Botanika s farmakognozijom Ante Orbani mag pharm Znaenje
Botanika s farmakognozijom Ante Orbanić, mag. pharm.
Značenje učenja botanike i farmakognozije BOTANIKA – nauka o biljnom svijetu, dio biologije (“bios” – život, “logos” – znanost)
Podjela botanike: Pristup predmetu: Građa koju proučava: • FUNDAMENTALNA BOTANIKA – istražuje biljni svijet • PRIMJENJENA BOTANIKA – istražuje biljne vrste važne za određenu struku (npr. farmaciju) • OPĆA BOTANIKA – temelj za upoznavanje drugih posebnih botaničkih disciplina • POSEBNA BOTANIKA
OPĆA BOTANIKA POSEBNA BOTANIKA a) MORFOLOGIJA – vanjska građa biljaka (npr. veličina listova) b) ANATOMIJA – unutrašnja građa biljaka (građa staničja) c) FIZIOLOGIJA – funkcija u području izmjene tvari, izmjene oblika te gibanja (prehrana, disanje, rast i razmnožavanje) a) SISTEMATIKA (TAKSONOMIJA) – srodstveni odnosi te svrstavanje biljnih jedinki u hijerarhijski sustav (rod, porodica, red, razred, odjeljak) b) EVOLUCIJA – zakonitosti i uzroci stvaranja svojti c) GEOBOTANIKA – biljni zemljopis
GEOBOTANIKA • nastoji objasniti zakonitosti i uzroke rasprostranjenosti i zajedničkog života biljaka a) horologija – znanost o rasprostranjenosti b) fitocenologija – znanost o biljnim zajednicama c) ekologija – istražuje odnos između biljaka i okoliša d) genetska ( povijesna ) geobotanika – proučava povijest flore i vegetacije
Dr. sc. Fran Kušan ( 1902 – 1972 ) • hrvatski biolog, botaničar, putopisac, planinar, rodom iz BIH • 1939. botanički vrt na Sljemenu kojem je bio ravnatelj • 1947. Botanički vrt ljekovitog bilja koji je u sastavu Farmaceutsko – biokemijskog fakulteta • 1967. osnovao je botanički vrt u Modrć – docu podno Zavižana
Botanički vrt ljekovitog bilja "Fran Kušan" • 1947. godine • u vrtu raste više stotina različitih vrsta ljekovitog • u sastavu Farmaceutsko bilja koje su sa svojih – biokemijskog fakulteta istraživačkih putovanja Sveučilišta u Zagrebu donosili suradnici Zavoda • dio biljaka zasađen je iz sjemena koje su donosili slali inozemni prijatelji i suradnici
CITOLOGIJA • znanost o stanici (Robert Hooke 1665. god. ) • osnovna strukturna i funkcionalna jedinica svih poznatih organizama • zajedničko svim stanicama: ü stanica uvijek nastaje iz stanice ü svaka stanica ima kompletnu genetičku informaciju pohranjenu u DNA ü identična reduplikacja DNA ü membrana je granica između stanice i okoliša ü ATP kao izvor energije ü izmjena tvari (enzimi, regulacija)
PROKARIOTI Nukleoid – kromosomski materijal koji nije zatvoren u jezgru - evolucijski starije mikoplazme cijanobakterije ili modrozelene alge bakterije EUKARIOTI Nasljedni materijal smješten u jezgri obavijenoj posebnom jezgrinom membranom biljna stanica životinjska stanica
PROKARIOTSKA STANICA • • jednostavne je građe te ima staničnu stjenku i membranu, ali nema staničnu jezgru ( nemaju oblikovanu jezgrinu ovojnicu ) i organele, ali ima ribosome koji su manji od eukariotskih slobodna, prstenasta, zatvorena DNA - nukleoid EUKARIOTSKA STANICA • • • jezgra obavijena posebnom jezgrinom membranom stanični organeli: endoplazmatski retikulum, golgijev aparat, lizosomi, mitohondriji i plastidi biljna stanica ima čvrstu staničnu stjenku, sadrži plastide i vakuolu, dok životinjska stanica to nema
