Vibsaninové diterpenoidy a jejich biologické účinky

Jiří Patočka

     Vibsaniny (v anglické literatuře vibsane-type diterpenoids) představují mimořádně zajímavou a strukturně unikátní skupinu přírodních diterpenoidů, které byly dosud nalezeny téměř výhradně u několika druhů rodu Viburnum (Adoxaceae) (Chen et al., 2021; Li et al., 2022). Přírodní diterpenoidy patří mezi nejrozsáhlejší skupiny sekundárních metabolitů rostlin. Vznikají biosynteticky z geranyl-geranyl-difosfátu (GGPP) a vyznačují se mimořádnou strukturní rozmanitostí (Hu et al., 2021). Mezi nejvzácnější diterpenové skeletové typy patří právě vibsaniny, které jsou charakteristické především pro druhy Viburnum odoratissimum, V. awabuki, V. suspensum a několik dalších asijských zástupců rodu. Jejich výskyt je natolik omezený, že jsou považovány za chemotaxonomický znak rodu Viburnum. 

Neurotoxické peptidy mořských ježovek – současný stav poznání

Jiří Patočka, Jana Jakubcová, Kamil Kuča

     Mořské ježovky (třída Echinoidea) představují významnou skupinu ostnokožců, jejichž obranný systém je založen nejen na mechanické ochraně pomocí ostnů, ale také na produkci biologicky aktivních toxinů (Mongiardino Koch & Thompson, 2021). Přestože jsou jedovaté mořské ježovky známy již více než sto let, chemická povaha jejich toxinů byla dlouho zkoumána pouze okrajově. Teprve v posledních letech rozvoj proteomiky, transkriptomiky a moderní hmotnostní spektrometrie ukazuje, že jejich jed obsahuje mimořádně složitou směs peptidů, proteinů, enzymů a nízkomolekulárních látek, z nichž některé vykazují výraznou neurotoxicitu. Nejvýznamnější jedovaté druhy patří do čeledí Toxopneustidae a Diadematidae. Klinicky nejzávažnější intoxikace vyvolává tropická ježovka Toxopneustes pileolus, rozšířená v Indickém a západním Tichém oceánu (Ehlert-Flaskämper et al., 2025). Na rozdíl od většiny ostatních mořských ježovek jsou její globiferní (též kulovité) pedicelárie - specializované obranné orgány ježovek  - schopny aktivně vstřikovat jed do tkání. Kontakt s nimi vede k prudké bolesti, parestéziím, svalové slabosti, poruchám koordinace, hypotenzi, respirační insuficienci a vzácně i k úmrtí. Tyto klinické projevy svědčí o významném působení neurotoxických složek na nervový systém. 

Ježovka Toxopneustes pileolus

Embelin – benzochinon s významným farmakologickým potenciálem

Jiří Patočka

     Embelin je přírodní 1,4-benzochinon, který patří mezi nejvýznamnější sekundární metabolity rostlin rodu Embelia, zejména druhu Embelia ribes Burm. f. (Myrsinaceae) (Latha, 2007). Tato látka představuje zajímavé spojení mezi klasickou fytochemií, redoxní biochemií a moderní farmakologií. Embelin je charakteristický dlouhým undecylovým postranním řetězcem a dvěma hydroxylovými skupinami na p-benzochinonovém jádře. Jeho chemické vlastnosti souvisejí především s možností reverzibilních oxidačně-redukčních dějů, zatímco biologické účinky zahrnují modulaci apoptózy, zánětlivých signálních drah, oxidačního stresu, proliferace nádorových buněk a některých enzymových systémů.  Chemicky je embelin 2,5-dihydroxy-3-undecyl-1,4-benzochinon, derivát 1,4-benzochinonu substituovaný hydroxylovými skupinami a dlouhým C11-alkylovým řetězcem. 

The Anabolic Steroid Adrenosterone: New Insights into Its Metabolism, Biological Significance, and Analytical Determination

Jiří Patočka

     Adrenosterone (androst-4-ene-3,11,17-trione; 11-oxoandrostenedione) is an endogenous C19 steroid belonging to the group of 11-oxygenated androgens. Although it has been known since the mid-20th century, its biological significance was long underestimated, and adrenosterone was regarded primarily as a metabolic product of adrenal steroids. The current view is considerably more complex. Adrenosterone forms part of a dynamic metabolic network of 11-oxygenated steroids and may be metabolically interconnected with 11β-hydroxyandrostenedione, 11-ketotestosterone (11KT), and 11-ketodihydrotestosterone (11KDHT). These findings have changed our understanding of the role of adrenal steroids in the regulation of androgenicity and have simultaneously increased the importance of adrenosterone in anti-doping analytics (Piper et al., 2024).

