Хлорофилл что это

Хлорофилл (Е140)

Хлорофилл – естественный природный пигмент, который содержится во всех растениях, водорослях и некоторых видах бактерий. По структуре он максимально приближен к гемму – пигменту, придающему крови красный цвет.

Хлорофилл путем химических реакций извлекается из растений и применяется в пищевой промышленности в качестве красителя. Индекс данной пищевой добавки – Е140. Источниками пигмента могут выступать водоросли и растения, бактерии применяются для этих целей крайне редко.

Способ получения

Натуральный пищевой краситель не вредит организму человека, поэтому не относится к разряду запрещенных или опасных пищевых концентратов.

Вполне логично, что с развитием химической промышленности, стало возможным синтезировать хлорофилл в лабораторных условиях. Поэтому производители могут добавлять в продукцию как натуральный, так и химический краситель. Между этими двумя видами есть существенные различия и это обязательно следует учитывать.

Натуральный хлорофилл имеет разнообразную структуру – все зависит от того, какое растение было использовано в качестве сырья, возраст и состояние растения, и другие факторы. А вот химический компонент имеет единую, определенную формулой структуру.

Но главное отличие заключается в том, что в процессе синтеза хлорофилла могут образовываться химические примеси, которые уже не являются безопасными для организма.

Если производитель пищевого концентрата строго следует технологии синтеза, то никакие примеси не образовываются. Но если есть хотя бы малейшие нарушения технологии, то синтетический Е140 может иметь уже совсем иное влияние на организм человека.

Свойства

Внешний вид хлорофилла – это твердое вещество, внешне напоминающее воск. Цвет – насыщенный зеленый: от оливкового до темно-зеленого.

Аромат – приятный, не резкий, травяной. Вкус отсутствует. Вещество отлично растворяется в воде, спирте масле и жирах.

Для пищевых производств добавка Е140 пакуется в многослойные бумажные мешки большого объема, свыше 25 кг В розничной торговле можно приобрести натуральный краситель в пакетах весом от 10 г. С помощью красителя можно придать готовой продукции цвет всех оттенков зеленого, но все зависит от пропорции введения красящего компонента.

Хлорофилл весьма чувствителен к воздействию высокой температуры и ультрафиолета, при неблагоприятных условиях начинает быстро разрушаться, утрачивая свойства.

Применение

В пищевой промышленности хлорофилл применяется именно в качестве красителя. С его помощью продукты питания окрашиваются в зеленый цвет, включая всего его оттенки.

Индекс Е140 можно увидеть на этикетках:

Даже при условии, что производитель решил снизить себестоимость продукции и применил в процессе изготовления синтетический краситель, опасаться добавки Е140 не стоит. Даже если допустить, что при синтезе имели место нарушения технологии и в добавке присутствуют вредные дополнительные вещества, то их включение настолько незначительно, что они гарантированно не смогут принести ущерба здоровью.

Данный краситель активно используется не только на производстве, но и на домашней кухне. С его помощью можно приготовить яркие и красивые помадки, желе, напитки и соусы, не опасаясь за безопасность готового продукта.

Пищевая ценность

Хлорофилл – природный краситель, безвредный для здоровья человека. Более того, согласно результатам последних исследований, пищевая добавка обладает выраженными антиканцерогенными свойствами.

Иными словами, регулярное употребление добавки Е140 повышает защитные свойства организма в борьбе с раковыми клетками. Способность хлорофилла ускорять выведение токсинов из организма была открыта несколько десятилетий назад. Именно поэтому Е140 является обязательным компонентов многих БАДов и минерально-витаминных комплексов.

Влияние на организм

Хлорофилл можно вполне уверенно назвать полезным веществом для человеческого организма. И пусть сегодня все еще ведутся споры о силе воздействия добавки на организм, касательно ее полезности сомнений нет. Неустановленной остается лишь степень влияния.

Как бы там ни было, сегодня можно говорить о том, что краситель Е140 освобождает организм от токсинов, повышает защитные функции и препятствует развитию раковых клеток.

Поскольку структура хлорофилла максимально приближена к гему, он хоть и не может полностью заменить этот важный компонент крови, но способствует лучшему снабжению кислородом всех органов и систем.

Люди, страдающие от гипертонии и нарушений в работе сердечнососудистой системы, не должны отказывать себе в удовольствии почаще лакомиться полезными десертами, содержащими природный краситель. Спустя определенный промежуток времени будет отмечено улучшение общего состояния. Также этот компонент весьма полезен для всех, кто находится в группе риска мочекаменной болезни.

Дополнительно Е140 является мощным антиоксидантом, который эффективно очищает кровь от свободных радикалов и препятствует преждевременному старению организма. Эта способность активно используется в фармакологии – на основании добавки изготавливают многие витаминные и профилактические препараты.

Кремы, мази и спреи для заживления ран и ожогов, имеющие выраженный зеленый цвет, тоже содержат в своем составе хлорофилл. В этом случае вещество применяется не в качестве красителя, а как основной активный компонент. Еще данный пищевой концентрат прекрасно впитывает в себя органические запахи, включая запах человеческого пота, поэтому может применяться при производстве дезодорантов и тальков.

Если говорить о негативном воздействии добавки Е140 на организм, то под прицел попадает синтетический краситель не слишком высокого качества. Сторонние примеси, образовавшиеся при изготовлении, могут вызывать кожные аллергические реакции.

Источник

Хлорофилл

Хлорофилл зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е140.

Содержание

Синтез

Синтезирован Робертом Вудвордом в 1960 году.

В природе

Некоторые высшие растения, наоборот, лишены хлорофилла (как, например, петров крест).

Свойства и функция при фотосинтезе

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).

Химическая структура

Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина — порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерифицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметиловую группу при С₁₀, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С₇. Удаление магния, легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин. Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла, известен как феофорбид a).

Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют, исключая те случаи, когда они растворены в органических растворителях в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения, пригодные для качественного и количественного определения состава пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в соляной кислоте, в частности для определения наличия или отсутствия этерифицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объема эфирного раствора пигмента экстрагируется 2 /₃ общего количества пигмента. «Фазовый тест» — окрашивание зоны раздела фаз — проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объем 30%-ного раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.

Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут окисляться до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.

Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.

Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов. Добавление H₂O или Ca 2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.

Хлорофилл a	Хлорофилл b	Хлорофилл c1	Хлорофилл c2	Хлорофилл d	Хлорофилл f
Формула	C55H72O5N4Mg	C55H70O6N4Mg	C35H30O5N4Mg	C35H28O5N4Mg	C54H70O6N4Mg	C55H70O6N4Mg
C2 группа	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3	-CHO
C3 группа	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CHO	-CH=CH2
C7 группа	-CH3	-CHO	-CH3	-CH3	-CH3	-CH3
C8 группа	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH=CH2	-CH2CH3	-CH2CH3
C17 группа	-CH2CH2COO-Phytyl	-CH2CH2COO-Phytyl	-CH=CHCOOH	-CH=CHCOOH	-CH2CH2COO-Phytyl	-CH2CH2COO-Phytyl
C17-C18 связь	Одинарная	Одинарная	Двойная	Двойная	Одинарная	Одинарная
Распространение	Везде	Большинство наземных растений	Некоторые водоросли	Некоторые водоросли	Цианобактерии	Цианобактерии

Общая структура хлорофилла a, b и d

Источник

Жидкий хлорофилл: что это за новый бьюти-тренд и зачем он нужен? (2021-09-23 11:59:18)

Жидкий хлорофилл: что это за новый бьюти-тренд и зачем он нужен?

Зелёный пигмент пьют даже знаменитости, например, Гвинет Пэлтроу и Риз Уизерспун Что же такое жидкий хлорофилл? Чем полезен жидкий хлорофилл? Кому нельзя его пить?

Елена Доронкина, специалист по питанию, основатель сервиса по доставке правильного питания GetVegetable

В социальных сетях вирусится новый ЗОЖный тренд — жидкий хлорофилл. Зелёный пигмент пьют даже знаменитости, например, Гвинет Пэлтроу и Риз Уизерспун. Его добавляют в косметику, еду и воду. Что это, настоящая панацея или очередная интернет-тенденция и не больше

Что такое жидкий хлорофилл?

Хлорофилл — это пигмент зелёного цвета, который обеспечивает питание растений, перерабатывая углекислый газ (этот процесс называется «фотосинтез»). В его названии заключены два греческих слова: chloros, что означает «зелёный», и phyllon — «лист».

Хлорофилл официально зарегистрирован как пищевая добавка Е140 и именуется «натуральным красителем». Не нужно бояться слова «краситель» — наоборот, хлорофилл содержит большее количество важных для человека веществ, антиоксидантов и минералов. Его используют врачи для вывода токсинов из организма, чистки крови и ощелачивания организма. Хлорофилл полезен для здоровья и сегодня относится к суперфудам.

Врачи-косметологи также нашли применение хлорофиллу: за счёт сильного антибактериального эффекта он борется с различными воспалениями, убирает прыщи, угри, а также очищает и успокаивает кожу лица.

Употреблять хлорофилл удобнее всего в жидкой форме. Его разводят в воде (в том числе минеральной), добавляют в смузи, холодные чаи, соки и разные напитки по желанию. Он содержится в шпинате, укропе, петрушке, кинзе, брокколи и спирулине.

Чем полезен жидкий хлорофилл?

В первую очередь, он укрепляет иммунитет человека. Очищает кишечник, обеззараживает кровь, борется с грибком, уничтожает вредные бактерии в организме, снижает тревожность, избавляет от стресса.

Жидкий хлорофилл способствует выработке клеток-эритроцитов, необходимых для детоксикации и укрепления организма. Кислород, который переносят эти клетки, выводит вредные вещества, токсины, устраняет «засоры» и вредные накопления. Чем больше насыщена кислородом кровь — тем меньше риск инфекций и заболеваний (в том числе онкологических).

Одно из важнейших свойств жидкого хлорофилла — расщепление жиров и снижение веса. Рекомендуется употреблять людям с повышенным холестерином.

На кишечник жидкий хлорофилл оказывает незаменимое воздействие — очищает и поддерживает здоровую микрофлору, улучшает обмен веществ и в целом нормализует работу желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Женщинам полезно употреблять жидкий хлорофилл, чтобы улучшить качество кожи и уменьшить воспаления. Благотворное влияние происходит за счёт кальция, магния, железа и витамина А, содержащихся в хлорофилле. Поэтому при любых кожных воспалениях — прыщах, угрях, акне — рекомендуется принимать хлорофилл.

Предварительно стоит проконсультироваться с врачом.

На сегодняшний день при больших нагрузках люди чаще страдают железодефицитной анемией, первые признаки которой — это усталость, слабость, отсутствие сил. Жидкий хлорофилл хорошо справляется с этой проблемой. Он повышает гемоглобин, насыщает организм кислородом и устраняет чувство усталости.

Жидкий хлорофилл обладает способностью регулировать потоотделение за счёт детоксикации организма. Поэтому если вы чрезмерно потеете, также рекомендуется ввести в рацион эту добавку.

Но не стоит злоупотреблять хлорофиллом, так как это чревато такими побочными эффектами, как аллергия, проблемы с пищеварением, диарея и индивидуальная непереносимость.

Когда нужно пить жидкий хлорофилл?

Принимать жидкий хлорофилл желательно утром за полчаса до еды. Две чайные ложки размешайте в стакане тёплой воды. Не забывайте, что жидкий хлорофилл всегда необходимо растворять. Суточная норма для здорового человека составляет 100 мг.

