TÜRKİYE’DE YETİŞEN BAZI SIĞIRKUYRUĞU (SIRACAOTUGİLLER)/ VERBASCUM L. (SCROPHULARIACEAE) TÜRLERİNİN ANTİOKSİDAN POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI SİNEM GÜZELVARDAR T.C. BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TÜRKİYE’DE YETİŞEN BAZI SIĞIRKUYRUĞU (SIRACAOTUGİLLER)/ VERBASCUM L. (SCROPHULARIACEAE) TÜRLERİNİN ANTİOKSİDAN POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI Sinem GÜZELVARDAR 0000-0002-5089-9849 Prof.Dr. Özer YILMAZ 0000-0003-1498-5827 (Danışman) DOKTORA TEZİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI BURSA-2021 Her Hakkı Saklıdır. ÖZET Doktora Tezi TÜRKİYE’DE YETİŞEN BAZI SIĞIRKUYRUĞU (SIRACAOTUGİLLER)/ VERBASCUM L. (SCROPHULARIACEAE) TÜRLERİNİN ANTİOKSİDAN POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI Sinem GÜZELVARDAR Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Özer YILMAZ Bu çalışmada ülkemizde yetişen Verbascum cinsine ait olan 15 türün antioksidan potansiyelleri belirlenmiştir. Bu türler şunlardır: V. serratifolium Hub.-Mor., V. basivelatum Hub.-Mor., V. bugulifolium Lam., V. yurtkuranianum Kaynak, Daşkın & Yılmaz, V. afyonense Hub-Mor., V. ovalifolium Donn ex Sims, V. prusianum Boiss., V. bithynicum Boiss., V. degenii Verh., V. olympicum Boiss., V. stenostachyum Hub.-Mor., V. vacillans Murb., V. gypsicola M. Vural & Aydoğdu, V. speciosum Schrader ve V. cheiranthifolium Boiss. Yaprakları kurutulan bu türlerden metanol özütleri hazırlanarak DPPH radikalini süpürücü aktivite, ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivite, indirgeyici güç potansiyeli, toplam fenolik madde analizi ve toplam flavonoid madde miktarları belirlenmiştir. DPPH ve ABTS radikalini süpürücü aktivitenin belirlenmesi için IC50 değerleri hesaplanmıştır. Hem DPPH radikalini süpürücü aktivite hem de ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivite deney verilerine göre V. degenii, V. basivelatum, V. bithynicum, V. olympicum ve V. prusianum türleri, en düşük IC50 değerlerine dolayısıyla da en yüksek antioksidan potansiyele sahip türler olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar, indirgeyici güç potansiyeli, toplam fenolik madde ve toplam flavonoid madde deneyleri ile de desteklenmektedir. Genel olarak araştırdığımız türler içinde, kullanılan beş antioksidan tayin yöntemi için, antioksidan içeriği en düşük türler ise V. yurtkuranianum, V. bugulifolium, V. ovalifolium ve V. afyonense olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Verbascum, Serbest radikal, Antioksidan, DPPH, ABTS, indirgeyici güç potansiyeli, toplam fenol, toplam flavonoid, 2021, xiii +183 sayfa. ii ABSTRACT PhD Thesis INVESTIGATION OF ANTIOXIDANT POTENTIAL OF SOME MULLEIN (FIGWORT FAMILY) / VERBASCUM L. (SCROPHULARIACEAE) SPECIES GROWING IN TURKEY Sinem GÜZELVARDAR Bursa Uludağ University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Özer YILMAZ In this study, antioxidant potentials of 15 species that belonging to the genus Verbascum grown in our country were determined. These species are: V. serratifolium Hub.-Mor., V. basivelatum Hub.-Mor., V. bugulifolium Lam., V. yurtkuranianum Kaynak, Daşkın & Yılmaz, V. afyonense Hub-Mor., V. ovalifolium Donn ex Sims, V. prusianum Boiss., V. bithynicum Boiss., V. degenii Verh., V. olympicum Boiss., V. stenostachyum Hub.-Mor., V. vacillans Murb., V. gypsicola M. Vural & Aydoğdu, V. speciosum Schrader and V. cheiranthifolium Boiss. Methanol extracts were prepared from these species whose leaves were dried and DPPH radical scavenging activity, ABTS radical cation scavenging activity, reducing power potential, total phenolic substance analysis and total flavonoid substance amounts were determined. IC50 values were calculated to determine the DPPH and ABTS radical scavenging activity. According to both DPPH radical scavenging activity and ABTS radical cation scavenging activity experimental data, V. degenii, V. basivelatum, V. bithynicum, V. olympicum and V. prusianum species were determined as the species with the lowest IC50 values and therefore the highest antioxidant potential. These results are also supported by the reducing power potential, total phenolic substance and total flavonoid substance experiments. In general, among the species we investigated, V. yurtkuranianum, V. bugulifolium, V. ovalifolium and V. afyonense were the species with the lowest antioxidant content for the five antioxidant determination methods used. Key words: Verbascum, free radical, antioxidant, DPPH, ABTS, reducing power potential, total phenol, total flavonoid, 2021, xiii +183 pages. iii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET………………………………………………………………………... i ABSTRASCT……………………………………………………………...... ii TEŞEKKÜR………………………………………………………………… iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ…………………………………. ix ŞEKİLLER DİZİNİ…………………………………………………………. x ÇİZELGELER DİZİNİ……………………………………………………… xiii 1. GİRİŞ…………………………………………………………………....... 1 2. KURAMSAL TEMELLER……………………………………………..... 4 2.1. Scrophulariaceae Familyasının Genel Özellikleri……………………… 4 2.2. Verbascum (Sığır Kuyruğu) L. Cinsinin Genel Özellikleri…………….. 4 2.3. Bu Çalışmada Kullanılan Verbascum Türlerinin Betimleri……………. 5 2.3.1. Verbascum serratifolium Hub.-Mor. in Bauhinia 5(1): 15 (1973)…… 5 2.3.2. Verbascum basivelatum Hub.-Mor. in Bauhinia 6(3): 371 (1979)….... 5 2.3.3. Verbascum bugulifolium Lam. Encycl. 4(1): 226 (1797)…………...... 6 2.3.4. Verbascum yurtkuranianum Kaynak, Daşkın ve Yılmaz Ann. Bot. Fenn.43(6): 456 (2006)24…………………………………………………… 7 2.3.5. Verbascum afyonense Hub-Mor.in Bauhinia 5(4): 232 (1976)……… 8 2.3.6. Verbascum ovalifolium Donn ex Sims in Bot. Mag.26: 1037(1807)… 10 2.3.7. Verbascum prusianum Boiss. Diagn. Ser 1(7): 37 (1846) …………... 11 2.3.8. Verbascum bithynicum Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 63 (1844) ……... 12 2.3.9. Verbascum degenii Verh. Zool.-Bot. Ges. Wien 48: 140 (1898)…...... 13 2.3.10. Verbascum olympicum Boiss. Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 54 (1844)……………………………………………………………………...... 13 2.3.11. Verbascum stenostachyum Hub.-Mor.in.Bauhinia 1(1): 75 (1955)… 14 2.3.12. Verbascum vacillans Murb. Acta Univ. Lund. 29 (2): 215 (1933)…. 15 2.3.13. Verbascum gypsicola M Vural&Aydoğdu Karaca Arbor. Mag. 2: 76 (1993)………………………………………………………………………... 16 2.3.14. Verbascum speciosum Schrader, Hort. Gotting. 22: 16 (1809)……... 17 2.3.15. Verbascum cheiranthifolium Boiss. Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 56(1844)…………………………………………………………………....... 18 2.4. Verbascum Türlerinin Tıbbi Kullanımı………………………………… 19 2.5. Serbest Radikaller ………….......………………………………………. 21 2.5.1. Serbest radikallerin yararları…………………………………………. 23 2.5.2. Serbest radikallerin zararları………………………………………….. 24 2.6. Reaktif Oksijen Türleri (ROS)…………………………………………. 25 2.6.1. Süperoksit radikali (O2-)……………………………………………... 25 2.6.2. Hidrojen peroksit (H2O2)……………………………………………... 26 2.6.3. Hidroksil radikali (OH ₋)……………………………………………... 26 2.7. Reaktif nitrojen türleri (RNS)………………………………………...... 26 2.8. Oksidatif Stres………………………………………………………...... 27 2.9. Antioksidanlar………………………………………………………...... 29 2.10. Antioksidan Savunma Sistemleri……………………………………… 31 2.11. Enzimatik Antioksidanlar……………………………………………... 34 iv 2.11.1. Süperoksit dismutaz (SOD)…………………………………………. 34 2.11.2. Katalaz………………………………………………………………. 34 2.11.3. Glutatyon peroksidaz (GPx)………………………………………… 35 2.11.4. Glutatyon redüktaz (GR)……………………………………………. 36 2.12. Enzimatik Olmayan Antioksidanlar…………………………………... 37 2.12.1. Sentetik antioksidanlar……………………………………………… 37 2.12.2. Doğal antioksidanlar………………………………………………… 39 2.13. Antioksidan Aktivite ve Miktar Tayin Yöntemleri…………………… 42 2.13.1. DPPH radikalini süpürücü aktivite.......................…………............... 45 2.13.2. ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivite…..…………………...... 47 2.13.3. İndirgeme gücü metodu……………………………………………... 48 2.13.4. Folin-Ciocalteu yöntemi ile toplam fenolik madde miktarı..……...... 48 2.13.5. Toplam flavonoid madde miktarı…………………………………… 49 2.14. Verbascum Türleri ile İlgili Yapılan Çalışmalar……………………… 50 2.15. Verbascum Türlerinin Halk Arasında Kullanılımı...………………...... 58 3. MATERYAL ve YÖNTEM ……………………………………………... 60 3.1. Kullanılan Cihazlar, Kimyasallar ve Çözeltiler........................................ 60 3.2. Bitkilerin Toplanması ve Arazi Çalışması……………………………… 61 3.3. Bitki Özütlerinin Elde Edilmesi………………………………………… 62 3.4. Stok Hazırlama…………………………………………………………. 62 3.5. Antioksidan Aktivite ve Antioksidan İçerik Belirlenmesi……………... 62 3.5.1. DPPH radikalini süpürücü aktivite…………………………………… 62 3.5.2. ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivite………………………...... 63 3.5.3.İndirgeme gücü……………………...