Nauka i technika
ZwiÄ…zki fenolowe
pochodzenia naturalnego
p
o
c
h
o
d
z
e
n
i
a
n
a
t
u
r
a
l
n
e
g
o
Rzadko zdajemy sobie sprawę z obecności fenoli w organizmach żywych
i to zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych. Często spełniają w nich
ważną rolę fizjologiczną, o czym świadczy treść poniższego artykułu.
DANUTA WOJCIESZYC
SKA, ADAM WILCZEK
Fenole  czynniki wpływające ścią grupy hydroksylowej w fenolach jest jej
na toksyczność kwasowość i zdolność do dysocjacji elek-
Fenol został po raz pierwszy wydzielony trolitycznej w wodzie. Z wodorotlenkami
ze smoły węglowej w 1832 r. przez chemika metali alkalicznych fenole tworzą sole  fe-
niemieckiego Friedliba Rungego. Rok póz
- nolany, w reakcjach z chlorkami i bezwod-
niej Frédéric Gerhardt nazwaÅ‚ go fenolem. nikami kwasowymi  estry, natomiast z ha-
Wkrótce grupę pochodnych węglowodorów logenkami alkilowymi  etery.
aromatycznych, w których grupa hydroksy- Reakcje elektrofilowego podstawienia
lowa związana jest z atomem węgla pierście- pierścienia aromatycznego w fenolach za-
nia aromatycznego, nazwano fenolami. chodzą łatwo, w wyniku sprzężenia pary
Do fenoli roślinnych zaliczamy flawono- elektronów tlenu z pierścieniem aroma-
idy, fenolokwasy, garbniki hydrolizujÄ…ce tycznym i pojawienia siÄ™ czÄ…stkowego Å‚a-
i skondensowane. Roślinne fenole powstają dunku ujemnego w pierścieniu.
w wyniku reakcji zachodzących w procesach U ludzi narażonych na działanie fenolu
metabolicznych. Na drodze szlaku kwasu szi- występującego w stężeniu przekraczają-
kimowego syntetyzowane sÄ… takie zwiÄ…zki, cym 1300 mg/L pojawia siÄ™ biegunka, popa-
jak kwas hydroksycynamonowy i kumaryny. rzenia i owrzodzenia ust oraz ciemne zabar-
Proste fenole i chinony powstają w wyniku wienie moczu spowodowane obecnością
przemian kwasu octowego, a bardziej złożo- metabolitów fenolu.
ne strukturalnie flawonoidy 
w wyniku po- Obecność dodatkowych grup w pierście-
łączenia tych dwóch szlaków. niu aromatycznym znacznie podnosi tok-
Proste fenole w większości są ciałami syczność fenoli, przy czym wzrost toksyczno-
stałymi o niskiej temperaturze topnienia ści jest najczęściej skorelowany z liczbą
i wysokiej temperaturze wrzenia, umiarko- wprowadzonych dodatkowo podstawników.
wanie lub słabo rozpuszczalnymi w wodzie. Do grup takich należą: hydroksylowa
Na właściwości fizyczne fenoli znaczny (wprowadzenie drugiej grupy hydroksylo-
wpływ wywierają międzycząsteczkowe wią- wej w położenie orto lub para wywołuje
zania wodorowe. Ponadto niektóre orto- działanie methemoglobinotwórcze), mety-
-podstawione fenole mogą tworzyć we- lowa, aminowa (najaktywniejsze biologicz-
wnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe. nie ugrupowanie), nitrowa (szczególnie tok-
Wówczas związki te charakteryzują się syczne są nitrofenole podstawione w pozycji
mniejszą polarnością i często są lotne z pa- para, wywołujące efekty cyto- i embriotok-
rÄ… wodnÄ…. Reakcje fenoli obejmujÄ… reakcje syczne, kancero- i mutagenne) i chlorowa.