В период употребления хлорофилла важно исключить из рациона апельсины, мандарины, лимоны, грейпфруты, морковь, яблоки и сухофрукты. Дело в том, что морковный сок и хлорофилл содержат витамин А. При гипернасыщении организма этим витамином может возникнуть раздражение на коже или пигментация. Вместе с хлорофиллом, помимо витамина А, не рекомендуется употреблять витамины С, Е и К, а также железо, кальций и магний.

Источник

Хлорофилл что это

Хлорофилл – зеленый пигмент, который окрашивает хлоропласты растений в зеленый цвет и, собственно, обеспечивает их зеленую окраску. При участии хлорофилла происходит фотосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических под действием солнечного света. Количество хлорофилла в растениях колеблется от 1,7 до 5 % (на сухой вес).

Хлорофилл был впервые выделен в 1817 г. французскими химиками и фармацевтами Жозефом Бьенеме Каванту и Пьером Жозефом Пеллетье, они же дали ему название, соединив два греческих слова «зеленый» и «лист».

Синтезирован хлорофилл был в 1960 г. американским химиком Робертом Бернсом Вудвордом.

Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах – растениях, водорослях, бактериях и пр.

В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла поглощает световую энергию, которая используется в фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с образованием органических веществ, благодаря чему происходит рост растений. Фотосинтез чрезвычайно важен не только для растений, но и для всего живого на нашей планете, поскольку его побочной реакцией является выделение кислорода.

В наш организм хлорофилл попадает вместе со свежими овощами. Хлорофилл обладает антиоксидантной и антимутагенной активностью, то есть имеет потенциальную пользу для здоровья.

Лучшими природными источниками хлорофилла являются свежие овощи. Максимальное количество хлорофилла содержится в таких овощах, как шпинат, петрушка, брюссельская капуста, брокколи, салат ромэн, зеленые оливки. Употребление достаточного количества этих и других зеленых овощей позволит обеспечить достаточное количество поступающего хлорофилла. Более того, все эти овощи богаты и другими весьма полезными веществами, таким как витамины, минералы, антиоксиданты и пр., которые могут помочь улучшить здоровье.

К сожалению, не все люди могут использовать в своем питании свежие овощи. При оральном аллергическом синдроме (OAS) у людей развивается аллергическая реакция, которая обусловлена перекрестной реактивностью между белками свежих овощей (и/или фруктов, орехов) и пыльцы. Синдром встречается у 70% больных с сезонным аллергическим ринитом или поллинозом. Термин OAS применим больше к местным аллергическим реакциям на растительную пищу, которые возникают на слизистой оболочке рта. Это довольно опасное состояние, которое сопровождается отеком ротовой полости и горла. При сочетании OAS с системными аллергическими реакциями, или только при одних системных реакциях на растительные пищевые аллергены, чаще используют термин «синдром пыльцевой-пищевой аллергии».

В течение многих лет хлорофилл изучался для выяснения его потенциальных возможностей по улучшению здоровья. В результате немалого количества исследований были выявлены следующие полезные свойства хлорофилла.

Хлорофилл обладает способностью увеличивать количество эритроцитов в крови.

Хлорофилл обладает антиоксидантной и антимутагенной активностью, модулирует метаболизм ксенобиотиков и индукцию апоптоза. В настоящее время проводятся исследования по потенциальной возможности хлорофилла и его производных уменьшать риск возникновения раковых заболеваний.

У хлорофилла отмечаются противовоспалительные свойства, которые, возможно, смогут улучшить состояние при хронических воспалениях. Были выявлены свойства хлорофилла по ингибированию TNF-α (фактор некроза опухоли-альфа) у мышей.

Хлорофилл богат антиоксидантами, которые борются со свободными радикалами в нашем организме, что не только улучшает общее состояние, но и способствует долголетию, поскольку антиоксиданты повышают устойчивость организма к окислительному стрессу.

В экспериментах, проведенных на изолятах Candida albicans, была выявлена антикандидозная активность хлорофилла в концентрациях 25 и 50 %.

Хлорофилл может помочь контролировать вес и предотвратить переедание, снижая тягу к пище и ускоряя наступление насыщения.

При приеме хлорофилла побочные эффекты развиваются довольно редко и, в большинстве своем, они безопасны, однако в случае их возникновения следует обратиться к врачу.

К побочным эффектам при приеме хлорофилла можно отнести тошноту, рвоту, понос, изменение цвета стула на зеленый, желтый или черный, зуд или жжение при нанесении на кожу.

Мало изучено влияние хлорофилла на беременных и кормящих женщин, в связи с этим не рекомендуется использовать БАД к пище с хлорофиллом при беременности или кормлении грудью.

Также недостаточно информации о взаимодействии хлорофилла с лекарственными средствами, поэтому если вы хотите принимать БАД к пище с хлорофиллом во время приема каких-либо рецептурных средств, обязательно предварительно проконсультируйтесь с врачом.

Ни для кого не секрет, что овощи полезны для здоровья каждого человека благодаря комплексу содержащихся в них витаминов, минералов, клетчатки и антиоксидантов. Кроме того, в зеленых овощах содержится хлорофилл, который может помочь улучшить ваше здоровье.

Если вы регулярно употребляете разнообразные овощи, вам не требуется использовать дополнительно БАД к пище с хлорофиллом.

Прием биологически активных добавок к пище, содержащих хлорофилл, целесообразен в тех случаях, когда не представляется возможным потреблять овощи в достаточном количестве, а также при оральном аллергическом синдроме.

Питайтесь правильно и будьте здоровы!

Перед применением любых БАД к пище необходимо проконсультироваться с врачом.

Источник

Хлорофилл что это

С приходом осени, гуляя по лесу или парку, я восхищаюсь – какая красота, как раскрашивает природа листья деревьев. Ведь это настоящее чудо: зеленые листья превращаются в красные, желтые, багряные. Но у этого чуда есть научное объяснение: на уроках биологии нам объяснили, что хлорофилл, содержащийся в листьях, обеспечивает листве зеленый цвет весной и летом. С первыми холодами, производство важного вещества останавливается. И оказывается, хлорофилл легко можно выделить из зеленых листьев.

Цель исследования – выявить способы выделения хлорофилла из зеленых листьев.

1. Изучить имеющуюся литературу по данной теме.

2. Провести опыты по выделению хлорофилла из листьев.

Предмет исследования – способность хлорофилла растворяться в разных растворителях.

Методы исследования – наблюдение, анкетирование.

1. Хлорофилл возможно выделить из листьев в домашних условиях.

2. Хлорофилл хорошо растворяется в спиртах, жирах. Хлорофилл не растворяется в воде.

Практическое значение работы: в процессе работы был выделен хлорофилл из зеленых листьев, получены знания о методах исследования в естествознании.

Природные пигменты или почему листья зеленые

История возникновения хроматографии

получил в чистом виде хлорофилл.

Открытие Цвета получило широкое применение и признание с начала 1930-ых годов при разделении и идентификации различных пигментов, витаминов, ферментов, гормонов и других органических и неорганических соединений и послужило основой для создания ряда новых направлений

аналитической химии (газовая хроматография, жидкостная хроматография, тонкослойная хроматография).

Слово «хроматография» образовано из двух греческих корней: «хроматос» — цвет, окраска и «графия» — запись.
Цвет был первым, кому удалось установить, что существуют только две модификации (видоизменения) хлорофилла: хлорофилл А и хлорофилл В. Произошло это в 1903 году. До этого в науке считалось, что в каждом растении содержится свой вид хлорофилла: березовый, лишайниковый, фиалковый и т. д. Цвет сузил поиск хлорофиллов до двух форм. И сделал он это с помощью изобретенного им самим метода. [2, с.42] Этот метод был принципиально нов, прост и сложен одновременно. Что же лежит в основе этого метода?

Раствор вытяжки из листьев соприкасается с порошком мела и обесцвечивается, окрашивая мел. На поверхности частиц сорбента осаждаются все соединения, входящие в состав смеси. Они могут переходить обратно в раствор и снова сорбироваться на поверхности порошка мела. Процессы осаждения — растворения (сорбции — десорбции) за время движения «колечка» в колонне происходят многократно. Между раствором (в бензоле, как, например, у Цвета) и мелом устанавливается наконец равновесие: на поверхности частиц оказывается львиная доля молекул растворенного вещества, а в растворе их почти не остается.

Соцопрос и проведение эксперимента

Проведен соцопрос в 7Г классе. Было опрошено 10 человек.

Вопросы, которые предлагали:

1) Почему листья зеленые?

2) Возможно ли получить хлорофилл в домашних условиях?

Выделение пигмента хлорофилла из зеленых листьев

Провели серию экспериментов.

1. Выделение пигмента хлорофилла из зеленых листьев.

2. Определение наличия хлорофилла в уже пожелтевших листьях.

3. Разделение хлорофилла различными растворителями.

Оборудование: этиловый спирт, вода пресная, изопропиловый спирт, крахмал, мел, пипетки, бумага фильтровальная, трубка прозрачная, емкости с герметичными крышками.

Листья измельчила и поместила в емкости, залила изопропиловым спиртом, оставила для наблюдений.

В емкости с зелеными листьями раствор практически сразу окрасился в зеленый цвет.В емкости с пожелтевшими листьями раствор окрасился в коричневатый цвет.

Вывод: выделили хлорофилл из зеленых листьев, в пожелтевших листьях хлорофилл практически отсутствует.

После этого взяли лист фильтровальной бумаги и нанесли капельку зеленого раствора. Сначала капали в центр зеленой капли изопропиловый спирт.

Наблюдалось следующее: зеленое пятно постепенно размывалось, становилось больше и на нем стали четко видны два кольца: желтовато зеленое и серозеленое (рис. 1).

Рис. 1. Разделения хлорофилла на фильтровальной бумаге

Вывод: зеленый пигмент разделился на две разновидности хлорофилла.

Метод, который применили для разделения хлорофилла называется бумажной хроматографией. Для того чтобы проверить, растворяется ли хлорофилл в воде, попробовали другой вариант хроматографии.

Рис. 2. Растворение хлорофилла водой и спиртом

Вывод: зеленый пигмент хлорофилл растворяется в спирте, не растворяется в воде.

В качестве колонки использовали прозрачные пипетки.

Рис. 4. Разделение хлорофилла на колонке (крахмал)

Сверху на поверхность мела и крахмала пипеткой нанесли капельки спиртового раствора хлорофилла. Потом начали капать изопропиловым спиртом.

Постепенно кольцо хлорофилла начало двигаться вниз с растворителем, разделяясь. Особенно четкое разделение произошло в колонке с крахмалом. На меле разделение было менее заметным, возможно из-за того, что мел был более плотно набит в колонку, что мешало быстрому продвижению раствора хлорофилла. Таким образом, удалось частично воспроизвести опыт Цвета по разделению хлорофилла (рис. 4).

Рис. 4. Результат эксперимента

Разделение черного красителя (фломастер)

Рис. 5. Разделение черного красителя фломастера водой и спиртом

Вывод: хроматография основывается на способности веществ по-разному растворяться в разных растворителях.

Работа посвящена выделению хлорофилла из зеленых листьев

экспериментальными способами. В процессе проведения опытов удалось выделить из зеленых листьев хлорофилл. В пожелтевших листьях хлорофилл практически отсутствует. Применили метод исследования – хроматография, с помощью которого проводили опыт М.С. Цвета по разделению хлорофилла методом бумажной и колоночной хроматографии. Убедились в том, что хроматография основывается на способности веществ по- разному растворятся в разных растворителях.