………………………………… 64 3.5.4.Toplam fenolik madde miktarı………………………..………………. 64 3.5.5.Toplam flavonoid madde miktarı………………...…………………… 65 3.6. İstatistik Değerlendirme……………………...………………………… 65 3.6.1. Parametrik olmayan K örnek testleri…………………………………. 65 3.6.2. Kruskal-Wallis H testi………………………………………………... 66 3.6.3. Tukey testi……………………………………………………………. 67 4. BULGULAR……………………………………………………………... 68 4.1. Verbascum serratifolium Türünün Antioksidan Potansiyeli…………… 68 4.1.1. Verbascum serratifolium türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 68 4.1.2. Verbascum serratifolium türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 69 4.1.3. Verbascum serratifolium türünün indirgeyici güç potansiyeli……...... 70 4.1.4. Verbascum serratifolium türünün toplam fenolik madde miktarı……. 70 4.1.5. Verbascum serratifolium türünün toplam flavonoid madde miktarı…. 71 4.2. Verbascum basivelatum Türünün Antioksidan Potansiyeli…………...... 71 4.2.1. Verbascum basivelatum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 71 4.2.2. Verbascum basivelatum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………………..... 72 4.2.3. Verbascum basivelatum türünün indirgeyici güç potansiyeli………… 73 4.2.4. Verbascum basivelatum türünün toplam fenolik madde miktarı……... 73 4.2.5. Verbascum basivelatum türünün toplam flavonoid madde miktarı…... 74 4.3. Verbascum bugulifolium Türünün Antioksidan Potansiyeli……………. 74 v 4.3.1. Verbascum bugulifolium türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 74 4.3.2. Verbascum bugulifolium türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………………….. 75 4.3.3. Verbascum bugulifolium türünün indirgeyici güç potansiyeli………... 76 4.3.4. Verbascum bugulifolium türünün toplam fenolik madde miktarı…...... 76 4.3.5. Verbascum bugulifolium türünün toplam flavonoid madde miktarı...... 77 4.4. Verbascum yurtkuranianum Türünün Antioksidan Potansiyeli………... 77 4.4.1. Verbascum yurtkuranianum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 77 4.4.2. Verbascum yurtkuranianum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………... 78 4.4.3. Verbascum yurtkuranianum türünün indirgeyici güç potansiyeli……. 79 4.4.4. Verbascum yurtkuranianum türünün toplam fenolik madde miktarı… 79 4.4.5. Verbascum yurtkuranianum türünün toplam flavonoid madde miktarı……………………………………………………………………...... 80 4.5. Verbascum afyonense Türünün Antioksidan Potansiyeli………………. 80 4.5.1. Verbascum afyonense türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi… 80 4.5.2. Verbascum afyonense türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 81 4.5.3. Verbascum afyonense türünün indirgeyici güç potansiyeli…………... 82 4.5.4. Verbascum afyonense türünün toplam fenolik madde miktarı……...... 82 4.5.5. Verbascum afyonense türünün toplam flavonoid madde miktarı…...... 82 4.6. Verbascum ovalifolium Türünün Antioksidan Potansiyeli……………... 83 4.6.1. Verbascum ovalifolium türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 83 4.6.2. Verbascum ovalifolium türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 84 4.6.3. Verbascum ovalifolium türünün indirgeyici güç potansiyeli…………. 85 4.6.4. Verbascum ovalifolium türünün toplam fenolik madde miktarı……… 85 4.6.5. Verbascum ovalifolium türünün toplam flavonoid madde miktarı…… 85 4.7. Verbascum prusianum Türünün Antioksidan Potansiyeli……………… 86 4.7.1. Verbascum prusianum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi... 86 4.7.2. Verbascum prusianum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 87 4.7.3. Verbascum prusianum türünün indirgeyici güç potansiyeli………...... 88 4.7.4. Verbascum prusianum türünün toplam fenolik madde miktarı………. 88 4.7.5. Verbascum prusianum türünün toplam flavonoid madde miktarı……. 89 4.8. Verbascum bithynicum Türünün Antioksidan Potansiyeli……………... 89 4.8.1. Verbascum bithynicum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 89 4.8.2. Verbascum bithynicum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 90 4.8.3. Verbascum bithynicum türünün indirgeyici güç potansiyeli…………. 91 4.8.4. Verbascum bithynicum türünün toplam fenolik madde miktarı……… 91 4.8.5. Verbascum bithynicum türünün toplam flavonoid madde miktarı…… 92 4.9. Verbascum degenii Türünün Antioksidan Potansiyeli…………………. 92 vi 4.9.1. Verbascum degenii türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi…… 92 4.9.2. Verbascum degenii türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 93 4.9.3. Verbascum degenii türünün indirgeyici güç potansiyeli……………... 94 4.9.4. Verbascum degenii türünün toplam fenolik madde miktarı………...... 94 4.9.5. Verbascum degenii türünün toplam flavonoid madde miktarı..……… 95 4.10. Verbascum olympicum Türünün Antioksidan Potansiyeli…………...... 95 4.10.1. Verbascum olympicum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 95 4.10.2. Verbascum olympicum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 96 4.10.3. Verbascum olympicum türünün indirgeyici güç potansiyeli………… 97 4.10.4. Verbascum olympicum türünün toplam fenolik madde miktarı……... 97 4.10.5. Verbascum olympicum türünün toplam flavonoid madde miktarı…... 97 4.11. Verbascum stenostachyum Türünün Antioksidan Potansiyeli………… 98 4.11.1. Verbascum stenostachyum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi…………………………………………………………………….. 98 4.11.2. Verbascum stenostachyum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………... 99 4.11.3. Verbascum stenostachyum türünün indirgeyici güç potansiyeli…...... 100 4.11.4. Verbascum stenostachyum türünün toplam fenolik madde miktarı…. 100 4.11.5. Verbascum stenostachyum türünün toplam flavonoid madde miktarı. 100 4.12. Verbascum vacillans Türünün Antioksidan Potansiyeli……………..... 101 4.12.1. Verbascum vacillans türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi... 101 4.12.2. Verbascum vacillans türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 102 4.12.3. Verbascum vacillans türünün indirgeyici güç potansiyeli…………... 103 4.12.4. Verbascum vacillans türünün toplam fenolik madde miktarı……….. 103 4.12.5. Verbascum vacillans türünün toplam flavonoid madde miktarı…….. 103 4.13. Verbascum gypsicola Türünün Antioksidan Potansiyeli……………… 104 4.13.1. Verbascum gypsicola türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi... 104 4.13.2. Verbascum gypsicola türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 105 4.13.3. Verbascum gypsicola türünün indirgeyici güç potansiyeli………….. 106 4.13.4. Verbascum gypsicola türünün toplam fenolik madde miktarı……..... 106 4.13.5. Verbascum gypsicola türünün toplam flavonoid madde miktarı…..... 106 4.14. Verbascum speciosum Türünün Antioksidan Potansiyeli…………….. 107 4.14.1. Verbascum speciosum türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi. 107 4.14.2. Verbascum speciosum türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………………….. 108 4.14.3. Verbascum speciosum türünün indirgeyici güç potansiyeli………… 109 4.14.4. Verbascum speciosum türünün toplam fenolik madde miktarı……... 109 4.14.5. Verbascum speciosum türünün toplam flavonoid madde miktarı…... 109 4.15. Verbascum cheiranthifolium Türünün Antioksidan Potansiyeli……… 110 4.15.1. Verbascum cheiranthifolium türünün DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………………………………………………... 110 vii 4.15.2. Verbascum cheiranthifolium türünün ABTS radikal katyonunu süpürücü aktivitesi…………………………………………………………... 111 4.15.3. Verbascum cheiranthifolium türünün indirgeyici güç potansiyeli….. 112 4.15.4. Verbascum cheiranthifolium türünün toplam fenolik madde miktarı. 112 4.15.5. Verbascum cheiranthifolium türünün toplam flavonoid madde miktarı………………………………………………………………………. 113 4.16. Verbascum Türlerinin DPPH Radikalini Süpürücü Aktivite İstatistik Sonuçları…………………………………………………………………….. 113 4.17. Verbascum Türlerinin ABTS Radikal Katyonunu Süpürücü Aktivite İstatistik Sonuçları………………………....................................................... 115 4.18. Verbascum Türlerinin Toplam Fenol Miktarı İstatistik Sonuçları…..... 117 4.19. Verbascum Türlerinin Toplam Flavonoid Miktarı İstatistik Sonuçları 119 5. TARTIŞMA ve SONUÇ…………………………………………………. 123 5.1. Verbascum Türlerinin DPPH Radikalini Süpürücü Aktivitelerinin Karşılaştırılması…………………………………………………………....... 126 5.2. Verbascum Türlerinin ABTS Radikal Katyonunu Süpürücü Aktivitelerinin Karşılaştırılması…………………………………………….. 134 5.3. Verbascum Türlerinin İndirgeyici Güç Potansiyelinin Karşılaştırılması. 141 5.4. Verbascum Türlerinin Toplam Fenolik Madde Karşılaştırılması………. 143 5.5. Verbascum Türünün Toplam Flavonoid Madde Karşılaştırılması……... 149 6. KAYNAKLAR…………………………………………………………… 167 ÖZGEÇMİŞ…………………………………………………………………. 