Kasvitanniineista haetaan märehtijöiden synteettisten loislääkkeiden korvaajaa (Väitös FM Marica Engström, 17.6.2016, kemia)

09.06.2016
Väitös

Tanniineista haetaan luontaista hoitotapaa märehtijöiden loistartuntojen hoitoon. Uusien menetelmien tarve on suuri, sillä loiset ovat kehittämässä vastustuskykyä synteettisille lääkkeille. Marica Engström kehitti väitöstutkimuksessaan menetelmiä tanniinisormenjälkien määrittämiseen. ‒ Menetelmillä saamme määritettyä suoraan kasviuutteesta lajin tanniinisormenjäljet. Erilaiset tanniiniominaisuudet puolestaan voidaan linkittää esimerkiksi kasvihuonepäästöjen tai loiskuorman vähenemiseen, Engström kertoo.

​Turun yliopiston tiedote 9.6.2016

 Marica Engström tutki Turun yliopiston luonnonyhdistekemiaan tekemässään väitöstutkimuksessa tanniinien bioaktiivisuutta märehtijöillä.

‒ Aiemmissa tutkimuksissa on huomattu, että tanniineja sisältävillä rehuilla on mahdollista vähentää märehtijöiden aiheuttamia kasvihuonepäästöjä sekä alentaa märehtijöiden loiskuormaa huomattavasti, Engström kertoo.
 
Kun on saatu tietoa siitä, minkä tyyppiset tanniinit aiheuttavat havaitut positiiviset vaikutukset märehtijöille, on tärkeää selvittää, mistä kasvilajeista löytyy sopivin tanniinikoktaili. Tätä tarkoitusta varten Engström kehitti väitöskirjassaan nestekromatografiaan ja massaspektrometriaan perustuvia menetelmiä niin sanotun tanniinisormenjäljen määrittämiseen.
  
‒ Menetelmillä saadaan määritettyä kasvilajien tanniinisormenjäljet suoraan kasviuutteesta nopealla ja tehokkaalla tavalla. Tämän jälkeen erilaiset tanniiniominaisuudet voidaan linkittää havaittuihin vaikutuksiin, kuten esimerkiksi edellä mainittuun kasvihuonepäästöjen tai loiskuorman vähenemiseen, Engström kertoo.
 
Väitöskirjatutkimus avaa mahdollisuuden ymmärtää paremmin tanniinien märehtijöille aiheuttamia positiivisia vaikutuksia, jonka jälkeen kyseisiä yhdisteitä sisältävät kasvilajit voidaan etsiä niiden tanniinisormenjäljen perusteella.

Tanniinirikas rehu voi torjua loisia

Engström kuului väitöskirjatyönsä aikana EU:n rahoittamaan kansainväliseen LegumePlus-projektiin, jonka tavoitteena oli tehostaa proteiinien hyödyntämistä karjankasvatuksessa, vähentää karjankasvatuksesta koituvia kasvihuonepäästöjä, parantaa maito- ja lihatuotteiden laatua, torjua märehtijöiden loisia luontaisella ja tehokkaalla tavalla sekä parantaa märehtijöiden rehuna käytettävien kasvien laatua.


‒ Laboratoriomme oli mukana selvittämässä yksittäisten tanniinien ja erilaisten kasvirehujen ympäristöystävällisyyttä nimenomaan märehtijöihin liittyvistä näkökulmista ja tutki muun muassa tanniinien tehoa loisten eri kehitysvaiheita vastaan sekä tanniinien kykyä alentaa kasvihuonepäästöjä ja parantaa märehtijöiden kykyä hyödyntää ravinnon proteiineja, Engström kertoo.

Märehtijöiden loistartunnat on vuosikymmenien ajan hoidettu synteettisillä loislääkkeillä, mutta nyt näille lääkkeille on syntymässä hälyttävää vauhtia maailmanlaajuinen vastustuskyky. Vastustuskyky johtuu suurimmaksi osaksi siitä, että lääkkeissä käytetään vain yhtä tiettyä vaikuttavaa yhdistettä.