Источник

Хлорофилл

Вы несомненно слышали о хлорофилле и знаете, что он является одним из видов растительного пигмента, который отвечает за поглощение света в процессе фотосинтеза. Но растения – не единственные представители планеты, которые не смогли бы существовать без этого вещества. Людям хлорофилл также крайне необходим. Оказывается, он служит естественным средством для профилактики рака, блокирует работу канцерогенов в организме и защищает ДНК от перерождений, вызванных токсинами.

Что такое хлорофилл?

Хлорофилл (Chlorophyll) – это молекула, которая содержится в хлоропластах растений и придает им зеленый цвет. Химическая структура вещества представляет собой порфириновое кольцо. Эта особенность делает хлорофилл похожим на гем, содержащийся в гемоглобине. Отличие состоит только в том, что в центральной части гема лежит атом железа, а в центре хлорофилла – магний. Об этом мир впервые узнал в 1930 году, ровно через 15 лет после открытия этого вещества исследователем Рихардом Вильштаттером.

Существуют два типа хлорофилла: A и B. Между ними есть небольшая разница. Например, в составе боковых цепей. В варианте А – это СН3, в В-изомере – СНО. Оба варианта хлорофилла являются эффективными фоторецепторами и позволяют растению активно поглощать энергию от солнечного света.

Второе различие между вариантами хлорофилла – длина поглощаемых волн, она разная у типов А и В. Таким образом, оба хлорофилла дополняют друг друга в поглощении солнечного света. В естественных условиях соотношение видов соответствует пропорции 3 (хлорофилл-А) : 1 (хлорофилл-В). Вместе они составляют зеленый пигмент.

Оба типа хлорофилла являются жирорастворимыми компонентами. Это значит, что пищу, богатую этими веществами, необходимо дополнять небольшим количеством жира. Синтетическая форма хоть и растворяется в воде, но для полного всасывания также необходимы жиры.

Растения используют зеленый пигмент для получения питания, людям же он необходим в качестве лекарственного средства.

Хлорофилл в растениях

Хлорофилл, содержащийся в растениях, поглощает солнечный свет. Но как и в случае с гемоглобином, для адекватного выполнения своих функций (синтеза углеводов) он должен соединиться с цепью сложного белка. Внешне этот протеин может выглядеть как бессистемное образование, хотя на самом деле обладает правильной структурой, которая поддерживает хлорофилл в оптимальном положении.

Как работает

Хлорофилл содержится во всей зелени, в том числе – некоторых овощах, водорослях и даже бактериях. И если хлорофилл – это исключительно натуральное вещество, то хлорофиллин представляет собой полусинтетическую смесь, производимую в лабораториях. Ее другое название – жидкий хлорофилл. В качестве полезной добавки его используют уже более 50 лет. Чаще всего – для лечения кожных заболеваний, заживления ран, а также для восстановления работы органов пищеварения.

Как уже было сказано, хлорофилл служит натуральным веществом, которое защищает ДНК от повреждений, вызванных токсинами, такими как афлатоксин. А добавка хлорофиллин нейтрализует работоспособность окислителей, в результате уменьшается окислительное повреждение клеток, вызванное канцерогенами, ультрафиолетом или радиацией.

Исследователи, изучая растения в ботаническом саду НИИ в Индии, сделали интересное открытие. Оказалось, что хлорофилл из свежих зеленых листьев обладает противовоспалительным эффектом, защищает от токсинов и опасных бактерий.

Как делают жидкий хлорофилл

Обычно сырьем для жидкого хлорофилла служит люцерна. Из растения получают сок, который затем переводят в сухую форму. Готовое вещество используют как концентрат.

Почему производители выбрали источником именно люцерну? Да все потому, что это растение принадлежит к наиболее насыщенным хлорофиллом. Развитая корневая система позволяет взять из почвы максимум. По этой причине люцерна является важным источником калия, железа, магния, а витамина С в ней почти в 4 раза больше, чем в цитрусах.

Пищевая ценность

Продукты, содержащие хлорофилл, можно назвать суперполезной пищей. Как правило, все зеленые овощи – это сбор наиболее питательных и важных для человека веществ. Обычно они являются источником витаминов А, С, Е, К и бета-каротина. Помимо этого, в этих продуктах содержатся жизненно важные минеральные вещества, такие как магний, железо, калий, кальций и комплекс незаменимых жирных кислот.

Преимущества хлорофилла

Влияние и положительные эффекты от употребления зеленого соединения изучались не один год. Обобщенные результаты изложены ниже.

Средство против рака

Исследования показали, что хлорофилл, а также его жидкая полусинтетическая форма могут связываться с потенциальными канцерогенами и препятствовать их всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Благодаря этому на начальном этапе останавливается распространение вредных веществ по организму. Таким образом, канцерогены теряют способность негативно влиять на ткани.

Лабораторные исследования, проведенные американскими учеными, показали, что хлорофилл снижает риск развития рака толстой кишки и печени. Но каким образом действует этот механизм? Для того чтобы канцероген, который попал в человеческий организм, повредил структуру ДНК, для начала он должен быть усвоен. Эту функцию в человеческом теле выполняет фермент цитохром, который активирует вредные вещества, превращает их в активную форму канцерогенов. И вот как раз Хлорофилл подавляет его активность, а значит останавливает активизацию канцерогенов.

Диета с высоким содержанием красного мяса и низким количеством зеленых овощей повышает риск развития рака толстой кишки.

Причиной этого порой называют токсины, попавшие в организм из жареного мяса. При достаточном потреблении продуктов, содержащих хлорофилл, можно защитить ДНК от негативных воздействий.

В 2005 году ученые в Нидерландах изучали, могут ли зеленые овощи снизить риск развития рака толстой кишки. В роли подопытных выбрали лабораторных крыс. На протяжении 14 дней ученые анализировали влияние хлорофилла на тела животных. В результате догадка подтвердилась. Зеленые овощи способны уберечь от образования злокачественных опухолей.

Детоксикация печени

Еще одно положительное влияние хлорофилла на человеческий организм заключается в увеличении количества ферментов во второй фазе биотрансформации. Этот фактор обеспечивает оптимальную работоспособность печени и выведение потенциально вредных токсинов. Ранние исследования уже доказывали, что активация этих ферментов снижает риск перерождения печени или образования в ней опухолей.

Афлатоксин В1 метаболизируется до канцерогена, который вызывает гепатоцеллюлярную карциному и рак печени. Но результаты исследований, проведенных на животных, показали, что хлорофилл воздействует на афлатоксин В1, уменьшая тем самым количество поврежденных клеток ДНК.

Еще один опыт был проведен в Китае при участии 180 взрослых с высоким риском развития гепатоцеллюлярной карциномы. Испытуемым на протяжении 16 недель трижды в день перед едой давали по 100 мл хлорофиллина. В результате уровень Афлатоксина В1 снизился на 55 процентов.

Хлорофилл способен блокировать активность таких веществ:

Ускорение заживления ран

Хлорофилл замедляет скорость развития бактерий, чем способствует более быстрому заживлению ран. Начиная с 1940-х годов соединение является компонентом многих мазей, предназначенных для лечения открытых ран, в частности язв и пролежней. Оказалось, что этот зеленый пигмент снижает воспаление, вызванное травмамой или ранением, способствует заживлению, уменьшает запахи, вызванные скоплением бактерий.

Улучшение пищеварения

Хлорофилл ускоряет детоксикацию организма путем быстрого выведения отходов, регуляции уровня жидкости, чем в результате предотвращает возникновение запоров. Помимо этого, предварительные исследования показали преимущество хлорофилла в ускорении обмена веществ, что ведет к снижению веса.

В 2014 году сотрудники кафедры экспериментальной медицины Лундского университета (Швеция) обнаружили, что пища, содержащая хлорофилл, в сочетании с углеводами уменьшает чувство голода (за счет активации гормона сытости) и предотвращает гипогликемию у женщин с избыточным весом.

Ранее эксперимент с использованием крыс показал положительное влияние хлорофилла на избавление от лишнего веса. Затем похожие исследования выявили, что это вещество способно предотвратить увеличение веса и у людей.

Защита для кожи

Противовирусный эффект, свойственный хлорофиллу, позволяет применять это вещество для лечения язв в полости рта или в области половых органов, вызванных вирусом герпеса. Кроме того, хлорофилл показал свою эффективность в терапии опоясывающего лишая.

Также хлорофилл уменьшает болезненность ран, снижает риск развития рака кожи. Применение вещества в форме лосьона уменьшает рецидивы у людей с базально-клеточной карциномой.

Восстановление эритроцитов

Хлорофилл способствует восстановлению и пополнению в организме красных кровяных клеток. Вещество работает на молекулярном и клеточном уровнях, активизирует способность организма к регенерации. Хлорофилл богат активными соединениями, которые содействуют очищению крови, а также повышают ее способность к транспортировке кислорода. Это превосходное средство против анемии, вызванной дефицитом красных кровяных клеток.

Избавление от артрита

Противовоспалительные свойства хлорофилла делают его эффективным лекарством против артрита. Исследования свидетельствуют, что он предотвращает рост бактерий, вызывающих воспаление. По этой причине хлорофилл входит в состав многих препаратов против артрита и фибромиалгии.

Замедление процессов старения

Является эффективным средством против старения. Данную способность хлорофилл получил от магния и антиоксидантов. Стимулируя выработку определенных ферментов, способствует регенерации и омоложению кожи. В добавку к этому, витамин К, который присутствует в хлорофилле в чистом виде, активирует работу надпочечников.

Спасение от бессонницы

Хлорофилл влияет на человеческий организм как успокоительное. В результате он стабилизирует работу нервной системы, снимает раздражительность, усталость, избавляет от бессонницы.

Дезодорирующее вещество для организма

Входит в состав средств для полоскания ротовой полости, как компонент, устраняющий неприятный запах. Как известно, одной из главных причин этого явления служат нарушения в пищеварении.

Хлорофилл, устраняя неприятный запах, играет тройную дезодорирующую роль: очищает ротовую полость (при полосканиях), улучшает работу пищеварительной системы (при приеме внутрь), дезинфицирует раны (предотвращает гниение в местах травм). Также хлорофилл назначают пациентам с триметиламинурией (когда тело приобретает запах гнилой рыбы).

Кислотно-щелочное равновесие

Потребление продуктов, богатых зеленым ферментом, помогает откорректировать кислотно-щелочной баланс в организме. Благодаря этому воздействию, предотвращается развитие патогенных микроорганизмов в теле. Помимо этого, щелочной минерал магний, входящий в состав хлорофилла, поддерживает здоровье сердечно-сосудистой системы, работу почек, мышц, центральной нервной системы, печени.

Укрепление мышечной и костной ткани

Зеленые овощи содержат вещество, которое способствует росту и развитию крепких костей. Это магний – центральный атом молекулы хлорофилла. Как и витамин D, этот минерал способствует расслаблению, сокращению мышц, тонизирует ткани.

Кроме того, роль хлорофилла в организме заключается в:

Пищевые источники

Лучший способ детоксикации с помощью хлорофилла – включение в рацион зеленых овощей и водорослей. Ниже проанализируем лучшие пищевые источники этого вещества.

Листовые зеленые овощи

Зеленые овощи, такие как капуста, шпинат, мангольд содержат в себе высокую концентрацию хлорофилла. Диетологи рекомендуют ежедневно потреблять микс из разных зеленых овощей. В идеале за день должно получиться от 5 до 7 порций витаминной пищи. Некоторую часть этих продуктов можно заменить свежевыжатыми соками из зеленых овощей.