183 viii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ Simgeler Açıklama cm santimetre mm milimetre ml mililitre µg mikrogram µl mikrolitre °C santigrat derece nm nanometre Kısaltmalar Açıklama ABTS : [2,2’-azonobis(3-etilbenzothiazoline-6-sulfonat] AOA : Antioksidan aktivitesi AOK : Antioksidan kapasietsi ABS : Absorbans BHT : Butillendirilmiş hidroksianisol BHT : Butillendirilmiş hidroksitoluen CE : Kateşin eşdeğeri CUPRAC : Bakır(II) İndirgeyici Antioksidan Aktivitesi DNA : Deoksiribo nükleik asit DPPH : 2,2-Difenil-1-pikrihidrazil EGCG : Epigallokateşin gallat FC : Folin-Ciocalteu FRAP : Demir(III) indirgeyici antioksidan kapasite GA : Gallik asit GAE : Gallik asit eşdeğeri HAT : Hidrojen atom transferine dayanan metot ORAC : Oksijen radikal absorbans kapasitesi QA : Kuersetin eşdeğeri RNA : Ribo nükleik asit ROS : Reaktif Oksijen türleri RNS : Reaktif Nitrojen Türleri TBHQ : Tersiyer butil hidrokinon TE : Troloks eşdeğeri TEAC : Troloks eşdeğer antioksidan kapasitesi TROLOX : 6-hidroksi-2, 5, 7, 8-tetrametil-kroman-2-karboksilik asit UV : Ultraviyole ix ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekil 2.1. Verbascum basivelatum a. Genel görüntü, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 6 Şekil 2.2. Verbascum bugulifolium a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c.Taban yaprakları…………………………………………………………...... 7 Şekil 2.3. Verbascum yurtkuranianum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları……………………………………………………………. 8 Şekil 2.4. Verbascum afyonense a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 9 Şekil 2.5. Verbascum ovalifolium a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 10 Şekil 2.6. Verbascum prusianum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 11 Şekil 2.7. Verbascum bithynicum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 12 Şekil 2.8. Verbascum olympicum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 14 Şekil 2.9. Verbascum stenostachyum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 15 Şekil 2.10. Verbascum vacillans a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 16 Şekil 2.11. Verbascum gypsicola a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu………. 17 Şekil 2.12. Verbascum speciosum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları………………………………………………………………. 18 Şekil 2.13. Endojen ve Eksojen Serbest radikaller kaynakları……………….. 23 Şekil 2.14. Oksidatif hasarın mekanizması…………………………………… 28 Şekil 2.15. Süperoksit dismutaz reaksiyon şeması……………………………. 34 Şekil 2.16. Katalaz reaksiyon şeması…………………………………………. 34 Şekil 2.17. Glutatyon peroksidaz reaksiyon şeması…………………………... 36 Şekil 2.18. Glutatyon redüktaz reaksiyon şeması…………………………….. 36 Şekil 2.19. BHA ve BHT ‘nin kimyasal yapıları……………………………... 37 Şekil 2.20. Tersiyer bütilhidrokinon kimyasal yapısı……………………….... 38 Şekil 2.21. Askorbik asitin kimyasal yapısı…………………………………... 39 Şekil 2.22. Glutatyonun kimyasal yapısı……………………………………... 40 Şekil 2.23. DPPH radikalinin indirgenmesi…………………………………... 45 Şekil 2.24. ABTS kimyasal reaksiyonu………………………………………. 47 Şekil 2.25. Demirin indirgenme reaksiyonu………………………………….. 48 Şekil 2.26. Folin reaktifi indirgenmesi ve renk oluşumu reaksiyonu………… 49 Şekil 4.1. Farklı derişimlerde Verbascum serratifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 68 x Şekil 4.2. Farklı derişimlerde Verbascum serratifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………. 69 Şekil 4.3. Farklı derişimlerde Verbascum serratifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri………………………………….. 70 Şekil 4.4. Farklı derişimlerde Verbascum basivelatum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 71 Şekil 4.5. Farklı derişimlerde Verbascum basivelatum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………... 72 Şekil 4.6. Farklı derişimlerde Verbascum basivelatum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeyici güç potansiyelleri…………………………...... 73 Şekil 4.7. Farklı derişimlerde Verbascum bugulifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………... 74 Şekil 4.8. Farklı derişimlerde Verbascum bugulifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 75 Şekil 4.9. Farklı derişimlerde Verbascum bugulifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………. 76 Şekil 4.10. Farklı derişimlerde Verbascum yurtkuranianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 77 Şekil 4.11. Farklı derişimlerde Verbascum yurtkuranianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 78 Şekil 4.12. Farklı derişimlerde Verbascum yurtkuranianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri………………………………….. 79 Şekil 4.13. Farklı derişimlerde Verbascum afyonense metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 80 Şekil 4.14. Farklı derişimlerde Verbascum afyonense metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 81 Şekil 4.15. Farklı derişimlerde Verbascum afyonense metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………………. 82 Şekil. 4.16. Farklı derişimlerde Verbascum ovalifolium metanol özütü ve pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 83 Şekil 4.17. Farklı derişimlerde Verbascum ovalifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 84 Şekil 4.18. Farklı derişimlerde Verbascum ovalifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri………………………………….. 85 Şekil 4.19. Farklı derişimlerde Verbascum prusianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 86 Şekil 4.20. Farklı derişimlerde Verbascum prusianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 87 Şekil 4.21. Farklı derişimlerde Verbascum prusianum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeyici güç potansiyelleri…………………………………….. 88 Şekil 4.22. Farklı derişimlerde Verbascum bithynicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 89 Şekil 4.23. Farklı derişimlerde Verbascum bithynicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 90 Şekil 4.24. Farklı derişimlerde Verbascum bithynicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri………………………………….. 91 Şekil 4.25. Farklı derişimlerde Verbascum degenii metanol özütü ve pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 92 xi Şekil 4.26. Farklı derişimlerde Verbascum degenii metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 93 Şekil 4.27. Farklı derişimlerde Verbascum degenii metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………………. 94 Şekil 4.28. Farklı derişimlerde Verbascum olympicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 95 Şekil 4.29. Farklı derişimlerde Verbascum olympicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 96 Şekil 4.30. Farklı derişimlerde Verbascum olympicum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………. 97 Şekil 4.31. Farklı derişimlerde Verbascum stenostachyum metanol özütü ve pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 98 Şekil 4.32. Farklı derişimlerde Verbascum stenostachyum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 99 Şekil 4.33. Farklı derişimlerde Verbascum stenostachyum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri……………………….…………. 100 Şekil 4.34. Farklı derişimlerde Verbascum vacillans metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 101 Şekil 4.35. Farklı derişimlerde Verbascum vacillans metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 102 Şekil 4.36. Farklı derişimlerde Verbascum vacillans metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………………. 103 Şekil 4.37. Farklı derişimlerde Verbascum gypsicola metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 104 Şekil 4.38. Farklı derişimlerde Verbascum gypsicola metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 105 Şekil 4.39. Farklı derişimlerde Verbascum gypiscola metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………………. 106 Şekil 4.40. Farklı derişimlerde Verbascum speciosum metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 107 Şekil 4.41. Farklı derişimlerde Verbascum speciosum metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………………... 108 Şekil 4.42. Farklı derişimlerde Verbascum speciosum metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri…………………………………………. 109 Şekil 4.43. Farklı derişimlerde Verbascum cheiranthifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin DPPH radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 110 Şekil 4.44. Farklı derişimlerde Verbascum cheiranthifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin ABTS radikalini süpürücü aktivitesi……………………… 111 Şekil 4.45. Farklı derişimlerde Verbascum cheiranthifolium metanol özütü ile pozitif kontrollerin indirgeme potansiyelleri………………………………….. 112 Şekil 5.1. Verbascum türlerinin DPPH radikali için % inhibisyon değerleri…... 127 Şekil 5.2. Verbascum türlerinin DPPH radikali için IC50 değerlerine göre karşılaştırılması…………………………………………………..