Σαπωνίνες

Οι σαπωνίνες (λατινικά "sapon", σαπούνι, αγγλ. saponins), σπανίως αναφερόμενες και ως γλυκοζίτες τριτερπενίων, είναι πικρές συνήθως τοξικές οργανικές ουσίες -φυτικής προέλευσης- που έχουν αφρώδη συμπεριφορά όταν αναδεύονται στο νερό. Απαντώνται ευρέως αλλά ανευρίσκονται ιδιαίτερα στο σαπωνόχορτο (γένους Saponaria), ένα ανθοφόρο φυτό, το δέντρο του σαπωνόφυτου Quillaja saponaria και τη σόγια (Glycine max L.). Χρησιμοποιούνται σε σαπούνια, φάρμακα, πυροσβεστήρες, ιδίως ως συμπληρώματα διατροφής, αλλά και για τη σύνθεση στεροειδών και σε ανθρακούχα ποτά. Δομικά είναι γλυκοζίτες, σάκχαρα συνδεδεμένα με ένα άλλο οργανικό μόριο, συνήθως στεροειδές ή τριτερπένιο, ένα στεροειδές δομικό στοιχείο. Οι σαπωνίνες είναι τόσο υδατοδιαλυτές όσο και λιποδιαλυτές, γεγονός που τους δίνει τις χρήσιμες διττές ιδιότητες του σαπουνιού. Μερικά παραδείγματα αυτών των χημικών ουσιών είναι η γλυκυρριζίνη, το άρωμα γλυκόριζας και η quillaia, ένα εκχύλισμα φλοιού που χρησιμοποιείται σε ποτά.

 Οι σαπωνίνες είναι μια υποκατηγορία τερπενοειδών, η μεγαλύτερη κατηγορία φυτικών εκχυλισμάτων. Η αμφιπαθητική φύση των σαπωνινών τους δίνει δράσεις ως επιφανειοδραστικές ουσίες με τη δυνατότητα να αλληλεπιδρούν με συστατικά της κυτταρικής μεμβράνης, όπως τη χοληστερόλη και τα φωσφολιπίδια, καθιστώντας τες χρήσιμες για την ανάπτυξη καλλυντικών και φαρμάκων.Οι σαπωνίνες έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ως ανοσοενισχυτικά στην ανάπτυξη εμβολίων, όπως το Quil, ένα εκχύλισμα από το φλοιό του φυτού Quillaja saponaria. Επίσης είναι εφικτή η χρήση τους σε εμβόλια υπομονάδας και εμβόλια που στρέφονται κατά των ενδοκυτταρικών παθογόνων. Κατά τη χρήση τους ως ανοσοενισχυτικά για την παρασκευή εμβολίων, η τοξικότητα που σχετίζεται με τη συμπλοκοποίηση στερόλης παραμένει σε επίπεδα μερικώς επικίνδυνα.Ενώ οι σαπωνίνες προωθούνται στο εμπόριο ως συμπληρώματα διατροφής και χρησιμοποιούνται στην παραδοσιακή ιατρική, δεν υπάρχουν κλινικές ενδείξεις υψηλής ποιότητας ότι έχουν σαφή ευεργετική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία. Το Quillaja είναι τοξικό όταν καταναλώνεται σε μεγάλες ποσότητες, που περιλαμβάνει πιθανή ηπατική βλάβη, γαστρικό πόνο, διάρροια ή άλλες ανεπιθύμητες παρενέργειες.Οι σαπωνίνες χρησιμοποιούνται για τις επιδράσεις τους στις εκπομπές αμμωνίας στη διατροφή των ζώων. Στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, οι ερευνητές διερευνούν τη χρήση σαπωνινών που προέρχονται από φυτά για τον περιορισμό ορισμένων ειδών σκουληκιών.Οι σαπωνίνες παρουσιάζουν αντιοξειδωτικό δυναμικό στα μιτοχόνδρια του εγκεφάλου. Οι σαπωνίνες έχουν υπολιπιδαιμικές ιδιότητες καθώς μειώνουν τα επίπεδα χοληστερόλης και λιποπρωτεϊνών χαμηλής πυκνότητας και μπορεί να είναι χρήσιμες στη θεραπεία της δυσλιπιδαιμίας.Οι σαπωνίνες παρουσιάζουν κυτταροτοξική δράση στα καρκινικά κύτταρα μέσω της επαγωγής απόπτωσης. Έχουν επίσης χημειοθεραπευτικές ιδιότητες, καθώς διαθέτουν μηχανισμούς που ελέγχουν την έκφραση πρωτεΐνης που συνδέεται με τον κυτταρικό κύκλο, την εξέλιξη του καρκίνου και τη μετάσταση.Τα αντιδιαβητικά αποτελέσματα από χρήση των σαπωνινών έχουν αναφερθεί εκτενώς, με τις σαπωνίνες να αναγνωρίζονται ως δραστικές ουσίες από φαρμακευτικά φυτά. Στα φυτά, οι σαπωνίνες μπορεί να χρησιμεύσουν ως αποταμιευτικές ουσίες και για την προστασία του φυτού από μικρόβια και μύκητες. Ορισμένες φυτικές σαπωνίνες (π.