Лучшие источники: петрушка, брокколи, брюссельская капуста, мангольд, сельдерей, кинза, мята, шпинат, щавель, черемша, люцерна, листья черной смородины, проросшие злаки, зеленые коктейли.

Концентрация хлорофилла значительно уменьшается после заморозки или в привявшей зелени. Например, в замороженном шпинате количество полезного вещества снижается примерно на 35 %, а после разморозки и приготовления овощ теряет еще 50 % полезного компонента. Поэтому единственный способ получить максимум пользы из зеленых овощей – употреблять их свежими и в сыром виде.

Водоросли

Другой важный источник хлорофилла – хлорелла. Это сине-зеленые водоросли, распространенные в Азии. Кроме высокого содержания хлорофилла, это растение богато аминокислотами, витаминами и минералами. Водоросль восстанавливает гормональный баланс в организме, очищает от токсинов, предотвращает сердечно-сосудистые заболевания, снижает кровяное давление и уровень холестерина. На основе этого продукта создано много БАДов в виде порошка или таблеток. «Жидкий хлорофилл» – компонент спортивного питания.

Концентрация хлорофилла в некоторых продуктах

Название продукта (чашка)	Хлорофилл (мг)
Шпинат	23,7
Петрушка	38
Кресс-салат	15,6
Бобы (зеленые)	8,3
Руккола	8,2
Лук-порей	7,7
Цикорий	5,2
Горошек зеленый	4,8
Пекинская капуста	4,1

Пищевая добавка

Наряду с тем, что хлорофилл входит в состав всех зеленых овощей и водорослей, это вещество можно получить и из другой пищи. В первую очередь, благодаря пищевой добавке Е140. В индустрии питания это вещество принадлежит к классу красителей и придает зеленый окрас разным продуктам.

Суточная норма

Если учесть, что высокие дозы хлорофилла не хранятся долго в свежих овощах, то становится понятна столь высокая популярность пищевых добавок на основе этого вещества. Суточные дозы пищевых добавок в таблетированной форме колеблются в пределах 100-300 мг в день.

Жидкий хлорофилл принимают по несколько капель дважды в день (на стакан воды). Полученный ярко-зеленый напиток прибавит энергии и улучшит самочувствие.

Также легко готовить домашние коктейли из зеленых овощей и трав, которые советуют принимать 3-4 раза в сутки по 150-200 мл.

Побочные свойства

Хлорофилл для большинства людей является абсолютно безопасным веществом. Не стоит опасаться побочных эффектов при приеме его в форме овощей или биодобавок. Наиболее частые проявления – язык, моча или кал могут временно приобрести зеленоватый оттенок.

Внутривенные инъекции могут повысить чувствительность кожи к солнцу. Во избежание неприятных последствий, выходя на улицу, нужно обработать открытые участки солнцезащитным кремом. Особенно актуальна данная рекомендация для светлокожих людей.

Также не стоит потреблять биодобавки хлорофилла беременным и кормящим женщинам.

Симптомы дефицита

О том, что организм испытывает нехватку «зеленого вещества», говорят, как минимум, 5 признаков:

Взаимодействие с другими веществами

Не стоит принимать одновременно хлорофилл и препараты, повышающие чувствительность к солнечному свету. Такое сочетание умножает шансы возникновения солнечных ожогов с волдырями, сыпи на открытых участках кожи.

Препараты, вызывающие светочувствительность:

Зеленые коктейли: в чем польза

Коктейли из зеленых овощей и трав – эффективный источник минеральных солей, микроэлементов, витаминов, клетчатки и, конечно же, хлорофилла. Они содержат все необходимые для активной жизнедеятельности компоненты. А помимо этого, очищают тело от токсинов, тяжелых металлов и других ядов.

Этот вкусный продукт легко усваивается организмом, предотвращая разные болезни, избавляет от лишнего веса, наполняет энергией. Зеленые коктейли – хорошее тонизирующее средство. Крайне необходимы детям, будущим матерям и людям в преклонном возрасте.

Как выделить хлорофилл в домашних условиях

Выделить это полезное вещество по силам не только химикам или работникам промышленности. Процесс можно провести в домашних условиях. Для этого не понадобится ничего сверхсложного. Для начала важно подготовить любые свежие зеленые листья. Это может быть шпинат, крапива, брокколи или что-нибудь другое.

Выбранную зелень слегка измельчить и выложить в стеклянный сосуд (в крайнем случае подойдет и эмалированная посуда). Залить содержимое тары водно-спиртовым раствором либо же обычной водкой. Затем устроить таре с компонентами водяную баню. Через определенное время (зависит от особенностей выбранных листьев) раствор начнет зеленеть, а листья – терять свой естественный окрас. Если они полностью обесцветятся, это значит, что пигмент перешел в жидкость. Полученная ярко-зеленая субстанция – это и есть выделенный хлорофилл.

Внимание! Зеленый компонент весьма неустойчив перед воздействием света и воздуха. Поэтому долго держать готовую смесь не желательно. Довольно скоро она потеряет яркий цвет и приобретет грязно-зеленый окрас.

Как приготовить напиток с хлорофиллом

Наиболее популярный и легкий в приготовлении – это коктейль из листовых овощей и полезных трав. Например, диетологи советуют делать смесь из укропа, петрушки, шпината, щавеля, салата, сельдерея, ботвы свеклы, мангольда, морковной зелени, листьев крапивы или одуванчика. Все эти компоненты (или часть из них) измельчить в блендере и развести водой до желаемой густоты.

Также можно делать комбинированные коктейли. Для этого берут 2 части листовой зелени и 3 части изумрудных овощей либо фруктов. Все измельчают в блендере и добавляют в полученную смесь воду. Если этап разведения жидкостью пропустить, то можно получить зеленое пюре, что также подойдет для пополнения запасов хлорофилла.

Кстати, выбирая зелень для коктейля, лучше отдать предпочтение насыщенно-зеленым экземплярам. В таких продуктах полезных веществ больше всего. Второй совет от диетологов – компоненты напитка желательно чередовать.

Варианты ингредиентов для коктейлей:

Но это только варианты из возможных смесей. Компоненты полезного напитка каждый подбирает под себя, учитывая свои вкусы. Впрочем, не столь важно, что именно входит в состав готового продукта, главное, чтобы он был зеленого цвета, содержал много хлорофилла и других полезных компонентов.

Зелень в косметических средствах

Конец ХХ века ввел в моду чрезвычайно полезное течение – увлечение всем натуральным. Современный человек скорее отдаст предпочтение более дорогому продукту или средству на натуральной основе, чем купит дешевый продукт с набором химикатов. Эта мода возродила интерес к хлорофиллу. Спектр использования этого средства настолько широк, что даже трудно просто пересчитать сферы, где оно используется. Впрочем, даже если вы не запомнили всех полезных свойств хлорофилла – не отчаивайтесь. Просто помните: зеленая листовая зелень – это именно то, что всегда должно быть на вашем столе в свежем виде.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Источник

хлорофилл

Х. – главная структурная единица фотосинтетических светособирающих устройств (антенн) зеленых растений, которые представляют собой наноразмерные супрамолекулярные комплексы, содержащие до нескольких сот пигментов, находящихся в белковом окружении. Основные функции Х. – поглощение света, превращение световой энергии в электронную и передача ее посредством диполь-дипольного взаимодействия соседним молекулам. По цепи хлорофиллов электронная энергия передается к реакционному центру фотосинтеза, где используется для пространственного разделения заряда и последующих окислительно-восстановительных реакций. Хлорофиллы также входят в состав реакционных центров зеленых растений, где играют роль первичных доноров электронов.

В растениях хлорофиллы в составе антенн и реакционных центров расположены в фотосинтетических мембранах, где пространственно закрепляются в определенных местах с помощью фитильных боковых цепей и дополнительного комплексообразования между ионом Mg 2+ и полипептидыми цепями белков.

В пурпурных и зеленых бактериях функции Х. выполняют бактериохлорофиллы, у которых, в отличие от Х., одно или два пиррольных кольца частично гидрированы. Благодаря этому бактериохлорофиллы поглощают свет больших длин волн (и меньшей энергии), чем хлорофиллы.

Структурная формула хлорофиллов a и b

Пространственная модель молекулы хлорофилла a

Источник

Хлорофилл — внутренний «дезодорант» для органов. В чем его польза?

Рассказывает Алена Дегтярева, консультант-нутрициолог.

Что такое хлорофилл

Хлорофилл — это пигмент зеленого цвета, который питает растения и перерабатывает углекислый газ. Несколько лет назад жидкий и хлорофилл в капсулах стал ЗОЖ трендом: его относят к суперфудам. Он содержит большее количество веществ, важных для нашего организма, антиоксидантов и минералов, выводит токсины и ощелачивает организм.

shutterstock.com

Более того: ученые обнаружили сходство в строении молекулы хлорофилла и гемоглобина — основного дыхательного пигмента крови человека. Единственное отличие заключается в том, что в центре хелатного комплекса в хлорофилле находится атом магния, а в гемоглобине — железо. Принимать хлорофилл лучше в жидкой форме: для этого достаточно развести чайную ложку в воде, добавить в кашу, смузи, сок или любой напиток.

Хлорофилл: полезные свойства

Хлорофилл способен оказывать на кровь воздействие, сходное с действием гемоглобина: повышать уровень кислорода, ускорять азотистый обмен. Также он:

Хлорофилл необходим людям, которые получают мало солнечного света — особенно тем, кто работает в офисе. Кроме того, хлорофилл насыщает клетки кислородом, что важно при заболевании коронавирусом.

shutterstock.com

Побочные эффекты от приема хлорофилла

Возможно проявление диареи, расстройство желудка, метеоризм. Поэтому важно начинать прием с меньшей дозы, постепенно увеличивая объем при необходимости. Обычно хлорофилл пропивают курсом: раз в три-четыре месяца.

Какой выбрать хлорофилл

Хлорофилл бывает двух видов:

ЗОЖ-канал с лайфхаками, диетами, упражнениями в телеграме! Подписывайся

Источник

Что такое жидкий хлорофилл, для чего применяется, польза и вред жидкого хлорофилла для организма

Что такое жидкий хлорофилл? Чем полезен жидкий хлорофилл? Кому нельзя его пить?

В социальных сетях вирусится новый ЗОЖный тренд — жидкий хлорофилл. Зелёный пигмент пьют даже знаменитости, например, Гвинет Пэлтроу и Риз Уизерспун. Его добавляют в косметику, еду и воду. Что это, настоящая панацея или очередная интернет-тенденция и не больше?

Что такое жидкий хлорофилл?

Хлорофилл — это пигмент зелёного цвета, который обеспечивает питание растений, перерабатывая углекислый газ (этот процесс называется «фотосинтез»). В его названии заключены два греческих слова: chloros, что означает «зелёный», и phyllon — «лист».

Хлорофилл официально зарегистрирован как пищевая добавка Е140 и именуется «натуральным красителем». Не нужно бояться слова «краситель» — наоборот, хлорофилл содержит большее количество важных для человека веществ, антиоксидантов и минералов. Его используют врачи для вывода токсинов из организма, чистки крови и ощелачивания организма. Хлорофилл полезен для здоровья и сегодня относится к суперфудам.

Врачи-косметологи также нашли применение хлорофиллу: за счёт сильного антибактериального эффекта он борется с различными воспалениями, убирает прыщи, угри, а также очищает и успокаивает кожу лица.

