Xantofillok – a növények sárga pigmentjei: definíció és szerep

Xantofillok: a növényi sárga pigmentek definíciója, működése és szerepe a levélben — miért válnak láthatóvá fényhiányban és hogyan különböznek a klorofilltól

A xantofillok olyan sárga pigmentek, amelyek a természetes tárgyakban láthatók. Többnyire oksigenált karotinoidok (azaz oxigéntartalmú karotin-származékok), amelyek a legtöbb zöld növény levelében és más fotoszintetizáló szervezetekben is megtalálhatók. Kémiailag hidroxi- vagy epoxi-csoportokat tartalmaznak, ami megkülönbözteti őket az egyszerű karotinoktól (pl. béta-karotin). Bár egy egészséges levél zömében zöldnek látszik a klorofillok miatt, a xantofillok fontos szerepet játszanak a fotoszintézisben és a növény védelmében.

Az eredeti megfogalmazás pontosítva: a klorofilltól eltérően a xantofillok szintézise nem feltétlenül igényel fényt, ezért sötétebb körülmények között vagy a klorofill leépülésekor a leveleket sárgának látjuk. Például a növények etiolt állapotban (fénytől elzártan nevelve) gyakran sárgás listára válnak, mert a klorofill hiánya miatt a xantofillok jól láthatóvá válnak.

Kémiai jellemzők

• Oxigéntartalmú karotinoidok: a xantofillokban gyakoriak a hidroxil- és epoxi-csoportok.
• Oldhatóság: lipidekben oldódnak, a kloroplasztisz membránjaihoz kötődnek (thylakoid membránok).
• Szín: sárga árnyalatok — a pontos szín függ a koncentrációtól és a környező fehérjéktől.

Funkciók a növényben

• Fénygyűjtés: bizonyos xantofillok a fénygyűjtő komplexekhez kötődve segítik a fotoszintetikus pigmentek közötti energiaátvitelt.
• Fotoprotekció: elnyelik a fölösleges fényt és elvezetik a felesleges energiát, ezzel csökkentik a fotoodást és megakadályozzák a reaktív oxigénfajták (ROS) keletkezését.
• Xantofill-ciklus: a violaxantin–antheraxantin–zeaxantin átalakulások dinamikája (xantofill ciklus) a hangtalan csillapításban (non-photochemical quenching, NPQ) vesz részt — ez gyorsan képes levezetni a túlzott fényenergiát hővé.
• Antioxidáns hatás: quench-elik a szingulett-oxigént és egyéb reaktív fajokat, védve a lipidmembránokat és fehérjéket.

Típusok és előfordulás

• Lutein és zeaxantin: gyakoriak a zöld leveles növényekben; lutein a leggyakoribb xantofill a szántóföldi növényekben.
• Violaxantin, neoxantin: részt vesznek a xantofill-ciklusban; fotoprotektív szerepűek.
• Fucoxantin: egy speciális xantofill, amely a barna algákban és a diatómákban fordul elő, és a barna színt adja ezeknek az algáknak.
• Számos más xantofill is ismert, előfordulnak zöld növényekben, algákban és néhány baktériumban.

Őszi lombszín és más színjelenségek

Az őszi lombszín kialakulásakor a klorofillok lebomlanak, ezért a levelekben korábban rejtett xantofillok (és egyéb karotinoidok) válnak láthatóvá, ami a sárga és arany színeket eredményezi. Ezzel szemben az anthocianinok felelősek a vörös-piros árnyalatokért.

Élettani és emberi jelentőség

• Növényélettan: a xantofillok létfontosságúak a növény túléléséhez intenzív fényben, mert csökkentik a fénykárosodást.
• Táplálkozás és egészség: az emberi táplálkozásban fontos pigmentek: a lutein és zeaxantin koncentrálódik a retina sárgafoltjában (macula lutea), és szerepük lehet a korral összefüggő makuladegeneráció (AMD) kockázatának csökkentésében. Jó forrásai a zöld leveles zöldségek, tojás, kukorica és sárga-narancssárga gyümölcsök.
• Ipari alkalmazások: élelmiszer-színezékek, táplálékkiegészítők (kiegészítőként lutein/zeaxantin), és kutatási célokra (pl. HPLC-vel történő analízis).

A név a görög "sárga" (xanthos, ξανθός) és "levél" (phyllon, φύλλον) szavakból származik.

Összefoglaló — mit érdemes megjegyezni?

• A xantofillok sárga, oksigenált karotinoid pigmentek, amelyek fontos fotofiziológiai és védelmi szerepet töltenek be a növényekben.
• Nem mindig láthatóak zöld levelekben, mert a klorofill elfedi őket; klorofillvesztéskor vagy sötétben azonban jól megfigyelhetők.
• Fontos az emberi táplálkozásban is, különösen a szem egészsége szempontjából.

Keresés betűvel