χ. από βρώμη και σπανάκι) μπορεί να ενισχύσουν την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών και να βοηθήσουν στην πέψη των ζώων. Ωστόσο, οι σαπωνίνες είναι συχνά πικρές στη γεύση και έτσι μπορούν να μειώσουν τη γευστικότητα των φυτών (π.χ. στις ζωοτροφές) ή ακόμη και να ενισχύσουν την απειλητική για τη ζωή τοξικότητα των ζώων. Ορισμένες σαπωνίνες είναι τοξικές για τους ψυχρόαιμους οργανισμούς και τα έντομα σε συγκεκριμένες συγκεντρώσεις. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τον καθορισμό των ρόλων αυτών των φυσικών προϊόντων στους οργανισμούς - ξενιστές τους, οι οποίοι έχουν περιγραφεί ως ελάχιστα κατανοητοί μέχρι και σήμερα. Οι περισσότερες σαπωνίνες, οι οποίες διαλύονται εύκολα στο νερό, είναι δηλητηριώδεις για τα ψάρια. Ως εκ τούτου, στην εθνοβοτανική, υπήρξαν γνωστές λόγω της χρήσης τους από αυτόχθονες πληθυσμούς για την απόκτηση ιχθυοτροφής από λίμνες και ποτάμια. Από την προϊστορική εποχή, πρωτόγονοι άνθρωποι από όλο τον κόσμο χρησιμοποιούσαν για ψάρεμα φυτά που σκοτώνουν τα ψάρια, τα οποία συνήθως περιέχουν σαπωνίνες. Αν και απαγορεύονται από το νόμο, φυτά που είναι δηλητηριώδη για τα ψάρια εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως από ιθαγενείς φυλές στη Γουιάνα.Στην Ινδία, οι της φυλής Gondi χρησιμοποιούν εκχυλίσματα δηλητηριωδών φυτών στο ψάρεμα.Πολλές από τις ιθαγενείς φυλές Ινδιάνων της Καλιφόρνια χρησιμοποιούσαν παραδοσιακά ρίζα του φυτού soaproot (του γένους Chlorogalum) και ρίζες διαφόρων ειδών γιούκα, που περιέχουν σαπωνίνη, ως δηλητήριο των ψαριών. Κονιορτοποιούσαν τις ρίζες, τις ανακάτευαν με νερό για να δημιουργήσουν αφρό και μετά έβαζαν τον αφρό σε ένα ρεύμα. Αυτό θανάτωνε τα ψάρια, τα οποία αναδύονταν και συγκεντρώνονταν εύκολα στην επιφάνεια του νερού. Μεταξύ των φυλών που χρησιμοποιούσαν αυτή την τεχνική ήταν οι φυλές Lassik, Luiseño και Mattole. Αποτελούν μια υποκατηγορία από τερπενοειδή, δηλ. οξυγονωμένα παράγωγα τερπενικών υδρογονανθράκων. Τα τερπένια αποτελούνται από μονάδες ισοπρενίου με πέντε άνθρακες. Στην περίπτωση των περισσότερων σαπωνινών, ένας από αυτούς τους υποκαταστάτες είναι ένα σάκχαρο, επομένως, η ένωση είναι ένας γλυκοζίτης του μορίου βάσης.Πιο συγκεκριμένα, η λιπόφιλη δομή βάσης μιας σαπωνίνης μπορεί να είναι ένα τριτερπένιο, ένα στεροειδές όπως π.χ. σπειροστανόλη ή φουροστανόλη, ή ένα στεροειδές αλκαλοειδές. Εναλλακτικά, η δομή βάσης μπορεί να είναι μια άκυκλη ανθρακική αλυσίδα. Μία ή δύο μονάδες υδρόφιλου μονοσακχαρίτη συνδέονται με τη δομή βάσης μέσω των υδροξυλικών (-ΟΗ) ομάδων. Σε ορισμένες περιπτώσεις υπάρχουν και άλλοι υποκαταστάτες, όπως π.χ. αλυσίδες άνθρακα που φέρουν ομάδες υδροξυλίου ή καρβοξυλίου. Τέτοιες δομές μπορεί να έχουν μήκος 1-11 άτομα άνθρακα, αλλά συνήθως έχουν 2-5 άνθρακες και οι αλυσίδες άνθρακα μπορεί να είναι διακλαδισμένες ή μη διακλαδισμένες.Τα πιο συχνά συναντώμενα σάκχαρα είναι μονοσακχαρίτες όπως λ.χ. γλυκόζη και γαλακτόζη. Ιδιαίτερα αξιοσημείωτα μεταξύ αυτών είναι και ομάδες οξέων όπως το γλυκουρονικό οξύ και το γαλακτουρονικό οξύ, τα οποία είναι οξειδωμένες μορφές γλυκόζης και γαλακτόζης.