coniina sporilor de Lycopodium) şi la gimnosperme (efedrina de la Ephedra). La angiosperme, anumite familii sunt reputate prin bogăţia lor în alcaloizi : Solanaceae (solanina, nicotina, hiosciamina, atropina ş.a.), Rubiaceae (cofeina, ernetina, chinina), Papaveraceae (morfina, papaverina, codeina, narseina ş.a.).Aceste principii active se găsesc în sucul celular sub fonnă de baze, dar mai ales ca săruri ale acizilor organici obişnuiţi cum sunt acidul citric, acidul malic, acidul oxalic,acidul succinic, acidu! tanic, acidul tartric sau a unor alţi acizi ca acidul aconitic, acidul
cafeic, acidul chelidonic, acidu! chinic, acidul clorogenic, acidul meconic, acidu! sinapic,
acidul veratric, etc. Rareori se întâlnesc ca săruri ale acizilor anorganici însă foarte
frecvent sunt sub fonnă de combinaţii ale taninurilor.
Alcaloizii sunt repartizaţi la unele plante în toate organele (Atropa belladonna, Colchicum
autumnale) însă în cantităţi diferite. Uneori aceste principii active sunt localizate în rădăcini sau rizomi (Aconitum, Atropa belladonna, Rauwolfia sp, Veratrum), în frunze (Datura, Hyoscyamus), în scoarţe (Berberis),în seminţe (Coffea, Strychnos).Sunt cunoscute cazuri când unele părţi ale plantei sunt foarte bogate în alcaloizi, iar în alte părţi ale aceleiaşi plante ei lipsesc cu totul sau se conţin în cantităţi foarte mici. De exemplu, frunzele verzi ale plantei Anabasis aphylla conţin aproximativ 2,5% alcaloizi,pe când în rădăcini nunai 0,3%.
Trebuie de subliniat, că diferite părţi ale uneia şi aceleiaşi plante se pot deosebi între
ele nu numai după conţinutul cantitativ, dar şi calitativ, deci în diferite părţi ale plantei se
pot contine diferiţi alcaloizi.
De exemplu, rădăcina plantei Glaucium fimbrilligerurn conţine numai heleretrină şi sanguinarină, pe când în părţile aeriene ale ei se conţin numai protopină, coridină şi alocriptopină.
De obicei aceiaşi plantă conţine mai mulţi alcaloizi cu o structură asemănătoare.Astfel, Strychni semina conţine 8 alcaloizi, Chinae cortex peste 25 de alcaloizi,Catharanthus roseus peste 65. Sunt foarte rare speciile care conţin un singur alcaloid(Gentianae, Ricinum).La unele dintre specii sau produse vegetale predomină cantitativ unul sau mai mulţi alcaloizi denumiţi alcaloizi principali. În Strychni semina- stricnina şi brucina, Chinae cortex - chinina şi chinidina.
Între alcaloidul principal şi alcaloizii secundari există o înrudire, deoarece la baza structurii lor au, în general, acelaşi nucleu chimic. Astfel, în Papaver somniferum momna,tebaina, codeina sînt înrudite între ele prin nucleul izochinolinic, care stă la baza structurii lor chimice. De asemenea, alcaloizii din Secale cornutum sunt înrudiţi prin nucleul lisergic.
Unii alcaloizi se găsesc numai în anumite plante şi sunt caracteristici pentru aceste specii.
Morfina se găseşte numai în Papaver somniferum, chinina în specii de Cinchona.Alţi alcaloizi cum sunt hiosciamina şi scopolamina se găsesc în câteva plante din familia Solanaceae. Sînt unii alcaloizi răspândiţi în specii din familii diferite ca berberina (Berberidaceae, Menispermaceae), efedrina (Ephedraceae, Malvaceae, Taxaceae,Papaveraceae), sau cafeina (Rubiaceae, Sterculiaceae, Sapindaceae, etc.).
Cantitatea de alcaloizi în plante sau în produsele vegetale este de obicei sub 1%, rar
intre 1-5% şi în cazuri excepţionale peste 10% (Chinae cortex, Berberidis cortex).
Conţinutul de alcaloizi al plantelor este influenţat în mare măsură de factori externi
(lumină, temperatură, natura solului), perioada de vegetaţie ş.a.
Lumina solară are o acţiune determinantă la formarea alcaloizilor. De exemplu, frunzele
de măselăriţă colectate dimineaţa contin 0,093-0,099% alcaloizi, iar cele colectate
seara numai 0,074-0,077%.

