A. Bassoli

C. Calamello

G. Borgonovo

P. E. Sardi

AIR Universita degli studi di Milano

 1 1 febbraio 2012 10  Biochimica Perilla: un nuovo insetticida     naturale?   Angela Bassoli, Gigliola Borgonovo, Caterina Calamello, Paola Sardi   Identificati alcuni principi attivi             che agiscono sul recettore Trpa1.  Una pianta aromatica è una pianta arborea, arbustiva o erbacea, che contiene sostanze di odore gradevole (aromi), ricche in oli essenziali. Ogni pianta aromati-ca presenta un aroma particolare in rapporto ai com-ponenti volatili che la caratterizzano, che differiscono da pianta a pianta per qualità e quantità e che nello stesso individuo vegetale  variano in funzione delle diverse fasi di sviluppo e degli organi interessati. Molte piante aromatiche hanno anche proprietà offi-cinali e sono utilizzate in vari ambiti. In generale le piante aromatiche sono ampiamente utilizzate in gastro-nomia, per il loro di-stintivo sapore e a-roma, per insaporire i cibi o per prolunga-re la conservabilità di alcune pietanze sfruttando eventuali attività antibatteri-che, antiossidanti, ecc; possono avere un uso erbori-stico/medicamentoso, spesso suggerito dalla medici-na popolare, per proprietà curative varie, a volte prive di un vero fondamento scientifico. Sono utilizzate an-che industrialmente per l’estrazione di essenze e aro-mi che sono usati in campo alimentare come tali o per la preparazione di liquori o amari e in campo cosme-tico per varie formulazioni, in prodotti di bellezza, per applicazioni termali e per aromaterapia. Un utilizzo meno convenzionale delle erbe aromatiche potrebbe interessare anche l’agricoltura, con una possibile ap-plicazione delle capacità repellenti o attrattive di al-cuni principi attivi caratteristici della pianta. Infatti, molte molecole naturali caratterizzate da odori o sa-pori particolari agiscono sul cosiddetto chemical sen-sing, cioè fungono da messaggeri nella comunicazione tra piante e animali e hanno la capacità di innescare comportamenti specifici di difesa, aggressione, ac-coppiamento, riconoscimento di specie ecc..  Tra queste, particolarmente interessanti sono le mo-lecole in grado di attivare delle sensazioni “forti” o “strane”, a volte anche fastidiose, come la piccantezza del peperoncino o la pungenza dell’aglio. Queste sen-sazioni sono definite “chemestetiche“, “trigeminali”, o –secondo una definizione più recente- somatosenso-riali. I prodotti responsabili di questo effetto [1] agi-scono su alcuni canali ionici della famiglia Trp (transient recep-tor potential), una famiglia di recettori ubiquitari rimasti conservati nel proces-so evolutivo delle di-verse specie e in grado di percepire stimoli gustativi, olfattivi e molti altri segnali esterni. Molte piante dotate di composti attivi sui Trp hanno impieghi sia in campo alimentare e medico, sia in agricoltura, dove sono sta-te usate proprio per la loro nota capacità repellente verso microorganismi, insetti e animali. Alcuni esem-pi comuni sono rappresentati dal mentolo della men-ta, dall’allicina dell’aglio, dalla capsaicina del pepe-roncino o dall’eugenolo dei chiodi di garofano. Perilla frutescens ha un sapore gradevole e particola-re ed è largamente utilizzata nei paesi asiatici come pianta alimentare nelle preparazioni gastronomiche di diversi piatti tradizionali, soprattutto coreani (ka-ennip) e giapponesi (shiso), ma è anche nota in erbo-risteria e medicina per alcune sue proprietà come l’attività antimicrobica [2], antiallergica [3] e antin-fiammatoria [4]. Il nostro gruppo di ricerca ha identi- 2 1 febbraio 2012 10 ficato nella perilla alcuni principi attivi che agiscono specificamente sul recettore Trpa1 [5], responsabili delle sensazioni gustative particolari di questa pianta; lo stesso recettore viene anche stimolato dagli isotio-cianati presenti in senape, rafano e altre crucifere e di cui sono note le proprietà antimicrobiche, nematocide e insettorepellenti. Questa analogia di comportamen-to ha spinto a indagare le possibili applicazioni degli estratti di perilla nel settore degli agrofarmaci, alla ricerca di nuove possibili sostanze attive ad alta speci-ficità di azione e a basso impatto ambientale. Ogni anno le coltivazioni agricole subiscono gravi perdite dovute alle malattie e ai parassiti che colpi-scono le piante e che causano riduzione della produt-tività, scarsa qualità dei prodotti agricoli, difficoltà economiche per i coltivatori e i trasformatori. Il con-trollo di tali problemi si basa in gran parte sull’utilizzo di prodotti chimici di sintesi, il cui uso eccessivo ha favorito l’insorgenza di patogeni resistenti agli agro-farmaci e di problematiche legate all’inquinamento ambientale e alla salute dei consumatori [6]. La ricer-ca di metodi alternativi alla lotta chimica ha avuto ne-gli ultimi anni un notevole impulso e, in tale ambito, considerevole attenzione è stata rivolta alle sostanze presenti in natura, in particolare a quelle di origine vegetale “generalmente riconosciute come sicure” (Gras). Le piante superiori hanno, infatti, sviluppato efficaci strategie difensive per proteggersi da funghi, batteri, insetti, nematodi, erbe infestanti ed erbivori, spesso con il coinvolgimento di numerosi metaboliti secondari. L’allil-isotiocianato (contenuto in cavolo, broccoli, rapa e rafano), l’allicina (presente nell’aglio), l’eugenolo (nei chiodi di garofano), il carvacrolo (nell’origano), il timolo (nel timo) e la cinnamaldeide (contenuta nella cannella) hanno mostrato efficacia nel controllo di batteri Gram negativi e Gram positivi [7] e nell’inibizione della crescita di diversi funghi fi-topatogeni. L’allil-isotiocianato e l’allicina sono noti anche per la loro attività insetticida [8] e nematocida [9]. In generale i composti attivi su Trpa1 hanno un uso potenziale come insetticidi e nematocidi in quanto agiscono sulla percezione di stimoli chimici, termici, e sulla nocicezione e propricezione degli invertebrati, e Perilla frutescens per il suo alto contenuto in questi prodotti è una fonte sicuramente interessante per queste applicazioni. Esperimenti preliminari effettua-ti in collaborazione con il dipartimento di Entomolo-gia e zoologia agraria dell’Università di Napoli Federi-co II hanno mostrato una buona attività nematocida in vitro di un metabolita purificato dall’estratto di pe-rilla, nei confronti di larve del nematode Heterodera daverti. L’attività antifungina di oli essenziali ed estratti di di-verse varietà di perilla é stata inoltre valutata in colla-borazione con il dipartimento di Protezione dei Si-stemi Agroalimentare e Urbano e Valorizzazione delle Biodiversità dell’Università degli Studi di Milano me-diante saggi in vitro e in vivo su funghi fitopatogeni appartenenti a diversi Phyla. Gli oli essenziali sono più attivi rispetto agli estratti grezzi. Un’attività fungi-statica, alla concentrazione di 300 µg mL-1 è stata os-seravata per oli essenziali di due differenti varietà di perilla nei confronti di alcuni ceppi di Cladosporium spp, mentre un’attività fungicida è stata riscontrata a 500 µg mL-1 per i seguenti funghi: Alternaria alterna-ta, Bipolaris oryzae, Cercospora beticola, Pyreno-phora graminea, Pyricularia oryzae e Pyrenophora teres. Gli oli essenziali hanno, inoltre, mostrato effi-cacia nell’inibizione della germinazione dei conidi di un ceppo di Cladosporium cladosporioides e attività preventiva per il controllo dell’oidio del cetriolo, detto anche mal bianco, che è causato da Sphaerotheca fu-liginea e può colpire tutte le parti verdi della pianta, in particolare la superficie fogliare dove compaiono chiazze polverulente, biancastre. Il meccanismo di azione di queste attività biologiche non è ancora noto nei dettagli e anche l’esistenza di un legame diretto tra le proprietà gustative e trigemi-nali e quelle sul chemical sensing sono ancora da di-mostrare, per la perilla come per le altre piante aro-matiche in generale. Tuttavia, i recenti studi e i pro-mettenti risultati delle sperimentazione indicano che questo approccio può essere innovativo nella scoperta mirata di nuovi prodotti bioattivi in agricoltura e che Perilla frutescens potrebbe essere una fonte nuova e interessante di applicazioni non solo in campo ali-mentare ma anche agrario.  Ringraziamenti Si ringrazia il Ministero degli affari esteri per il pre-zioso sostegno al lavoro svolto.      3 1 febbraio 2012 10 Riferimenti bibliografici  [1] Vriens J., Nilius B. and Vennekens R., 2008. Her-bal Compounds and Toxins Modulating TRP Chan-nels. Cur.t Neuropharm., 6, 79-96.  [2] Park C.B., Lee, B.H., Son, S.Y., 1997. Quality im-provement in Perilla –(2) variation of fatty acid com-position in M2 population”. Korean J. Breeding, (Quoted from Yu, H.C.; Kosuna, K.; Haga, M. (eds). “Perilla – The genus Perilla”. Harwood Academic Pub., Amsterdam).  [3] Yu, H.C., Niskanen A., Paananen J.,  1997. Perilla and the treatment of allergy - a review” in: Yu, H.C.; Kosuna, K.; Haga, M. (eds). Perilla – The genus Peril-la. Harwood Academic Pub., Amsterdam, 55-70.  [4] Ueda H., Yamazaki M., 1993. Inhibitory activity of Perilla juice for TNF-α production. Jap. J. Inflamma-tion, 13, 337-340.  [5] Bassoli A., Borgonovo G., Caimi S., Scaglioni L., Morini G., Schiano Moriello A., Di Marzo V., De Pe-trocellis L., 2009. J. Bioorg. & Med. Chem., 17, 1636-1639.  [6] Monte E., 2001. Understanding Trichoderma: be-tween biotechnology and microbial ecology, Int. Mi-crobial 4, 1-4.  [7] Burt S., 2004. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods-a re-view, Int. 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Perilla : un nuovo insetticida naturale?

https://air.unimi.it/retrieve/handle/2434/170190/270256/10.%20Biochimica%20Bassoli%20et%20al.pdf

Perilla : un nuovo insetticida naturale?

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