1. FITONCIDAI
VU EASC
2014

2. FITONCIDAI - antimikrobinių savybių turinčios
Apibrėžimas
FITONCIDAI - antimikrobinių savybių turinčios
lakios organinės medžiagos,
kurias į aplinką išskiria augalai.

3. Žodis sudarytas iš graikų k. fiton – augalas ir cide – užmuša.
Kitaip sakant
Fitoncidai – tai gamtinės kilmės (natūralūs) baktericidai arba fungicidai, kuriuos augalai išskiria į aplinką tam, kad nuo jų apsisaugotų.
Žodis sudarytas iš graikų k.
fiton – augalas ir cide – užmuša.

4. Fitoncidai priskiriami antriniams metabolitams
Antriniai metabolitai – organizmų gaminamos nedidelės molekulinės masės junginiai, kurie tiesiogiai nedalyvauja augimo, vystymosi ir dauginimosi procesuose.
Pirminiai metabolitai – taip pat nedidelės masės junginiai, tačiau tiesiogiai dalyvauja minėtuose procesuose (hormonai ir pan.)

5. PAPLITIMAS
Ore
Dirvoje
Vandenyje

6. FITONCIDAI ore Tyrimų atlikta gana daug, sukaupta daug duomenų
Liaudies medicina dažnai remiasi fitoncidų naudojimu gydymui

7. Arbatmedis, Thea sp.

8. Arbatmedžio fitoncidinės medžiagos veiksmingos:
Prieš bakterijas:
Staphylococcus aureas,
S. faecalis,
S. pyogenes,
Propionibacterium acnes,
Escherichia coli,
Pseudomonas aeruginosa,
Salmonela typhi
Prieš grybus:
Aspergillus flavus,
A. niger,
Candida albicans,
Thrichophyton,
Mentagrophytes,
T. rubrum,
Epidermophyton,
Floccosum

9. Miško medžių išskiriami fitoncidai
Per vegetacijos laikotarpį:
- 1 ha lapuočių miško medžiai išskiria apie 2 kg fitoncidų;
1 ha spygliuočių – apie 5 kg;
1 ha kadagių - net 30 kg.

11. Kitų augalų išskiriamų lakių medžiagų antibakterinis poveikis
Lietuviškas pavadinimas
Lotyniškas pavadinimas
Tipas
μmol Torex ekvivalento/g šviežio svorio
Vaistinis šalavijas
Salvia officinalis
vaistinis
13.28±0.40
Vaistinis čiobrelis
Thymus vulgaris
19.49±0.21
Pipirmėtė
Mentha x piperita
15.84±0.42
Paprastasis krapas
Anethum graveolens
prieskoninis
29.12±0.29
Tikroji levanda
Lavandula angustifolia
16.20±0.11
Vaistinė melisa
Melissa officinalis
9.54±0.23
Pelargonija
Pelargonium graveolens
38.75±0.61
Rozmarinas
Rosmarinus officinalis
19.15±0.63
Kvapusis bazilikas
Ocimum basilicum
14.27±0.45

12. Kitų augalų išskiriami fitoncidai (čia - priešgrybinės medžiagos)
Saulėgrąža,
išskiria - pažiedė ir vainikėlis;
veikia – įvairius augalus pažeidžiantį grybą Sclerotinia sclerotiorum
Fitoncidų gausiau turintys augalai grybui atsparūs
   
Ajapinas (ayapin)
Demetoksi
encekalinas
Skopoletinas
3-acetil-4-acetoksi
acetofenonas
Skopolinas
3-acetil-4-hidroksi
acetofenonas
Prats et al., 2007 (J. Chem. Ecol., 33, )

13. FITONCIDAI dirvoje Paprastoji eglė, Picea abies
(čia – sidabrinė forma)

14. Eglynai Eglynų miškų dirvoje buvo rasta fenolinių rūgščių.
fenolinės rūgštys yra alelopatiškai aktyvios
Jos labai svarbios durpėjimo ir nitrifikacijos procesams, nes veikia juose dalyvaujančius mikroorganizmus.

15. Fitoncidų šaltiniai eglynų dirvoje
fenolinės rūgštys buvo rastos eglių spygliuose, šakose ir šaknyse.
Iš nukritusių spyglių ir šaknų šios medžiagos nuolat patenka į dirvą.

16. Eglynų dirvoje sutinkamo fitoncido veikimas
Protokatecho rūgštis
(HO)2C6H3CHO
Veikia mikorizinius grybus Cenococcum geophilum
Šis fenoliams priklausantis junginys būdingas eglynų humusui, jo koncentracija – apie 10 E –5 M slopina šio grybo augimą.

17. Fitoncidai eglynų dirvoje
1. Fenolinės rūgštys;
2. p-acetohidroksifenonas - eglių sintetinama specifinė medžiaga. Jos didelės koncentracijos randamos miško dirvoje. Ši medžiaga ne tik veikia mikroorganizmus (mažos koncentracijos inhibuoja grybelių, kurie gyvena simbiozėje su medžiais, kvėpavimą),bet taip pat slopina ir pačių eglių sėklų dygimą.

18. Ypač svarbu ekologiniu požiūriu
Eglių išskiriamų fenolinės rūgštys
ir jų sąveikų su kitais dirvoje esamais elementais produktai daro ženklią įtaką nitrifikacijos procesams. Didelės koncentracijos tiesiog slopina nitrifikaciją.

19. FITONCIDAI vandenyje Nedaug tyrimų šioje srityje atlikta
su vandens augalais (ypač – su jūriniais),
nors būtent vandenyje gausiau potencialiai pavojingų mikroorganizmų nei sausumoje.
Jūrų fitoncidai - dažnai halogeninti junginiai.