Alcaloizii mai importanţi sunt : coniina, nicotina, tropanul, atropina, cocaina, chinina, papaverina, morfina, codeina, stricnina, cofeina etc. 
CONIINA se extrage din seminţele de cucută. Este o otravă puternică, care în doze mari produce moartea prin paralizia centrului nervos respirator. Acest alcaloid prezintă nucleu piperidinic. 
NICOTINA (β - piridin - N -metilpirolidina) este principalul alcaloid din tutun. Ën cantităţi mici este excitant al nervilor centrali şi periferici şi provoacă contracţia vaselor sanguine. Ën cantităţi mari este un toxic puternic. Nicotina este o substanţă cancerigenă. Este un alcaloid care conţine un nucleu piridinic legat de un heterociclu pirolidinic. 
TROPANUL, ATROPINA ŞI COCAINA se extrag din solanaceae, convolvulaceae, dioscoraceae şi eritroxilaceae. Din punct de vedere chimic aceşti alcaloizi sunt esteri ai unor alcooli derivaţi de la tropan. Atropina acţionează asupra sistemului nervos parasimpatic. Ea produce o relaxare a muşchilor netezi şi se foloseşte ca medicament antispasmodic. Ën cantitate mică dilată pupila, în cantităţi mari este toxică. Cocaina, în cantităţi mici este anestezic local, iar în cantităţi mari produce paralizia nervului central. 
MORFINA ŞI CODEINA se extrag din opiu. Morfina determină o insensibilitate la dureri datorită acţiunii asupra sistemului nervos central. Codeina nu posedă însuşiri narcotice. Ën cantitate mică se foloseşte ca medicament contra tusei. Codeina are structură chimică similară morfinei cu deosebirea că din nucleul A este înlocuit hidroxilul cu o grupare metoxilică. Morfina şi codeina conţin în moleculă un inel fenantrenic parţial saturat. 
CHININA se extrage din arborele de chinină. Se utilizează la combaterea malariei. Reglează temperatura corpului uman. Chinina conţine în molecula ei un heterociclu chinolinic. 
PAPAVERINA se extrage din sucul lăptos al capsulelor necoapte de mac (opiu). Ea acţionează direct asupra musculaturii netede. Papaverina conţine în moleculă heterociclu izochinolinic. 
STRICNINA se extrage din seminţele şi frunzele plantei numită Strychnos nux vomica (turta lupului). Este o otravă puternică. Ën cantităţi mici este toxic general iar în cantităţi mari este insecticid. Stricnina conţine în moleculă heterociclu indol. 
COFEINA se extrage din boabele de cafea. Este un excitant al sistemului nervos central. Cofeina conţine în moleculă ciclul purinic. 
Alcaloizii sunt produşi finali de metabolism ai compuşilor azotaţi şi constituie mijloace de protecţie şi de apărare ale plantelor. Ën cantităţi mici pot fi folosiţi ca substanţe farmaceutice, iar în cantităţi mari acţionează ca insecticide şi otrăvuri.