Tanniinirikkailla rehuvalinnoilla voidaan saada aikaan samankaltainen lääkevaikutus, mutta ilman merkittävää uhkaa uudentyyppisen vastustuskyvyn synnylle, sillä yhden yhdisteen sijaan vaikuttavia molekyylejä on satoja.

‒ Toistaiseksi on kuitenkin ollut epäselvää, mitkä tanniinimolekyylit ovat tehokkaimpia kasvihuonekaasujen vähentäjinä tai loislääkkeinä, ja mikä tanniinien ominaisuus saa ne toimimaan tehokkaimmin kussakin tilanteessa, Engström toteaa.

Osana väitöskirjatyötään Engström vieraili Ranskan Toulousessa tutkimuslaitos INRA:ssa (Interactions hôtes-agents pathogens). Siellä hän tutki tanniinien anti-loisaktiivisuutta yhteistyössä eläinlääketieteen tohtori Hervé Hosten tutkimusryhmän kanssa.

‒ Tutkimuksen tuloksena saimme täysin uutta tietoa kasvitanniinien rakenteen ja antiloisaktiivisuuden välisistä suhteista, jonka perusteella pystymme arvioimaan, minkälaisia tanniinirakenteita sisältävät kasvilajit olisivat potentiaalisimpia luontaisia loislääkkeitä, Engström sanoo.

Kaiken takana on kemia

Tanniinit tunnetaan punaviinien aiheuttamasta limakalvoja kuivaavasta tuntemuksesta sekä ihmisen terveyttä edistävinä yhdisteinä, joita löytyy viinin lisäksi esimerkiksi suklaasta ja marjoista.  Ihmisten lisäksi kasvien tanniineista hyötyvät myös märehtijät.
‒ Tanniinien märehtijöille aiheuttamat positiiviset vaikutukset näyttäisivät perustuvan pohjimmiltaan tanniinien ja proteiinien väliseen vuorovaikutukseen. Siksi tätä ilmiötä on tärkeää tutkia myös puhtaasti kemian keinoin, Engström sanoo.

Engström havaitsi tutkimuksessaan, että tanniinin rakenne, hapettumisherkkyys sekä reaktioympäristön pH vaikuttavat tanniinien kykyyn sitoutua proteiiniin, sekä määräävät muodostuvan sidoksen luonteen.

‒ Samat mekanismit voisivat teoriassa toimia myös märehtijöiden loisia vastaan vaikuttamalla loisten pintarakenteiden proteiinien toimintaan estäen esimerkiksi munien kuoriutumisen tai toukkien kehityksen aikuisiksi loisiksi, Engström kiteyttää.
 
***

FM Marica Engström esittää väitöskirjansa Understanding the bioactivity of plant tannins: developments in analysis methods and structure–activity studies (Analyysimenetelmien kehittäminen ja rakenne‒aktiivisuusmääritykset kasvitanniinien bioaktiivisuuden ymmärtämiseksi) julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 17.6.2016 klo 12.00 (Arcanum, Arc 1, Arcanuminkuja 4, Turku).

Vastaväittäjänä toimii professori emeritus Daneel Ferreira (Mississippin yliopisto, Yhdysvallat) ja kustoksena professori Juha-Pekka Salminen, Turun yliopisto. Tilaisuus on englanninkielinen.

FM Marica Engström on syntynyt vuonna 1988 Helsingissä ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2007 Karjaan lukiossa Raaseporissa. Korkeakoulututkintonsa (FM) Engström suoritti 2012 Turun yliopistossa. Väitöksen alana on kemia.

Väittelijän yhteystiedot: p. 0505110911, mtengs[at]utu.fi
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/123586
**
 
Kaikki Turun yliopiston tiedotteet: www.utu.fi/tiedotteet

 

Luotu 09.06.2016 | Muokattu 09.06.2016