Phytochemistry of Victoria amazonica and Related Giant Water Lilies.

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová, Vojtěch Vyklický, Sandra Maria Barbalho

     The giant water lilies (Victoria amazonica (Poepp.) J.C.Sowerby and Victoria cruziana A.D.D.Orb.; Nymphaeaceae) are among the most remarkable aquatic plants of South America. Victoria amazonica grows in Bolivia, Brazil North, Brazil West-Central, Colombia, Guyana, and Peru, V. cruziana grows in Argentina Northeast, Brazil West-Central, and Paraguay. A  new species of Victoria was described in 2022: Victoria boliviana Magdalena & L.T.Sm. which grows in Bolivia. They are best known for their exceptionally large floating leaves and conspicuous flowers; however, their significance extends beyond their botanical and ecological characteristics. In recent years, V. amazonica has also attracted attention as a source of secondary metabolites, particularly polyphenolic compounds. Current research indicates that its chemical composition is highly complex and varies substantially according to the plant organ examined. Leaves, petioles, roots, flowers, and seeds therefore differ not only in the concentrations of individual metabolites but also in their overall profiles of identified compounds (de Loiola et al., 2023; Rai et al., 2023).

Amazon water-lily (Victoria amazonica). 

Photo: RNDr. Vojtěch Vyklický, Ph.D., in Belém city botanical garden (Brazilia)

Křižák pruhovaný (Argiope bruennichi): biologie, ekologie, rozmnožování a pozoruhodné šíření evropským kontinentem

Jiří Patočka, Dominik Kružík, Daniel Kružík 

     Křižák pruhovaný (Argiope bruennichi) patří mezi nejvýraznější evropské pavouky. Nápadné žlutočerné zbarvení samic připomíná vosu nebo sršeň a v kombinaci s charakteristickou kruhovou pavučinou s bílou klikatou výzdobou, tzv. stabilimentem, činí tento druh snadno rozpoznatelným. Systematicky patří do čeledi křižákovitých (Araneidae) a rodu Argiope (Bush et al., 2008a). V současnosti je rozšířen ve značné části Evropy a jeho areál se během posledních desetiletí výrazně posunul k severu (Kumschick et al., 2011). Křižák pruhovaný je přitom zajímavý nejen svou morfologií. Jeho evropské šíření představuje jeden z dobře dokumentovaných příkladů rychlé změny areálu živočišného druhu. Výzkum ukázal, že tento proces nelze vysvětlit pouze oteplováním klimatu; významnou roli mohou mít také změny životních strategií, genetická diferenciace a adaptace populací na nové klimatické podmínky (Krehenwinkel & Tautz, 2013).

     Druh byl popsán italským přírodovědcem Giovannim Antoniem Scopolim v roce 1772. Platné vědecké jméno je Argiope bruennichi (Scopoli, 1772). V anglicky psané literatuře je znám především jako wasp spider, tedy „vosí pavouk“, což odkazuje na charakteristické zbarvení samice. Výrazný pohlavní dimorfismus je pro tento druh typický (Muller & Westheide, 1993). Samice jsou několikanásobně větší než samci. Dospělá samice má nápadně žlutě, černě a bělavě pruhovaný zadeček, zatímco samec je drobný, hnědavý a vzhledem k samici velmi nenápadný. U studovaných samic byly uváděny délky těla přibližně 11–15 mm, přičemž celková velikost může být u velkých jedinců ještě poněkud větší. 

     Nápadné zbarvení samice nemusí plnit pouze obrannou funkci. Experimentální studie na křižáku pruhovaném ukázala, že přirozeně zbarvené samičky ulovily více než dvojnásobné množství kořisti než samice, jejichž žluté a bílé pruhy byly experimentálně zakryty nebo jejichž tělo bylo skryto před kořistí. Výsledky spolu se spektrofotometrickými měřeními podporují hypotézu, že nápadné žluté zbarvení může fungovat jako vizuální lákadlo pro hmyzí kořist a zvyšovat její přiblížení k pavučině (Bush et al., 2008b).

Rostliny rodu štětka (Dipsacus) v lidovém léčitelství

Jiří Patočka, Milena Patočková

     Rostliny rodu štětka (Dipsacus) mají dlouhou historii využívání v tradičním léčitelství Evropy i Asie. Z evropských druhů je nejvýznamnější štětka planá (Dipsacus fullonum L.; v některých starších pramenech Dipsacus sylvestris Huds.). V tradiční čínské medicíně má zvláštní postavení droga Dipsaci radix, tedy sušený kořen Dipsacus asperoides C.Y. Cheng & T.M.Ai, který je ve starší literatuře uváděn také jako Dipsacus asper Wall. ex C.B.Clarke.