grupy hydroksylowej oraz reakcje pierście- Toksyczność fenoli może zostać natomiast
nia aromatycznego. Podstawową właściwo- zmniejszona przez wprowadzenie grupy
Chemia w Szkole
6
Nauka i technika
Fenol wpływa toksycznie na większość mikroorganizmów (już w 1867 r. Joseph Li-
ster stwierdził jego właściwości odkażające, a obecnie powszechnie wykorzystywany jest
jako środek dezynfekujący) i może hamować rozwój nawet tych gatunków, które posia-
dają zdolność do wykorzystania jego jako substratu wzrostowego. U ryb wywołuje efek-
ty letalne już w stosunkowo niskich stężeniach (5 15 mg/L). Dla różnych gatunków
zwierząt wartość LD50 wynosi średnio 300 600 mg/kg m. c. Właściwości toksyczne fe-
nolu wykorzystywano m.in. podczas II wojny światowej w niektórych obozach koncen-
tracyjnych (np. Auschwitz-Birkenau) do zabijania więz
niów. Poprzez wstrzyknięcie fe-
nolu zginÄ…Å‚ m.in. Maksymilian Kolbe.
karboksylowej. Grupa ta zwiększa rozpusz- Mechanizmy fizyczne są łatwo dostrzegal-
czalność związków w wodzie, co przyczynia ne i obejmują takie czynniki, jak: kolce,
się do ich szybszego wydalania z moczem, ciernie, parzące włoski. Obronę chemiczną
a także ułatwia ich metabolizm. Wykazano zapewniają roślinie występujące w jej orga-
również, że grupami zmniejszającymi tok- nizmie substancje odstraszające lub tok-
syczność fenoli są grupy: sulfonowa, tiolo- syczne (w tym fenole), chroniące je przed
wa, metoksylowa oraz acetylowa. nadmiernym zgryzaniem. W odpowiedzi
Roztwory fenolu działają drażniąco owady i inne zwierzęta roślinożerne wy-
na skórę i oczy, a przedłużający się kontakt kształciły selektywną zdolność radzenia so-
ze skórą prowadzi do powstania martwicy bie z mechanizmami obronnymi roślin, co
tkanek skórnych. Silnie żrąco działa fenol pozwala im w ograniczonym zakresie wy-
na błony śluzowe. Wchłonięty do organizmu korzystać je jako pokarm.
działa neurotycznie, powodując demielini- Taniny. Przykładem związków fenolo-
zację włókien nerwowych, a także zmniejsza wych chroniących rośliny przed zwierzętami
stężenie wszystkich neuroprzekaz
ników. roślinożernymi są taniny. Rozróżnia się dwa
Powoduje silne osłabienie mięśni, bóle i za- rodzaje tych związków: taniny łatwo hy-
wroty głowy, obniżenie temperatury ciała, drolizujące (powstają poprzez polimeryza-
niemiarowy i przyspieszony oddech, spadek cjÄ™ czÄ…steczek kwasu galusowego lub innych
ciśnienia krwi. Zwyrodnieniu ulega miąższ kwasów fenolowych i niektórych cukrów)
nerek i serca. Śmierć następuje zazwyczaj oraz taniny skondensowane (utworzone
wskutek porażenia ośrodka oddechowego. przez połączenie wielu jednostek flawono-
Znając toksyczny wpływ fenoli na organi- idowych). Swoje właściwości odstraszające
zmy żywe, warto zastanowić się, czy oprócz zawdzięczają cierpkiemu, nieprzyjemnemu
narażenia na fenole pochodzenia antropo- smakowi, natomiast toksyczne działanie
genicznego, możemy się spotkać z substan- wiąże się z ich zdolnością do wiązania i de-
cjami fenolowymi pochodzenia naturalnego naturacji białek.