Употреблять хлорофилл удобнее всего в жидкой форме. Его разводят в воде (в том числе минеральной), добавляют в смузи, холодные чаи, соки и разные напитки по желанию. Он содержится в шпинате, укропе, петрушке, кинзе, брокколи и спирулине.

Чем полезен жидкий хлорофилл?

В первую очередь, он укрепляет иммунитет человека. Очищает кишечник, обеззараживает кровь, борется с грибком, уничтожает вредные бактерии в организме, снижает тревожность, избавляет от стресса.

Жидкий хлорофилл способствует выработке клеток-эритроцитов, необходимых для детоксикации и укрепления организма. Кислород, который переносят эти клетки, выводит вредные вещества, токсины, устраняет «засоры» и вредные накопления. Чем больше насыщена кислородом кровь — тем меньше риск инфекций и заболеваний (в том числе онкологических).

Одно из важнейших свойств жидкого хлорофилла — расщепление жиров и снижение веса. Рекомендуется употреблять людям с повышенным холестерином.

На кишечник жидкий хлорофилл оказывает незаменимое воздействие — очищает и поддерживает здоровую микрофлору, улучшает обмен веществ и в целом нормализует работу желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Женщинам полезно употреблять жидкий хлорофилл, чтобы улучшить качество кожи и уменьшить воспаления. Благотворное влияние происходит за счёт кальция, магния, железа и витамина А, содержащихся в хлорофилле. Поэтому при любых кожных воспалениях — прыщах, угрях, акне — рекомендуется принимать хлорофилл.

На сегодняшний день при больших нагрузках люди чаще страдают железодефицитной анемией, первые признаки которой — это усталость, слабость, отсутствие сил. Жидкий хлорофилл хорошо справляется с этой проблемой. Он повышает гемоглобин, насыщает организм кислородом и устраняет чувство усталости.

Жидкий хлорофилл обладает способностью регулировать потоотделение за счёт детоксикации организма. Поэтому если вы чрезмерно потеете, также рекомендуется ввести в рацион эту добавку.

Но не стоит злоупотреблять хлорофиллом, так как это чревато такими побочными эффектами, как аллергия, проблемы с пищеварением, диарея и индивидуальная непереносимость.

Когда нужно пить жидкий хлорофилл?

Принимать жидкий хлорофилл желательно утром за полчаса до еды. Две чайные ложки размешайте в стакане тёплой воды. Не забывайте, что жидкий хлорофилл всегда необходимо растворять. Суточная норма для здорового человека составляет 100 мг.

В период употребления хлорофилла важно исключить из рациона апельсины, мандарины, лимоны, грейпфруты, морковь, яблоки и сухофрукты. Дело в том, что морковный сок и хлорофилл содержат витамин А. При гипернасыщении организма этим витамином может возникнуть раздражение на коже или пигментация. Вместе с хлорофиллом, помимо витамина А, не рекомендуется употреблять витамины С, Е и К, а также железо, кальций и магний.

Источник

ХЛОРОФИЛЛЫ

ХЛОРОФИЛЛЫ (греческий chloros зеленый + phyllon лист) — пигменты растений, а также некоторых микроорганизмов, с помощью которых улавливается энергия солнечного света и осуществляется процесс фотосинтеза. Участвуя в фотосинтезе (см.), хлорофиллы играют огромную биол. роль.

Существует четыре вида хлорофиллов: a, b, c и d. Высшие растения содержат хлорофиллы a и b, бурые и диатомовые водоросли — хлорофиллы а и с, красные водоросли — хлорофилл d. Кроме того, некоторые фотосинтезирующие бактерии содержат аналоги хлорофиллов — бактериохлорофиллы. В основе молекул хлорофиллов лежит магниевый комплекс порфиринового цикла (см. Порфирины). К одному из пиррольных колец присоединен остаток многоатомного спирта фитола, благодаря чему хлорофиллы получили возможность встраиваться в липидный слой мембраны хлоропластов.

Выделение хлорофиллов в чистом виде и разделение их на два компонента (хлорофиллы а и b) впервые было осуществлено русским ботаником М. С. Цветом с помощью разработанного им метода хроматографии (см.). Им же было доказано, что в листьях растений хлорофиллы сопровождает ряд желтых спутников — каротиноидов (см.). Структурная формула хлорофиллов установлена Фишером (Н. Fischer) в 1940 году М. В. Ненцкий и его ученики доказали хим. родство гемоглобина (см.) и хлорофиллов растений. В изучении физиологической роли хлорофиллов большое значение имели исследования К. А. Тимирязева. Полный синтез хлорофиллов произвели независимо друг от друга Штрелль (М. Strell) и Вудворд (R. В. Woodword) в 1960 году.

Процесс фотосинтеза начинается с поглощения кванта света пигментной системой растения. Участие промежуточных систем в цепи переноса электрона показано на схеме:

где X — хлорофилл, ЦИТ — цитохромы, ФД — ферредоксин, ФЛ — флавиновые системы, hv — квант света.

Важное значение в функционирующей фотосинтетической единице имеет процесс миграции энергии между различными формами хлорофилла. Активно функционирующая фотосинтетическая единица содержит 200—400 молекул хлорофилла, которые работают как единая светоулавливающая система, поглощающая один квант света. За один цикл работы на каждые 3000 молекул хлорофилла высвобождается одна молекула кислорода. Установлено, что спектрально различные формы хлорофилла образуют лестницу энергетических уровней, по которой поглощенная энергия «стекает» к реакционным центрам. Спектральные исследования позволили расчленить формы хлорофилла на три основные группы (коротковолновые, длинноволновые и промежуточные) в соответствии с их ролью в поглощении и переносе энергии.

У фотосинтетических бактерий также обнаружены субклеточные частицы, содержащие бактериохлорофилл. Это уплощенные диски диаметром 100 нм, носящие название хроматофоры.

Структуры пигментобелковых комплексов в организации фотосинтетических мембран различных организмов, включая бактерии, водоросли и высшие растения, сходны. Полипептиды хлорофиллобелкового комплекса синтезируются внутри хлоропластов; они состоят из главного полипептида с мол. весом (массой) 73 000 и трех минорных с молекулярным весом (массой) 47 000, 30 000 и 15 000 единиц.

Синтез и обновление пигмента в растущей зеленой ткани протекают с высокой скоростью. С возрастом ткани процесс биосинтеза хлорофилла замедляется. На первых этапах биосинтеза хлорофилла путем конденсации двух молекул δ-аминолевулиновой кислоты формируется порфо-билиноген — производное пиррола, которое в результате ряда превращений дает соединение, содержащее порфириновое ядро — протопорфирин. Из протопорфирина образуется непосредственный предшественник хлорофилла — протохлорофиллид, содержащий атом магния. Затем после присоединения многоатомного спирта фитола образуется хлорофилл.

Этапы от порфобилиногена до протопорфирина и от протопорфирина до хлорофилла а осуществляются по одной из двух схем:

Первая реакция преобладает в листьях этиолированных (то есть выросших в темноте) растений, вторая — в зеленых. Терминальные стадии биосинтеза пигментного аппарата ускоряются при участии единого полиферментного хлорофилл-синтетазного комплекса. В связи с этим естественна зависимость биосинтеза хлорофилла от скорости белкового синтеза и торможения его ингибиторами синтеза белка. Синтез пигментов замедляется также при снижении температуры и полностью прекращается при температуре ниже —2°, тогда как фотосинтез продолжается и при отрицательных температурах, вплоть до —24°. Процесс нарушается при недостаточности железа и избытке марганца.

Образование хлорофилла b происходит последовательно через хлорофилл а путем окисления. Реакция превращения идет на свету; промежуточной стадией является образование фермент-белкового комплекса.

Есть указания на зависимость скорости реакции от работы электронно-транспортной цепи и соотвественно скорости генерации НАДФН и НАДН как доноров водорода. Остаются неясными стадии синтеза на участке включения магния, превращения Mg-порфиринов, а также этерификации фитолом остатка нропионовой кислоты IV пиррольного кольца.

Способность зеленых растений образовывать в процессе фотосинтеза сложные органические вещества из двуокиси углерода и воды определяется присутствием в них хлорофиллов. При этом содержание пигментов хлорофилла а и хлорофилла Ъ не зависит от географических особенностей местности. Содержание хлорофилла а в большей степени подвержеко влиянию физиологических и экологических условий, чем содержание хлорофилла Ъ.

Описаны изменения хлорофиллов в онтогенезе растений. Их содержание возрастает в фазу кущения, в фазу цветения и завязывания плодов. По уровню хлорофилла можно определить готовность растений к цветению. После завершения ростовых процессов накопление хлорофилла прекращается, и обновление молекул пигмента происходит внутри хлоропласта, не будучи связано с образованием новых хлоропластов.

Принцип фотосенсибилизирующего действия хлорофиллов при фотосинтезе был обоснован К. А. Тимирязевым и включает возбуждение пигмента светом с переходом пигмента в синглетное или триплетное состояние и последующими обратимыми фотохимическими изменениями. Хлорофилл на разных этапах может служить фотохимическим донором или акцептором электронов.

Поскольку тетрапиррольным структурам, содержащим комплексно связанный атом железа, принадлежит важная роль в тканевом дыхании млекопитающих (см. Гемоглобин), хлорофилл и его металлопроизводные (т. е. соединения, в структуру которых вместо магния введены медь, железо, цинк, кадмий или серебро) используют в медицине в качестве антигипоксических средств. Металлопроизводные хлорофилла получили название «феофитинаты». Их антигипоксический эффект связывают с тетрапиррольной структурой и присутствием атома металла. Водорастворимые препараты хлорофилла обладают антибактериальной и противовирусной активностью, особенно Ag-феофитинат. Гемопоэтические, общетонизирующие свойства присущи хлорофиллину натрия, который используют также в качестве биостимулятора.

Библиогр.: Годнев Т. Н. Хлорофилл, Его строение и образование в растении, Минск, 1963, библиогр.; Красновский А. А. Уровни светового регулирования фотосинтеза, в кн.: Теоретические основы фотосинтетической продуктивности, под ред. А. А. Ничипорови-ча, с. 23, М., 1972; Мецлер Д. Э. Биохимия, Химические реакции в живой клетке, пер. с англ., т. 1—2, М., 1980; Проблемы биосинтеза хлорофиллов, под ред. А. А. Шлыка, Минск, 1971; Шлык А. А. Метаболизм хлорофилла в зеленом растении, Минск, 1965, библиогр.; Е igenberg К. Ё., С г о a s-m u n W. R. a. Chan S. I. Chlorophyll a in bilayer membranes, Biochim. biophys. Acta, v. 679, p. 353, 1982; Metabolic pathways, ed. by D. M. Greenberg, v. 2, N. Y.— L., 1967; Olson J. M. Chlorophyll organization in green photosynthetic bacteria, Biochim. biophys. Acta, v. 594, p. 33, 1980.

П. А. Верболович, В. П. Верболович.

Источник

Красные пигменты – помощники и защитники фотосистем высших растений

В статье собраны сведения об исследованиях некоторых функций каротиноидов высших растений. Приводятся результаты лабораторных экспериментов по изучению физических и химических свойств этих пигментов, связанных с фотосистемами хлоропластов высших растений. Рассмотрено участие каротиноидов в адаптации растений в естественных условиях произрастания.

