Secondary plant substances

Scientists have always used nature as a source of inspiration for possible medicines. ASA originally comes from the bark of willow trees, painkillers come from the dried milky sap of the opium poppy and certain cancer drugs are extracted from the Pacific yew tree.

Many other drugs are further developments of molecules found in nature. For example, the oldest naturally occurring antibiotic has been continuously developed by attaching molecular structures and thus generating new antibiotics.

Sekundäre Pflanzenstoffe sind chemische Verbindungen, die in Pflanzen vorkommen und dort hauptsächlich Schutzfunktionen einnehmen. Grundlegende Rolle im Stoffwechsel der Pflanzen spielen sie keine – diese Aufgabe übernehmen „primäre“ Pflanzenstoffe wie Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Während man die primären Stoffe auf einer Hand abzählen kann, warten die sekundären Pflanzenstoffe mit einer unfassbaren Vielfalt auf.

Insgesamt sind bisher etwa 100.000 verschiedene bekannt. Von diesen kommen rund 5.000 bis 10.000 in der menschlichen Nahrung vor. Die verschiedenen sekundären Pflanzenstoffe lassen sich aufgrund ihrer chemischen Struktur und funktionellen Eigenschaften in verschiedene Gruppen einteilen. Zu diesen Gruppen gehören Polyphenole, Flavonoide, Alkaloide, Glucosinolate, Polyamine und viele weitere. Je nach chemischer Struktur unterscheiden sich die Effekte der besonderen Moleküle im menschlichen Körper.

Chlorophyll und Phytinsäure gehören ebenfalls zu den sekundären Pflanzenstoffen, lassen sich jedoch keiner definitiven Gruppe zuordnen.

In den letzten Jahrzehnten ist das Wissen über die Bedeutung sekundärer Pflanzenstoffe für die menschliche Gesundheit sprunghaft angestiegen. Nach vielen kleineren Studien wurden große prospektive Beobachtungsstudien (Kohortenstudien) und Interventionsstudien mit isolierten sekundären Pflanzenstoffen durchgeführt. Vor einigen Jahren war noch unklar, ob die Effekte auf dem Zusammenspiel verschiedener Moleküle beruhen, oder ob einzelne Stoffe dafür verantwortlich sind. Insbesondere hier hat die Forschung Licht ins Dunkel gebracht. Fest steht, dass eine Ernährung reich an sekundären Pflanzenstoffen viele Gesundheitsindikatoren verbessert.

Bevor wir uns die Effekte im Körper anschauen, werfen wir einen Blick auf die Funktionen in der Pflanzenwelt. Die Hauptaufgabe der sekundären Pflanzenstoffe besteht darin, Pflanzen vor schädlichen Einflüssen zu schützen. Sie dienen als natürliche Abwehrmechanismen gegen pflanzenfressende Insekten, Pilze, Bakterien und andere Krankheitserreger.

Sie können auch dazu beitragen, die Flora vor UV-Strahlung, Hitze, Kälte und anderen Umweltstressfaktoren zu schützen.

Auf Basis dieser bemerkenswerten Eigenschaften haben sich Forscher die Frage gestellt, ob sich manche Effekte auch auf den Menschen übertragen lassen, zumal viele der Pflanzen auf unserem Speiseplan stehen. Tausende Studien später kennen wir die erfreuliche Antwort darauf.

Viele sekundäre Pflanzenstoffe haben nachweislich antioxidative Eigenschaften, was bedeutet, dass sie freie Radikale bekämpfen und oxidative Schäden im Körper reduzieren können.

Freie Radikale sind instabile Moleküle, die in unserem Körper durch verschiedene Faktoren wie Umweltverschmutzung, Stress, Rauchen und ungesunde Ernährung entstehen. Ein gewisses Mindestmaß an „oxidativem Stress“ ist tatsächlich überlebenswichtig (unter anderem für unser Immunsystem). Ein Überschuss an freien Radikalen verursacht jedoch Zellschäden und wird deshalb mit chronischen Problemen wie Herzerkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Darüber hinaus können bestimmte sekundäre Pflanzenstoffe Entzündungen eindämmen und das Immunsystem stärken. Sie verbessern zudem die Durchblutung verbessern und unterstützen die Knochengesundheit.

By definition, bioavailability refers to the extent and speed at which an active ingredient is absorbed by the body and reaches its site of action. This proportion is often low for plant-based foods, including phytochemicals. However, various factors can improve absorption.

In the case of polyphenols, for example, bioavailability appears to be improved by physiological quantities, exposure to heat and particle size reduction (e.g. grinding) during processing. In addition, the presence or absence of certain nutrients can influence the bioavailability of polyphenols. For example, a higher fat content and the presence of other polyphenols can increase the bioavailability of polyphenols, while the presence of proteins and antioxidants (vitamins C and E) appears to reduce gastrointestinal degradation. As far as vitamins are concerned, however, the research results are mixed.

These fundamental findings were also the basis for the development of food supplements. Extracting or isolating the substances from the plants not only enables a higher concentration, but also greater purity. If the pure substances are then also paired with phospholipids, this results in significantly increased availability for our body.

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Secondary plant substances, including the well-known flavonoids, have numerous health benefits - but there are a few things to consider when it comes to dosage. An overdose can have various consequences.

1. Changes in hormone activity: Some secondary plant substances, such as isoflavones, can influence the activity of hormones in the body. Isoflavones from soy and red clover are similar in structure to estrogens and can therefore interact with the corresponding receptors in the body. At very high intakes, they can upset the hormonal balance.
2. Interactions with medications: Secondary plant substances can interact with certain medications via the CYP450 system of the liver and alter their effectiveness. For example, flavonoids can affect blood clotting and increase the risk of bleeding in people taking blood-thinning medication.
3. Toxicity: Although very rare, some phytochemicals can be toxic in high doses. For example, high doses of capsaicin, the phytochemical that gives chili peppers their heat, can cause gastrointestinal discomfort.
4. Allergic reactions: In some people, phytochemicals can trigger allergic reactions, especially when consumed in high quantities.

It is generally the case that the amount of phytochemicals consumed in a normal diet is usually safe. Problems usually arise from the improper or excessive use of food supplements. Therefore, follow the dosage recommendations on the packaging and talk to your trusted doctor beforehand if you are taking medication.