o silnych właściwościach toksycznych. Taniny występują powszechnie w sto-
sunkowo dużych stężeniach w liściach ro-
Związki fenolowe wytwarzane ślin drzewiastych, stanowią najważniejszą
przez rośliny w celach obronnych barierę dla żerujących owadów, np. dla pię-
Rośliny zielone powszechnie występują- dzika przedzimiaka, odżywiającego się wio-
ce w przyrodzie zawdzięczają swoje istnie- sną liśćmi dębu. Roślina w odpowiedzi
nie między innymi wyspecjalizowanym me- na żerowanie owadów wytwarza duże ilości
chanizmom obronnym. W przeciwnym tanin, w wyniku czego w połowie czerwca
wypadku, zarówno owady, jak i inne zwie- ustępuje żerowanie larw. Owady unikają
rzęta roślinożerne zniszczyłyby je całkowi- pobierania dużych ilości tanin ze względu
cie. Mechanizmy obronne mogą mieć cha- na toksyczny wpływ tych związków na ich
rakter zarówno fizyczny jak i chemiczny. układ pokarmowy. Związki te wiążą się
6/2006
7
Nauka i technika
z tkankami jelita owada, wywołując uszko- przystosować się do dużych zawartości tanin
dzenia jelita środkowego. W przyrodzie w pożywieniu, np. u niektórych szczurów,
występują także gatunki zaadaptowane do po 3 dniach od podania tanin, wykształca
żerowania na roślinach zawierających tani- się mechanizm adaptacyjny, polegający na
ny. Ich oporność na toksyczne działanie ta- wzmożonej syntezie szeregu unikatowych
nin wynika ze zdolności do powierzchnio- białek bogatych w prolinę. Białka te wystę-
wego wydzielania lipidów, które wyścielają pują w ślinie i wykazują silne powinowac-
jelito, zapobiegajÄ…c kompleksowaniu tanin two do skondensowanych tanin. Po zwiÄ…za-
z białkami strukturalnymi. niu się tanin z tymi białkami następuje ich
Ciekawostką jest to, że  ze względu na usunięcie we wczesnych stadiach trawienia.
obecność tanin w dębinie  produkuje się
z dębiny beczki do starzenia win. Taniny są Inne związki fenolowe
niezbędne w produkcji dobrego, czerwone- Oprócz tanin rośliny mogą produkować
go wina, bo to one nadają winom specyficz- w celach obronnych również inne związki fe-
ny smak, strukturę i teksturę. Mają właści- nolowe. U wierzby karłowatej wykryto gli-
wości antyoksydacyjne, umożliwiają winu kozydy fenolowe (głównie z grupy salicy-
długie i piękne starzenie. Z czasem taniny nów), chroniące roślinę przed ssakami ob-
łagodnieją, nadając winu pełny, soczysty, gryzającymi drzewa przy powierzchni ziemi,
łagodny charakter. oraz salikortyny, które hamują przepo-
Również badania na mszycach, żerują- czwarzanie niektórych gatunków chrząszczy.
cych na roślinach orzeszków ziemnych Duża produkcja salicynów przez wierzbę
wskazują na taniny jako główną barierę za- zwróciła uwagę człowieka na te związki.
bezpieczającą roślinę przed owadami. Pierwsze doniesienie o leczniczym działaniu
W ogonku liściowym orzeszków ziemnych salicylanów pochodzi z roku 1763. Pewien
(miejscu osiadania mszyc) występuje skon- lekarz z Oxfordu doniósł wtedy Królewskiej
densowana tanina  procyjanidyna. Mszyce Akademii Nauk, iż istnieje kora pewnego
chętniej żerują na odmianach niskotanino- angielskiego drzewa, która ma silne działa-
wych, natomiast u osobników zmuszonych nie ściągające i jest bardzo skuteczna w le-
do odżywiania się roślinami wysokotanino- czeniu chorób malarycznych. Kora wierzbo-
wymi stwierdzono zmniejszenie zdolności wa, bo o niej tu mowa, już wcześniej była
reprodukcyjnych. Skądinąd ta sama procy- często stosowana przez medyków ludowych
janidyna jest wysoce polecanym przez die- jako środek przeciwmalaryczny. Żaden
tetyków składnikiem mętnego soku jabłko- z nich jednak nie wiedział, że to właśnie sa-
wego, który jako antyutleniacz ma nas licylany nadają korze właściwości lecznicze.