Набрав в поисковике слово «каротиноиды», увидим наборы фруктов, овощей и прочей вкусной и яркой растительной продукции, желто-красную окраску которых обеспечивают определенные пигменты растений – каротиноиды (заглавная иллюстрация). Каковы функции этих пигментов в данных продуктах, из обсуждаемой статьи мы не узнаем*, поскольку она посвящена роли каротиноидов в зеленых листьях. Известно, что в энергетических станциях растений – хлоропластах – происходит преобразование энергии света в энергию химических связей, последняя используется организмами для построения своего тела и прочей жизнедеятельности. Зеленый цвет листьев обеспечивается основным пигментом фотосинтеза – хлорофиллом, однако в хлоропластах содержатся и другие пигменты – каротиноиды, присутствие которых мы можем наблюдать невооруженным глазом в листьях осенью, когда зеленый хлорофилл разрушается.

Каротиноиды – углеводородные соединения, содержащие углеродный «хвост» с чередующейся двойной связью (производный изопрена, т.н. хромофор) (рис. 1). Именно хромофор, оправдывая свое название, и определяет спектр поглощения, т.е. цвет пигмента – от желтого до красного. Чем больше в «хвосте» сопряженных двойных связей, тем интенсивнее окрашен пигмент. Авторы пишут, что к настоящему моменту известно «600 структурно различающихся каротиноидов, роль которых продолжает активно изучаться (Карнаухов, 1988)», хотя меня (КП) это несколько смутило, ведь в недавней работе Yabuzaki J. 2017 года говорится о 1117 природных каротиноидах. Тем не менее имеется два класса каротиноидов: каротины и их производные, содержащие в формуле кислород, – ксантофиллы (см. рис. 1). Энзиматическое (т.е. обеспечивающееся специальным ферментом) окисление атмосферным кислородом определенных каротинов приводит к образованию трех форм кислородосодержащих групп в соответствующих ксантофиллах: гидроксигрупп (–ОН), либо оксогрупп (=O), либо эпоксигрупп (–O–) между углеродными атомами иононовых колец.

В статье разобраны представления о роли каротиноидов в работе фотосинтетического аппарата хлоропластов: участие каротиноидов в организации структуры фотосистем; участие каротиноидов в поглощении световой энергии; фотозащитная функция; виолаксантиновый цикл превращения ксантофиллов.

Фотосистема высших растений представляет собой белково-пигментный комплекс, встроенный в мембрану тилакоида хлоропласта (рис. 2). Каротины принимают участие в функционировании реакционного центра (РЦ) фотосистемы, а ксантофиллы находятся в структурах светособирающих комплексов (СКК). Белки СКК, кодируемые ядерным геномом, имеют несколько определенных мест связывания с разными ксантофиллами (лютеином, виолаксантином и неоксантином). Наименее прочная связь белков СКК наблюдается с виолаксантином, что, по-видимому, определяется участием последнего в виолаксантиновом цикле (ВЦ) (см. ниже). Ксантофиллы оказывают влияние на физико-химические характеристики мембран тилакоидов: пронизывая мембранный бислой как жесткие стержнеподобные молекулы, они обеспечивают структурную стабильность мембраны, а также влияют на температурные фазовые переходы мембран, молекулярную динамику, проницаемость и градиент полярности. Ксантофиллы, встроенные в мембраны, являются дополнительными пигментами – они, как антенны, собирают и передают световую энергию «своего» диапазона на хлорофиллы РЦ фотосистемы. Интересно, что ксантофиллы могут также и принимать энергию от «энергетически возбужденного» хлорофилла в том случае, когда РЦ закрыт и не может задействовать эту энергию по назначению. Полученную «лишнюю» энергию ксантофиллы рассеивают в виде теплового излучения. Сходный механизм взаимодействия каротиноидов с активными формами кислорода «тушит» их «лишнюю» энергию. Таким образом ксантофиллы выполняют фотопротекторную и антиоксидантную функции.

Заметным механизмом защиты фотосистемы от разрушительного действия избыточной энергии и активных форм кислорода являются циклы взаимопревращения ксантофиллов. Один из таких циклов – виолаксантиновый – разобран в обсуждаемой статье. В общих чертах работа ВЦ представляет собой катализируемые разными ферментами (по сути антагонистами) реакции взаимопревращения виолаксантина и зеаксантина. При избытке энергии повышается кислотность среды люмена, что активизирует фермент (деэпоксидаза), находящийся в мембране со стороны люмена. В ходе реакции деэпоксидации виолаксантин лишается пары молекул кислорода и превращается в зеаксантин. Это превращение сопровождается выделением тепловой энергии, которая рассеивается. Обратная реакция запасания (сбора) энергии происходит при эпоксидации (присоединении молекул кислорода к зеаксантину) и обеспечивается эпоксидазой. Этот фермент локализуется на стромальной стороне мембраны тилакоида и активизируется при повышении pH (т.е. при слабой освещенности).

Интересные результаты получили отечественные ученые при исследовании экологических адаптаций растений. Авторы пишут, что «в работах, выполненных на видах флоры арктических территорий (о. Щпицберген, о. Врангель) и таежной зоны Респ. Коми, показано, что различия в содержании и соотношении хлорофиллов и каротиноидов определяются жизненной формой, широтным ареалом и эколого-ценотическими условиями (Dymova et al., 2014; Марковская, Шмакова, 2017)». Например, наиболее высокое содержание каротиноидов обнаружено у высокогорных растений Памира, у растений пустынь – Кара-Кум и Гоби, что связано с высокой степенью инсоляции. Растения-эфемероиды в условиях низкой температуры и высокой освещенности проявляют большую активность ВЦ, чем растения, вегетирующие в летний сезон. Показано также, что растения светолюбивые, отличаются большой (до 80%) активностью реакций деэпоксидации (т.е. фотосистема активно избавляется от излишней энергии), а тенелюбивые – низкой. Более того, есть данные, что состав каротиноидов растения может меняться в разные сезоны года. В зимний сезон, например, у хвойных повышается доля каротиноидов, устойчивых к низким температурам, что позволяет растению защищать фотосистемы в условиях низкой интенсивности фотосинтеза, но высокой освещенности.

* На данный момент можно выделить более 20 функций каротиноидов в живых организмах. Для общего представления о биологической роли каротиноидов можно ознакомиться с базой данных (http://carotenoiddb.jp carotenoiddb.jp) по биологическим функциям, структуре каротиноидов и соответствующим публикациям.

Популярное резюме от авторов статьи

Маслова Т.Г., Марковская Е.Ф.

Жизнь на Земле зависит от фотосинтеза – превращения световой энергии в энергию химических связей, синтеза органического вещества и образования кислорода, в которых участвуют хлорофиллы и каротиноиды. Известно более 800 видов каротиноидов, роль которых продолжает активно изучаться. В совокупности все прокариотные и эукариотные организмы синтезируют ежегодно более 110 млн тонн желтых пигментов. Они имеют физиологически важное значение для структуры и функции клеток фотосинтезирующих организмов и являются биотехнологически ценным продуктом для человека. Каротиноиды – разнообразные 40-углеродные циклические изопреноидные пигменты оранжевого, жёлтого или красного цвета, которые в разных концентрациях присутствуют у всех фотосинтезирующих организмов. Проблема их функции в жизни фотосинтезирующих растений постоянно привлекала внимание исследователей. Русский профессор Д.И. Сапожников и американский ученый, лауреат Нобелевской премии М. Кальвин одновременно в 1951 г. опубликовали работы о возможной связи каротиноидов (как окислительно-восстановительной системы) с кислородным звеном фотосинтеза. Оказалось, что только у организмов, выделяющих кислород в процессе фотосинтеза, имеются каротиноиды в составе молекул которых есть эпоксидный кислород.

Если К.А. Тимирязев прославил на весь мир космическую роль растений при изучении хлорофилла, то повышенный интерес к роли каротиноидов в жизнедеятельности растений у многочисленных исследователей возник благодаря работам Д.И. Сапожникова с сотрудниками. В 1957 г. им был открыт «виолаксантиновый цикл» и высказана первая смелая гипотеза об участии этого циклического процесса в выделении кислорода, в фотолизе воды. Это открытие положило начало развитию нового направления в биологии растений – изучению роли эпоксиксантофиллов в фотосинтезе.

Цианобактерии, первые фотосинтетики, начали активно выделять молекулярный кислород при фотолизе воды, который оказался не только побочным продуктом этой реакции, но сильным окислителем и мощным средообразователем. Его накопление привело к гибели большинства анаэробов и формированию кислородной атмосферы. Выделяющийся кислород стал источником активных форм кислорода, которые могли окислять большинство органических молекул. Уже на ранних этапах эволюции для защиты от окисления появилась система антиоксидантов, среди которых ведущая роль отводится каротиноидам и, в большей степени, пигментам виолаксантинового цикла.

В настоящее время считается, что каротиноиды растений выполняют четыре основные функции, связанные с процессом фотосинтеза: фотохимическую, структурную, светособирающую и фотозащитную. В основе многофункциональной деятельности каротиноидов находятся особенности их строения. Каротиноиды входят в группу терпеноидов. По химическому строению их делят на каротины (углеводороды) и ксантофиллы (кислородсодержащие) каротиноиды. Центральным звеном каротиноидов является цепь конъюгированных двойных связей, образующих хромофор. Хромофорная группа с определенным числом сопряженных двойных связей в молекуле каротиноида обусловливает его спектр поглощения и окраску. Эти пигменты поглощают свет в области 280–550 нм, который слабо поглощают хлорофиллы и эта дополнительная энергия солнца вносит заметный вклад в космическую роль растений на планете Земля. Размеры полиевой цепи каротиноидов таковы, что они могут встраиваться в поперечную структуру мембраны и, меняя свою ориентацию, обеспечивать структурную целостность мембраны в разных условиях среды. Способность каротиноидов дезактивировать активные формы кислорода связаны с их фотозащитной функцией. Большую роль почти во всех функциях играют пигменты виолаксантинового цикла (виолаксантин, антераксантин и зеаксантин), а так же лютеин и неоксантин.

Многоплановые исследования по функциям каротиноидов, которыми в течение 30 лет руководил Д.И. Сапожников в группе по исследованию пигментов в Ботаническом Институте РАН, получили широкую известность и большой исследовательский резонанс во всех странах мира. Однако остаются некоторые проблемы, связанные с работой виолаксантинового цикла взаимопревращений каротиноидов, которые однозначно не решены. Настоящая работа посвящена как современным проблемам функций каротиноидов, так и не решенным вопросам работы виолаксантинового цикла у высших сосудистых растений.

Источник

ИНСТРУКЦИЯ
по медицинскому применению лекарственного препарата

Торговое наименование препарата

Международное непатентованное наименование

Эвкалипта листьев экстракт

Лекарственная форма

раствор для приема внутрь и местного применения [спиртовой]

Состав

Вспомогательное вещество: этиловый спирт 96%.

Описание

Фармакотерапевтическая группа

Противомикробное средство растительного происхождения

Код АТХ

Фармакодинамика:

Показания:

Инфекционно-воспалительные заболевания вызванные стафилококками в том числе антибиотикорезистентными штаммами: ожоги долго незаживающие раны и трофические язвы конечностей; эрозия шейки матки; для профилактики послеоперационных осложнений а также для санации кишечника при стафилококковом носительстве.

Противопоказания:

Повышенная чувствительность к компонентам препарата.

Беременность и лактация:

Способ применения и дозы:

Назначают внутрь и местно.

При применении внутрь у взрослых 5 мл хлорофиллина-ОЗ разводят в 30 мл воды.

Для санации кишечника при стафилококковом носительстве и профилактики послеоперационных осложнений хлорофиллин-ОЗ назначают 3 раза в день за 40 минут до еды ежедневно в течении 2-3 недель.

При лечении эрозии шейки матки предварительно осушают тампонами все складки слизистой влагалища и влагалищной части шейки матки и смазывают канал шейки матки раствором хлорофиллина-ОЗ спиртовым разведенным 1:10.

Манипуляции проводят в течение 10 дней ежедневно после чего на протяжений 2-х недель больная должна спринцеваться раствором препарата (1 столовая ложка раствора хлорофиллина-ОЗ спиртового 1% на 1 л воды). В случае неполной эпителизации эрозии курс лечения необходимо повторить.

Побочные эффекты:

Передозировка:

Возможно усиление побочного действия.

Взаимодействие:

Нужно учитывать что при наличии в ране остатков перекиси водорода хлорофиллин-ОЗ выпадает в осадок.

Поэтому после промывания раны перекисью водорода остатки ее должны быть удалены стерильным изотоническим раствором хлорида натрия.

Особые указания:

— При местном применении (лечение ожогов долго незаживающих ран и трофических язв конечностей) процедуры можно чередовать с применением 2% масляного раствора хлорофиллина-ОЗ.

— Независимо от выбранного способа применения определяют чувствительность к хлорофиллину-ОЗ для чего больной выпивает 25 капель препарата растворенного в 1 столовой ложке воды. При отсутствии через 6-8 часов признаков аллергии (отечность губ слизистой зева и др.) препарат можно применять.

Форма выпуска/дозировка:

Упаковка:

По 100 мл во флаконы из темно-коричневого полипропилена или полиэтилентерефталата или поликарбоната с резьбовой горловиной вместимостью 125 мл укупоренные крышками под резьбовую горловину с механизмом контроля первого вскрытия из полиэтилена высокого давления или полиэтилена низкого давления.

По 100 мл во флаконы стеклянные вместимостью 100 мл или 125 мл укупоренные крышками под резьбовую горловину с механизмом контроля первого вскрытия из полиэтилена высокого давления или полиэтилена низкого давления.

На флакон наклеивают этикетку самоклеящуюся.

Каждый флакон вместе с инструкцией по медицинскому применению помещают в пачку из картона.

Условия хранения:

В оригинальной упаковке при температуре не выше 25 °С.

Хранить в недоступном для детей месте.

Срок годности:

Не применять препарат по истечении срока годности указанного на упаковке.

Источник

Молекулярные тайны осенних листьев

фото автора статьи

Автор

Редактор

Рецензент

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Иосиф Бродский писал: «Осень — хорошее время, если вы не ботаник». Однако многие ботаники и физиологи растений с этим не согласятся, ведь, говоря словами Николая Заболоцкого, «осенний мир осмысленно устроен». В природе ни одна смена года не проходит без удивительного каскада молекулярных реакций и биохимических процессов, и осень — не исключение. Погрузимся в тайные механизмы фотосинтеза и тонкую гормональную перестройку, чтобы проследить за всеми процессами, ответственными за яркие краски осени.

Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Статья в изначальном виде была написана мной (Анной Вишневской) для сообщества «Биология» во «ВКонтакте» и опубликована там же: vk.com/@biovk-molekulyarnye-tainy-osennih-listev. Настоящая версия, поданная на конкурс, имеет доработки и правки.

Как известно, за цвет листьев отвечают пигменты. Это очень важные (в чем мы неоднократно убедимся) вещества различной природы, которые имеются не только у растений, но и у других организмов (в том числе у нас). Что-то красивое и разноцветное (рис. 1 и 2) не может закрепиться в процессе эволюции просто так, так что и пигменты нужны не для придания цвета, а для обеспечения особых физиологических функций. Именно поэтому их синтез и распад строго регулируются в зависимости от условий и потребностей организма. Разберемся в этом подробнее!

Рисунок 1. Желтеющий лист ореха маньчжурского (Juglans mandshurica)

фото автора статьи, сделано в Суворовском парке (Москва)

Рисунок 2. Пожелтевший лист ореха маньчжурского (Juglans mandshurica)

фото автора статьи, сделано в Суворовском парке (Москва)

А что там, внутри листьев?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, какие красящие вещества (пигменты) в них обычно содержатся. Попробуем провести эксперимент, выделив, а затем разделив пигменты зеленого листа (рис. 3).

Рисунок 3. Хроматографическое разделение пигментов листа

Для начала разотрем листья в ступке, добавив 96%-ный спирт, который поможет разрушить остальные, не интересующие нас компоненты клетки. Эти ненужные компоненты мы обязательно отфильтруем (видео 1), чтобы получить чистую вытяжку (экстракт) пигментов.

Видео 1. Фильтрация экстракта листа

Пигменты — это химические вещества, поэтому для понимания эксперимента нам потребуются некоторые знания по химии. Вспомним одно важное правило из уроков химии: подобное растворяется в подобном. Так, в спирте как в полярном растворителе хорошо растворяются полярные вещества (например, хлорофиллы и некоторые каротиноиды), хотя на данном этапе работы там содержатся все пигменты, присутствующие в живом листе, в том числе и неполярные. Эти неполярные соединения можно легко отделить, используя неполярный растворитель (например бензин). Отделить можно и в пробирке, но для большей наглядности эксперимента мы возьмем фильтровальную бумажку (в лабораториях для более качественного разделения используют специальную хроматографическую бумагу или пластинки с нанесенным на них селикогелем). Капнув совсем немного полученной спиртовой вытяжки листа на бумажку (неподвижная фаза) (рис. 4), поставим ее в стакан, куда заранее мы налили неполярный растворитель (например, бензин или уайт-спирит) и где теперь содержатся пары неполярного растворителя.

Рисунок 4. Нанесение экстракта листа на хроматографическую бумажку

Рисунок 5. Хроматографическая бумажка в стакане с бензином. Видны разделившиеся пигменты.

Со временем пары бензина будут как бы «тянуть» то, что хочет раствориться в нем (неполярные соединения, например, каротины), вверх по бумажке (рис. 5). Адсорбирующие свойства бумажки также помогут физически разделить растительные пигменты, схожие по физико-химическим свойствам, но отличающиеся структурно.

Впервые подобный метод разделения пигментов зеленого листа применил русский ботаник-физиолог и биохимик растений Михаил Семенович Цвет в 1900 году. Этот метод спустя несколько лет был назван хроматографией. Хроматография позволяла разделить самые разные вещества: витамины, гормоны и многое другое, что в значительной степени расширило возможности их изучения. Именно благодаря этому методу ученому впервые удалось выделить в чистом виде ряд важнейших пигментов растения! Каких? Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим на результаты нашего эксперимента.

На хроматографической бумажке можно увидеть набор разноцветных полос (рис. 6), каждая из которых (в идеале) содержит один тип пигментов.

Рисунок 6. Результат хроматографического разделения пигментов листа (с использованием в качестве подвижной фазы уайт-спирита)

Наверняка вам сразу бросаются в глаза две зеленые полоски — они содержат хлорофиллы. Хлорофилл а по химической структуре отличается от хлорофилла b наличием метильной группы вместо альдегидной (рис. 7).

Рисунок 7. Структурная формула хлорофиллов а и b

схема автора статьи с использованием формул из «Википедии»

Это делает хлорофилл a менее полярным, поэтому он поднимается по нашей бумажке выше.

Есть и желтые линии разного оттенка — это каротиноиды. Существует две группы каротиноидов: ксантофиллы и каротины (рис. 8). Ксантофиллы в своем составе содержат кислород, поэтому являются полярными, а каротины кислорода не содержат, и поэтому неполярны.

Рисунок 8. Разнообразие каротиноидов

Все эти пигменты необходимы для важнейшего процесса в жизни растений — фотосинтеза. Фотосинтез — это мощнейший механизм в биосфере, позволяющий преобразовать солнечную энергию в энергию химических связей. Напомню, что фотосинтез можно разделить на световую и темновую (светонезависимую) фазы, причем обе из них идут только на свету! Световая фаза фотосинтеза включает в себя разнообразные процессы, главная цель которых — преобразование солнечной энергии в энергию химических связей (прежде всего АТФ и НАДФН+Н + ). Для того чтобы получить АТФ, нужно запустить работу фермента АТФ-синтазы, а для того чтобы получить НАДФН, необходимо восстановить НАДФ + (то есть дать ему электроны). В осуществлении всех этих процессов на мембранах тилакоидов внутри хлоропластов помогает электрон-транспортная цепь.

Рисунок 9. Электрон-транспортная цепь хлоропласта

Рисунок 10. Структурная организация фотосистемы I. Отмечен реакционный центр и цепь кофакторов, участвующих в переносе электрона внутри фотосистемы I. Зеленым показаны хлорофиллы; оранжевым — филлохиноны; желто-красным — три железосернистых кластера.

Перенос электрона начинается с того, что особые белки — фотосистемы (их в цепи переноса электрона две: фотосистема I и фотосистема II) — улавливают квант света. Именно тут перед любым фотосинтетическим организмом (а это может быть не только растение) встает нелегкая задача: уловить как можно больше света и использовать его энергию для переноса электрона. Для этого рядом с фотосистемами и внутри них существуют специальные антенные комплексы, которые содержат хлорофиллы и каротиноиды. Особую роль в фотосистемах играют так называемые реакционные центры, представленные димерами хлорофиллов (рис. 10). Именно от них и будет отделяться электрон, который побежит по переносчикам цепи и попадет на НАДФ + (существуют, однако и другие варианты транспорта электронов, но о них мы говорить не будем).

Хлорофиллы а и b, а также дополнительные пигменты каротиноиды выступают в качестве антенн (рис. 11), собирающих как можно большее количество энергии света.

Рисунок 11. Схематическая структура антенного комплекса фотосистем. Попадающие на молекулы пигментов фотоны переводят их в возбужденное состояние, и это возбуждение передается путем экситонного механизма и в конечном итоге достигает реакционного центра. В реакционном центре происходит разделение зарядов, и электрон начинает двигаться по ряду переносчиков.

Как нетрудно догадаться, зеленые хлорофиллы в осенних листьях разрушаются, и в этот момент листья приобретают цвет каротиноидов (рис. 12).

Рисунок 12. Лист клена платановидного (Acer platanoides)

фото автора статьи

Бывают, однако, и красные листья (тогда как красных пигментов в нашей хроматограмме мы не нашли). Красный цвет (рис. 13) обусловлен антоцианами, присутствие которых описанным методом обнаружить не получится потому, что антоцианы водорастворимы и, следовательно, не экстрагируются этанолом. К тому же их синтез у растений нередко связан с защитной функцией, но к этому мы еще вернемся.

Рисунок 13. Химия осенних листьев

Что заставляет листву менять цвет?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в том, благодаря каким сигналам и механизмам поддерживается работа хлоропластов и синтез фотосинтетических пигментов.

Гуляя в парке или по лесу, можно встретить листья, которые большей частью пожелтели, но на них остались зеленые пятна (рис. 14).

Рисунок 14. Лист клена платановидного (Acer platanoides), пораженного грибом ритисма кленовая (Rhytisma acerinum), выделяющим цитокинины

фото автора статьи

Чтобы понять, как синтезированные грибами цитокинины действуют на хлоропласты (ведь именно они придают растению их зеленый цвет), попробуем проследить за жизнью пластид в лаборатории.

