Salicylsäure in Pflanzen

Eines der ältesten chemisch-synthetischen Arzneimittel ist die Acetylsalicylsäure (ASS), die die Firma Bayer unter dem Namen Aspirin^® global am erfolgreichsten vermarktet hat. Die Acetylgruppe war Ende des 19. Jahrhunderts in die aus Weiderinde (Salicis cortex), Mädesüß (Filipendula ulmaria) und anderen natürlichen Quellen stammende Salicylsäure eingeführt worden, um sie (relativ) magenverträglich zu machen; erst viel später wurde bekannt, dass die "Schutzgruppe" Acetyl auch eine pharmakologische Wirkung hat: Sie wird von der ASS auf das Serin-530 im katalytischen Zentrum der Cyclooxygenasen – insbesondere der COX-1 – übertragen und hemmt diese dadurch irreversibel. Für die Aufklärung dieses Wirkmechanismus erhielten Vane, Bergström und Samuelsson 1982 den Nobelpreis für Medizin oder Physiologie.

Konzentration entscheidet über Wirkungsweise

Im Gegensatz zu anderen Pflanzenhormonen wie Auxin, Gibberellinsäure und Jasmonsäure blieb der postulierte Rezeptor der Salicylsäure in Pflanzen bislang unentdeckt. Erst Fu et al. gelang es jetzt, gleich zwei Rezeptoren der Salicylsäure im Modellorganismus Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) ausfindig zu machen und zu erklären, warum Salicylsäure bei Pflanzenzellen

• sowohl das gezielte Absterben (Apoptose)
• als auch die vermehrte Bildung immunologisch aktiver Sekundärstoffe

einleiten kann. Beides dient dazu, eine mikrobielle Infektion der Pflanze zu stoppen. Interessanterweise wirkt die Salicylsäure konzentrationsabhängig, denn sie induziert bei höheren Konzentrationen die Apoptose und bei geringen Konzentrationen die Synthese von Abwehrstoffen. Da Salicylsäure an der Verletzungsstelle gebildet wird, ist dort die Konzentration am höchsten, sodass die Zellen absterben. Etwas weiter entfernt sinkt die Konzentration der Salicylsäure im pflanzlichen Gewebe, und die Zellen bereiten sich auf den Kampf gegen die mikrobiellen Eindringlinge vor. Die Konzentration der Salicylsäure entscheidet also über Leben oder Sterben einer gestressten Pflanzenzelle.

Tipp: ASS in die Blumenvase

Mit diesen Wirkmechanismen lassen sich jetzt auch zwei andere Beobachtungen wissenschaftlich erklären: Manche Pflanzen, die gerne in Gruppen stehen, verdunsten, wenn sie z. B. durch Fraßfeinde verletzt worden sind, kleinste Mengen Salicylsäuremethylester (Methylsalicylat), um benachbarte Pflanzen zu warnen; die gewarnten Pflanzen aktivieren darauf ihr Immunsystem und können, wenn sie ebenfalls verletzt werden, eindringende Bakterien besser abwehren. Und Omas Tipp, eine Aspirintablette ins Wasser zu geben, damit der Blumenstrauß länger hält, wirkt auf ähnliche Weise: Die Acetylsalicylsäure wird in der Blumenvase hydrolysiert, worauf die Blumen das Warnsignal der Salicylsäure empfangen und ihr Immunsystem in Alarmbereitschaft versetzen; auch sie sind nun vor den Bakterien, die in die angeschnittenen Stängel eindringen, besser geschützt. Die Abwehr der Mikroorganismen beginnt in beiden Fällen vor deren Angriff.

Literatur

Apothekerin Heike Heuer und Dr. rer. nat. Lutz Heuer, Dormagen

DAZ 2012, Nr. 36, S. 92