Uleiurile, rezinele (răşinile) şi oleorezinele  

Uleiurile eterice şi răşinile sunt produşi finali ai metabolismului plantelor. Aceste substanţe sunt depuse în anumite ţesuturi ale plantei, pentru a nu afecta cursul proceselor metabolice. Astfel, pot fi întâlnite în vacuole, pungi intercelulare, solzi, sub scoarţă sau la suprafaţa scoarţei copacilor. 
ULEIURILE ETERICE sunt substanţe lichide, volatile, cu miros parfumat, aromat, insolubile în apă, solubile în solvenţi organici sau grăsimi. Au rol de condiment, rol antiseptic, antispasmodic, stomachic etc. Uleiurile eterice se extrag din flori, frunze, fructe, coajăşi uneori din partea lemnoasă (lemnul de camfor), folosind solvenţi organici sau prin distilare şi antrenare cu vapori de apă. Numărul uleiurilor eterice vegetale este foarte mare (peste o mie). Din punct de vedere chimic, uleiurile eterice reprezintă amestecuri de substanţe constituite din hidrocarburi terpenice, hidrocarburi aromatice, alcooli, aldehide, cetone, acizi organici, pigmenţi, eteri, esteri etc. Unul şi acelaşi ulei eteric poate conţine până la 50 de substanţe diferite. Dintre aceşti compuşi, cei mai importanţi sunt hidrocarburile terpenice sau terpenele şi derivaţii lor (mircenul, geraniolul, limonenul, mentolul, camforul, borneolul etc.). 
Mircenul se găseşte în hamei, geraniolul în florile de trandafiri, limonenul în chimion, mentolul în mentă, camforul în lemnul de Laurus camfora şi în pelin, borneolul în lavandă etc. 
RĂŞINILE, produse de excreţie ale plantelor, apar în deosebi în ţesutul lemnos, în amestec cu mici cantităţi de uleiuri eterice. Derivă din uleiuri prin oxidare şi se pot combina, dând oleorezine. Răşinile sunt substanţe solide sau semisolide, solubile numai în solvenţi organici. Ele fierb la temperaturi ridicate (peste 300C), nu sunt distilabile şi nu au puncte fixe de topire (suferă înmuiere). Din punct de vedere chimic, răşinile sunt formate din acizi rezinici (de tipul acidului abietic) şi derivaţii lor, substanţe policiclice cu caracter acid. Au proprietăţi stupefiante, purgative, expectorante, vermifuge. Se pot acumula în celule izolate (idioblaste), în celulele epidermice, peri, buzunare şi canale secretoare. Exemple de răşini sunt sacâzul şi tămâia. 
BALSAMURILE sunt răşini lichide sau semisolide, cu conţinut ridicat în uleiuri eterice (până la 40%). Ën contact cu aerul, ca şi răşinile, şi balsamurile se solidifică deoarece o parte din uleiurile eterice din constituţia lor se volatilizează. Copalii sunt răşini fosile aflate în sol, sub formă de depozite care provin din plante dispărute. Lignanii sunt tot răşini în care predomină substanţe înrudite cu elementele structurale ale ligninelor (monomeri, dimeri etc.). Răşina de guaiac care conţine acid guajaritic se găseşte în Guaiacum officinalis şi este deosebit de bogată în lignani. 
Răşinile şi uleiurile eterice constituie mijloace de apărare ale plantelor faţă de paraziţi. Mirosul lor plăcut poate atrage unele insecte favorizându-se polenizarea. Răşinile care se depun pe diferite leziuni ale organismului vegetal au rol protector, de izolare şi de vindecare. Uleiurile eterice sunt importante şi datorită utilizărilor practice în parfumerie, în industria farmaceutică, industria alimentară etc. Răşinile se folosesc în industria textilă, la prepararea de lacuri şi vopsele, în industria farmaceutică etc.

Substanţe antibiotice  

 
Antibioticele sunt substanţe cu acţiune bacteriostatică (împiedică înmulţirea microorganismelor) sau bactericidă (distrug microorganismele). După originea lor se deosebesc antibiotice de origine microbianăşi antibiotice de origine vegetală.
Antibioticele de origine microbiană. Sunt substanţe sintetizate de către anumite microorganisme şi mucegaiuri. Ele sunt substanţe folosite ca medicamente în cazul unor boli provocate de microorganisme patogene la om, animale sau plante. Ca reprezentanţi ai antibioticelor putem menţiona: penicilina, streptomicina, cloromicetina, tetraciclina etc.
Antibioticele vegetale (fitoncide). Sunt substanţe cu proprietăţi antibiotice sintetizate de către plante. Fitoncidele prezintă acţiune antibiotică mult mai redusă comparativ cu cea a antibioticelor de origine microbiană. Unele fitoncide prezintăşi proprietăţi insecticide faţă de numeroase insecte, viermi, rozătoare etc. se cunosc peste 50 de fitoncide extrase din diferite plante, dintre care cele mai importante sunt: allicina, dihidroallina, acidul benzoic, alil-senevolul etc.
Allicina este un antibiotic volatil extras din usturoi, cu acţiune distructivă asupra bacilului difteric, holerei, stafilococilor etc. Dihidroaliina este un antibiotic extras din ceapă.
Acidul benzoic, acidul p-hidroxil-benzoic, acidul vanilic, acidul cafeic, acidul ferulic etc., sunt răspândiţi în numeroase plante superioare (în special în morcovi), au acţiune bacteriostatică, bactericidăşi antihormonală. Ei împiedică biosinteza giberelinelor. Alil-senevolul, se extrage din muştar, hrean, ridichii etc.
Unii alcaloizi şi taninurile prezintă de asemenea proprietăţi fitoncide. Plantele medicinale, florile, rădăcinile şi tuberculii unor plante (leguminoase, orhidee) reprezintă o importantă sursă de antibiotice vegetale.

Insecticide vegetale 

Unele plante superioare pot sintetiza anumite substanţe cu acţiune insecticidă, care să exercite o acţiune de apărare împotriva insectelor, viermilor, rozătoarelor etc. Din punct de vedere chimic, insecticidele vegetale sunt substanţe cu structuri foarte diferite ca : cetoalcooli nesaturaţi (piretrolona), esteri ciclici nesaturaţi (piretrina şi cinerina), benzo-pirani (rotenona, care este toxică pentru animale), glicozide (scilirozida din ceapă roşie de mare), senevoli (senevolul fenil-etilenic, extras din sfeclă, insecticid puternic, de acelaşi grad cu aldrinul şi clordanul), amide ramificate nesaturate. Deci plantele superioare au capacitatea de a sintetiza substanţe de apărare cu proprietăţi bacteriostatice, bactericide, fungicide sau insecticide. 

În florile de Chrysantheum cinerariaefolium, Peonia albiflora, Pyrethrum carneum etc. se găsesc esteri ciclici nesaturaţi. Prin hidroliza acestora, se formează un cetoalcool nesaturat, piretrolona sau cinerolona şi un acid ciclopropan monocarboxilic, respectiv dicarboxilic.
În unele leguminoase din genurile Derris, Jochocarpus, Tephhrosia, Millelia etc., se găsesc insecticide din grupa rotennoidelor, ce conţin în moleculă un nucleu benzopiranic sau benzopironic. Ele sunt toxice nu numai pentru insecte, dar şi pentru alte animale inferioare şi pentru peşti.
Prezenţa fitoncidelor în plante, se poate remarca dacă se plantează, într-un sol ruderal, un pomişor şi un băţ, de aceeaşi grosime cu pomul. Băţul se degradează în scurt timp, sub acţiunea microorganismelor din sol, în timp ce pomul se apără de acţiunea microorganismelor, prin fitoncidele ce le conţine. Ën timp ce băţul se degradează, pomul creşte şi se dezvoltă, sub acţiunea factorilor de mediu.

Lignine 

Ligninele sunt substanţe macromoleculare care însoţesc celuloza în diferite organe şi ţesuturi ale plantelor. Sunt substanţe foarte răspândite în regnul vegetal, ocupând locul al doilea după celuloză. Se găsesc în lemnul diferitelor specii de plante în proporţie de 21-30% din materia uscată. Fibrele de in şi de cânepă sunt sărace în lignină, iar cele de iută conţin 19% lignină. În tabel este dat conţinutul în lignine al lemnului de conifere şi foioase şi al unor fibre textile.
Ligninele sunt substanţe ternare, formate din C, H şi O, de natură aromatică. Caracteristic este prezenţa în moleculă a grupărilor metoxil şi hidroxil. Substanţele constituente de bază din lignine sunt alcoolii aromatici derivaţi de la fenilpropan: alcoolul coniferilic, alcoolul hidroxiconiferilic şi alcoolul sinapinic. Ligninele se formează prin condensarea acestor alcooli. Ligninele din diferite plante nu sunt identice, ele diferă prin numărul şi felul unităţilor structurale. Astfel, în ligninele de foioase predomină alcoolul sinapinic, iar în cele ale coniferelor alcoolul coniferilic. Masa moleculară a ligninelor variază între 700 œ 100.000 Da. Sunt substanţe amorfe, de culoare închisă, insolubile în apă, acizi şi alcalii diluate. Sunt solubile în acizi tari concentraţi şi alcalii concentrate.

