Ксантофили — жълти пигменти в листата на растенията (дефиниция)

Научете как ксантофилите — жълти пигменти в листата — влияят на цвета и здравето на растенията, причините за пожълтяване и ролята им при етиолация.

Ксантофилите са вид жълти пигменти, които могат да се видят в естествени обекти. Те се намират в листата на повечето зелени растения и в други растителни тъкани (например в плодове и цветове). По химическа природа ксантофилите са кислородсъдържащи каротеноиди — производни на въглеводородните каротеноиди, които носят хидроксилни или други кислородни групи.

Функции

Ксантофилите не служат основно за улавяне на светлинна енергия както хлорофилите, но изпълняват важни роли в процесите на фотосинтеза и защита на листата:

• Фотозащита: чрез т.нар. ксантофилен цикъл (violaxanthin–antheraxanthin–zeaxanthin) растенията регулират и разсейват излишната светлинна енергия, за да предотвратят фотоокислително увреждане (non-photochemical quenching, NPQ).
• Съвместна роля при улавяне на светлина: някои ксантофили допринасят за преноса на енергия към реакционните центрове на фотосистемите.
• Антиоксидантно действие: ксантофилите защитават мембранните липиди и белтъци от оксидативно увреждане.

Къде се намират в клетката

В растенията ксантофилите са разположени в тилакоидните мембрани на хлоропластите и в хромопластите (във ферментирани или оцветени тъкани). Те често са свързани с леки и белтъчни комплекси (лутеини и зеаксантин при свързани с лиганд белтъци), което влияе на тяхната роля и стабилност.

Примери

Често срещани ксантофили са lutein (лутеин), zeaxanthin (зеаксантин), violaxanthin и neoxanthin. Някои от тях имат и значение за човешкото здраве — например лутеин и зеаксантин участват в защита на ретината и се изучават за превенция на макулна дегенерация.

Защо понякога виждаме жълтото в листата

В здрави, добре озарени листа нивата на хлорофилните пигменти правят листата зелени и скриват жълтите ксантофили. Когато хлорофилът намалее — например през есента или при условия на недостиг на светлина (етиолация) — ксантофилите остават и стават видими, което придава жълт или златист оттенък. Твърдението, че ксантофилите „не се нуждаят от светлина за производството си“, е опростяване: биосинтезът на каротеноидите може да се регулира от светлината и други фактори; в някои ситуации нивата на ксантофили са по-устойчиви при тъмнина в сравнение с бързата деградация на хлорофила, затова жълтият им цвят е по-видим при отслабена фотосинтетична пигментация.

Биосинтез и регулация

Ксантофилите се синтезират по каротеноидния път от изопреноидни прекурсори. Гените и ензимите на този път са чувствителни към развитието на растението, светлинните условия и стресови фактори. Често излагането на силна светлина предизвиква натрупване на зеаксантин и активира ксантофилен цикъл за фотозащита.

Практическо значение

• В селското стопанство и градинарството наблюдението на оцветяването на листата помага за диагностика на стрес и хранителни дефицити.
• В хранителната наука ксантофилите са важни антиоксиданти и нутриенти в диетата (зеленчуци, яйчен жълтък, царевица).
• В екологията и фенофазните наблюдения смените в пигментацията на листата сигнализират за сезонни и климатични промени.

Името идва от гръцките думи за "жълт" (xanthos, ξανθός) и "лист" (phyllon, φύλλον).

Търсене по буква