ŽIVI DIJELOVI STANICE NEŽIVI DIJELOVI STANICE • Citoplazma • Jezgra • Plastidi • Stanična stijenka • Stanični sok i stanične uklopine (škrobna zrnca, masna ulja)
DIOBA STANICE: • biološki proces u kojem se roditeljska stanica dijeli u dvije ili više stanica kćeri 1. INDIREKTNA ILI EVAKCIJSKA DIOBA – konstantnost genetskog materijala (mitoza) 2. DIREKTNA ILI REDUKCIJSKA DIOBA – kvantitativna i kvalitativna – miješanje genetskog materijala (mejoza) • OBLIK STANICE: • ovisi o njihovoj funkciji 1. izodijametrične ( parenhimske ) stanice – dužina i širina su približno jednake – u parenhimima 2. prozenhimske stanice – dužina im više puta prelazi širinu i na krajevima su često zašiljene
CITOPLAZMA osnovna supstancija stanice bez organela sadrži vodu ( 60 – 70% ), proteine ( 10 – 20% ), lipide, nukleinske kiseline… bezbojna, gusta, sluzava, koloidna otopina strujanjem ili gibanjem citoplazme olakšava se raznošenje hranjivih tvari, a brzina gibanja ovisi o temperaturi ( najpogodnije je 37°C ), viskoznosti itd. • Gibanje može biti: a) plazmatska rotacija – kružno gibanje citoplazme u istom smjeru b) plazmatska cirkulacija – gibanje citoplazme u suprotnim smjerovima c) fluktuacijsko gibanje plazme – ritmičko strujanje sadržaja stanice u • • jednom pa u drugom smjeru • Slojevi citoplazme: 1. PLAZMALEMA – granični sloj prema staničnoj stjenci 2. TONOPLAST – granični sloj prema vakuoli (regulacija tvari ) 3. MEZOPLAZMA – osnovna masa citoplazme između ta dva sloja
CITOPLAZMATSKI ORGANELI 1. ENDOPLAZMATSKI RETIKULUM • vrlo pokretan sustav isprepletenih endomembrana ( plosnate šupljine ) koje se protežu od jezgre do stanične površine • veza citoplazme i jezgre • ER služi upijanju i prijenosu hranjivih tvari • sinteza organskih tvari ( masti, UH i proteina ) 2. GOLGIJEV APARAT • skupine pločasto spljoštenih šupljina ili cisterni koje su međusobno povezane, dio Golgijevog aparata nastaje iz ER • međusobno povezane cisterne tvore diktiosom – skup lamela u kojima se sintetiziraju tvari stanične stjenke ( kiseli polisaharidi, pektini, hemiceluloza, sluz )
3. RIBOSOMI • male kugličaste čestice, koje se sastoje od ribonukleinske kiseline ( RNA ) i proteina, mogu biti slobodni ili vezani na ER • sinteza proteina 5. SFEROSOMI • stvaraju na krajnjim nabreklinama spojki ER i u njima se odvija sinteza tvari 4. MITOHONDRIJI • kuglasti, štapičasti do nitasti stanični organeli obavijeni sa dvije membrane • glavni sastojci mitohondrija su lipidi, bjelančevine, DNA, RNA i ribosomi • vanjska membrana pripada citoplazmi a unutarnja membrana mitohondrija je veća – “kriste” – STANIČNO DISANJE • “energetske centrale” – stvaranje najvećeg dijela ATP-a
5. • • 1. a) b) c) 2. a) • • b) • PLASTIDI - biljni živi stanični organeli koji sadrže vlastitu genetičku uputu (dvolančana kružna molekula DNA) nisu prisutni kod životinja, prokariotskih bakterija, modrozelenih alga i heterotrofnih gljiva Kromatofori - plastidi koji nose boju FOTOSINTETSKI AKTIVNI PLASTIDI: Kloroplasti - zeleni, okrugli, diskoliki ili vrpčasti oblici bogati klorofilom a nalaze se u stanicama višeg bilja Feoplasti - klorofil prekriven smeđim pigmentima (smeđe