Φυτικό οξύ

Το φυτικό οξύ (αγγλ. phytic acid) είναι εξα-διυδροφωσφορικός εστέρας της ινοσιτόλης (συγκεκριμένα του ισομερούς μυο), που ονομάζεται συνήθως ινοσιτολικό εξαφωσφατίδιο (συντομογραφικά, IP6) και αποτελεί τη βασική μορφή αποθήκευσης του φωσφόρου σε πολλά φυτικά μέρη, ιδίως σε ποικιλίες σιτηρών (π.χ. σιτάρι, ρύζι, σίκαλη, κριθάρι). Σε φυσιολογικές τιμές οξύτητας (pH), τα φωσφορικά άλατα ιονίζονται μερικώς, με αποτέλεσμα να παράγεται το φυτικό ανιόν. Το (μυο) φυτικό ανιόν είναι άχρωμο, ενώ διαδραματίζει σημαντικό διατροφικό ρόλο ως η κύρια μορφή αποθήκευσης του φωσφόρου σε πολλούς φυτικούς ιστούς και στους σπόρους. Υπάρχει επίσης σε πολλά όσπρια και δημητριακά. Το φυτικό οξύ και το φυτικό ανιόν (αγγλ. phytate anion) έχουν ισχυρή δεσμευτική συγγένεια με τα διαιτητικά μέταλλα, το ασβέστιο, το σίδηρο και τον ψευδάργυρο, αναστέλλοντας την απορρόφησή τους στο λεπτό έντερο.Τα κατώτερα ινοσιτολικά πολυφωσφορικά είναι εστέρες της ινοσιτόλης με λιγότερα από έξι φωσφορικές ομάδες, όπως λ.χ. πεντα- (IP5), τετρα- (IP4) και τριφωσφορική ινοσιτόλη (IP3). Αυτά τα πολυφωσφορικά εμφανίζονται ευρέως στη φύση ως καταβολίτες του φυτικού οξέος.

 Το φυτικό οξύ ανακαλύφθηκε το 1903.Γενικά, ο φώσφορος και η ινοσιτόλη σε φυτική μορφή δεν είναι βιοδιαθέσιμα σε μη μηρυκαστικά ζώα επειδή αυτά τα ζώα δεν διαθέτουν το ένζυμο, φυτάση, που απαιτείται για την υδρόλυση των δεσμών ινοσιτόλης-φωσφορικού. Τα μηρυκαστικά είναι σε θέση να αφομοιώσουν το φυτικό άλας λόγω της φυτάσης που παράγεται από τους μικροοργανισμούς της μεγάλης κοιλίας.Στην πλειονότητα της βιομηχανοποιημένης γεωργίας, τα μη μηρυκαστικά ζώα, όπως λ.χ. οι χοίροι, τα πτηνά και τα ταψάρια, τρέφονται κυρίως με δημητριακά, όπως καλαμπόκι, όσπρια και σόγια. Επειδή το φυτικό οξύ -ή οι ενώσεις του- από αυτούς τους κόκκους και τα φασόλια δεν είναι διαθέσιμα για άμεση απορρόφηση, το μη απορροφημένο φυτικό οξύ διέρχεται μέσω του γαστρεντερικού σωλήνα, αυξάνοντας την ποσότητα του φωσφόρου στα κόπρανα.Η υπερβολική απέκκριση φωσφόρου μπορεί να οδηγήσει σε περιβαλλοντικά προβλήματα, όπως λ.χ. ο ευτροφισμός. Η χρήση ήδη φυτρωμένων σπόρων μπορεί να μειώσει την ποσότητα των ανεπιθύμητων φυτικών οξέων στις ζωοτροφές, χωρίς να επιφέρει σημαντική μείωση της θρεπτικής αξίας τους. Πρόσθετα βιώσιμες μεταλλαγμένες σειρές χαμηλής περιεκτικότητας σε φυτικό οξύ έχουν αναπτυχθεί σε πολλά είδη καλλιεργειών. Ωστόσο, προβλήματα βλάστησης φέρεται να έχουν εμποδίσει τη χρήση αυτών των ποικιλιών μέχρι στιγμής. Αυτό μπορεί να οφείλεται στον κρίσιμο ρόλο του φυτικού οξέος στην αποθήκευση τόσο του φωσφόρου όσο και των μεταλλικών ιόντων. Οι φυτικές παραλλαγές έχουν επίσης τη δυνατότητα να αξιοποιηθούν για την αποκατάσταση του εδάφους, για την ακινητοποίηση του ουρανίου, του νικελίου και άλλων ανόργανων ρύπων. Αν και εξόχως δύσπεπτο για πολλά ζώα (αφού απαντάται συχνότατα σε σπόρους), το φυτικό οξύ και οι μεταβολίτες του έχουν αρκετούς σημαντικούς ρόλους για τα φυτά σε πρώιμη ηλικία. Πιο συγκεκριμένα, το φυτικό οξύ λειτουργεί ως αποθήκη φωσφόρου, ως αποθήκη ενέργειας, ως πηγή κατιόντων και ως πηγή μυο-ινοσιτόλης (δηλ. μιας ουσίας που είναι πρόδρομος του κυτταρικού τοιχώματος). Το φυτικό οξύ είναι η κύρια μορφή αποθήκευσης του φωσφόρου στους σπόρους των φυτών.