chronić przed głównymi chorobami cywili- W 1828 roku badaczowi z Monachijskiego
zacyjnymi, w tym nowotworowymi. Instytutu Farmaceutycznego udało się wy-
Taniny działają odstraszająco także na izolować z kory wierzbowej niewielką ilość
większość ssaków roślinożernych. Unika- kryształków salicyny. W następnych latach
nie roślin zawierających duże ilości tanin jego metody ekstrakcji były udoskonalane
związane jest z ich cierpkim smakiem. An- przez kolejnych naukowców, jednak pozyski-
tyżywieniowy wpływ tanin, zawartych w po- wanie salicyny było wciąż procesem nie-
żywieniu, na ssaki zachodzi poprzez hamo- zmiernie czasochłonnym i nie dającym do-
wanie aktywności enzymów trawiennych, skonałych efektów. Żeby otrzymać 30 g
tworzenie względnie mało strawnych kom- salicyny, trzeba było przerobić dwa kilogra-
pleksów z białkami pokarmu, hamowanie my kory wierzbowej, a otrzymana substancja
wzrostu mikroflory. Może wystąpić rów- nie była czystym związkiem chemicznym.
nież bezpośredni efekt toksyczności, spo- Dopiero uczonym z paryskiej Sorbony udało
wodowany wiązaniem tanin w przewodzie się uzyskać czysty, krystalizujący kwas acety-
pokarmowym. Jednak część ssaków potrafi losalicylowy, a Felix Hoffman odkrył, że
Chemia w Szkole
8
Nauka i technika
kwas acetylosalicylowy może być z powodze- Aby rośliny mogły przetrwać, muszą nie
niem stosowany jako środek obniżający tem- tylko skutecznie bronić się przed zwierzę-
peraturę i łagodzący ból. tami, ale także konkurować z innymi rośli-
Związki fenolowe są również powszech- nami o wodę, światło i składniki pokarmo-
nie używane przez rośliny w celu odstrasza- we. Dlatego wydzielają one do atmosfery,
nia ślimaków. Do związków takich należą: wody i gleby różnego typu związki chemicz-
estry kwasu kofeinowego, kwasy feluro- ne, które zmieniają właściwości środowi-
wy i p-kumarowy. Ponadto wykazano ska. Najczęściej staje się ono mniej przyja-
obecność oligomerów i polimerów floro- zne dla gatunków nieodpornych, które
glucinolu w częściach wegetatywnych nie- zaczynają słabiej rosnąć, chorują i giną.
których brunatnic, co ogranicza zgryzanie
tych roślin przez ślimaki morskie. Brunat- Substancje allelopatyczne1
nice z rodzaju Alaria marginata syntetyzujÄ… Do substancji o silnym potencjale allelo-
polifenole w liściach reproduktywnych, co patycznym należą niektóre flawonoidy, chi-
umożliwia ślimakom Tegula funebralis se- nony, taniny hydrolizujące i skondenso-
lektywne wyjadanie części wegetatywnych. wane oraz inne związki fenolowe, jak kwas
Największe stężenie polifenoli obserwuje chlorogenowy, p-kumarowy lub wanilino-
się w merystemie interkalarnym, który wy. Przykładem może być oddziaływanie
w ten sposób jest chroniony, natomiast śli- orzecha włoskiego na takie rośliny, jak: so-
maki zjadają łodyżki i kotwie. sny, ziemniaki, pomidory i zboża. Liście i ga-
Synteza polifenoli przez skrzydlate algi łęzie tego drzewa wydzielają 4-glukozyd
Alaria marginata stała się dla tego glonu trihydroksynaftalenu, który, dostając się
broniÄ… obosiecznÄ…. Z jednej strony zabez- do gleby, ulega utlenieniu i hydrolizie do
pieczyło to roślinę przed zgryzaniem, naftochinonu  substancji chemicznej, która
z drugiej spowodowało, że roślina ta stała przysparza nam wiele kłopotu z brązowymi
się... cennym substytutem wzbogaconej rękami po akcie usprawiedliwionego łakom-
diety człowieka. Obecnie dostępne są pre- stwa. Związek ten, zwany juglonem, wywiera
paraty handlowe tego glonu reklamowane toksyczny wpływ na inne rośliny, m.in. ha-
jako środki na sprawną pracę mózgu i ukła- muje kiełkowanie nasion, ogranicza syntezę
du nerwowego. Wskazane są w acidozie, białek, zmniejsza dopływ asymilantów przez
gdyż działają oczyszczająco, moczopędnie indukcję syntezy kalozy, zatykając roślinne
i odkwaszajÄ…co  alkalizujÄ… krew i przywra- rurki sitowe. Hamuje tworzenie brodawek
cają prawidłowe pH w całym organizmie. u roślin motylkowych. Powoduje to słabszy
Ich skład idealnie odpowiada zestawom rozwój roślin posadzonych w obrębie korony
na anemię, stres, depresję, nerwice, na do- orzecha (juglon potrafi zalegać w glebie na-
tlenienie mózgu i sen oraz mocny układ wet do głębokości 2 m).
