Растения используют кислород для многих биохимических процессов. При нормальных условиях его использование строго контролируется, но при стрессах часть молекул кислорода превращается в активные формы кислорода (АФК) — супероксид-анион, перекись водорода, гидроксильный радикал и другие. АФК могут играть двойную роль — быть как полезными сигнальными молекулами, так и опасными разрушителями клеточных структур. Дело в дозе.
Небольшие количества АФК образуются в хлоропластах, митохондриях и пероксисомах как побочный продукт фотосинтеза и дыхания. При благоприятных условиях они быстро нейтрализуются антиоксидантной системой.
При умеренном увеличении уровня АФК они выступают как сигнальные молекулы, включая защитные механизмы — синтез антиоксидантных ферментов, осмопротекторов, фитогормонов. Например, H2O2 (перекись водорода) может активировать гены антистрессовых белков и фенилпропаноидного пути.
При сильном стрессе (засуха, жара, заморозки, патогены, гербицидный ожог) уровень АФК резко возрастает. Они начинают окислять липиды мембран, денатурировать белки, повреждать ДНК — процесс, известный как оксидативный (окислительный) стресс.
При оксидативном стрессе возникает:
- побурение листьев и некроз,
- потеря тургора,
- ускоренное старение и опадение,
- снижение фотосинтеза из-за разрушения хлоропластов,
- снижение урожайности и качества.
Откуда берутся активные формы кислорода?
В растении кислород постоянно участвует в двух основных процессах — фотосинтезе и дыхании. В этих процессах электроны передаются по цепочкам реакций, чтобы вырабатывать энергию для роста и работы клетки.
Когда всё идёт нормально, кислород полностью восстанавливается до воды — это безопасно. Но если растение попадает в стресс — слишком много света, жара, нехватка воды или питательных веществ, повреждение листьев — цепочки начинают работать с перебоями. Электроны начинают передаваться не туда, куда нужно.
Вместо воды образуются нестабильные соединения кислорода — активные формы кислорода (АФК).
Сначала образуется супероксид - первая и самая быстрая форма. Если у растения на этом этапе хватает антиоксидантов для его обезвреживания, оксидативный стресс не наступет.
Затем из супероксида, с помощью фермента супероксиддисмутазы образуется перекись водорода. Она стабильная и является сигнальной молекулой, которая сигнализирует растению о надвигающемся стрессе.
Затем, в результате химической реакции Фентона, образуется гидроксильный радикал. Самый опасный. Существует доли секунды, но за это время успевает повредить всё, что находится рядом — липидные мембраны, белки, ДНК.
Гидроксильный радикал запускает цепную реакцию:
1. Атака мембраны
- Клеточные мембраны состоят из липидов — жировых молекул с двойными связями.
- Гидроксильный радикал вырывает водородный атом из молекулы липида.
- Липид превращается в липидный радикал (L•) — нестабильную молекулу, которая сама начинает искать, с чем бы прореагировать.
2. Реакция с кислородом
- Липидный радикал мгновенно соединяется с молекулой кислорода, образуя липидный пероксидный радикал (LOO•).
- Этот новый радикал ещё более активен.
3. Поражение соседних липидов
- LOO• отнимает водород у соседней липидной молекулы → превращает её в новый радикал (L•).
- Одновременно сам превращается в липидную гидроперекись (LOOH).
4. Разрастание реакции
- Новый радикал реагирует с кислородом → образует очередной LOO•.
- Цепь повторяется снова и снова, распространяясь по мембране.
Последствия известны – угнетение жизнедеятельности растения вплоть до его полной гибели.
В таких условиях клетки растения работают на пределе. В этот момент растению нужно не только «потушить пожар» — нейтрализовать активные формы кислорода (АФК), — но и быстро восстановить разрушенные структуры. Здесь ключевую роль играет сбалансированное минеральное питание и аминокислоты.
Внекорневое внесение готовых аминокислот экономит энергию растения, потому что ему не нужно тратить ресурсы на синтез. Особенно в этот момент важны цистеин, метионин, серин, которые необходимы для синтеза антиоксидантных ферментов (каталаза, пероксидазы).
А мы в свою очередь готовы предложить вам Вуксал Аминоплант, в состав которого входит: Аланин, Аргинин, Аспарагиновая кислота, Цистин, Глутаминовая кислота, Глицин, Гистидин, Изолейцин, Лейцин, Лизин, Метионин, Валин, Орнитин, Фенилаланин, Пролин, Серин, Треон.
Дополнительно в состав Вуксал Аминоплант входят: Гамма-Аминомасляная кислота (ГАМК), Ауксин, Фитиновая кислота, Инозитол, Холин, микроэлементы, витамины (В1, В2, В3), Никотиновая кислота, Биотин и Фолиевая кислота.
Применение Вуксал Аминоплант помогает восстановить растения после абиотических стрессов и снизить негативное действие Активных форм Кислорода.