Ligninele se întrepătrund cu fibrele de celuloză prin legături fizice cât şi legături chimice (eterice). Ele conferă fibrelor de celuloză o rezistenţă mărită la acţiunea apei deoarece reduc capacitatea de îmbibare, micşorându-le însă elasticitatea. Lignina se separă de celuloză fie prin dizolvarea celulozei şi a substanţelor însoţitoare în reactivi adecvaţi, fie prin dizolvarea lor în hidroxizi alcalini concentraţi şi precipitarea ulterioară din soluţie. Ligninele se pot recunoaşte prin tratare cu o soluţie de floroglucină în mediu de acid clorhidric când apare o coloraţie roşie.
Ligninele au un rol însemnat în formarea humusului cu stabilitate mare, deoarece rezistă la acţiunea agenţilor chimici şi sunt atacate greu de microorganisme. Ele se utilizează pentru obţinerea unor materii plastice sintetice, a negrului de fum şi ca înlocuitori ai taninurilor vegetale.

Glicozide

Glicozidele sunt substanţe formate din două componente: o componentă glucidicăşi o componentă neglucidică, numită aglicon. Componenta glucidică se leagă de aglicon prin legătură glicozidică, prin intermediul hidroxilului semiacetalic. Componenta glucidică poate fi monoglucidă, diglucidă sau o oligoglucidă. Predominant se întâlneşte glucoza sau oligoglucide ce conţin glucoză. Agliconul poate aparţine unor clase de substanţe extrem de diferite ca alcooli, fenoli, steroli, tioalcooli, hidroxichinone, pigmenţi, substanţe cu azot etc.