Suchá odkvetlá lodyha štětky plané (Dipsacus fullonum) v zimní krajině poprášené sněhem. 

Foto: Ing. Milena Patočková.

Devaterka poléhavá (Fumana procumbens): biologie, ekologie, fytochemie a ochrana vzácného druhu české flóry

Radoslav Patočka, Zdeňka Navrátilová, Jiří Patočka

     Devaterka poléhavá (Fumana procumbens (Dunal) Gren. & Godr.) je drobný, vytrvalý, stálezelený polokeř z čeledi cistovitých (Cistaceae), který představuje charakteristický prvek teplomilné skalní a stepní vegetace. Druh je pozoruhodný nejen svým výrazným přizpůsobením k životu na suchých, silně osluněných a vápníkem bohatých stanovištích, ale také velmi omezeným výskytem v České republice. V české flóře patří mezi silně ohrožené taxony a je chráněn právními předpisy. Taxonomicky náleží devaterka poléhavá do rodu Fumana, který je součástí řádu Malvales, čeledi Cistaceae - cistovité. Její součané vědecké jméno je Fumana procumbens (Dunal) Gren. & Godr.; mezi starší synonyma patří například Cistus fumana L. a Helianthemum procumbens Dunal.

Rod Fumana zahrnuje přibližně 20 druhů, jejichž hlavní centrum diverzity leží ve Středomoří. Fumana procumbens má však ve srovnání s většinou ostatních zástupců rodu výrazně severnější areál, který zasahuje až do střední Evropy. Podle databáze Plants of the World Online (Plants of the World Online) je její přirozený areál uváděn od jihovýchodního Švédska přes střední a jižní Evropu až po Írán. V české botanické literatuře se pro druh Fumana procumbens (Dunal) Gren. et Godr. historicky používaly také názvy devaterník tenkolistý (Polívka, 1912), kouřovec tenkolistý (Nauman, 1946) a devaterka rozprostřená (Dostál, 1950, 1989)

Pallescensiny – mořské furanoseskviterpeny s unikátní strukturou

Jiří Patočka

     Pallescensiny představují skupinu přírodních furanoseskviterpenů, tedy sekundárních metabolitů charakterizovaných kombinací seskviterpenového uhlíkatého skeletu a furanového kruhu. Jde o zajímavé látky. První pallescensiny byly izolovány v 70. letech 20. století z mořské houby Dysidea pallescens (Cimino et al., 1975). Později byly pallescensiny a strukturně příbuzné furanoseskviterpeny nalezeny také v dalších mořských houbách a u některých nahých plžů (nudibranchií), zejména u druhů živících se houbami; jejich výskyt u plžů je proto často interpretován jako důsledek akumulace metabolitů získaných potravou (Fontana et al., 1998; Gavagnin et al. 2001). Tento fenomén je typický pro chemickou ekologii mořských bezobratlých: organismus nemusí být původním producentem dané látky, ale může ji akumulovat, modifikovat a využívat jako chemickou obranu. Pallescensin A byl později využit jako modelový přírodní produkt při rozvoji nových metod konstrukce komplexních terpenoidních skeletů. V roce 2017 byl jeho skelet získán pomocí biomimetické kationtové karbocyklační reakce, která byla využita jako klíčový krok při totální syntéze pallescensinu A a austrodoralu (Alonso et al., 2017).

Longevity na talíři, aneb co jíme, když si chceme život prodloužit – a přitom si ho možná zkracujeme?

Kamil Kuča a Eugenie Nepovimová

Longevity se stala jedním z největších zdravotních trendů současnosti. Ještě před několika lety většina lidí řešila především to, jak zhubnout, mít lepší kondici nebo nižší cholesterol. Dnes se stále častěji objevuje úplně jiná otázka: Co mám dělat, abych se dožil devadesáti, sta nebo dokonce více let, a pokud možno ve zdraví? Lidé začínají sledovat kvalitu spánku, počet kroků, klidovou tepovou frekvenci nebo variabilitu srdeční frekvence. Chodí do posiloven, běhají, otužují se, navštěvují sauny, používají chytré hodinky, nechávají si stanovovat nejrůznější biomarkery a někteří se pokoušejí měřit dokonce svůj biologický věk. Inspirujeme se stoletými obyvateli oblastí spojovaných s mimořádnou dlouhověkostí a stále více nás zajímá nejen lifespan (=délka života) ale především healthspan (= počet let, které prožijeme bez závažných chronických onemocnění a významného omezení soběstačnosti).