Все пластиды растений, в том числе виновники исследований — хлоропласты, берут свое начало из недифференцированных пропластид. Когда растение только начинает прорастать из семени и находится под землей, пропластиды начинают дифференцироваться в особые пластиды — этиопласты. В этиопластах накапливаются липиды, чтобы, как только на такой этиопласт попадет свет, оперативно сделать тилакоиды и ламеллы. Накопленные липиды хорошо различимы под электронным микроскопом и называются проламеллярными телами (рис. 15).

Рисунок 15. Электронная микрофотография этиопласта гороха на ранней стадии светоиндуцированного превращения в хлоропласт. T — тилакоид; PLB — проламеллярное тело.

Когда маленький проросток показывается из земли, падающий на него свет запускает целый каскад физиологических процессов (все их объединяют словом «деэтиоляция»), в частности превращение этиопластов в хлоропласты.

Рисунок 16. Влияние цитокинина на ультраструктуру хлоропластов при деэтиоляции. Условные обозначения: Р — проламеллярные тела; pt — претилакоиды; th — тилакоидные мембраны; g — грана; st — крахмал. После трехдневного роста в темноте этиопласты и в контрольных растениях, и в растениях, к которым был добавлен БАП, содержат крупные проламеллярные тела (Р). На этой стадии у растений, к которым добавляли БАП, присутствуют также претилакоиды (pt). После шестичасового освещения в контроле проламеллярные тела начинают распадаться и образуются претилакоидные мембраны (pt), тогда как у растений, выращенных в присутствии БАП, к этому моменту уже не видно проламеллярного тела, а тилакоидные (th) мембраны полностью развиты. Спустя 12 часов освещения у этих растений образуется полностью функциональный хлоропласт с тилакоидными мембранами и укладкой грана (g), кроме того, начинают формироваться гранулы крахмала (st). У контрольных растений после двенадцатичасового освещения есть хорошо развитые тилакоиды, но нет явно выраженных гран и отсутствуют крахмальные гранулы.

Нетрудно заметить, как цитокинины позволяет хлоропластам добиться первенства в скорости их развития по сравнению с хлоропластами тех растений, которым цитокинин не добавляли! У растений под действием искусственного цитокинина тилакоиды начинают формироваться уже через 6 часов освещения, тогда как без них такую же картину можно увидеть только через 12 часов освещения.

Наверняка подобный эффект убедил читателей, что цитокинины участвуют в дифференцировке хлоропластов, и, сказать по правде, этот процесс гораздо сложнее, чем кажется. Так, цитокинины инициируют синтез белков, входящих в состав уже упомянутой фотосистемы II, запускают сплайсинг хлоропластной РНК, а также влияют на синтез хлорофилла (рис. 17).

Рисунок 17. Роль цитокинина в биосинтезе хлорофилла. Показана упрощенная схема биосинтеза хлорофилла. Он начинается с превращения глутамата в 5-аминолевулиновую кислоту и сопровождается образованием порфириновой структуры, в результате чего образуется протопорфириноген IX. Биосинтез хлорофилла продолжается с включением Mg в протопорфириноген IX, что в конечном итоге приводит к синтезу хлорофилла. Зеленым (слева) показаны гены, а синим (справа) — ферменты, катализирующие различные реакции синтеза хлорофилла. Стрелки указывают на соединения и ферментативные стадии пути биосинтеза хлорофилла, которые, как известно, находятся под влиянием цитокинина.

Кроме того, цитокинины индуцируют экспрессию генов апопластной инвертазы и гексозного транспортера. Зачем? Все предельно просто. Основной транспортной формой углеводов в растении является сахароза. Когда сахароза выходит из клетки (в апопласт), ее может разрушить имеющийся там фермент инвертаза. На что «развалится» сахароза? На фруктозу и глюкозу, а это — шестиуглеродные сахара, иными словами — гексозы. Их-то и хватает гексозный траспортер и заносит обратно в клетку. Получается, что такая система не дает продуктам фотосинтеза выходить из фотосинтезирующего органа. Подобный эффект называется аттрагирующим и препятствуют старению листа (рис. 18).

Рисунок 18. Модель регуляции старения за счет действия цитокинина и аттрагирующего эффекта

иллюстрация автора статьи по [5]

Как показывают исследования, осенью уровень этого гормона снижается, и его рецепция начинает падать, а значит, и количество заново синтезированных фотосинтетических пигментов, и аттрагирующий эффект постепенно сходят на нет.

Стоит отметить, что помимо цитокининов для синтеза хлорофиллов также необходим свет (для работы фермента протохлорофиллидоксидоредуктазы), а значит, с уменьшением длины светового дня хлорофилла будет синтезироваться все меньше и меньше.

Осень — это стресс

Вообще подобная смена времен года воспринимается растением как стресс. Снижение длины светового дня, понижение температуры, изменение водного обмена — все это так или иначе приводит к тому, что в листе запускаются механизмы старения и опадения (рис. 19).

Рисунок 19. Стареющие листья боярышника кроваво-красного (Crataegus sanguinea)

фото автора статьи

Стрессовый сигнал SOS! опять-таки связан с гормонами, прежде всего с повышением уровня абсцизовой кислоты (АБК) и этилена. Повышение уровня этих гормонов зависит в том числе от сигналов с фоторецепторов, участвующих в работе циркадных ритмов растений. Через ряд посредников (рис. 20) активируется биосинтез этих гормонов, а также повышается экспрессия генов белков, участвующих в передаче сигнала этилена (EIN3) и АБК (ABI5).

Рисунок 20. Молекулярная регуляторная сеть старения листьев, вызванного лишением света и уменьшением фотосинтетических функций. Соотношение красного и дальне красного света улавливается фитохромами (phy A и phy B).

иллюстрация автора статьи по [6]

Рисунок 21. Хлоропласты осенью превращаются в геронтопласты

Взаимодействие гормонов с рецептором приводит к каскаду реакций, запускающих распад хлорофилла, разрушение белков фотосинтеза и превращение хлоропластов в геронтопласты (рис. 21).

При этом разрушение всех пигментов зеленого листа начинается одновременно, но скорость их разрушения разная. Хлорофиллы разрушаются одними из первых, тогда как каротиноиды, придающие кроне ее золотой облик, делают это медленнее.

Рисунок 22. Формирования зоны отделения в черешке листа перед его опадением

учебник В.В. Полевого «Физиология растений»

Стоит отметить, что эти стрессовые гормоны также участвуют и в запуске опадения листьев. Интересно, что АБК был впервые обнаружен в качестве агента, который вызывает падение коробочек хлопчатника. Однако подобный эффект АБК чаще всего обусловлен недостатком воды. Основную роль в осеннем листопаде все же присваивают именно этилену. Для того чтобы листья опали, необходимо заложение отделительного слоя у основания черешка листа (рис. 22).

Этилен вызывает изменения в составе клеточной стенки, из-за чего происходит постепенное размягчение тканей в зоне отделения. Однако процесс закладки отделительного слоя зависит от баланса этилена с другим растительным гормоном — ауксином (рис. 23). Они в данном случае являются антагонистами.

Рисунок 23. Роль ауксина и этилена в опадении листьев

Plant Physiology (5th Edition), figure 22.20; рисунок адаптирован

Но в конце концов при высокой концентрации этилена черешок листа в этом месте становится настолько непрочным, что любое дуновение ветра срывает лист с дерева (рис. 24).

Рисунок 24. Листопад

В ответ на наступление осеннего периода синтезируются не только гормоны стресса (этилен и АБК), но и протекторные соединения — антоцианы. И наверняка большинство из вас видели красные литься клена (рис. 25) или боярышника.

Рисунок 25. Лист клена платановидного (Acer platanoides), содержащий антоцианы

фото автора статьи

Синтез ферментов синтеза антоцианов зависит от целого ряда транскрипционных факторов (из классов MYB, bHLH и WD40) [8], [9], которые в свою очередь регулируются самыми разнообразными сигналами, в том числе гормональными. Так, антоцианы могут вырабатываться в ответ на различные факторы внешней среды: недостаток воды, избыточное освещение, недостаток минеральных веществ (например фосфора), но при этом антоцианы порой синтезируются и без участия сигналов из окружающей среды. Этими веществами могут быть окрашены цветы, плоды и даже листья некоторых растений (вспомнить хотя бы красный лук) в отсутствие стрессовых факторов.

Считается, что антоцианы участвуют в тушении активных форм кислорода (АФК) (рис. 26), фотозащите, в проведении сигнала о стрессе и в других физиологических реакциях.

Рисунок 26. Предположительный механизм ослабления потока солнечной энергии (фотонов) и образования активных форм кислорода (АФК) благодаря антоцианам в красных пигментированных листьях базилика (Ocimum basilicum) сорта Red Rubin по сравнению с базиликом (Ocimum basilicum) сорта Tigullio, имеющим зеленые листья. Красный цвет антоцианов поглощает больше света, из-за чего на электрон-транспортную цепь хлоропласта (условно отмечены пигменты P680 и P700 в составе фотосистем II и I соответственно) падает меньше фотонов и вероятность образования АФК снижается.

Действительно, если присмотреться к деревьям, которые имеют красные листья (рис. 27 и 28), то можно заметить, что большинство таких листьев находится на верхушке кроны. А ведь именно там на листья падает самое большое количество света.

Рисунок 27. Крона клена платановидного (Acer platanoides)

фото автора статьи

Рисунок 28. Крона боярышника кроваво-красного (Crataegus sanguinea)

фото автора статьи

Из-за того что синтез хлорофилла нарушен, фотосинтетический аппарат не может работать в достаточном режиме, поэтому в большом количестве образуются активные формы кислорода (АФК). Антоцианы же выступают в роли антиоксидантов, снижая количество активных форм кислорода, и поглощают часть поступающего на лист света, как бы экранируя хлорофилл от него.

А вспомните ли вы, какого еще цвета бывают осенние листья? Наверняка многие в детстве собирали желуди и знают, как выглядит дуб. Осенью под этим деревом вы не найдете красных или желтых листьев, как, например, у клена: опавшие листья дуба коричневые (рис. 29).

Рисунок 29. Опавшие листья дуба черешчатого (Quercus robur)

фото автора статьи

Подняв голову вверх и посмотрев на крону, вы заметите, что листья у дуба не желтеют, а скорее коричневеют (рис. 30).

Рисунок 30. Осенняя крона дуба черешчатого (Quercus robur)

фото автора статьи

Подобная окраска листьев связана с накоплением в них совершенно других веществ — хинонов. Они образуются в листьях растения из веществ, известных многим как дубильные вещества, — танинов. Раньше дубильные вещества использовались при обработке шкур животных: дубильные вещества обладают способностью взаимодействовать с белком коллагеном в коже, что и делало изделия мягкими и долговечными.

Реакцию превращения танинов, имеющих фенольную природу, в хиноны, окрашивающие листья в коричневый цвет, катализирует фермент полифенолоксидаза (ПФО) (рис. 31).

Рисунок 31. Реакция, катализируемая ПФО

[11], с дополнениями автора статьи

ПФО имеется у многих растений, хотя ее физиологическая роль остается не до конца понятной. Она принимает участие в образовании некоторых вторичных метаболитов, снижении уровня АФК и защитных механизмах растений от патогенов.

Современная физиология растений лишь приоткрывает занавесу тайны игры молекул внутри разноцветных осенних листьев. Красота их, не раз вдохновившая поэтов, еще хранит много загадок, молекулярные механизмы и смыслы которых пока не раскрыты учеными. Но известное науке сейчас говорит о том, что самые привычные процессы могут быть весьма замысловаты и еще более красивы.

Источник