20. Fucus vesiculosus – Pūslėtasis guveinis
Fucus vesiculosus – Pūslėtasis guveinis - daugiametis augalas.
Florotaninai – specifiniai rudiesiems dumbliams būdingi fenoliniai junginiai.
Florotaninų f-jos: apsauga nuo mikrobų, UV, kitų dumblių, grybų.

21. Fucus vesiculosus – Pūslėtasis guveinis
Florotaninus sintetinami iš augalų augimą reguliuojančio hormono (žasmonato).
Biogenų nėra
Žasmonatas
Florotaninai
Augimo pasiskirstymo balanso hipotezė

22. Fucus vesiculosus – Pūslėtasis guveinis
F.vesiculosus geba greitai mobilizuotis cheminiam “karui” su mikroorganizmais (kartu - ir su labiausiai guveinį mėgstančiu vėžiagyviu – Idothea baltica).
Pasipriešinimas lokalus, trunka apie 10 dienų ir neplinta tarp kitų populiacijos individų.

23. Oksilipinai - nesočiųjų riebalų rūgščių oksidacijos produktas
Rudadumbliai
Oksilipinai – medžiagos, gausios rudadumdumbliuose (Fucus, Cluteria, Laminaria).
Ditiopanonas
Oksilipinai - nesočiųjų riebalų rūgščių oksidacijos produktas
Metabolizmo šalutiniai produktai (C8, C9, C11) sudaro feromonus.
Skleidžamų feromonų mažos dozės, nevienalytės (C8, C9, C11+ pvz., cilopentenas). Mažai tirpios vandeny. Greitai oksiduojasi.

24. H2O2
Gracilaria conferta (Rodophyta) ir Laminaria digitata (Phaeophyta) nuo bakterijų ginasi, išskirdama į aplinką vandenilio peroksido.
20–600 µM H2O2 koncentracija yra pakankama sunaikinti 50 % bakterijų.

25. Zostera marina – Jūrinis andras
Jūrinių protistai – Labirinthula sp. kartais lemia Zostera marina masinius išnykimus.
Jūriniuose andruose aptikta polifenolių (fenolinių rūgščių, taninų). Kuo jų augale gausiau, tuo mažesnė parazitavimo tikimybė.
Būdinga fenolinė rūgštis –
kavos rūgštis.

26. Zostera marina – Jūrinis andras
Pastebėta, kad N stygius vandenyje sulėtina jūriniame andre polifenolių gamybą ir tuo pačiu sumažinamas augalo atsparumas
protistams

27. Apibendrinimas
Fitoncidai jūrų augaluose lyginant su sausumos nėra specifiniai (tik dažniau halogeninti).
Augalams “kainuoja” produkuoti fitoncidus.
Polifenoliai – dažiausia fitoncidų grupė.
Terminas fitoncidai nėra dažnas šiuolaikinėje mokslinėje literatūroje, dažniau vartojama “defensive chemicals”.

28. Įdomu: Why does Phytoncide deserve attention?
Many scholars think that the emergence of SARS that caused the world trembled has deep relationship with the destruction of the forests in the Kuangdong area of China. The air in the place where there is no forest and tree is no longer living air.　The destruction of forest means the lose of Phytoncide. Phytoncide controls or kills various germs and viruses in air, purifies the air and enhances the self-cleaning capability. Phytoncide has been keeping the health of mankind in invisible places. As the respiratory diseases and mutant virus have become worldwide issue, and various syndromes caused by the chemical substances become more serious problems in reality, the interests on Phytoncide will be magnified even more.

29. llelopathic effects of protocatechuic acid on a spruce mycorrhizal fungus growth.
This phenol is one of the components of the spruce forests humus. Its natural concentration ranges around 10 E-5 M and growth tests of Cenococcum geophilum shown that even naturally occurring concentration inhibit growth of this fungus.
Daugiau pvz.:

30. Literatūros sąrašas
Ianora A. et all, New trends in Marine Chemical Ecology. Estuaries and coasts, Vol 29, No. 4. p
LaTina Steele, Melanie Caldwell, Anne Boettcher, Tom Arnold, Seagrass–pathogen interactions: ‘pseudo-induction’of turtlegrass phenolics near wasting disease lesions. Marine Ecology, Vol. 303: 123–131.
Bilge Hilal ÇADIRCI, Dilek ÜNAL, Atakan SUKATAR. Antimicrobial Activities of the Extracts of Marine Algae from the Coast of Urla (‹zmir, Turkey). Turk J Biol.
C.Den Hartog, Early records of wasting-disease-like damage patterns in Zostera marina. Diseases of aquatic organisms. Vol. 7:
Julia Kubanek, et all, Seaweed resistance to microbial attack: A targeted chemical defense against marine fungi. published PNAS.

31. Literatūros sąrašas
Pohnert G. et all, The oxylipin chemistry of attraction and defense in brown algae and diatoms. The Royal Society of Chemistry, Nat. Prod. Rep., 2002, 19, 108–122.
Gallet CH., Pellissier F. Phenolic compounds in natural solutions of a coniferous forest. Journal of Chemical Ecology, 1997, Vol. 23. No. 10.
Prats E.,Galindo J.C., Bazzalo M.E., Leon A., Macias F.A., Rubiales D., Jorrin J.V. Antifungal activity of new phenolic compounds from capitulum of head rot-resistant sunflower genotype. Journal of Chemical Ecology, 1997, Vol. 23. No. 12,