………...….. 130 Şekil 5.3. Verbascum türlerinin ABTS radikali için % inhibisyon değerleri…... 135 Şekil 5.4. Verbascum türlerinin ABTS radikal süpürücü aktivitesinin IC50 değerlerine göre karşılaştırılması……………………………………………… 137 Şekil 5.5. Verbascum türlerinin indirgeyici güç aktivitesine göre karşılaştırılması……………………………………………............................... 141 xii Şekil 5.6. Verbascum türlerinin toplam fenolik madde karşılaştırılması………. 145 Şekil 5.7. Verbascum türlerinin toplam flavonoid madde karşılaştırılması…..... 150 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 2.1. Antioksidanların sınıflandırılması………………………………. 33 Çizelge 3.1. 15 farklı Verbascum türünün adları ve toplandıkları lokaliteler….. 61 Çizelge 5.1. İncelenen 15 Verbascum türünün DPPH radikali için IC50 değerleri ve standart hataları………………………………………………....... 129 Çizelge 5.2. İncelenen 15 Verbascum türünün DPPH IC50 değerlerine göre istatistik değerlendirmesi……………………………………………………… 132 Çizelge 5.3. İncelenen 15 Verbascum türünün ABTS radikali için IC50 değerleri ve standart hataları…………………………………………………... 136 Çizelge 5.4. İncelenen 15 Verbascum türünün ABTS IC50 değerlerine göre istatistik değerlendirmesi……………………………………………………… 139 Çizelge 5.5. İncelenen 15 Verbascum türünün Toplam Fenol miktarı ve standart hataları……………………………………………………………….. 143 Çizelge 5.6. İncelenen 15 Verbascum türünün Toplam Fenol değerlerine göre istatistik değerlendirmesi……………………………………………………… 147 Çizelge 5.7. İncelenen 15 Verbascum türünün Toplam Flavanoid madde miktarı ve standart hataları……………………………………………………. 149 Çizelge 5.8. İncelenen 15 Verbascum türünün Toplam Flavonoid değerlerine göre istatistik değerlendirmesi………………………………………………… 152 1 1. GİRİŞ Oksijen yaşam için en önemli bir moleküldür. Oksijenli solunum yapan canlıların hücreleri enerji üretebilmek için oksijeni kullandıklarında, mitokondri tarafından ATP (adenozin trifosfat) üretimi olur ve bu metabolizmanın neticesinde serbest radikaller oluşur. Serbest radikaller genellikle reaktif oksijen türleri (ROS) ve reaktif nitrojen türleridir (RNS) (Halliwell ve Gutteridge 1999). Serbest radikaller oksijen kaynaklı (ROS) ve nitrojen kaynaklı (RNS) olabilir. Reaktif oksijen türleri arasında süperoksit (O2 - ), hidroksil (OH- ), peroksil (ROO- ), lipit peroksil (LOO- ), ve alkoksil (RO- ) radikalleri sayılabilir. Reaktif nitrojen türlerini ise nitrik oksit (NO- ) ve nitrojen dioksit (NO2) oluşturur (Genestra 2007). Serbest radikaller, hem zararlı hem de faydalı bileşikler olarak zıt görevler üstlenebilmektedir. İki zıt etki arasındaki hassas denge, açıkça yaşamın en önemli olayıdır. Düşük derişimlerde ROS ve RNS, hücresel tepkiler ve bağışıklık fonksiyonu üzerinde faydalı etkiler gösterir. Yüksek derişimlerde ROS ve RNS, tüm hücre yapılarına zarar verebilecek zararlı bir süreç olan oksidatif stres oluşturur (Young 2001, Halliwell ve Gutteridge 2007). Oksidatif stres, kanser, artrit, yaşlanma, otoimmün bozukluklar, kardiyovasküler ve nörodejeneratif hastalıklar gibi kronik ve dejeneratif rahatsızlıkların gelişiminde önemli bir rol oynar (Valko ve ark. 2007). Stres etkisiyle, reaktif oksijen türlerinin yüksek derişime ulaşması sonucunda, canlıların antioksidan savunma sistemleri aktive olarak organizmaları bu durumdan kurtarmak üzere antioksidan bileşikler üretir. Reaktif oksijen türlerinin üretimi stres yanıt ve savunma sistemlerinin uyarılması için sinyal işlevi görür. Aşırı ROS birikimi; zar lipid peroksidasyonu, proteinlerin okside olmasını, enzimlerin baskılanmasını, DNA ve RNA hasarı gibi oksidatif süreçlerle hücre ölümüne sebebiyet verebilir (Rice-Evans ve ark. 1997). Antioksidan; oksidasyonu durduran, oksijen ya da peroksitlerle ilerleyen reaksiyonları engelleyen maddedir. Sekonder metabolit sınıfında yer alan antioksidan bileşikler özellikle bitkilerde bol miktarda bulunur. Antioksidanlar daha çok fenolik bileşiklerin oluşturduğu moleküllerdir. Besinler yoluyla canlı vücuduna alındığında antioksidan 2 etkilerini insan vücudunda da göstermektedirler (Chaudiere ve Iliou 1999). Günümüzde insanlar tarafından besinler aracılığıyla doğal antioksidanların alınması popüler sağlıklı yaşam davranışlarından biri olmuştur. Diğer yandan, son zamanlarda antioksidan içeriği yoğun bitki özütlerinin besin endüstrisinde koruyucu madde olarak kullanılması da sık rastlanan bir uygulamadır (Karagözler ve ark. 2008). İnsan vücudu, doğal olarak üreterek veya dışarıdan gıdalar ya da takviyeler yoluyla sağladığı antioksidanlar ile oksidatif strese karşı koymaktadır. Dış kaynaklı veya iç kaynaklı antioksidanlar, ROS ve RNS' nin neden olduğu hasarları önleyerek ya da onararak “serbest radikal süpürücü” görevi görür ve bu nedenle bağışıklık sisteminin savunmasını güçlendirebilir ve kanser ve dejeneratif hastalık riskini azaltabilir (Valko ve ark. 2007, Pham-Huy ve ark. 2008). Daha biyolojik tanımı ile antioksidan madde, havanın oksijeni ile bozulan yani okside olan moleküllere ilave olarak, bu bozulmayı engelleyen veya geciktiren sentetik veya doğal madde olarak tanımlanmaktadır (Huang ve ark. 2005). Scrophulariaceae familyası 200’ün üstünde cins ve yaklaşık 2500 civarında tür barındıran çok büyük bir bitki ailesidir. Bu bitki grubu çoğunlukla ılıman ve subtropik bölgelerde yaşar ve onların çoğu bahçelerde güzel çiçeklere sahiptir ya da yol kenarında yabani ot şeklindedir. Verbascum cinsi Scrophulariaceae familyasının en büyük cinsidir (Grieve 1995, Özcan ve ark. 2011). Scrophulariaceae familyası içinde yer alan Verbascum cinsinin yalnızca Kuzey yarım kürenin ılıman kuşağında yayılış gösteren yaklaşık 360 türü vardır. Scrophulariaceae familyasında yer alan Verbascum cinsi, Türkiye Florası’nda en çok türe sahip cinslerden biri olup Kuzey yarım kürede 360 tür ile temsil edilirken ülkemizde 165’i endemik, 105’i hibrit tür olmak üzere toplamda 341 türü yetişmektedir (Güner 2012). Türkiye Florası’na göre Verbascum en büyük ikinci cins olup endemizm oranı yaklaşık olarak % 84’dür (Kaynak ve ark. 2006). Verbascum cinsinin çeşitlilik merkezlerinden birisi de Anadolu’dur (Kaynak ve ark. 2006, Sotoodeh 2016). Türkiye’de bulunan endemik türler çoğunlukla Doğu, Güney ve İç Anadolu bölgelerinde yayılış göstermektedir. Verbascum cinsi Aulacospermae Murb. ve Bothrospremae Murb. seksiyonları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Türkiye’de bulunan bütün Verbascum türleri Bothrospremae seksiyonunda yer almaktadır (Sotoodeh 2016). 3 Verbascum L. / Sığıkuyruğu olup hem iç hem dış enfeksiyonların tedavisinde yüzyıllardır kullanılmaktadır (Grieve 1995, Meurer-Grimes ve ark. 1996). Verbascum türleri flavonoid ve saponince zengin olup çoğu, geleneksel tıpta kullanılmaktadır (Yuldashev 1996). Verbascum cinsine ülkemizde halk arasında değişik isimler verilmiştir. Sığırkuyruğu, Sığırcık kuyruğu, Kuzukulağı, Yılanyastığı, Balık bitkisi gibi isimler yöresel olarak kullanılmaktadır (Karavelioğulları 2004). Verbascum cinsinin antik Yunan ve Romalılar döneminden beri tıbbi etkileri bilinmektedir. Verbascum cinsinin yaprak ve çiçekleri bronşit, öksürük, tüberkuloz, astım gibi solunum yolları hastalıklarında rahatlatıcı olarak kullanılmaktadır (Türker ve Gürel 2005). Verbascum türlerinin tohumları saponin içeriklerinden dolayı zehirlidir. İnsanlar bu zehirli tohumları balık avlamakta kullanmışlardır. Bu özellikleri sebebiyle Kuzey Anadolu da Verbascum türlerine balık bitkisi denilmektedir (Baytop 1999). Verbascum türlerindeki bileşikler 8 ana grup altında toplanmıştır. Bunlar; saponinler, iridoidler, feniletanoid glikozitler, monoterpen glikozitler, neolignan glikozitler, flavonoidler, steroidler ve spermin alkaloitler’dir. Sığırkuyruğu türleri saponinler, iridoitler ve feniletanoid glikozitler, neolignan ve monoterpen glikozitler, fenolik ve yağ asitleri, spermin alkaloitleri, steroidler ve flavanoidler gibi biyolojik olarak aktif bileşiklerin kaynaklarıdır. Bu bileşikler içinde en çok öne çıkanlar; apigenin, verbaskosit, ajugol, katalpol, ökubin, ilvensisaponin A ve C’dır (Tatlı ve Akdemir 2004). Verbascum türlerinin sahip oldukları bu sekonder bileşiklerin sebep olduğu, biyolojik aktiviteler, antioksidan, antimikrobiyal, antimalariyal ve antihelminitik özellikler halk sağlığındaki kullanımları açısından önemlidir. Bunun yanında ülkemizin gen merkezi olduğu ve tüm dünyada uygarlık tarihi boyunca halk sağlığında yaygın şekilde kullanılan bu cins ile ilgili yapılmış çalışmaların sayısı oldukça azdır. Verbascum cinsinin sahip olduğu sekonder metabolit çeşitliliği, onun antioksidan potansiyeli ile ilgili özelliklerinin merak edilmesine sebep olmuştur. Bu çalışmada, incelenecek olan Verbascum türlerinin antioksidan potansiyelleri, farklı yöntemlerle kıyaslanarak, antioksidan potansiyeli yüksek ve düşük türlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Antioksidan potansiyeli yüksek çıkan türlerin, halk sağlığında drog olarak kullanımları, zirai korumada zararlılara karşı kullanımları ve antioksidan aktiviteye sebep olan sekonder metabolit içeriklerinin araştırılması, yeni araştırma konuları olarak ortaya çıkacaktır. 