alge) Rodoplasti - sadrže crveni pigment (crvene alge) FOTOSINTETSKI NEAKTIVNI PLASTIDI: Kromoplasti - su žuto, narančasto ili crveno obojeni plastidi mnogih cvjetova (neven, dragoljub ), plodova ( divlja ruža, paprika, rajčica ) i korijena ( mrkva ) ne sadrže klorofil pa su fotosintetski neaktivni obojeni plodovi privlače ptice i životinje pa se tako rasprostranjuju sjemenke, a istaknute boje cvjetova privlače kukce za oprašivanje Karoten (provitamin vit. A) se u ljudskom organizmu razlaže i stvara vitamin A Leukoplasti - bezbojni plastidi (u spremišnim tkivima - sjemenke, gomolji i korijen) - izgrađuju iz šećera sekundarni ili pričuvni škrob Plastidi su međusobno bliski te jedni prelaze u druge (npr. plodovi rajčice pri dozrijevanju od zelenih postaju crveni – kloroplasti prelaze u kromoplast)
KLOROPLASTI • klorofil je najvažniji biljni pigment, koji je aktivan za vrijeme fotosinteze - dolazi u 2 kemijski srodna oblika: modrozeleni klorofil i žutozeleni klorofil • kloroplasti se javljaju u obliku brojnih okruglih zrna ili grana uklopljenih u bezbojnu stromu plastida - brojni kupovi membranskih vrećica ( cjevčica ) tzv. tilakoida koje obiluju pigmentima, enzimima i proteinima; tu se odvijaju reakcije fotosinteze na svjetlu, a u stromi se odlažu produkti nastali procesom fotosinteze • u kloroplastima se na svjetlu iz vode ( iz korijena prodire u stablo i list ) i ugljik ( IV ) oksida (dolazi iz atmosfere ) stvara primarni ili asimilacijski škrob, koji se ne nakuplja u listovima, već se pretvara u glukozu (prehrana) • uz zelene klorofile javljaju se i karotenoidi koji su topljivi u mastima
JEZGRA • najveći je organel eukariotske stanice (više biljke i životinje) • obavijena je s dvije membrane - vanjska membrana se nastavlja na ER i pripada citoplazmi, a unutarnja pripada samoj jezgri • regulator izmjene tvari i sadrži enzime bitne za život biljaka • Kromatin – sadržaj jezgre a čine ga DNA i bjelančevine SASTAV JEZGRE: ü jezgrina ovojnica - ima dvije membrane ü jezgrin sok ( nukleoplazma ) - sadrži enzime ü kromatinska struktura ( kromosomi ) - genetska informacije ü Jezgrica - sadrži RNA, proizvodnja ribosomskih RNA
STANIČNA STIJENKA • u biljnim stanicama, kod gljiva i bakterija • dodatna zaštita stanici • kod većine biljaka građena je od polisaharida celuloze, a kod gljiva od polisaharida hitina • u prozenhimskim stanicama drva koje provode vodu i otopljene mineralne soli, javljaju se unutarnja zadebljanja sekundarne stjenke koja ne sprečavaju rast stanica u dužinu, pa se te stanice istegnute u dužinu spajaju u cijevi tvoreći traheje ( provodno staničje ) • stanjena ( ne zadebljana ) mjesta u staničnoj stjenci ( sekundarnoj ovojnici) preko kojih se odvijaju veze s drugim stanicama nazivaju se jažice ( obične pore )
STANIČNI SOK • skuplja se u kanalićima ER u obliku sitnih kapljica, koje zatim stvaraju mjehurićaste nabrekline – vakuole • sadrži 70 – 95% vode • sastojci staničnog soka: a) organske kiseline - slobodne, u obliku soli ili estera b) ugljikohidrati - nastaju kao produkt fotosinteze c) heterozidi - spojevi koji se sastoje od dva dijela: aglikona ( nešećerni dio ) i glikona ( šećerni dio u cikličkom obliku ) - most između aglikona i glikona je najčešće kisik d) trjeslovine (tanini) - derivati fenola i fenolnih kiselina e) alkaloidi - organski spojevi, koji sadrže dušik ugrađen u heterociklički prsten (morfin, papaverin, kofein, kokain itd. ) f) antocijani - su u vodi topljivi spojevi, koji daju boju cvjetovima ( ruža, božur, sljez ) i plodovima ( borovnica, višnja, kupina)