Στα ζωικά κύτταρα, τα (μυο) ινοσιτολικά πολυφωσφορικά είναι πανταχού παρόντα και το φυτικό οξύ (συν. ινοσιτολικό εξαφωσφατίδιο) είναι το πιο άφθονο, με τη συγκέντρωσή του να κυμαίνεται από 10 έως 100 μM στα κύτταρα των θηλαστικών, ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου και το αναπτυξιακό στάδιο. Αυτή η ένωση δεν λαμβάνεται από τη διατροφή των ζώων, αλλά πρέπει να συντίθεται στο εσωτερικό του κυττάρου από φωσφορικό άλας και ινοσιτόλη (η οποία με τη σειρά της παράγεται από τη γλυκόζη, συνήθως στα νεφρά). Η αλληλεπίδραση του ενδοκυτταρικού φυτικού οξέος με συγκεκριμένες ενδοκυτταρικές πρωτεΐνες έχει διερευνηθεί in vitro, και αυτές οι αλληλεπιδράσεις έχει βρεθεί ότι έχουν ως αποτέλεσμα την αναστολή ή την ενίσχυση των φυσιολογικών δραστηριοτήτων αυτών των πρωτεϊνών.Τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία από αυτές τις μελέτες υποδηλώνουν έναν ενδοκυτταρικό ρόλο για το φυτικό οξύ ως συμπαράγοντας στην επιδιόρθωση του DNA με μη ομόλογη τελική ένωση. Άλλες μελέτες που χρησιμοποιούν μεταλλάξεις ζυμομύκητα έχουν επίσης προτείνει ότι το ενδοκυτταρικό φυτικό οξύ μπορεί να εμπλέκεται στην εξαγωγή mRNA από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα.Το ινοσιτολικό εξαφωσφατίδιο διευκολύνει τον σχηματισμό της δέσμης των έξι ελίκων και τη συναρμολόγηση του ανώριμου πλέγματος HIV-1 Gag. Το IP6 αλληλεπιδρά με ιοντικές επαφές με δύο δακτυλίους υπολειμμάτων λυσίνης στο κέντρο του εξαμερούς Gag. Στη συνέχεια, η πρωτεολυτική διάσπαση αποκαλύπτει μια εναλλακτική θέση δέσμευσης, όπου η αλληλεπίδραση IP6 προάγει τη συναρμολόγηση του ώριμου πλέγματος καψιδίου. Αυτές οι μελέτες προσδιορίζουν το IP6 ως ένα φυσικό μικρό μόριο που προάγει τόσο τη συναρμολόγηση όσο και την ωρίμανση του HIV-1. Το IP6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην ενδοδοντική, συγκολλητική, προληπτική και αναγεννητική οδοντιατρική και στη βελτίωση των χαρακτηριστικών και της απόδοσης των οδοντιατρικών υλικών. Το φυτικό οξύ, κυρίως ως άλας με τη μορφή φυτίνης, βρίσκεται στο φλοιό και τους πυρήνες των σπόρων, συμπεριλαμβανομένων των ξηρών καρπών, των δημητριακών και των οσπρίων.Οι τεχνικές παρασκευής του οικιακού φαγητού μπορούν να διασπάσουν το φυτικό οξύ σε όλα αυτά τα τρόφιμα. Το απλό μαγείρεμα του φαγητού θα μειώσει σε κάποιο βαθμό το φυτικό οξύ. Πιο αποτελεσματικές μέθοδοι είναι το μούλιασμα σε ένα όξινο μέσο, η βλάστηση και η ζύμωση γαλακτικού οξέος όπως λ.χ. σε προζύμι και τουρσί.Δεν παρατηρήθηκε ανιχνεύσιμο φυτικό οξύ ή ιόντα του (λιγότερο από 0,02% του υγρού βάρους) σε λαχανικά όπως π.χ. το κρεμμύδι ή τα φύλλα λάχανου, ή σε φρούτα όπως τα μήλα, τα πορτοκάλια, οι μπανάνες ή τα αχλάδια.Ως πρόσθετο τροφίμων, το φυτικό οξύ χρησιμοποιείται και ως συντηρητικό, με την ονομασία E391. Το φυτικό οξύ έχει ισχυρή συγγένεια με τα διαιτητικά μέταλλα, π.χ. το ασβέστιο, τον σίδηρο και τον ψευδάργυρο, αναστέλλοντας την απορρόφησή τους από το λεπτό έντερο.Τα φυτοχημικά όπως λ.χ. πολυφαινόλες και ταννίνες επηρεάζουν τη δέσμευση. Όταν ο σίδηρος και ο ψευδάργυρος συνδέονται με το φυτικό οξύ, σχηματίζουν αδιάλυτα ιζήματα τα οποία είναι πολύ λιγότερο απορροφήσιμα στα έντερα.Επειδή το φυτικό οξύ μπορεί επίσης να επηρεάσει την απορρόφηση του σιδήρου, «η αποφυτινοποίηση θα πρέπει να θεωρείται ως μια σημαντική στρατηγική για τη βελτίωση της διατροφής με σίδηρο κατά την περίοδο του απογαλακτισμού». Η αποφυτινοποίηση από εξωγενή φυτάση σε τρόφιμα που περιέχουν ανιόντα φυτικού οξέος είναι μια προσέγγιση που διερευνάται για τη βελτίωση της διατροφικής υγείας σε πληθυσμούς που είναι ευάλωτοι σε ανεπάρκεια μετάλλων λόγω της εξάρτησής τους από τα βασικά τρόφιμα με φυτικά.