Citochinine: ormoni vegetali, crescita e sviluppo delle piante

Le citochinine sono una classe di ormoni vegetali coinvolte nella regolazione della crescita e dello sviluppo delle piante e responsabili della promozione della divisione cellulare, dell’espansione cellulare e dell’inibizione della senescenza delle piante.

Durante la senescenza delle foglie, riducono l’accumulo di zucchero, aumentano la sintesi della clorofilla e prolungano il periodo fotosintetico fogliare. Le citochinine mantengono il potenziale di crescita dei meristemi apicali dei germogli che forniscono cellule staminali per la generazione dei primordi fogliari durante la fase iniziale della formazione delle foglie.

Unitamente alle auxine, altri fitormoni delle piante, e interagendo con esse determinano il modello di fillotassi ovvero della disposizione delle foglie su un ramo. Possono stimolare sia la differenziazione che la crescita delle gemme ascellari. Nelle radici, a differenza dell’auxina, inibiscono la formazione delle radici laterali controllando la morfogenesi vascolare delle radici, l’assorbimento dei minerali e il movimento dei nutrienti.

Inoltre evidenze sperimentali supportano il ruolo delle citochinine nel migliorare la resistenza delle piante contro agenti patogeni delle piante come batteri, funghi e insetti parassiti. Le citochinine non sono prodotte solo dalle piante ma anche da altri organismi procarioti ed eucarioti come batteri, funghi, microalghe e insetti.

Struttura delle citochinine

chinetina da Chimicamo
chinetina

Le citochinine furono scoperte da Folke Karl Skoog e Carlos O. Miller fine degli anni ’50 che isolarono una sostanza che promuoveva la divisione delle cellule vegetali scoperta nel DNA dello sperma di aringa a cui fu dato il nome di chinetina.

Il nome I.U.P.A.C. della chinetina è N6-furfuriladenina in quanto derivato dall’adenina che presenta una catena laterale in posizione 6. Qualche anno più tardi fu identificata la prima citochinina di origine naturale ottenuta da chicchi di mais immaturi e
chiamata zeatina che si presenta sotto forma di isomero cis e trans e coniugati.

citochinine isoprenoidi da Chimicamo
citochinine isoprenoidi

Le citochinine presenti in natura sono derivati dell’adenina con una catena laterale in posizione 6. La struttura e la conformazione della catena laterale influenza la loro attività biologica e, a seconda del sostituente sono classificate come citochinine isoprenoidi che sono le più abbondanti in natura o aromatiche. Le attività biologiche di entrambe le classi sono qualitativamente simili ma possono differire quantitativamente in diversi processi.

Usi delle citochinine in agricoltura

albero di olive da Chimicamo
albero di olive

Dagli anni ’70 sono diventate per i loro effetti positivi sono oggetto di studio e comunemente impiegate in agricoltura e orticoltura per migliorare la resa delle colture, stimolare la propagazione delle piante e aumentare la resistenza alle malattie.

Ciò è particolarmente utile in colture come uva, mele e olive, dove una maggiore ramificazione può aumentare la resa e migliorare la qualità dei frutti. Inoltre, le citochinine possono promuovere uno sviluppo e una maturazione uniforme dei frutti, il che può essere utile per la raccolta e la conservazione.

Inoltre  sono utilizzate anche per ritardare la senescenza di fiori recisi, frutta e verdura. Applicando le citochinine alle piante raccolte, la loro durata può essere estesa, consentendo tempi di conservazione e trasporto più lunghi. Quando questo ormone è applicato, può fermare la propagazione di infezioni batteriche nelle piante con conseguente riduzione dell’ingiallimento delle foglie e della caduta prematura di frutti e fiori.

Sono disponibili in diversi formulati commerciali, come ad esempio ormoni liquidi o polveri, che possono essere applicati alle piante tramite irrigazione, spruzzatura fogliare o somministrazione radicale.

Citochinine e medicina

La conoscenza dell’azione di questi fitormoni nelle piante e delle loro attività protettive ha incoraggiato i ricercatori a concentrarsi sui loro potenziali effetti nei mammiferi e sulla loro utilità per il trattamento delle patologie.

Alcune ricerche indicano che queste molecole potrebbero essere utilizzate per trattare disturbi infiammatori, come l’artrite reumatoide e le malattie infiammatorie intestinali. Le citochinine potrebbero agire come modulatori del sistema immunitario, riducendo l’infiammazione e promuovendo la guarigione dei tessuti danneggiati.

Un altro settore di interesse riguarda le malattie neurodegenerative, come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Alcune ricerche preliminari suggeriscono che le citochinine potrebbero avere proprietà neuroprotettive e promuovere la rigenerazione dei neuroni, aprendo nuove prospettive per lo sviluppo di terapie per queste condizioni.

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