• antocijani mijenjaju boju ovisno o p. H vrijednosti staničnog soka ( kiseli p. H – crvena boja, neutralni p. H – ljubičasta boja, lužnati p. H – plavozelena boja) i broju šećera vezanih na aglikon g) enzimi - biološki vrlo važna skupina proteina, a sudjeluju u izmjeni energije između stanice i njene okoline h) vitamini - organski spojevi raznovrsne strukture i kemijskih osobina, neophodni za normalno funkcioniranje organizma - vitamini topljivi u mastima (A, D, E, K) i vitamini topljivi u vodi (B kompleks, C) i) antibiotici i fitoncidi -antibiotici su tvari koje luče neki niži organizmi, osobito gljive i bakterije a mogu biti baktericidni i bakteriostatski Fitoncidi su tekuće i hlapljive tvari baktericidnog i bakteriostatskog djelovanja, koje luče više biljke ( crveni luk, češnjak, hren )
ORGANSKE KISELINE • oksalna kiselina ( listovi rabarbare ) – sa solima Ca stvara u vodi netopljive kristale kalcijeva oksalata koji se talože u staničnom soku (kristali kod različitih biljaka imaju različit oblik i važno su dijagnostičko obilježje) • octena kiselina – vrlo je zastupljena u eteričnim uljima u obliku estera ( cvijet lavande, list paprene metvice ) • mravlja kiselina – utvrđena je u koprivi • jabučna kiselina – u velikoj količini nalazi se u jabukama, ali se također nalazi u plodovima višnje, brusnice… • limunska kiselina – nalazi se u plodovima limuna • vinska kiselina – javlja se u plodovima grožđa i maline
ŠKROB • stanična uklopina, a sastoji se od amiloze i amilopektina • u zelenim listovima tijekom fotosinteze nastaje primarni ili asimilacijski škrob, koji se nalazi u stromi kloroplasta između tilakoida i taj se škrob pomoću enzima pretvara u glukozu, koja se prenosi u druge biljne organe, gdje se ponovno pretvara u škrob – sekundarni ili tranzitorni škrob • kad se sekundarni škrob stvara u gomoljima, podancima, sjemenkama, naziva se pričuvni škrob ( karakterističnog oblika i bitan za farmaciju ) • otopinom joda škrob se boji ljubičasto • kod porodice Asteraceae umjesto škroba stvara se inulin (polisaharid skladištenje energije)
MASNA ULJA • u sjemenkama i plodovima • većina masnih ulja je u tekućem stanju, dok je ulje kakaovca kruto • Masna ulja mogu biti: a) sušiva – sadrže puno nezasićenih masnih kiselina, a nanesena u tankom sloju daju prozračni film ( ulja lana, konoplje i maka ) b) polusušiva – ulja pamuka i sezama c) nesušiva – najbitnija za farmaciju ( ulja masline, badema)
ETERIČNA ULJA • su lako hlapljive, mirisne smjese tvari uljne konzistencije • teško topljive u vodi, destiliraju s vodenim parama, a pripremaju se iz biljnih sirovina • dolaze u različitim biljnim organima: u korijenu (odoljen), u plodovima (komorač), u listovima (kadulja ), u cvjetovima (kamilica) • nastaju u posebnim žlijezdama • imaju važnu ulogu u oprašivanju - privlače mirisom kukce
- Slides: 26