Liečivé rastliny v meniacich sa environmentálnych podmienkach

Vliv abiotických a biotických stresorů na vlastnosti rostlin 11.5.2005
Katióny kovov Triedy A charakterizujú elektrónové konfigurácie inertného plynu (d 0 ),
sférická symetria, nízka polarizovateľnosť, pričom stabilita ich komplexov koreluje
s pomerom z 2 /r. Kovy tejto skupiny preferujú O-donorové ligandy pred S-donorovými
ligandami. V prirodzených fyziologických koncentráciách nie sú tieto katióny toxické,
toxickými sa stávajú až vtedy, keď ich koncentrácia dosiahne takú hladinu, že môžu vážne
ohroziť homeostázu bunky (napr. porucha regulačných procesov v bunke).
Katióny kovov Triedy B charakterizujú elektrónové konfigurácie nd 10 a nd 10 (n + 1)s 2 , ich
katióny majú ľahko deformované elektrónové konfigurácie, vykazujú vysokú
polarizovateľnosť, pri tvorbe komplexov zohráva úlohu kovalentná väzba, pričom tieto kovy
vytvárajú stabilnejšie komplexy ako katióny Triedu A . Ich komplexy s N-donorovými
ligandami sú stabilnejšie ako komplexy s O-donorovými ligandami. Pre organizmy sú kovy
Triedy B najtoxickejšie a ich vysoká toxicita súvisí s vysokou afinitou k S-donorovým
ligandom, ktoré sú súčasťou mnohých biomolekúl. Vytvárajú však aj stabilné komplexy
s O-donorovými ligandami, a to vo väčšej miere ako kovy Triedy A a prechodné kovy.
Katióny prechodných kovov sú schopné tvoriť komplexy so všetkými typmi donorových
ligandov, pričom majú určitý podiel charakteru kovov Triedy B, ktorý závisí od umiestnenia
kovu v periodickej tabuľke a rastie smerom zľava doprava a zhora dole (obr. 4). Z hľadiska
ich afinity k atómom síry, dusíka alebo kyslíka patria medzi katióny Triedy A a B.
Mechanizmus ich toxicity spočíva väčšinou v ich schopnosti vytlačiť kovy Triedy A alebo
iné prechodné katióny (Zn) z metaloproteínov. Tieto kovové ióny sú obvykle menej toxické
ako kovy Triedy B, ale môžu byť oveľa toxickejšie ako kovy Triedy A.
Vo všeobecnosti účinok kovov na rastliny v prirodzených podmienkach závisí od vyššie
uvedenej klasifikácie kovov, koncentrácie daného kovu v substráte, prístupnosti kovu pre
rastlinu, kapacity rastliny prijímať kov zo substrátu, metabolických procesov rastliny
a ďalšieho transportu kovu v rastline. Mechanizmus toxických účinkov kovov na rastliny
spočíva vo vytláčaní esenciálnych kovov z biomolekúl (enzýmov), blokovaní esenciálnych
funkčných skupín biomolekúl, zmene konformácie biomolekúl, narušení integrity membrán
a modifikácii niektorých iných biologicky aktívnych látok (prehľadne 9).
Jedným z kovov, ktorý nepatrí medzi esenciálne prvky, a preto je aj v malej koncentrácii pre
rastliny toxický, je kadmium (jeho iónový index je 4.2 a kovalentný index 2.7, čím sa
zaraďuje medzi kovy Triedy B). Pre tento kov sú známe limitné hodnoty v pôde (výluh 2M
HNO 3 ): referenčná hodnota (0,30 mg kg -1 ), prirodzená koncentrácia (0,46 – 0,78 mg kg -1 ),
kontaminovaná pôda (5 mg kg -1 ), potrebná sanácia pôdy (20 mg kg -1 ), klarkový obsah (0,10
46