Glicozidele sunt larg răspândite în regnul vegetal. Se găsesc atât în plantele superioare: în frunze, flori, fructe, seminţe, rădăcini, lemn etc., cât şi în cele inferioare. Sunt substanţe solide, cristaline, incolore sau colorate (în funcţie de felul agliconului), cu gust în general amar. Unele au o aromă specifică. Glicozidele prezintă activitate optică. Majoritatea sunt solubile în apă, alcool, acetonăşi insolubile în eter. Nu prezintă fenomenul de mutarotaţie şi nu au proprietăţi reducătoare. Se hidrolizează cu uşurinţă în mediu acid, bazic sau sub acţiunea enzimelor. Numeroase glicozide au acţiune fiziologică asupra organismelor animale (curativă sau nocivă) şi se întrebuinţează încă din antichitate ca medicamente sau ca otrăvuri. Se presupune că unele glicozide reprezintă pentru plante forme inofensive de depozitare a unor agliconi toxici. Prin hidroliză parţială plantele eliberează o parte din aglicon în doze netoxice, exercitând asupra plantei o acţiune protectoare. Unele substanţe farmacologice active, printre care şi glicozidele, în cantitate mică se utilizează ca medicamente, iar în cantitate mare sunt toxice.
Dintre diferitele tipuri de glicozide, cele mai numeroase sunt O-glicozidele, care se deosebesc între ele prin felul glucidei şi a agliconului. Dintre O-glicozidele formate din β-glucopiranoză, alcooli şi fenoli, menţionăm arbutina, extrasă din Arbutus uva ursi, salicina izolată din Salix helix şi coniferina identificată în diferite conifere. Agliconul acestor glicozide, în ordinea prezentată este hidrochinona, alcoolul salicilic şi alcoolul coniferilic.
În migdalele amare, sâmburii de caise, piersici, prune, cireşe etc., se găseşte amigdalina, care prin hidroliză sub acţiunea emulsiei formează două molecule de glucoză, aldehidă benzoicăşi acid cianhidric. Glicozidele care conţin acid cianhidric sunt substanţe toxice şi se numesc glicozide cionogenice. Unele plante furajere conţin glicozide cianogenetice care prin hidroliză eliberează acid cianhidric. Aceste plante consumate în cantitate mare în stare proaspătă produc intoxicări la animale. Prin uscarea sau murarea acestor furaje acidul cianhidric se elimină în mod treptat, în urma reacţiilor de hidroliză enzimatică sau acidăşi astfel creşte calitatea acestor furaje. În amigdalină, componenta glucidică se află sub formă de gentiobioză, o diglucidă formată din două molecule de glucoză unite prin legătură1,6-β-glicozidică. Dintre O-glicozidele steroidice, care au ca aglicon steroli, mai importante sunt glicozidele cardiotonice şi saponinele.
GLICOZIDELE CARDIOTONICE în cantitate mică întăresc muşchiul inimii şi produc o mărire a amplitudinii contracţiilor. Acestea, administrate în cantitate mare determină oprirea inimii în sistolă. Cele mai utilizate glicozide cardiotonice în medicină sunt digitalina şi strofantina. Aceste glicozide se găsesc în Digitalisa lanata, D. purpurea, Strophantus kombi, Scilla maritima etc. Agliconul strofantinei se numeşte strofantiolină, iar componenta glucidică este o triglucidă.
SAPONINELE sunt glicozide steroidice, identificate în peste 80 familii de plante. Agliconul lor poartă numele general de sapogenină. Saponidele sunt glicozide cu proprietăţi specifice. Injectate intravenos la om şi la animale produc hemoliză. Au acţiune iritantă asupra mucoaselor şi sunt extrem de toxice pentru peşti. Au proprietăţi tensioactive şi emulsionează grăsimile. Prin agitare cu apă formează o spumă abundentăşi persistentă.
 Datorită proprietăţilor lor, saponidele au numeroase utilizări practice. Sunt folosite ca agenţâi de spumare (în extinctoare), detergenţi, coloizi protectori etc. Unele saponide se utilizează ca materie primă pentru sinteza hormonilor sexuali şi în general a hormonilor steroidici.
 O altă grupă de O-glicozide o formează glicoalcaloidele, care au ca aglicon un alcaloid, de regulă cu structură steroidică. Dintre acestea se menţionează solanina şi tomatina. Solanina se găseşte în Solanum tuberosus. Ea este formată dintr-o triglucidăşi din solanidină, ca aglicon. Triglucida se numeşte solatriozăşi este formată din glucoză, galactozăşi ramnoză. Tomatina se găseşte în Solanum lycopersicum. Agliconul se numeşte tomatidină, iar componenta glucidică este o tetraglucidă.
Tot din grupa O-glicozidelor fac parte unele glicozide flavonoidice, carotenoglicozide, glicozide xantonice, glicozide indolice etc.
S-glicozidele sunt mai puţin răspândite în natură. Ele se găsesc, predominant, în plante din familia cruciferelor. Dintre S-glicozide, importanţă alimentară mai mare o are sinigrina, care se găseşte în seminţele de muştar negru (Sinapis nigra), în hrean, ridichii, rapiţă. Prin hidroliza sinigrinei, sub acţiunea mirozinazei, se obţin ca produşi finali, glucoza, alilsenevolul şi KHSO4. Senevolii sunt substanţe cu miros caracteristic înţepător, uneori lacrimogeni, irită pielea şi mucoasele. În doze mici, stimulează secreţia gastrică, în doze mari determină paralizia sistemului nervos. În muştarul alb se găseşte sinalbina. S-glicozidele se pot forma şi din tioglucoză, ce are hidroxilul semiacetalic substituit printr-o grupare tiolică.
N-glicozidele sunt substanţe larg răspândite în natură. Din această grupă fac parte nucleozidele şi nucleotidele. Dintre glicozidele cu azot fac parte şi glicozidele cianogenice şi glicoalcaloidele, dar la aceste substanţe legătura glicozidică nu se stabileşte la nivelul atomului de azot, de aceea s-au prezentat la O-glicozide. 