kostno-stawowy. Fenole regulują również Wrażliwość na juglon wykazują także
ciśnienie, wspomagają prace serca, utrzy- zwierzęta, np. konie reagują alergicznie na
mujÄ… cholesterol w normie.  Uskrzydlone Å‚uski i trociny z drewna orzecha czarnego,
wodorosty są obecnie zjadane przez ludzi używane do ściółkowania podłoża w staj-
na całym świecie. Można je gotować na niach. Jednak i tutaj substancja mająca
wolnym ogniu, marynować z imbirem, so- za zadanie unicestwić przeciwnika stała się
sem soi i syropem z ryżu, dodawać do sałat dla człowieka cennym surowcem i jest w tej
i do zup, a wszystko to spowodu m.in. obec- chwili wykorzystywana między innymi
nych w ich tkankach fenoli. w kosmetologii, gdyż juglon delikatnie
1
allelopatia  wzajemne oddziaływanie na siebie różnych gatunków roślin za pośrednictwem fizjologicznie czynnych
substancji (przyp. Red.).
6/2006
9
Nauka i technika
przyciemnia karnację skóry oraz powoduje, rze tym zachodzi intensywna synteza
że nabiera ona brązowo-złotego odcienia. dwóch związków fenolowych  fluoryzują-
Poza tym juglon jest jednym z najsilniej- cej skopoliny oraz kwasu chlorogenowego.
szych związków antyseptycznych w przyro- Jak silnie toksyczne są inhibityny i to nie
dzie, w związku z tym stosuje się go w walce tylko dla mikroorganizmów, może wskazy-
z pasożytami przewodu pokarmowego wać zastosowanie wyciągów z bielunia
(m.in. glistami i owsikami), zakażeniami przez radżputańskie kobiety w celu... elimi-
bakteryjnymi skóry i grzybicami. nacji potomków płci żeńskiej. Najlepszym
Wiele roślin wyższych wykształciło me- sposobem na niechciane dziewczynki było
chanizmy obronne przeciw atakującym je smarowanie piersi sokiem z tej rośliny. Są-
mikroorganizmom. Mikroorganizmy pato- dzono, że działa to na dziewczynki zaledwie
genne, aby wniknąć do rośliny, muszą prze- poczęte, a na nowonarodzone był to środek
dostać się przez warstwę powierzchniową. niezawodny. Zabieg stosowano dosyć po-
Barierą zapobiegającą takiemu wnikaniu wszechnie w ubiegłym wieku. Obecnie po-
może być woskowate pokrycie liścia, gruba wszechnie wiadomo, że wszystkie gatunki
warstwa kutikuli lub gęsto usytuowane wło- bielunia zawierają silne trucizny. Nasz bie-
ski powierzchniowe. Oprócz bariery fizycz- luń dziędzierzawa jest jedną z najniebez-
nej występuje również bariera chemiczna. pieczniejszych roślin trujących w Polsce.