4 2. KURAMSAL TEMELLER 2.1. Scrophulariaceae Familyasının Genel Özellikleri Scrophulariaceae familyası içerisinde bulunan bitkiler bir yıllık ya da çok yıllık, otsu, çalı, küçük ağaç formunda olan bitkiler olup ototroftur, ya da yarı veya ender olarak tam parazittir, iç durumlu floemleri yoktur. Yapraklarda sapçık taşımaz ve birbirini izleyen karşılıklı dairesel dizilişe sahiptir. Çiçekler hermafrodit, yaprak koltuklarında tek, salkım, başak ya da birleşik salkım şeklindedir. Kaliks 4-5 parçalıdan iki dudaklı veya iki lopludur. Korolla petalleri birleşik, çoğunlukla zigomorfik ve iki dudaklı, bazen tabanda mahmuzlu ya da keseli, çoğunlukla aktinomorf simetrili; korollanın lobları tomurcukta daima kiremitsidir. Stamenler korollaya yapışık şekilde, 4 ve ikisi uzun ikisi kısa, ya da 2, nadir olarak 5; anterler uzunluğuna açılan, ya da tepede birleşmiş şekilde ve devamlı yarık şeklinde açılır; verimli olmayan stamenler bulunur (1-3) ya da bulunmaz. Ovaryum üst durumlu, uçta bulunan tek stillus ile çoğunlukla iki gözlü yatay perdeli, ovüller çok sayıda ya da çoğunlukla şişkin plesanta koltuğunda birkaç tane bulunur. Ovaryum nadir olarak tek gözlü 2 çepersel ikiye yarık plasentalıdır. Meyve çoğunlukla kapsül bezen açılmayan kapsül de olabilir. Tohumlar çok sayıda (nadir olarak az), genellikle süslüdür (Davis 1978). 2.2. Verbascum (Sığır Kuyruğu) L. Cinsinin Genel Özellikleri Verbascum L. cinsine ait olan türler tek yıllık, iki ya da çok yıllık olan otsu bitkiler, nadir olarak küçük çalılardan oluşur. Gövde yaprakları birbiri ardından gelen ya da nadir olarak karşılıklı basit veya parçalı yapraklar, taban yaprakları ise rozet şeklindedir. Bitkiler basit veya dallanmış, salgı tüylü veya salgısız tüy örtüsüne sahiptir ya da tüysüzdür. Çiçek durumu, rasem, spika veya panikuladır. Kaliks eşit veya nadir olarak eşit bölünmemiştir. Korolla sarı, nadir olarak menekşe rengi ya da mor, kahverengi veya sarımsı ya da mavimsi-yeşil, aktinomorfik veya kısmen zigomorfik simetrilidir. Stamenler 4 veya 5, çoğunlukla 4 tanesi verimli 1 tanesi verimsizdir. Filamentler ince uzun yumuşak sarımsı veya mor-menekşe renkli tüylü ya da nadiren salgı tüylü, hepsi eşit veya önde bulunan 2 tanesi daha uzun ve kalındır. Arkada bulunan 2 veya 3 stamenin anterleri her zaman böbreksi ve enine ortadan bağlıdır. Önde bulunan 2 stamenin anteri eşit veya boyu eninden uzun, uzunlamasına yerleştirilmiş, aşağı doğru ilerleyici ya da nadiren meyilli olarak bağlıdır. Stilus tek, iplik şeklinde veya hemen hemen çomak şeklindedir. Stigma 5 yarıküremsi, obovat veya spatül şeklindedir. Kapsül septumlar (perdeler) boyunca yarılan, küre şeklinde veya dikdörtgenimsi-yumurtamsı ya da silindir şeklindedir. Tohumlar çok sayıda ve küçük, Türkiye’de bulunan örneklerde ters konik- prizmatik, enlemesine çukurludur (Davis 1978). 2.3. Bu Çalışmada Kullanılan Verbascum Türlerinin Betimleri Bu çalışmada V. serratifolium Hub.-Mor., V. basivelatum Hub.-Mor., V. bugulifolium Lam., V. yurtkuranianum Kaynak, Daşkın & Yılmaz, V. afyonense Hub-Mor., V. ovalifolium Donn ex Sims, V. prusianum Boiss., V. bithynicum Boiss., V. degenii Verh., V. olympicum Boiss., V. stenostachyum Hub.-Mor., V. vacillans Murb., V. gypsicola M. Vural & Aydoğdu, V. speciosum Schrader ve V. cheiranthifolium Boiss. türleri araştırma materyali olarak seçilmiş olup kısa betimleri ile doğadaki görünümlerini yansıtan fotoğraflar eklenmiştir. 2.3.1. Verbascum serratifolium Hub.-Mor. in Bauhinia 5(1): 15 (1973) Çok yıllık, 50-120 cm uzunluğunda, yoğun tüylü ya da altta tüysüz, üstte kısa saplı salgılı. Bazal yapraklar doğrusal spatül şeklinde, kesik-dişli, 6-20 x 0.6-2 cm. Çiçeklenme döneminde sayısız çiçek ortaya çıkar. Brakteler küçük, mızrak şeklinde-doğrusal. Pediseller 10-20 mm, brakteolsüz. Kaliks 2-2.5 mm, dikdörtgen-spatül şeklinde. Korolla sarı renkte, 18-20 mm çapında, dışta tüysüz. Anterlerin tamamı böbreksi, filamentler alt tarafta beyaz-sarımsı, üst tarafta morumsu renkte. Tepeye yakın 2 anterior filament tüysüz. Kapsül geniş oval, 5-6 x 4-4.5 mm (Davis 1967). 2.3.2. Verbascum basivelatum Hub.-Mor. in Bauhinia 6(3): 371 (1979) Çok yıllık, 80–150 cm. Taban yaprakları 10–25 x 1,5–5 cm, çok sayıda, belirgin şekilde rozetsi, lanseolat, tabanda kuneat, kenarları çentikli, alt ve üst yüzde yoğun yumuşak tüylü. Yaprak sapları yoğun, beyaz, yumuşak tüylü. Gövde yaprakları, 5–6 x 2–3 mm, oblong-lanseolat, kenarları düz, uçta sivri, alt ve üst yüzde yoğun yumuşak tüylü. Çiçek durumu 40–60 cm, gevşek bir panikula veya ince uzun bir rasem, çiçekler çok sayıda, her braktede tek. Brakteler çok küçük, pulsu, oval-mızrağımsı, 1–2 mm, tüysüz, kenarlar düz, uçta keskin. Brakteol yok. Çiçek sapı ipliksi, tüysüz, 4–6 mm. Kaliks 2–3 mm, tabana kadar bölünmüş, loplar doğrusal-mızrağımsı, uçta keskin, tüysüz. Korolla sarı, 7–10 mm 6 çapında, dış yüzde yoğun şekilde şeffaf noktalı, üst lopların iç kısmının tabanında papilloz ve çıkıntılı. Stamenler 4 tane, anterler böbreksi. Flamentler uçta hafif şekilde klavat. Öndeki iki flament tüysüz, diğer ikisi yoğun, uzun beyaz tüylü, çıkıntılı. Kapsül oval, 2– 3 x 1,5–2,5 mm, tüysüz (Davis 1967) (Şekil 2.1). Şekil 2.1. Verbascum basivelatum a. Genel görüntü, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.3. Verbascum bugulifolium Lam. Encycl. 4(1): 226 (1797) Çoğunlukla çok yıllık, 15-75 cm uzunluğunda, yoğun olarak kısa salgı bezli ve salgı bezsiz tüylerle kaplı, sonradan tüysüz. Bazal yapraklar uzun saplı, lamina oval ya da 3 açılı oval. Çiçeklenme basit, silindirik, belirsiz, az çiçekli. Brakteler 7-14 mm, dikdörtgenden- doğrusal mızrağa değişen şekillerde. Pediseller 2-4 mm, brakteolsüz. Kaliks 4-8 mm, 2 aşağı lob dikdörtgenden- ovale, diğerleri daha dar. Korolla sarıdan mavimsi yeşile, 20-35 mm çapında, dış kısımda salgı bezli, daha üst lobları morumsu 7 hatlı. Filamentleri beyazımsı sarı ve morumsu tüylerle kaplı, 2 anterior anter 4.5-5 mm. Kapsül yoğun olarak salgı bezli ya da bezsiz tüylerle çevrili, kabaca elips şeklinde, 5-8 x 4-6 mm (Davis 1967) (Şekil 2.2). Şekil 2.2. Verbascum bugulifolium a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.4. Verbascum yurtkuranianum Kaynak, Daşkın ve Yılmaz Ann. Bot. Fenn. 43(6): 456 (2006) İki yıllık, 90-107 cm, altta tüysüz, üst tarafta yoğun olarak salgı bezi taşıyan tüylerle sarılı. Bazal yapraklar uzun petioled saplı, aya oval-dikdörtgensiden geniş şekilde ovale, 6-15.5 x 2-6.5 cm, oymalı daha üstte ve daha altta yüzeyler tüysüz, yaprak sapı 3-12.5 cm. Çiçeklenme dallanmamış ya da dallanmış, silindirik, 60-70 cm, çok çiçekli, yoğun şekilde salgı bezine sahip tüylü. Brakteler cauline yapraklara benzer ama daha küçük, 10-50 x 1.5-10 mm, uzun aküminat, tepeye doğru daralan, tam, daha üstte ve daha alttaki yüzeylerde salgı bezli tüylü. Kaliks 6-13 mm, asimetrik olarak neredeyse tabana kadar oval-mızrağımsı 2 parçaya ayrılmış ve daha alt lobları keskin, diğerleri daha dar, içte ve dışta yoğun salgı bezli tüylü. Korolla menekşe rengi, tekerleksi, 15-20 mm çapında. 8 Stamenler 2 tane, antere kadar 2 posterior filament beyaz-menekşemsi yün kaplı, 2 anterior daha alttaki filament, tabanda yün kaplı, tepede tüysüz, 2 posterior filamentlerin anterleri, ortadan bağlı, sarımsı tüylü, görünmez. Ovaryum, 2mm, yoğun olarak salgı bezi taşıyan tüylü. Stilus iplik şeklinde, 0.5-1 cm, kavisli, seyrek şekilde salgı bezi taşıyan tüylüden, tüysüz formluya. Kapsül, yumurtamsı, küre şeklinde 5-7 x 5-6 mm, yoğun şekilde salgı bezi taşıyan tüylü (Kaynak ve ark. 2006) (Şekil 2.3). Şekil 2.3. Verbascum yurtkuranianum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.5. Verbascum afyonense Hub.-Mor. in Bauhinia 5(4): 232 (1976) İki yıllık, 60-80 cm, yünümsü- kıllı örtü kaplı dalları alt kısımda salgı bezsiz ve üst kısımda basit tüylü, tamamen temiz, salgı bezsiz ve daha kısa salgı bezli tüylü. Bazal yapraklar mızrak şeklinde geniş olarak dikdörtgen, 10-20 x 3-6 cm, belirsiz şekilde mızraklı-tırtıklı dara yakın ya da dar, dip kısımda kama şeklinde. Yaprak sapı 5-8 cm; 9 mızrak şeklinde, parlak ve tam. Çiçeklenme belirsiz. Alt brakteler ipli-kulak kepçesi şeklinde, parlak, 20 mm’e kadar. Orta ve üst brakteler, mızrak şeklinde-doğrusal, parlak ince uzun sivri silindirik şekilde. Çiçek sapları 10-25 mm. Kaliks 4-6 (7)mm, lobları mızrağımsı, mukronat. Korolla sarı, 20-25 mm çapında, saydam bezleri olmayan, dış kısımda salgı bezli. 