Metabolity wtórne grzybów: czym są i dlaczego interesują naukowców?

W każdej komórce organizmów żywych zachodzą rozmaite, złożone procesy, w tym m.in. te związane z metabolizmem. Podczas ich przebiegu składniki odżywcze przetwarzane są w m.in. w energię oraz metabolity pierwotne i wtórne. Od kilkudziesięciu lat szczególnie ten drugi typ cieszy się dużym zainteresowaniem naukowców. Co to są więc metabolity wtórne? Jaka jest ich rola? I dlaczego mogą być potencjalnie przydatne dla ludzi? Przeczytaj o tym więcej w artykule.

Metabolity wtórne – czym są?

Jak już wyżej wspomniałem, metabolity są produktem przemian biochemicznych w organizmie, z których pierwotne są niezbędne do podstawowych procesów życiowych, w tym wzrostu i rozwoju organizmu. Są nimi m.in. aminokwasy, tłuszcze, kwasy nukleinowe i węglowodany – innymi słowy wszystko, co niezbędne życiu do wzrostu.

Inaczej to wygląda w przypadku metabolitów wtórnych. To substancje niebędące bezpośrednio potrzebne do funkcjonowania danego organizmu. Mogą być natomiast istotne z perspektywy adaptacji i przetrwania w środowisku. Oznacza to więc, że metabolity wtórne mogą służyć m.in. do obrony przed potencjalnymi pasożytami i drapieżcami, ale i przyciągać zapylaczy. Z drugiej strony mogą także odpowiadać za sygnalizację międzykomórkową. Cechą wypadkową tych związków jest np. określony smak, zapach, a nawet kolor danego organizmu.

Wśród metabolitów wtórnych wyróżnia się m.in. takie substancje, jak:

• alkaloidy,
• terpeny,
• flawonoidy,
• garbniki,
• fenole.

Typowe dla grzybów metabolity wtórne

W toku ewolucji grzyby wykształciły rozmaite metabolity wtórne, przez które oddziałują na otaczające je środowisko. Wyróżnia się dla nich 3 charakterystyczne grupy tych związków:

• poliketydy,
• terpenoidy,
• peptydy nierybosomalne.

Oprócz nich są także mykotoksyny, będące w istocie truciznami, jak i alkaloidy o zróżnicowanym działaniu.

Metabolity wtórne grzybów zostały szerzej docenione dość późno, bo dopiero pod koniec lat 20. XX wieku, kiedy Aleksander Fleming odkrył właściwości grzyba Penicillium. Związki zawarte w nim i wyekstrahowane z niego hamowały wzrost bakterii. Tak uzyskano pierwszą w historii penicylinę. Warto podkreślić, że substancje te mogą mieć zarówno bardzo pożyteczne cechy dla człowieka, jak i być śmiertelnie toksyczne.

Funkcje metabolitów wtórnych grzybów

Poliketydy należą do grupy metabolitów wtórnych, wśród których znajdują się związki szeroko wykorzystywane w medycynie. Używa się ich m.in. przy produkcji antybiotyków, leków przeciwnowotworowych oraz przeciwcholesterolowych.

Natomiast terpeny to szeroka gama substancji o działaniu leczniczym. Takie funkcje wykazują np. związki uzyskane z Pleurotus ostreatus – czyli boczniaka ostrygowatego. Skutecznie hamują one wzrost Candida albicans – grzybów obecnych w ludzkim przewodzie pokarmowym, których przerost może prowadzić do licznych dolegliwości. Te same związki potrafią efektywnie hamować proliferację wybranych bakterii, w tym Escherichia coli czy Staphylococcus aureus (gronkowca złocistego).

Peptydy nierybosomalne mają bardzo szerokie spectrum działania. Uzyskuje się z nich zarówno toksyny, jak i antybiotyki czy substancje używane w lekach immunosupresyjnych lub cytostatykach. Wspomniane też wyżej alkaloidy to duża grupa związków o zróżnicowanym działaniu, w tym np. psylocybina – substancja psychoaktywna, którą – mimo że według prawa wielu państw jest narkotykiem, naukowcy postrzegają jako potencjalnego sojusznika w walce z licznymi dolegliwościami natury psychicznej.

Dlaczego metabolity wtórne grzybów mogą być dla nas przydatne?

Jak wskazałem wyżej, metabolity wtórne grzybów mają już teraz szerokie zastosowanie w medycynie. Antybiotyki, leki obniżające poziom cholesterolu, przeciwnowotworowe… To tylko część możliwości, jakie dają nam te substancje. Poza tym mogą one być wykorzystywane też w rolnictwie jako biopestycydy oraz w przemyśle – w formie aromatów czy enzymów.

Do najciekawszych zastosowań jednak należy to związane ze zdrowiem psychicznym. Na tym polu dostrzega się możliwość użycia zarówno psylocybiny (w tzw. terapii psychodelicznej, badanej w celu leczenia depresji lekoopornej i PTSD), jak i grzybów funkcjonalnych, używanych jako tradycyjne adaptogeny i nootropy. Choć ww. alkaloid jest problematyczny z perspektywy prawnej, coraz więcej państw (w tym roku np. Czechy) otwierają się na wykorzystywanie jej w leczeniu wybranych dolegliwości natury psychicznej.

Z kolei metabolity wtórne takich grzybów, jak lwia grzywa, Reishi czy Maitake mogą pomóc w regeneracji układu nerwowego i redukcji stresu. Coraz więcej mówi się także o roli mykobioty i psychobiotyków uzyskiwanych na bazie niektórych grzybów. Bakterie i grzyby bytujące w układzie pokarmowym wiąże się bowiem ze zdrowiem psychicznym. W tym kontekście często rozpatruje się probiotyczny szczep drożdży – Saccharomyces boulardi, znany już od lat 20. XX w. Wydziela m.in. kwas kaprylowy, niszczący ściany komórkowe Candida albicans (wiązany ze stanami depresyjnymi). Dodatkowo konkuruje z nim o siedlisko, co prowadzi do efektywnej redukcji tych grzybów.

Metabolity wtórne grzybów – podsumowanie

Królestwo Fungi kryje przed nami jeszcze wiele tajemnic. A im bardziej się w nie zagłębiamy, tym więcej szans odkrywamy dla siebie. Metabolity wtórne grzybów są dowodem na to, że w naturze możemy znaleźć tysiące rozwiązań na problemy współczesnego świata. To jest – jeśli zostaną one odpowiednio wykorzystane.