Produkowanymi przez rośliny toksynami są Miał i ma wiele zastosowań. Oprócz trucia
najczęściej proste fenole lub polifenole. przeciwników używany był do bardziej
nietypowych celów  miał stanowić składnik
Związki przedinfekcyjne maści czarownic,  umożliwiający im latanie
Spośród tzw. związków przedinfekcyj- na miotle .
nych (tj. występujących w roślinie stale na
stałym poziomie, niezależnie od tego czy Związki poinfekcyjne
została ona zakażona, czy nie) najbardziej W grupie związków poinfekcyjnych wy-
znane są proinhibityny pochodzenia fe- różniamy postinhibityny  substancje po-
nolowego. Przykładem takich związków wstające w wyniku modyfikacji (hydrolizy
jest kwas protokatechowy i katechol, które lub utlenienia) występujących uprzednio
zawarte są w cebuli. Substancje te wykazu- w roślinie substancji nietoksycznych oraz
ją dużą toksyczność na spory grzyba Colle- fitoaleksyny, które powstają po zakażeniu
totrichum circinans. Ekstrakty z łusek od- rośliny całkowicie od nowa.
mian cebuli opornych hamują kiełkowanie Zwiększenie toksyczności fenoli może za-
spor powyżej 98%. chodzić w wyniku utleniania 3,4-dihydroksy-
Drugą klasą związków należącą do czyn- fenoli, w wyniku czego powstają silnie tok-
ników przedinfekcyjnych są inhibityny ro- syczne o-chinony. Powstałe o-chinony mogą
ślinne  matabolity, których zawartość ulegać kondensacji z aminozwiązkami, w wy-
wzrasta po infekcji, osiągając poziom za- niku czego powstają związki o jeszcze więk-
pewniający odpowiednią toksyczność. In- szej toksyczności, np. u jabłoni związkiem
fekcja wielu roślin przez mikroorganizmy pierwotnie występującym jest florydzyna,
prowadzi do akumulacji w okolicach zaka- która ulega hydrolizie do floretyny. W wyni-
żenia związków głównie z grupy kumaryn. ku utlenienia floretyny powstaje 3-hydroksy-
U ziemniaka zarażonego sporami Phytoph- floretyna, a ta w obecności enzymu fenolazy
thora infestans pomiędzy zdrową a zainfe- podlega dalszemu utlenieniu do chinonu.
kowanÄ… tkankÄ… tworzy siÄ™ niebiesko fluory- Fitoaleksyny sÄ… syntetyzowane w spo-
zująca strefa, będąca barierą pomiędzy sób odtwarzalny, najczęściej i w najwięk-
dwoma rodzajami tkanek. Porównanie szych ilościach wtedy, gdy roślina zostaje
składników fenolowych w tkance zdrowej zaatakowana przez grzyby lub pod wpły-
i strefie fluoryzującej wskazuje, że w obsza- wem infekcji bakteryjnej lub wirusowej.
Chemia w Szkole
10
Nauka i technika
Najlepiej poznanym związkiem fenolowym ści wydzieliny. Pary benzochinonu silnie
należącym do fitoaleksyn jest pizatyna bę- podrażniają oczy, przez co stają się prostą,
dąca pochodną pterokarpanu. Należy ona ale skuteczną bronią.
do izoflawonoidów i powstaje w strąkach Również inne stawonogi wykorzystują
grochu po zakażeniu grzybem wywołują- fenole jako związki zabezpieczające przed
cym brunatną zgniliznę. Czasami fitoalek- atakiem drapieżników. Proste fenole, takie
syny są syntetyzowane pod wpływem stre- jak m- i p-krezol oraz aldehyd salicylowy,
sów abiotycznych, m.in. jonów metali zidentyfikowano w niektórych wydzieli-
ciężkich, szoku termicznego, promieniowa- nach obronnych.
nia UV, stresu traumatycznego. Pewne fi- Fenol i gwajakol powstajÄ… w organi-
toaleksyny stosowane są w rolnictwie jako zmach dwuparców i pluskiew z tyrozyny,
insektycydy. natomiast inne fenole wydzielane przez
Związki fenolowe pełniące rolę fitoalek- owady mogą pochodzić z pokarmu roślin-
syn mają związane grupy hydroksylowe po- nego. Przykładem jest gromadzenie salicy-
przez zmetylowanie lub poprzez uformo- ny z wierzby przez niektóre chrząszcze.