2 anterior filament morumsu yünlerle kaplı ve daha aşağıda yeralır. 3 posterior filament üst kısımda salgı bezli, antere doğru yün kaplı, yünler altta mor, üstte beyazımsı. Anterior anterler doğrusal-dikdörtgen, 3-4 mm, posterior anterler böbrek şeklinde ortadan bağlı. Kapsül geniş olarak oval, 6-8 x 4-5 mm, salgı bezleri yayılmış ve salgı bezsiz tüylü (Davis 1967) (Şekil 2.4). Şekil 2.4. Verbascum afyonense a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 10 2.3.6. Verbascum ovalifolium Donn ex Sims in Bot. Mag.26: t 1037(1807) İki yıllık, 30-100 cm, sarımsı ya da yeşilimsi tomentoz, alt kısımda tüysüz. Bazal yapraklar salgı tüylü ya da üst kısımda seyrek tüylü. Yoğun olarak tomentoz altında, ovalden, dikdörtgen-mızrağımsı, 5-20 x 2-9 cm, kabaca kesikli ya da 2 kesikli, yaprak sapı 2-10 cm. Çiçeklenme yoğun, basit ya da dallanmış. Brakteler, ovalden-mızrağımsı 10-24 mm. Pedisel yok; brakteoller oval-mızrağımsı, parlak. Kaliks 7-12 mm, lobları mızrak şeklinde, parlak. Korolla sarı, 20-40 mm çapında, dışta tomentoz. Stamenler 5 adet, sarı yünlü filamentleri var. 2 anterior stamen üst kısımda tüysüz, onların anterleri 3- 4.5 mm Kapsül küre şeklinde, 5-7 x 4.5-5 mm, tomentoz, daha sonra tüysüz (Davis 1967) (Şekil 2.5). Şekil 2.5. Verbascum ovalifolium a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 11 2.3.7. Verbascum prusianum Boiss. Diagn. Ser 1(7): 37 (1846) İki yıllık, 60-130 cm, yoğun yapışkan salgı bezli bir örtü ile kaplı serpiştirilmiş seyrek dallı salgı olmayan tüylü. Bazal yapraklar, yeşilimsi, ovalden- eliptiğe, 10-35 x 4-18 cm, geniş olarak, sığ olarak çentikli; cauline yapraklarıdaha küçük, daha üsttekiler doğrusal- mızraksı, parlak ve tam. Çiçeklenme gevşek, genellikle basit, 2-4 çiçekten oluşmuş kümeli. Brakteler mızrağımsı, parlak ya da kuyruklu; brakteoller 2 adet. Pediseller 5 mm’e kadar. Kaliks 5-7 mm, lobları doğrusal-mızrağımsı. Korolla sarı renkte, 25-40 mm çapında, saydam salgı bezleri olan ya da salgı bezsiz tüylü. Stamenler 5 tane, 3 posterior filament, antere kadar beyazımsı sarı renkte yünle kaplı, 2 anterior yukarıda çıplak, tüysüz, onların anterleri aşağı doğru ilerleyici, 2.5-3 mm. Kapsül genel olarak oval, 6-10 x 5-7 mm, yıldız şeklinde- tomentoz (Davis 1967) (Şekil 2.6). Şekil 2.6. Verbascum prusianum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 12 2.3.8. Verbascum bithynicum Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 63 (1844) İki yıllık, 90–170 cm boyunda, grimsi tomentoz veya pubessent, çoğu zaman hemen hemen çıplak. Taban yaprakları sapsız veya çok kısa saplı, obovat-oblong, 10–60 x 5–20 cm, belirgin şekilde krenat veya krenat-dentat. Çiçek durumu dallanmış, oblong-ovat bir panikula. Çiçekler 1-7’li kümeler halinde, yoğun. Alt brakteler ovat, uçta sivri, kenarları dentat. Üst brakteler lanseolat’tan linear’a kadar, kenarları tam. Brakteoller çok küçük. Çiçek sapları 2–20 mm. Kaliks 2,5–5 mm, beyaz tomentoz, az sayıda salgılı, loplar oblong-lanseolat’tan ovat-oblong’a kadar değişken, uçta sivri. Korolla sarı, 10–20 mm çapında, seyrek şeffaf guddeli veya değil, dış yüzde yıldızsı tüylü, tomentoz. Stamenler 5 adet, anterler böbreksi. Filamentler antere kadar mor-menekşe renkli yünsü tüylü. Kapsül 4–6 x 3–4 mm, ovat veya genişçe ovat, yıldızsı tüylü (Davis 1967) (Şekil 2.7). Şekil 2.7. Verbascum bithynicum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 13 2.3.9. Verbascum degenii Verh. Zool.-Bot. Ges. Wien 48: 140 (1898) İki yıllık, 70-150 cm, incecik yünlü-tomentozi, az çok çıplaklaşan. Bazal yapraklar doğrusal- mızrağımsı, 10-20 x 1-4 cm, oymalı-dişli, sivriye yakın ya da sivri. Yaprak sapı 2-5 cm; cauline benzer ama daha küçük. Çiçeklenme birçok ince zayıf dallı, dikdörtgenimsi birleşik salkım oluşturur. Brakteler doğrusal-mızrak şeklinde den doğrusal şekilde. Çiçek sapları 4 mm e kadar. Brakteoller çok küçük. Kaliks 3-5 mm, beyaz tomentoz, hemen az çok çıplaklaşan, mikro salgı bezleri olan, lobları şeritsel mızrağımsı, sivri. Korolla sarı, 15-20 mm çapında saydam salgı bezleri olmayan, seyrek şekilde dış kısımda yıldız şeklinde-tomentoz. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, filamentler beyazımsı-sarı tüylü, 2 anterior filament üst ksımda çıplak. Kapsül silindirik- eliptikteni eliptik-ovale, 5-6 x 2-4 mm, tomentoz (Davis 1967). 2.3.10. Verbascum olympicum Boiss. Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 54 (1844) İki yıllık, 100-150 cm, yoğun olarak yatık, beyaz yıldız şeklinde tomentoz, sıklıkla çıplak. Bazal yapraklar geniş ya da dar mızrağımsı, 15-70 x 5-13 cm, keskin ya da akuminat, tam, yaprak sapı belirsiz ya da 10 cm’e kadar olabilir. Çiçeklenme birkaç zayıf dallı, geniş olarak oval-piramit, 3-11 çiçekli kümelerin oluşturduğu birleşik salkımlar şeklinde. Brakteler mızrağımsıdan- doğrusala, uzun aküminat ya da kuruklu. Çiçek sapları 16 mm’e kadar; brakteoller doğrusal. Kaliks 3-5 mm, lobları doğrusaldan-doğrusal- mızrağımsı, keskin. Korolla 20-30 mm çapında, saydam bezleri olmayan, dışta yıldızımsı tomentozlu. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, 2 anterior stamen sıklıkla eğik olarak eklenmiş, beyaz-sarımsı yünle kaplı filamentlere sahip. Kapsül dikdörtgen-oval, 4-7 x 3-5 mm, tomentoz, tüysüz (Davis 1967) (Şekil 2.8). 14 Şekil 2.8. Verbascum olympicum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.11. Verbascum stenostachyum Hub.-Mor. in.Bauhinia 1(1): 75 (1955) İki yıllık, 60-90 cm, tüy örtüsü sıkı ve düzensiz, basık, sarımsı yıldız şeklinde ve tomentoz, tüysüz. Bazal yapraklar mızrağımsı ya da doğrusal mızrağımsı, 5-15 x 1-3.5 cm, bütün, keskin ya da sivri uçlu, yaprak sapları 4-7 cm; orta ya da daha üst kaulin doğrusal mızrağımsı, sivri uçlu. Çiçeklenme durumu silindirik şekilde, basit ya da kısa dallı, 2-9 çiçekli uzak kümeli. Brakteler oval-mızrağımsıdan mızrağımsı sivri uçlu. Pediseller 8 mm’e kadar; brakteoller küçük, mızrağımsı. Kaliks 2-3 mm, lobları mızrağımsı-doğrusal, keskin uçlu. Korolla sarı, 20 mm çapında, saydam bezleri olmayan, dışta yıldız şeklinde tomentoz. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, filamentler antere kadar tüyle kaplı, tüyler beyaz-sarımsı aşağıda, parlak menekşemsi üst kısımda. Kapsül silindirik, 6-8 x 2 mm, yoğun şekilde tomentoz (Davis 1967) (Şekil 2.9). 15 Şekil 2.9. Verbascum stenostachyum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.12. Verbascum vacillans Murb. Acta Univ. Lund. 29 (2): 215 (1933) İki yıllık, 30-80 cm, yoğun olarak gri tomentoz, salgı bezsiz. Bazal yapraklar obovattan- eliptiğe ve mızrağımsı, 10-18 x 4-8 cm, kabaca oymalı, genellikle dişsiz. Yaprak sapı 1- 4 cm, daha üstte geniş şekilde kalpsi, aküminat. Çiçeklenme silindirik, sık, basit ya da temelde bikaç dallı. Brakteler geniş olarak oval, aküminat. Pediseller 4 mm’e kadar; brakteoller mızrağımsı. Kaliks 7-12 mm, çan şeklimde-yarı küremsi, yarısı ya da 3’te 2 sine kadar yarık, oval-üçgenimsi, aküminat lobları var. Korolla sarı, 20-30 mm çapında, saydam salgı bezli, dışta tomentoz. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, filamentler temelde geniş değil, antere kadar beyazımsı-sarı yün kaplı. Kapsül geniş olarak eliptik, 8-12 x 6-8 mm, tomentoz (Davis 1967) (Şekil 2.10). 16 Şekil 2.10. Verbascum vacillans a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.13. Verbascum gypsicola Vural M. & Aydoğdu Karaca Arbor. Mag. 2: 76 (1993) 20-40 cm boyunda, dik, birden fazla gövdeli, alt kısımda sık veya seyrek yıldızsı tüylü, üst kısımda salgı tüylü. Çok yıllık, bazal yapraklar, tabanda yoğun, tümü şeritsi mızraksı. Çiçek durumu salkım. Brakteler şeritsi-dikdörtgensi, düz, 2 x 8-10 mm, her iki yüzeyi sık yıldızsı tüylü; her brakte 1-2 çiçekli. Brakteol yok. Pedisel 15 mm boyunda yükselici– yatay. Kaliks, dikdörtgensi-mızraksı ve tabana kadar bölünmüş, sivri, salgı tüylü ve bazen dış kısmı seyrek yıldızsı tüylü, iç kısmı salgı tüylü. Korolla sarı, yuvarlak, 20 mm çapında, tüp 1 mm uzunluğunda; loblar eşit boyda, dairesel, saydam-salgı tüyleri yok, dış kısımda yıldızsı-keçe tüylü. Filament 5; başçıklar böbreksi, ön filament 2 adet ve uca yakın kısımlar tüysüz. Yumurtalık oval, salgı tüylü ve sık yıldızsı tüylü. Sitilus ipliksi, 6 mm uzunluğunda, tabanda salgı tüylü; stigma kaşıksı, 1 x 0,5 mm, tüysüz. Kapsül genişçe 17 yumurtamsı ve sivri uçlu olup 5-6 x 3-4 mm, sık yıldızsı-keçe tüylü, daha sonra tüysüz.(Karavelioğulları ve ark. 2014) (Şekil 2.11). Şekil 2.11. Verbascum gypsicola a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.14. Verbascum speciosum Schrader, Hort. Gotting. 