Melatonin a serotinin v obilovinách

Aneta Venclová

Bachelor's thesis

Melatonin and serotonin in cereals

Anotácia:

Melatonin je hormon, který je v rostlinách, tedy i v obilovinách, produkován během tmavé části dne a plní řadu významných funkcí. Kromě toho, že si jej rostliny vytváří samy, je možné ho do rostlin aplikovat exogenně. Melatonin má svůj význam ve vegetativním vývoji rostlin, a to především při vývoji kořenů a hypokotylů a zároveň při stárnutí rostlin, kdy má schopnost tento jev oddálit. Serotonin se vyskytuje v několika druzích rostlin, kde se zapojuje do celé řady fyziologických procesů, jako je kvetení nebo morfogeneze a podporuje také růst vedlejších kořenů. Stejně jako melatonin, tak i serotonin chrání rostlinu před napadením hmyzem nebo bakteriálními infekcemi. Avšak daleko významnější roli hraje serotonin v těle živočichů a lidí. U lidí je syntetizován v enterochromafinních buňkách střev, kde se nachází jeho převážná většina. Zbylý podíl (zhruba 5 %) serotoninu je v krevních destičkách a v centrální nervové soustavě, odkud řídí mnoho aktivit. Melatonin má nenahraditelnou roli v rostlinách jako ochrana proti působení abiotických i biotických stresů. Mezi abiotické stresory řadíme zvýšené zasolení půdy, nedostatek vody, teplotní extrémy, světlo, působení chemických látek, UV záření i přítomnost těžkých kovů v půdě a prostředí. Melatonin má dále schopnost zabraňovat degradaci chlorofylu v rostlinách, čímž usnadňuje průběh fotosyntézy. Mezi jeho další příznivé vlastnosti patří pozitivní vliv na růst sazenic, velikost listů, výšku rostliny a počet semen. U živočichů a lidí melatonin napomáhá oddalovat stárnutí, taktéž tomu je i u rostlin. Kromě toho má příznivé účinky na kvalitu a délku spánku a jako antioxidant pomáhá neutralizovat volné radikály v lidském organismu. Prekurzorem melatoninu i serotoninu je esenciální aminokyselina tryptofan, kterou si lidské tělo samo neumí syntetizovat, a proto ji musí přijímat z potravy. Hlavním zdrojem je maso, mléčné výrobky nebo semena rostlin. Melatonin se obecně syntetizuje biochemickou cestou z tryptofanu přes serotonin za pomoci celé řady enzymů. Oba hormony můžeme v rostlinách analyzovat pomocí celé řady instrumentálních analytických metod, z nich nejrozšířenější je HPLC, která využívá různých typů detekce.

Abstract:

Melatonin is a hormone, present in plants, cereals included, which is produced during dark hours of a day and which has many important functions. Aside from being produced in plant naturally, it may be applied exogenously. Melatonin plays important role in vegetative development of plants, especially during roots and hypocotylus forming, and as well in plant aging. It can delay it. Melatonin plays crucial role when plants face abiotic and biotic stressors. Abiotic stressors are salinity, lack of water, cold or hot conditions, light, effect of chemicals, UV light and heavy metals. Melatonin can prevent chlorophyll losses and enables smooth photosynthesis process. As well, melatonin positively affects plant growth, leaf size, plant height and seed count. In animals and humans, it can delay aging, similar as in plants. It positively affects sleep quality and length. As an antioxidant, melatonin reduces effect of free radical in human body. Serotonin is found in some plant species, where it influences blooming and morphogenesis, and it promotes growth of secondary roots. It has protective function, similar to melatonin. It protects plants against infections. However, serotonin may be more important in animal or human bodies. In humans, it is synthesized in enterochromaffin cells within intestines, where is accumulated majority of it. Small quantities (about 5%) are in blood platelets and in nervous system, where it controls many processes. Melatonin and serotonin precursor is essential amino acid tryptophan. Human body is not able to synthesize it. It must be supplied as nutrient in food. Main sources are meat, dairy products and various seeds and grains. Tryptophan is precursor of serotonin and serotonin is precursor of melatonin. Synthesis requires assistance of many enzymes. There is a wide range of analytic methods used to measure levels of melatonin and serotonin in plants. The most common is HPLC method.

Kľúčové slová

serotonin, obiloviny, tryptofan, biosyntéza, analytické metody, melatonin

Keywords

melatonin, serotonin, tryptophan, cereals, biosynthesis, analytic methods

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Miloslav Šulc, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / odbor:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs