Ksantofüllid: kollased pigmendid taimelehtedes — määratlus ja roll

Ksantofüllid: kollased taimelehtede pigmendid — mis need on, kuidas need toimivad ja miks valgusolud paljastavad nende rolli taimede talitluses.

Ksantofüllid on teatud tüüpi kollased pigmendid, mida võib näha looduslikes esemetes ja eriti taimedes. Neid leidub enamiku roheliste taimede lehtedes, kus nad asuvad kloroplastides ja on seotud fotosünteetiliste valgukompleksidega. Klorofülli tõttu on terve lehe värv tavaliselt roheline ja ksantofüllid jäävad maskeerituks; kui klorofüll laguneb (näiteks sügisel või lehe vananemisel) või selle süntees on pärsitud, muutuvad kollased pigmendid nähtavaks. Erinevalt lihtsustatud väidetest ei ole ksantofüllide süntees täiesti sõltumatu valgust; nende tootmist ja kontsentratsiooni reguleerivad nii pärilikkus kui ka keskkonnatingimused (valgus, temperatuur, toitained). Etiolatsioonis — pimeduses kasvavate võrsete puhul — on klorofülli sisaldus väga madal ja lehed võivad tunduda kollakamad, sest ksantofüllid võivad jääda suhteliselt nähtavamaks.

Funktsioon ja paiknemine

Ksantofüllid on karotenoidide alamhulk: keemiliselt on nad karotenoidid, mis sisaldavad hapnikku (nt hüdroksüül- või epoksüdrühmad), mis muudab nad polaarsemaks kui karoteenid. Taimerakul paiknevad ksantofüllid peamiselt kloroplasti teatud osades — thylakoid-membraanides ja valguhulga kompleksides (light-harvesting complexes). Nende põhifunktsioonid on:

• valguse vastuvõtt ja energia edastamine fotosüsteemidele (light-harvesting);
• fotokaitse — liigse valguse energia dissipeerimine soojuseks, mis kaitseb fotosünteesiaparaati oksüdatiivse kahjustuse eest (näiteks ksantofüllide tsükkel: violaksantiin → anteraksantiin → zeaksantiin);
• antioksüdantne toime — reaktsioonid vaba radikaalidega ja peroksidaatsiooniga lipiidide tasandil.

Keemia ja näited

Ksantofüllid kuuluvad laiemasse karotenoidide klassi, kuid erinevad karoteenidest selgelt hapniku sisaldamise poolest. Tuntud ksantofüllide näited on:

• luteiin
• zeaksantiin
• violaksantiin
• neoksantiin
• anteraksantiin

Neid molekule saab taimede kudedest eraldada ja analüüsida kromatograafiatehnikate (nt HPLC) ja spektroskoopia abil.

Välimus, sügisvärv ja etioloogia

Kuna klorofülli kogus lehes sageli varjutab ksantofülle, muutuvad ksantofüllide kollased toonid silmatorkavaks peamiselt siis, kui klorofüll laguneb (nt sügisel lehe vananemisel ja langemisel). Etiolatsioonis (pimeduses kasvavate noorte võrsete puhul) on klorofülli süntees takistatud ja taimede varred ning lehed võivad olla läbipaistvamad või kollakad — see ei tähenda, et ksantofüllid tekiksid ainult pimeduses, vaid pigem seda, et need muutuvad nähtavamaks, kui roheline pigment puudub.

Inimese tervis ja kasutus

Mõned ksantofüllid, eriti luteiin ja zeaksantiin, on olulised inimtoidus: nad kogunevad silma kollatähni (macula lutea) ja võivad aidata säilitada nägemist ning kaitsta võrkkesta valguskahjustuste eest. Seetõttu leiduvad need ühendid toidulisandites ja neid uuritakse aktsepteeritud antioksüdantsete omaduste tõttu.

Nimi tuleneb kreekakeelsetest sõnadest "kollane" (xanthos, ξανθός) ja "leht" (phyllon, φύλλον).

Otsing