Taninurile

Taninurile vegetale sunt substanţe foarte cunoscute pentru multiplele lor aplicaţii practice, în special în medicina tradiţionalăşi în industria tăbăcăritului. Literatura de specialitate aminteşte de vechi triburi din America de Nord care foloseau decocturile şi cataplasmele preparate din rădăcinile unor plante (cunoscute în prezent ca având un conţinut ridicat în taninuri, precum crinul de apă canadian œ Nuphar variegatum) pentru a trata durerile de gât, leucoreea, răceala, rănile, durerile interne sau alte infecţii ale pielii. Tăbăcirea pielii cu ajutorul taninurilor vagatale este cunoscută încă din antichitate şi ea era realizată folosindu-se coaja diferitelor specii de copaci, în special specii de stejar.
Stabilirea structurii lor moleculare a permis de asemenea stabilirea unor diferenţe, în ceea ce priveşte utilitatea practică, între diferitele tipuri de taninuri. S-a ajuns astfel la concluzia că în special galotaninurile, dar şi elagotaninurile, ambele aparţinând clasei de taninuri hidrolizabile, au aplicaţii practice mult mai numeroase decât taninurile condensate. 
Din punct de vedere chimic taninurile sunt substanţe polifenolice (derivaţi ai 3-hidroxi-flavanului sau poliesteri ai acidului galic) solubile în apă, cu gust astringent, care prezintă reacţii caracteristice fenolilor şi care precipită cu alcaloizii şi cu proteinele, formând combinaţii impermeabile şi imputrescibile (caracteristice procesului de tăbăcire a pielii).
Taninurile sunt mult răspândite în natură. Se întâlnesc în cantităţi foarte mici la majoritatea plantelor, iar în cantităţi mari se găsesc în scoarţa, lemnul şi frunzele de stejar, în scoarţa de arin, molid, plop, nuc, afin, coronişte, mangrove, în fructele unor specii ca Terminalia chebula, Caesalpinia brevifolia etc. Sunt substanţe astringente, utilizate ca antidiareice. După tipul de legătură dintre polifenoli şi acizi fenolici se deosebesc : taninuri hidrolizabile şi taninuri nehidrolizabile sau condensate.
TANINURI HIDROLIZABILE. Prin hidroliză acidă sau în prezenţa tanazelor, pun în libertate o oză, de obicei glucozăşi acid galic sau un derivat al acidului galic, ca acid m-digalic sau acid elagic. Taninurile care conţin acid galic se numesc galotaninuri, iar cele care conţin acid elagic se numesc elagotaninuri. Din categoria galotaninurilor fac parte taninul turcesc şi taninul chinezesc. O moleculă de tannin turcesc eliberează prin hidroliză cinci molecule de acid galic şi o moleculă de glucoză, iar o moleculă de tannin chinezesc eliberează prin hidroliză nouă molecule de acid galic şi o moleculă de glucoză. Prin hidroliza elagotaninurilor rezultă acid elagic şi glucoză sau acid elagic, acid galic şi glucoză. Prin încălzirea galotaninurilor la temperaturi ridicate se formează pirogalol.
TANINURI NEHIDROLIZABILE (CONDENSATE). Nu pot fi descompuse în părţile lor componente decât prin topire alcalină. Ele nu conţin glucoză. Taninurile nehidrolizabile rezultă prin condensarea derivaţilor catechinici şi au o structură necunoscută până în prezent. Prin încălzire în prezenţă de hidroxizi alcalini eliberează pirocatechină (ortodifenol). 
Taninurile catechinice sunt foarte răspândite în naturăşi prezintă o mare importanţă practică. Pe cale industrială, acestea se extrag din scoarţa de stejar, salcâm, mesteacăn, salcie etc. Spre deosebire de galotaninuri, taninurile catechinice precipită numai gelatina din piele şi nu au proprietăţi de tăbăcire. Prin încălzire sau pe cale enzimatică, mai multe molecule de catechine se condenseazăşi formează tanin condensat, cu proprietăţile taninului natural.
În organismul vegetal, taninurile joacă un rol biochimic important. Ele măresc rezistenţa plantelor faţă de virusuri şi microorganisme. De asemenea dau gustul şi aroma unor produse vegetale (ceai, cafea, vin etc.). Practic, taninurile se folosesc la tăbăcirea pieilor, fabricarea cernelurilor, limpezirea vinului etc. Tăbăcirea pieilor cu taninuri este un procedeu cunoscut din vechime. În procedeele moderne de tăbăcire soluţia de tanin, obţinută din coaja de stejar, este înlocuită de alte substanţe ca aldehida formică, săruri de crom etc.
Taninurile au largi utilizări în medicină, în industria pielăriei, în medicina tradiţională. În medicină pot fi administrate intern şi cu acţiune antidiareică, antimicoticăşi antiseptică, ca urmare a precipitării proteinelor bacteriene şi fungice. Administrarea internă se face mai ales sub formă de decocturi, în tratamentul diareei, ulcerului, colitelor şi ca antidot în intoxicaţii cu alcaloizi.
Administrarea pe cale externă se face prin aplicări locale, pentru tratarea stomatitelor (sub formă de caluton şi gargarisme), a arsurilor şi a hemoroizilor.
De asemenea, taninurile acţionează ca: inhibitori ai peroxidării lipidelor, captatori de radicali liberi, inhibitori ai formării de ion superoxid. Au fost descrise efectele inhibitoare asupra implicării virusurilor. Acestea se datorează denaturării proteinelor virale.
Taninurile au efect inhibitor enzimatic manifestat asupra: 5-lipoxigenazei, enzimei de conversie a angiotensinei şi activează hialuronidaza, glucoziltransferazele microorganismelor implicate în cariogeneză. Monomerii şi dimerii au proprietăţi de vitamină P (cresc rezistenţa şi scad permeabilitatea capilarelor, cresc tonusul venos, stabilizează colagenul).
Taninurile elagice acţionează asupra mecanismelor imunitare (stimulează fagocitoza), efect evidenţiat şi pentru galatul de epicatechol şi galatul de epigalocatechol.
Din punct de vedere fiziologic, taninurile sunt considerate factori de apărare ai plantelor împotriva infecţiilor bacteriene şi virale (precipită proteinele microorganismelor), antioxidanţi (sunt puternic reducători), transportori de hidrogen (participă la sisteme redox celulare); unii autori consideră taninurile substanţe de rezervă pentru organismele vegetale întrucât dispar din seminţe în perioada încolţirii.