wanie pierścienia metyleno-di-oksy i dzięki Chrząszcze hydrolizują połączenie cukro-
temu sÄ… dobrze rozpuszczalne w lipidach. we i utleniajÄ… grupy alkoholowe do aldehy-
Związki te blokują przepuszczalność mem- du. Powstały produkt  aldehyd salicylowy,
bran komórek patogenu. Ponadto budowa staje się podstawowym związkiem wydzie-
przypominająca steroid umożliwia zakłóca- lin obronnych.
nie metabolizmu związków sterydowych Pływaki wykorzystują fenole przeciw
grzyba. drobnoustrojom. U owadów tych higiena
ciała ma ogromne znaczenie, gdyż wskutek
wodnego trybu życia muszą czasami wysta-
wiać swoją tylną część ciała ponad po-
wierzchnię wody, aby wymienić powietrze.
Jest to możliwe tak długo, jak długo ich
pancerz chitynowy nie namoknie. Jeśli
Rys. 1 Wybrane związki pochodzenia naturalnego pro- do ciała przyczepią się glony, grzyby lub
dukowane w celach obronnych: A) aldehyd salicylowy,
bakterie, nie może on utrzymywać się na
B) jugon, C) kwas protokatechowy.
powierzchni. Zagłębienia powietrza pod
skrzydłami, niezbędne do oddychania wy-
Związki fenolowe wytwarzane pełniają się wodą i owad się dusi. Używając
przez zwierzęta w celach obronnych tylnych nóg jako szczotek, owad rozprowa-
Najbardziej zdumiewającym sposobem dza po swoim odwłoku kropelki wydzielin
wykorzystania fenoli w chemicznej obronie gruczołów zawierających związki fenolowe,
zwierząt jest metoda stosowana przez które zabijają szkodliwe mikroorganizmy.
strzele. ChrzÄ…szcz ten w obliczu niebezpie-
czeństwa wyrzuca gorącą chmurę toksyn Podsumowanie
w kierunku napastnika. Ten unikatowy sys- Produkowane przez rośliny i zwierzęta
tem obronny, wykorzystujący wydzieliny, substancje fenolowe, ze względu na swoją
których temperatura może dochodzić do toksyczność umożliwiają im wygraną
100°C, może istnieć dziÄ™ki reakcji, jaka za- w konkurencji miÄ™dzygatunkowej, jednak
chodzi pomiędzy substratem fenolowym, pomimo ich toksycznych właściwości sub-
hydrochinonem, nadtlenkiem wodoru i en- stancje te znalazły szerokie zastosowanie
zymem katalazą. Wówczas ma miejsce bar- w fitoterapii prowadzonej przez człowieka,
dzo egzotermiczna reakcja, w której hydro- gdyż w niewielkich ilościach działają lecz-
chinon ulega utlenieniu do benzochinonu, niczo. I tak większość związków fenolo-
odpowiedzialnego za toksyczne właściwo- wych w warunkach in vitro wykazuje dużą
6/2006
11
Nauka i technika
aktywność przeciwutleniającą i przeciw- ze związków fenolowych podczas ich prze-
wolnorodnikową. Do fenoli występujących ciwutleniającego działania. Chociaż są to
powszechnie w diecie człowieka należą rodniki stabilne, mogą jednak wykazywać
znajdujące się w zielonej i czarnej herbacie działanie cytotoksyczne. Powstałe rodniki
oraz w czerwonym winie związki, takie jak związków fenolowych mogą być redukowa-
epikatechina, katechina, epigallokatechi- ne do związków niebędących rodnikami
na, galusan epikatechiny, kemferol, kwer- przez askorbinian. Podstawowa aktywność
cetyna, mirycetyna (jeden z najsilniejszych biologiczna związków fenolowych w orga-
przeciwutleniaczy), antocyjany, w owocach nizmach człowieka i zwierząt nie musi być
cytrusowych  pochodne naryngeniny, he- związana z ich właściwościami przeciwutle-
speretyny i taksyfolina. Pochodne kemfe- niającymi. Na przykład genisteina, daidze-
rolu, kwercetyny i mirycetyny występują ina i być może inne flawonoidy, wykazują
w roślinach, takich jak: cykoria, brokuł, działanie estrogenne, hamują także kinazy
rzodkiewka, grejpfrut, cebula, sałata, żura- białkowe. Genisteina blokuje rozwój na-
wina błotna, jabłoń (skórka owocu), jagoda czyń krwionośnych, co może być korzystne
czarna, a także w czerwonym winie. W bia- i przyczyniać się do hamowania wzrostu
łych i czerwonych winogronach, oliwkach, komórek nowotworowych. Tak więc znów
szpinaku, kapuście, szparagach, kawie, po- można dojść do prostego wniosku wysunię-
midorach, jabłkach, gruszkach, wiśniach, tego przez Paracelsusa w XVI w., że różni-
śliwkach, brzoskwiniach, morelach i bo- ca między lekiem a trucizną polega jedynie
rówkach wykryto fenolokwasy, takie jak: na podanej dawce.