22: 16 (1809) İki yıllık, 50-200 cm, kısa yatık, yumuşak beyazımsı ya da sarımsı yıldız tomentoz tüy örtüsü var. Bazal yapraklar mızrağımsıdan, mızrağımsı-dikdörtgenimsi, tam, nadiren oymalı, 10-45 x 3-10 cm, yaprak sapı kanatlı, 2-7 cm, üst kısımlarda oval, aküminattan kuyruklu, temelde geniş olarak kulak kepçesi gibi, genellikle dalgalı. Çiçeklenme sayısız güçlü, dik dallı, 2 ya da sayısız çiçek kümelerinin oluşturduğu sıkışık birlikler şeklinde. Brakteler geniş olarak oval-mızrağımsıdan mızrak şeklinde, aküminat. Çiçek sapları 12 mm’e kadar; brakteoller daha küçük, mızrak şeklinde. Kaliks 3-5 mm, lobları doğsural- mızrağımsı, keskin. Korolla sarı, 20-30 cm çapında, saydam salgı bezi yok, dışta yıldızımsı tomentoz. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, filamentler antere kadar 18 beyazımsı-sarı tüylü. Kapsül dikdörtgen-oval, 4-7 x 3-4 mm, yoğun olarak yıldızımsı tomentoz (Davis 1967) (Şekil 2.12). Şekil 2.12. Verbascum speciosum a. Genel görünüm, b. Çiçek durumu, c. Taban yaprakları (Foto: Özer Yılmaz). 2.3.15. Verbascum cheiranthifolium Boiss. Diagn. Pl. Orient. Ser. 1(4): 56 (1844). İki yıllık, 30-120 cm, tomentoz, kısa, yatık ya da yatık alt, sarımsı çok nadir grimsi ya da beyazımsı, yumuşak ya da biraz sert yıldızımsı tüylü. Bazal yapraklar doğrusal- mızrağımsıdan dikdörtgenimsiye, 7-30 x 1.5-8 cm, köreltilmişten keskine ve aküminata, tam ya da nadiren oyuklu. Yaprak sapı 2-6 cm; mızrağımsıdan geniş şekilde ovale yakın. Çiçeklenme nadiren basit, genellikle çoğu ince, dik dallı, 2-7 çiçekli gevşek kümeli, dikdörtgenümsü-ovalimsi salkım oluşturur. Brakteler geniş üçgenimsideni doğrusal- mızrağımsıya, aküminat. Çiçek sapları 12 mm’e kadar; brakteoller mızrak şeklinde. Kaliks 1.5-4.5 mm, lobları doğrusaldan, üçgenimsi mızrak şeklinde, keskin ya da aküminat, nadiren geniş. Korolla sarı, 20-25 mm çapında, saydam salgı bezi olmayan, dışta yıldızımsı tomentoz. Stamenler 5 tane, anterler böbrek şeklinde, antere kadar 19 beyazımsı-sarı tüylü filamentli. Kapsül silindirikten dikdörtgenimsi-eliptiğe, 4-7 x 2-4 mm, yoğun şekilde yıldızımsı tomentoz (Davis 1967). 2.4. Verbascum Türlerinin Tıbbi Kullanımı Bitkileri fonksiyonel kullanım durumlarına göre kategorize etmek mümkündür. Araştırıcıların en çok ilgisini çeken bitki grupları tıbbi ve aromatik bitkilerdir. Bu bitkiler; gıda, ilaç, baharat ve kozmetik gibi birçok kullanım alanı olan bitkilerdir. Tedavi edici özellikleri ile toplum sağlığında öne çıkmış bitki gruplarıdır. Bu bitkilerin bir kısmı doğada bulunur ve doğadan toplanır, bir kısmı da kültüre alınır doğal olmayan şekilde üretimi yapılmaktadır. Bitkilerle tedavi hakkında ilk kayıtlara M.Ö. 5000’lerde Mezopotamya uygarlığında rastlanmış, 250 bitkisel drogun kullanıldığı tespit edilmiştir (Demirezer 2010). Gelişmemiş ülkelerde nüfusun % 80’i bitkilerden elde edilen geleneksel ilaçları tedavi amaçlı kullanırken, bu oran gelişmiş ülkelerde % 40 civarında olup, Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre gelecekte tıbbi bitkilere olan ilginin yükselen bir eğilim göstereceği beklenmektedir (Acıbuca ve Budak 2018). Bitkilerin, çeşitli hastalıkların tedavisinde ilaç olarak kullanımı, uzun bir geçmişe sahiptir. Bugüne kadar 35.000-70.000 bitki türü tıbbi kullanımları açısından taranmıştır. Fabricant ve Farnsworth (2001), 122 bitki kaynaklı ilacın %80' inin etnofarmakolojik olduğunu bildirmiştir. Bitkilerden elde edilen ilaç keşifleri esas olarak biyoaktivite fraksiyonlamaya dayanır ve paklitaksel, kamptotesin vb. gibi birçok önemli antikanser ilacının elde edilmesine yol açmıştır. Sadece 94 bitki türünden toplam 122 aktif bileşik tanımlanmış; bu bileşiklerin %80'i aynı etnik tıbbi amaçlar için kullanılmıştır. Gezegende yaklaşık 250.000 çiçekli bitkide keşfedilmeyi bekleyen bol miktarda ilaç olduğu tahmin edilmektedir (Fabricant ve Farnsworth 2001). Anadolu’da halk arasında Sığırkuyruğu olarak da bilinen Verbascum türlerinin çiçek ve yapraklarından hazırlanan infüzyonlar, çay şeklinde içilerek göğüs yumuşatıcı ve balgam söktürücü etkisi sebebiyle kullanılmaktadır. Bu türler romatizmal hastalıkların ve hemoroid tedavisinde yara iyi edici amaçlarla kullanıldığı bilinmektedir. Verbascum türleri üzerinde yapılan biyolojik aktivite çalışmaları sonucunda, sıtmaya karşı (antimalarial), virüslere karşı (antiviral), tümörlere karşı (antitümör), hücre zehirlenmelerine karşı (sitotoksik), karaciğer koruyucu (antihepatotoksik), lipit seviyesini 20 düşürücü (antihiperlipidemik), antioksidan, iltihap önleyici (antienflamatuvar), ağrı önleyici (antinosiseptif), yara iyi edici, antimikrobiyal, bağırsak parazitlerini tedavi edici (antihelmintik), sakinleştirici (sedatif), ağrı azaltıcı (pre-anestetik), anksiyete önleyici (anksiyolitik), etki gösterdikleri tespit edilmiştir (Tatlı ve Akdemir 2006). V. thapsus L., tıbbi bir bitki olarak farklı farmasötik formlarda iltihabi hastalıkların, spazmodik öksürük, astım ve diğer akciğer problemlerinin tedavisinde kullanılmaktadır. Bu bitkiden hazırlanan özütlerde antibakteriyel ve antitümör aktivite gözlenmiştir (Türker ve Camper 2002). Bitkilerin, doğal yapılarında bulunan ve sekonder metabolit olarak adlandırılan kimyasallar nedeniyle tedavi edici etkileri vardır. Gıda endüstrisinden, ilaç sektörüne kadar kullanılan bu doğal ürünlerin biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi önemli bir çalışma konusudur. Özellikle invitro antioksidan ve antimikrobiyal aktivite çalışmalarından elde edilen sonuçlar, yeni antimikrobiyal ve doğal antioksidan madde geliştirme çalışmaları için bitkilerin zengin birer araştırma kaynağı olarak görülmelerine neden olmaktadır. Verbascum türlerinin özütleri, dekoksiyon ve infüzyonları çok eski zamanlardan beri halk ilacı olarak kullanılmaktadır. Verbascum türleri flavanoid, feniletanoid, neolignan glikozit, saponinler, iridoidler ve monoterpen glikozitler gibi birçok biyolojik olarak aktif bileşene sahiptirler (Tatlı ve Akdemir 2004). Verbascum'un yaprakları ve çiçekleri, ekspektoran, mukolitik, yatıştırıcı özelliğe sahiptirler ve bronşit, kuru öksürük, astım, tüberküloz gibi solunum hastalıklarının tedavisinde kullanılır. Bu türler aynı zamanda hemoroid, romatizmal ağrılar, yüzeysel mantar enfeksiyonları, diyare tedavisinde ve fare lenfotik leukemia, influenza virüs A2 ve B'nin üzeinde baskılayıcı etkiye sahiptir (Baytop 1999, Türker ve Camper 2002, Türker ve Gürel 2005). Bitki ayrıca diüretik olarak kullanılmaktadır. Çiçeklerinden elde edilen yağ, kulak iltihapları ve ağrılarının, egzama ve bazı deri hastalıklarının tedavisinde ve zatürre, yüksek ateş, migren, boğaz hastalıları, bademcik ağrıları, nezle gibi hastalıklarda da kullanılmaktadır (Türker ve Camper 2002). Verbascum türlerinin antiviral ve antibakteriyel etkinliği pek çok bilim adamı tarafından incelenmektedir. Tavuk embriyolarındaki influenza üzerinde olan iyileştirici etkileri tespit edilmiştir. V. thapsus türünün ineklerde uyuşukluk hali yaratan bir virusa karşı etki gösterdiği tespit edilmiştir. Verbascum türlerinden sağlanan bir etanol ekstraktının 21 sivrisinek larvalarını öldürücü etkisi tespit edilmiştir. V.cheiranthifolium Boiss var. cheiranthifolium çiçeklerinin antiülserogenik etki gösterdiği de bulunmuştur (Gürbüz ve ark. 2005). Verbascum türleri yıllar boyunca çeşitli dahili ve harici enfeksiyonların tedavisinde kullanılmıştır. Avrupa, Asya, Afrika ve Kuzey Amerika’da toplulukların çoğu da Verbascum türlerinin çeşitli aktif bileşen maddeler içeren yaprak ve çiçeklerinin çeşitli amaçlar doğrultusunda kullandığı rapor edilmiştir (Maurer-Grimes ve ark.1996). Yapılan araştırmalarla Verbascum türlerinin içeriğinin, müsilaj, saponin, uçucu yağ, hesperozit ve verbaskozit gibi flavon glikozitler olduğu belirlenmiştir (Baytop 1999, Tanker ve Tanker 2003). Ayrıca Verbascum türlerinin çok geniş oranda ökübin, ajugol ve harpagozit gibi iridoid glikozitleri ile verbaskozit gibi feniletanoid glikozitleri içerdikleri bildirilmiştir. Avrupa kökenli Verbascum türlerinin ise iridoit, lignan, saponin, flavanoid ve sterol içerdikleri de belirtilmiştir (Akdemir ve ark. 2004). Sığırkuyruğu türlerinde farmakolojik aktivite saponinler, iridoitler ve feniletanoid glikozitler, neolignan ve monoterpen glikozitler, fenolik ve yağ asitleri, spermin alkoloidleri, steroidler ve flavanoidler gibi biyolojik olarak aktif bileşiklerin kaynaklarıdır. Bu bileşikler içinde majör bileşik olarak apigenin, verbaskozit, ajugol, katalpol, ökubin, ilvensisaponin A ve C söylenebilir (Tatlı ve Akdemir 2004). 