Alte articole din aceasta categorie:

• despre lapte,utilizarile laptelui
• branzeturi:branza de vaca,telemea,casul,casul felii,casul afumat,branza de burduf,in coaja de brad,de Moldova,cascaval afumat
• smantana,untul,iaurtul,chefirul,lapte acru,lapte de putina,jintita
• despre principalele vitamine naturale si rolul lor in organism
• bioritmurile naturale
• Cai de crestere a gradului de acumulare a principiilor active
• plantele medicinale in tratamentul bolilor
• administrarea plantelor medicinale
• primul ajutor in intoxicatiile cu plante medicinale
• Ceaiuri medicinale-ceaiuri utile in bolile aparatului cardio-vascular si respirator
• ceaiuri medicinale utile in bolile aparatului digestiv,afectiuni cronice stomacale si duodenale,meteorism,afectiuni hepatice,antidiareice,laxativ-purgative,antihelminice,bolile aparatului urinar,bolile metabolice,antireumatismale
• ceaiuri utilizate in bolile sistemului nervos,in afectiuni ale aparatului genital,in bolile infectioase,in tratamentul extern

• Selene
• articole
• substante_bioactive

Ultimele articole

• lufa
• romanita
• vetrice
• stanjenel
• plamanarica
• volbura,rochita rindunicii
• plante melifere
• hyssop
• marjoram
• piretru,floarea raiului