kawowy, chlorogenowy i p-kumarowy. Soja
jest bogata w glikozydy izoflawonów, ta-
kich jak genisteina i daidzeina oraz kwas
kawowy. Z ryżu uzyskano wyciągi wykazu-
jące aktywność przeciwutleniającą, za któ-
rÄ… jest odpowiedzialna izowiteksyna.
L ITERATURA
Fenole znajdujÄ…ce siÄ™ w czerwonym wi-
[1] A. P. Annachhatre, S. H. Gheewala: Biodegradation of chlorina-
nie hamujÄ… utlenianie frakcji lipidowych ted phenolic compounds. Biotechnol., 1996.
[2] E. Białecka-Florjańczyk, J. Włostowska: Chemia organiczna.
krwi LDL w warunkach in vitro. Przypuszcza
Wyd. Naukowo-Techniczne, W-wa, 2003.
się, że mogą one in vivo aktywnie ochraniać [3] J. B. Harborne: Ekologia biochemiczna. PWN, W-wa, 1997.
[4] J. Kopcewicz, S. Lewak: Fizjologia roślin. PWN, W-wa, 2002.
mięsień sercowy, właśnie przez hamowanie
[5] S.A. Ostroumow: Wprowadzenie do ekologii biochemicznej. PWN,
utleniania LDL. Tym tłumaczono niewielką
W-wa, 1992.
[6] M. Rowell-Rahier, J. M. Pasteels, J. H. Visser, A. K. Minks: In-
liczbę chorób serca w pewnych regionach
sect-plant relationships. Pudoc., Wageningen, 1982.
Francji (tzw. French paradox), mimo istnie-
[7] W. Seńczuk: Toksykologia. PZWL, W-wa, 1990.
nia wielu czynników sprzyjających powsta- [8] W. Seńczuk: Toksykologia współczesna. PZWL, W-wa, 2005.
[9] Z. Sroka, A. Gamian, W. Cisowski: NiskoczÄ…steczkowe zwiÄ…zki
niu chorób serca (palenie tytoniu, spożycie
przeciwutleniające pochodzenia naturalnego. Postępy Hig. Med.
dużych ilości tłuszczów zawierających nasy- Dośw., 2005.
cone kwasy tłuszczowe). Niektóre dane
wskazują na odwrotną zależność między wy-
stępowaniem choroby wieńcowej i zawałów
dr
DANUTA WOJCIESZYC
SKA
serca u starszych mężczyzn a spożyciem po-
jest adiunktem w Katedrze Biochemii
karmów bogatych we flawonoidy (szczegól-
Uniwersytetu ÅšlÄ…skiego w Katowicach.
nie kwercetynę). Do pokarmów tych zalicza
się herbaty, owoce (np. jabłka), warzywa
(np. cebula).
ADAM WILCZEK
Jednak podczas analizy fenoli jako prze-
jest licencjatem Katedry Biochemii
ciwutleniaczy należy uwzględnić również
Uniwersytetu ÅšlÄ…skiego w Katowicach.
biologiczne działanie rodników powstałych
Chemia w Szkole
12