2.5. Serbest Radikaller Canlılar enerji üretebilmek için yakıt olarak oksijen kullanırlar. Fakat oksijenden enerji üretimi sırasında, hem reaktif oksijen türlerinin hem de reaktif nitrojen türlerinin meydana gelmesi kaçınılmazdır. Oksijenli solunum yapan canlılar için hayati önemi olan oksijen molekülü, zıt etkiyle canlı dokularda toksik etkilere de neden olmaktadır. Canlı vücudunda, enerji metabolizması sırasında, oksijenin % 98-99 kadarı suya indirgenirken, kalan % 1-2’lik kısım reaktif oksijen ve nitrojen türlerine yani serbest radikallerin üretilmesine yol açar. Canlı vücudunda oksijen kullanımı sırasında mitokondri tarafından sürekli serbest radikaller üretilmektedir. Enerji metabolizması neticesinde oluşan bu serbest radikaller lipit, protein ve nükleik asitler gibi başlıca hücresel makromoleküllerde yapısal değişiklikler meydana getirebilirler (Shinde ve ark. 2012). Serbest radikaller mitokondrinin yanı sıra birçok endojen ve eksojen kaynaktan da üretilmektedir. 22 Endojen kaynaklar şu şekilde sıralanabilir: 1. Mitokondride oksijenli solunum yapılırken, ETS tarafından katalize edilen oksijenler, yan ürün olarak serbest radikalleri üretirler. 2. Serbest radikaller, mitokondriyel sitokrom oksidaz, lipit peroksidasyonu ve ksantin oksidaz ve gibi çeşitli kaynaklardan oluşabilir. 3. Otooksidasyon reaksiyonları sırasında ksantin oksidaz (XO) ile nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) oksidaz gibi enzimlerle, endoplazmik retikulum sitokrom p450 sisteminde serbest radikaller oluşabilir. 4. Düz kas hücreleri, serbest radikaller üretilebilir. 5. İltihabi durumlarda sitokinler serbest bırakılır ve bunun sonucunda nötrofiller ve makrofajlar serbest radikalleri üretmeye başlar. 6. Zihinsel stres veya yorgunluğa bağlı stres toksik yan ürün olarak serbest radikal üretebilir. Ayrıca kortizol ve kateşolamin gibi hormonlar vücutta stres reaksiyonlarına yol açarlar ya da kendileri serbest radikale dönüşebilirler. 7. İmmun sistem hücreleri patojenlere yanıt olarak reaktif oksijen türleri ve oksi- radikaller üretebilir (Şekil 2.13). Eksojen kaynaklar ise şu şekilde sıralanabilir: 1. UV ışınlar, X-rays, gamma ışınları, mikrodalga ışınları, 2. Hava kirleticiler; Örneğin; benzen, karbonmonoksit, ozon 3. Pişirme sırasında organik maddelerin yakılması, 4. Kimyasal maddeler; temizlik maddeleri, boya sanayiinde kullanılan kimyasallar parfümler ve pestisit ilaçlar 5. Su kirleticiler; Kloroform 6. Alkol ve sigara kullanımı, sigara dumanı, egzoz dumanı, serbest radikal üretimine sebep olabilir (Şekil 2.13). 23 Şekil 2.13. Endojen ve Eksojen Serbest radikaller kaynakları (Thomas 2012 değiştirilerek alınmıştır). 2.5.1. Serbest radikallerin yararları Derişimleri az olduğunda, reaktif oksijen türleri (ROS) ve reaktif nitrojen türleri (RNS)’nin canlı vücudunda faydalı etkilerinden söz edilebilinir. Çoğu hücresel olaya karşı olağan fizyolojik yanıt olarak hücrelerde O2, H2O2 ve NO meydana gelmesinden bahsedilebilinir. Araştırmalar, ROS'un sadece moleküllere zarar vermediğini, aynı zamanda düşük seviyelerde redoks sinyal yollarını uyaran bir sinyal molekülü gibi davrandığını göstermiştir (Foyer ve Noctor 2003). Reaktif oksijen türleri ve reaktif nitrojen türleri’nin bazı yararlı fonksiyonları arasında, lenfositler ve makrofajlarca kanser hücrelerini öldürme, fagositoz aracılığıyla enfeksiyonlara karşı savunma, sitokrom p450 tarafından zararlı moleküllerin detoksifikiye edilmesi, mitokondride ATP üretimi, hücre büyümesi ve düşük derişimlerde mutajenik yanıtlara sebebiyet verme sayılabilir. Bitkilerde RNS’ nin (reaktif nitrojen türleri) fizyolojik rolleri arasında ise, NO (nitrik oksit) molekülünün bitki patogenezi sırasında sinyal molekülü olarak görev yapması sayılabilinir. Endotel hücreleri tarafından 24 kullanılan nitrik oksit (NO) lökosit adezyonu, platelet agregasyonu, anjiogenesis, trombozis ve damar düz kaslarının kan basıncını düzenlemesi için gereklidir. İlave olarak, sinir hücrelerince meydana getirilen NO önemli bir mesajcı moleküldür ve beynin yapısal veya fizylojik değişikliklere uğrayabilmesi için önemlidir. ROS ve RNS' nin bitkilerde önemli sinyaller ve çeşitli süreçlerin kilit düzenleyicileri olduğu iyi bilinmektedir. Metabolizma, büyüme ve gelişme, abiyotik ve biyotik streslere oluşturulan yanıtlar, otofaji ve programlı hücre ölümü gibi önemli hücresel olaylarda hem reaktif oksijen türleri hem de reaktif nitrojen türleri önemli sinyaller üretip, hücresel süreçlerde önemli düzenleyiciler olarak iş görmektedirler (Foyer ve Noctor 2015, Del Rio 2015). Serbest radikallerin vücuttaki derişimi artıkça hücrelere zararlı olabilecek etkileri meydana gelebilir (Devasagayam ve ark. 2004, Valko ve ark. 2007). 2.5.2. Serbest radikallerin zararları Lipitler; Hücre ve organellerin zar yapılarını oluşturan lipitler, serbest radikallerin sebep olduğu hasarlara karşı duyarlıdır. Lipitler, serbest radikal saldırısına uğrayıp onlarla reaksiyona girdiğinde meydana gelen lipit peroksidasyonu hücre zarının akışkanlığı ve geçirgenliğini etkileyerek, hücre zarının fonksiyonlarını bozar (Devasagayam ve ark. 2003, Devasagayam ve ark. 2004, Valko ve ark. 2007). Hücre zarında bulunan fosfolipit ve sfingolipitlerde doymamış yağ asitlerinin peroksidasyonu ile başlayan oksidatif stresin, en önemli sonuçlarından birisi hücre yapısına ve fonksiyonlarına zarar vermektir (Devasagayam ve ark. 2003). Proteinler; serbest radikaller, aminoasit içeriklerine bağlı olarak proteinleri etkiler. Doymamış bağlar ve sülfür içeren, triptofan, tirozin, fenil alanin, histidin, metionin ve sistein gibi amino asitler, serbest radikaller ile daha kolay reaksiyona girebilirler ve onlarla yüksek reaktivite gösterirler (Devasagayam ve ark. 2003). Proteinlerin, canlı vücudunda yapısal ve işlevsel birçok görevi vardır. Serbest radikaller, yapısal proteinlerin fonksiyonunu ve enzimatik aktivitesini engelleyerek birçok protein hasarına neden olabilir. Serbest radikallerce okside olmuş proteinler, yaşam içinde inaktiftir formda bulunurlar ve hızlıca bulundukları hücresel alandan uzaklaştırılırlar. Fakat süreç içinde kademeli olarak okside olmuş proteinler birikebilir. Böylece yaşa bağlı çeşitli hastalıkların ortaya çıkışına (Alzheimer) neden olur (Devasagayam ve ark. 2004). 25 DNA; Reaktif oksijen türleri ve reaktif nitrojen türleri, DNA ile reaksiyona girerek oksidatif hasara yol açar. ROS özellikle de hidroksil (OH) grubu, DNA molekülünde zincir kırarak ya da nükleobaz modifikasyonları ile DNA molekülüne zarar vermektedir (O’Neill ve Fielden 1993). Oksidatif hasarların neden olduğu genetik değişimler eğer onarılmazlar ise hücrelerde birikir ve hücre yaşlanmasına sebep olur (Chatgilialoglu ve O’Neill 2001). Karbonhidrat; İçinde OH (hidroksil) grubu taşıyan karbonhidratlar, serbest radikaller ile yüksek reaksiyon isteği gösterir ve karbonhidratlardan bir hidrojen atomu çıkararak karbon merkezli radikal üretirler. Bunlar bağ dokudaki hyaluronik asit gibi esas moleküllerde zincir kırılmalarına yol açar ve cilt ve bağ doku hasarlarına, yaşlanmaya neden olur (Devasagayam ve ark. 2004). 2.6. Reaktif Oksijen Türleri (ROS) Oksijen canlı yaşamı için vazgeçilmez bir moleküldür (Pham-Huy ve ark. 2008). Hücreler içinde mitokondrilerde oksidatif fosforilasyon sırasında canlı metabolizması için gerekli oksijenin % 90’ı kullanılır (Cankurtaran 2005). Bu metabolizma sırasında oksijenin % 1- 3’ü yine mitokondrilerde ROS denen serbest radikallere dönüştürülür (Muller ve ark. 2004). Oksijenin az bir da kısmı mitokondri başta olmak üzere diğer hücresel birimlerdeki metabolizma sırasında indirgenerek reaktif oksijen türlerine dönüşür. Başlıca reaktif oksijen türleri süperoksit radikali (O2 −), hidroksil radikali (OH) ve hidrojen peroksit (H2O2)’dir (Navarro ve Boveris 2004). 2.6.1. Süperoksit radikali (O2 -) Süper oksit radikali (O2 -), oksijen molekülüne bir elektron ilavesiyle meydana gelir (Miller ve ark. 1990). Süperoksit çok zararlı bir radikal değildir. Ancak geçiş metallerini indirgeyebilmesi ve H2O2 kaynağı olması dolayısıyla oldukça önemlidir. Çoğunlukla hücre organellerinden mitokondri içinde üretilir (Cadenas ve Sies 1998). Memeli hücresinde temel ATP üretimi, mitokondriyal elektron transfer sistemi ile gerçekleşir. Enerji metabolizmasında az miktarda elektron kaçağı oksijenin, O2 - serbest radikaline dönüşümüne neden olur ve çeşitli hastalıkların pato-fizyolojisinde rol oynar (Valko ve ark. 2004, Muller ve ark. 2004, Kovacic ve ark. 2005). 26 2.6.2. Hidrojen peroksit (H2O2) Hidrojen peroksit, bir serbest radikal değildir ancak biyolojik zarlardan kolaylıkla geçebilen çok önemli bir moleküldür. Hidrojen peroksit, O2 - ’ye bir elektron ilavesiyle ya da O2’ye iki elektron eklenmesiyle de doğrudan meydana gelir (Flora 2007). Hidrojen peroksit, OH (hidroksil) ve hipokloröz asit başta olmak üzere birçok oksidanın oluşmasına neden olur. Geçiş metallerinin okside olması yine hidroksil gruplarının oluşmasına sebep olarak ROS moleküllerinin üretilmesinde bir aracı olarak rol oynar. Hidrojen peroksit diğer taraftan çok önemli bir sinyal molekülü olarak sinyal iletim sistemlerinde rol oynar (Sundaresan ve ark. 1995, