Konu: Hayvansal Ve Mikrobiyal Kaynaklı Doğal Antioksidanlar

ÖZET
Hayvansal kaynaklarda bulunan peptitler, amino asitler ve karotenoidler antioksidan özelliğe sahiptirler. Kas sisteminde bulunan Süperoksit Dismutaz, (SOD), süperoksit katalaz, Glutatyon peroksidaz enzimlerinin de antioksidan özelliği olduğu bilinmektedir. Histidin içeren dipeptit olan karnosin, anserin, ofidin gibi bileşiklerin metallerle şelat oluşturma özelliği ve serbest radikalleri süpürücü etkisi olduğu belirlenmiştir. Aspergillus ve Penicillium türlerinin antioksidan etkili bileşikler ürettikleri saptanmıştır. Sitrinin, protokatechuic asit, Kurvulik asit metil esterleri, auroglausin ve flavoglausin gibi bileşikler mikrobiyal kaynaklı antioksidanlara örnek verilebilir.

1. GİRİŞ
İnsan yaşamının vazgeçilmezlerinden olan oksijen metabolizma sırasında meydana gelen bazı bileşiklerden dolayı zararlı olabilmektedir. Reaktif oksijen türleri (ROT) olarak adlandırılan bu bileşikler; O2-. (Süperoksit) radikali, H2O2 (Hidrojen peroksit), HO. (Hidroksil) radikali, HOCl (Hipokloröz asit), tekli O2 (O2↑↓), R. (Alkil radikali), ROO. (Peroksil radikali), RCOO. (Organik peroksit radikali), HO2. (Perhidroksil radikali), RO. (Alkoksil radikali) olarak sıralanabilir [1]. Oksidasyona neden olan serbest radikaller temel olarak oksijen kaynaklı metabolitler, (süperoksit anyonları O2-, hidrojen peroksit H2O2, hidroksil radikali OH-) hipoklorik asit, kloraminmler, azot dioksit, ozon ve lipit peroksitlerdir [2]. Bunlar organizmalar tarafından hücre içinde mitokondriyal solunum zincirinde, ya da hücre dışında, özellikle de fagositler tarafından oluşturulur.
Serbest radikaller, bir atom ya da molekül yörüngesinde eşleşmemiş bir elektron içeren yüksek oranda reaktif kimyasal ürünlerdir [3,4]. Vücutta doğal metabolik yollarla serbest radikaller oluşmakta, ancak radikal parçalayan antioksidan sistemlerle oluşan serbest radikaller ortadan kaldırıldığından, herhangi bir sitotoksite ortaya çıkmamaktadır. Ancak bu işleyişin radikaller lehine bozulduğu durumlarda bir dizi patolojik olay ortaya çıkmaktadır [5]. Bu patolojik olaylar oksidatif stres olarak da adlandırılmaktadır. Oksidatif stresin; lipit peroksidasyonu, enzimlerin inaktivasyonu ve aktivasyonu, kanser, arterosklerozis, kardiyovasküler hastalıklar, sıtma, nörodejeneratif hastalıklar, böbrek bozuklukları, immun sistem bozukluğu, katarakt, DNA hasarını ve yaşlanmaya neden olan birçok etkileri olduğu saptanmıştır [6].
Serbest radikaller organizmada normal olarak meydana gelen oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonları sırasında oluştuğu gibi çeşitli dış kaynaklı etkenlerin etkisiyle de oluşabilir. Serbest radikal yaratan kaynaklar radyasyon, virüsler, güneş ışınlarının bir kısmı olan ultraviole ışınları, hava kirliliğini yaratan fosil kökenli yakıtların yanma sonundaki ürünleri, sigara dumanı, enfeksiyon, stress, yağ metabolizması sonunda çıkan ürünler gibi hücre metabolizmasının toksik ürünleri, bazı tahrip edici kimyasallar, haşere kontrol ilaçları ve birçok başka etkenlerdir [1,7]. Antioksidanlar, serbest radikalleri nötralize ederek vücudun onlardan etkilenmemesini veya kendini yenilemesini sağlayan maddelerdir. Antioksidanlar gıdalarda düşük konsantrasyonlarda bulunduğunda okside olabilir diğer substratlara oranla, o substratın oksidasyonunu önemli ölçüde geciktiren veya engelleyen maddelerdir [8].
HAYVANSAL KAYNAKLI DOĞAL ANTİOKSİDANLAR
Memeli hücreleri serbest radikal ajanlarına karşı enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidan mekanizmaları ile korunmaktadır. Primer antioksidan enzimler; süperoksit anyonlarının (O2-) dismutasyonunu katalizleyerek hidrojen peroksit oluşturan Süperoksit Dismutaz (SOD), hidrojen peroksidi, su ve oksijene parçalanmasını sağlayan Glutatyon Peroksidaz ve Katalaz (CAT) enzimleridir [8]. Bu enzimler radikallerle reaksiyona girerek bunların daha zararlı formlara dönüşmelerini ve yeni serbest radikal oluşumunu önleyen bileşiklerdir. Bu enzimlerin yanında hayvansal kaynaklarda bulunan Melatonin, Ürik Asit, Albümin, Haptoglobulin, Sistein, Seruloplazmin, Transferrin, Laktoferrin, Ferritin, Oksipurinol, Ubikinon, Bilirubin, Lipoik asit, Hemopeksin, Glutatyon, Histidin gibi maddelerin antioksidan aktiviteye sahip olduğu çeşitli araştırmalarla saptanmıştır [9].
Her ne kadar karotenoidler sebze ve meyvelerin renklerinden sorumlu bileşikler olarak bilinseler de Astaksantin,, Tunaksantin, β-karoten, 4- Hydroksiechinenone gibi karotenoid bileşikleri birçok hayvansal dokuda da bulunduğu saptanmıştır [10] . Özellikle kabukluların bünyesinde çok sayıda karotenoid bileşiği bulunmaktadır. Omurgasız canlılarda proteinlerle birleşerek karotenoprotein yapısını oluşturan bileşikler kabuğun yapısını oluşturmaktadırlar. Örneğin kırmızı yengeçler β-karoten, astaksantin gibi karotenoidleri içermektedir. Antioksidan özelliği bilenen 1-2- diamino 1-1-(ο-hidroksi fenil) propen bileşiği karideslerin kabuklarında bol miktarda bulunmaktadır [11].
Hayvansal antioksidanlardan biri olan melatonin (N-asetil-5-metoksitriptamin) hormonal yapıdadır. Endojen bir hormon olan melatonin'in en önemli özelliklerinden biri lipofilik olmasıdır. Dolayısıyla hücrenin hemen hemen bütün organellerine ve hücre çekirdeğine ulaşabilir. Böylece çok geniş bir dağılımda antioksidan aktivite göstermektedir [12]. Son zamanlarda melatoninin etkili bir serbest radikal yakalayıcısı ve antioksidan olduğu saptanmıştır. Melatoninin çok toksik olan hidroksil radikalini, peroksinitrit anyonunu ve peroksil radikalini yakaladığı çeşitli araştırmalarla belirtilmiştir [13]. Ayrıca melatoninin Alzheimer hastalığında amiloid ß protein toksisitesini düşürdüğü, parkinson hastalığının çeşitli tiplerinde oksidatif hasarı azalttığı gösterilmiştir. Melatonin, antioksidan etkisini ROS süpürücü ve nötrofil birikimini önlemekle direkt olarak göstermekle beraber, indirekt etkisini ise glutatyon peroksidaz (GSH-Px), SOD gibi bazı antioksidatif enzimlerin aktivitesini arttırarak ve lipit peroksidasyonunu engelleyerek göstermektedir [14]. Bilinen en güçlü antioksidan olan melatoninin, değişik dokulardaki koruyucu etkileri halen çeşitli deneysel modellerde araştırılmaktadır. Melatonin ayrıca insanlarda mide fonksiyonlarının düzenlenmesinde endokrin bir sinyal olarak yardımcı olduğuna ve ülser gibi bazı rahatsızlıkları önlemede etkili olduğuna dair çalışmalar mevcuttur [15]. Beyinde yer alan bir iç salgı bezinden, uyku saatlerine yakın dönemde salgılanan melatonin, yaşlandıkça azalmaktadır. Çok sayıda çalışma, uyku öncesi alınan melatoninin yaşlılığa bağlı uyku sorunlarını gidermede etkili olabileceğini göstermektedir. Çeşitli araştırıcılar Melatoninin besin desteği olarak kullanımının birçok yararı olduğunu belirtmişlerdir. Bunlar [16];
• Jet lag sorununu önlemesi ve yeniden normal uyku düzenine dönülmesini kolaylaştırması,
• Ağrı ve stresten kaynaklanan uyku problemlerinin düzeltilmesi,
• Uykusuzluk sorununun çözümünde yardımcı olması,
• Yaşlılığa bağlı belirtileri ertelemesi ve antioksidan özellikleri ile katarakt oluşumunu, kalp damar hastalıklarının gelişimini geciktirmesi
• Kış aylarında görülen mevsime bağlı depresyonun azaltılması gibi sıralanabilir.
İngiltere'de bir çiftlikte yapılan çalışmada, uyumayı kolaylaştıran özel bir süt geliştirilmiştir. ''Night Time Milk'' adı verilen sütün içinde diğer sütlere göre iki kat daha fazla melatonin bulunmaktadır. Melatoninin uyumaya yardımcı olan ve vücudun biyolojik saatini düzenleyen bir hormon olduğu bilinmektedir. Gün doğmadan önce sağılan genç ineklerin sütünde melatonin seviyesinin yüksek olduğunu tespit eden araştırmacılar, inekleri gün doğmadan önce sağarak uykuya yardımcı nitelikte süt üretmeye başlamışlardır. Söz konusu süt, vücuttaki mevcut melatonin seviyesini yükselterek uyumaya yardımcı olmaktadır [17].
Yapılan araştırmalarda melatoninin kemik formasyonunu stimüle ettiği saptanmıştır. Değişik oksidatif stres durumlarında, kemik iliği ve dolayısıyla da immün sistem zarar görmektedir. Kemik iliği hücrelerinde fazla miktarda melatonin bulunduğu, immün hücrelerin zarar görmesini önleyici ve immün güçlendirici etkiye sahip olduğu saptanmıştır [18]. Melatoninin birçok biyolojik mekanizmalar ile kanser önleyici etkiye sahip olduğu saptanmıştır. Melatonin, bunu antiproliferatif etki, kanserli hastalarda immünitenin güçlendirilmesi, antioksidan ve antiangiogenik etki gibi etkilerin yardımıyla göstermektedir. Bazı klinik çalışmalar melatoninin kanser hücrelerinin üremesini engellendiğini saptamıştır. Kanserli hastalara melatonin vererek kemoterapik ajanlara bağlı olarak meydana gelen toksik yan etkilerin azaltılması ve hastanın immünitesinin güçlendirilmesi sonucu kanserin durdurulabileceği konusunda çalışmalar sürdürülmektedir [19].
MİKROBİYAL KAYNAKLI DOĞAL ANTİOKSİDANLAR
Mikroorganizmaların çeşitli fonksiyonları çok uzun zamandır araştırılsa da antioksidan özellikleri üzerine ancak 1980’li yıllarda çalışmalar yapıla gelmiştir. Forbes ve ark. [13] ve Meisinger ve ark. [21]’larının mikroorganizmalar ve antioksidanlar arasında ilişki kurmasıyla başlayan araştırmalar son yıllarda hız kazanmıştır. Yapılan bazı çalışmalarda küflerden sitrinin, protokatechuic asit gibi anktioksidatif bileşikler elde edilmiştir. Bazı Penicillium türlerinde curvulik asit gibi güçlü antioksidanlar izole edilmiştir. Rhizopus oligosporus suşlarından 5-(δ-tocopheroxy)- δ- tokoferol bileşikleri saptanmıştır. Antioksidan aktiviteye sahip fenolik asitlerden gallik asit Penicillium ve Aspergillus’lardan izole edilmiştir. Bazı Streptomyces türleri mycotrienin II, trienomycin A ve trienomycin B gibi antioksidan bileşiklere sahiptir [22].
Yeng ve Chang yaptıkları çalışmada iki Penicillium ve dört Aspergillus türlerinin ekstraktlarının, bitkisel yağlarda linoleik asidi koruduğunu ve Aspergillus candidus CCRC 31543 türünün, ticari antioksidan olan BHA kadar yağı muhafaza ettiğini ortaya koymuşlardır [23]. Aoyama ve ark.’ları [24] topraktan izole ettikleri 750 filamentli fungiden sitrinin ve protokatechuic asit gibi iki antioksidan tanımlamışlardır. Yine aynı araştırmacılar Penicillium’un bir türünden izole ettikleri curvilic asidin, linoleik asitte antioksidan aktivite gösterdiğini saptamışlardır. Söz konusu araştırmada curvilic asit en iyi antioksidan aktivitesine sahip olmakla birlikte, bunu curvilic asit metil esteri, protokatechuic asit ve sitrinin takip ettiği saptanmıştır.
Aspergillus türleri,antioksidan aktivitesi gösteren etkili bileşikler üreten mikroorganizmalardandır. Esaki ve ark.ları [25] 30 sayıdaki Aspergillus türünün antioksidan aktivitesini değerlendirmiş ve fermente edilmiş soya fasülyesindeki methanol ekstraktının metil linolat oksidasyonunu engellediğini ortaya koymuşlardır. 28 türün, fermente soyadaki methanol ekstraktı, fermente edilmemiş soyadakinden daha iyi oranda antioksidan aktivitesi gösterdiğini söz konusu araştırıcılar belirtmişlerdir. Bir başka çalışmada Hayashi ve ark.ları Penicillium roquefortii IFO 5956 kültüründen elde ettikleri 2,3-dihidroksibenzoik asidin antioksidan aktiviteye sahip olduğunu iddia etmişlerdir [26].
Son zamanlarda yapılan araştırmalarda fermente soya ürünü olan tembehten elde edilen 3-hidroksianthranilik asitin soya fasulyesi yağı ve soya fasülyesi tozunda güçlü bir antioksidant aktivitesine sahip olduğunu ortaya konmuştur [27]. Ayrıca Hoppe ve ark.ları [28] Rhisopus oligosporus tarafından fermente edilen tembehten izole edilen 5-(δ-tocopheroxy)-δ-tocopherol’ u bir antioksidan olarak tanımlamışlardır. Bir başka antioksidan olan Protokatechuic asitte Aspergillus terreus S-4 ten, Methylenebis (5-methly-6-tert-butyl-phenol) ise Penicillium janthinellum ‘dan izole edilmektedir [25].
Karetenoidler de mikroorganizmalar tarafından sentezlenen antioksidanlardandır. Nelis ve Leenheer [29] yaptıkları çalışmada Blakeslea trispora ve Duniella salina’dan β-caroteni ve B. trispora ve Streptomyces chrestomyceticus subsp,. Rubescens den de likopeni izole etmişlerdir. Xanthophyllomyces dendrorhous gibi mikroorganizmalardan elde edilen astaksantin ve likopenin, serbest radikal olan tekli oksijen aktivitesini durduran bileşenler olduğu ortaya konmuştur [30].
Meyve sebzelerde bol miktarda bulunan fenolik bileşikler serbest radikalleri sınırlayıcı antioksidatif etki gösteren güçlü antioksidanlar olarak bilinmektedir [31] ve lipit peroksidasyonunu katalizleme yeteneğinde olan metallere karşı şelat özelliğindedirler [32]. Meyve ve sebze bakımından zengin dolayısıyla da fenolik içeriği yüksek olan diyetler, kardiyovasküler ve kanser gibi bir takım hastalıkların oranını azaltmada etkili olduğu ortaya konmuştur [33]. Tembeh fungisi olarak bilinen Rhisopus oligosporus’un meyve artıklarında iyi oranda geliştiği belirlenmiştir. Buna göre R. oligosporous meyve artıklarında üretildiğinde yüksek oranda antioksidan aktivitesine sahip β-glukozidaz elde edilmektedir. Bu sonuç endüstriyel olarak mikrobiyal kaynaklı doğal antioksidan üretilmesine ışık tutabilir [34].
SONUÇ
Son yıllarda doğa kirliliği, stres ve hazır gıdaların yaygın olarak tüketimi insan vücudunda serbest radikallerin oluşumunu artırmaktadır. Serbest radikallere karşı antioksidanlar en etkili bileşiklerdir. Doğada çeşitli kaynaklarda bulunan antioksidanların vücutta antioksidatif etkilerinin yanı sıra birçok fonksiyonu olduğu çeşitli araştırmalarla saptanmıştır. Doğal antioksidan kaynaklarını saptayıp, bunların gerek günlük diyette gerekse de izole edilip klinik uygulamalarda uygun miktarda tüketilmesinin sağlıklı bir yaşam için yararlı olacağı düşünülmektedir

teşekkürler paylaşım için ama keşke yazarları ve kaynakçayı da ekleseydin.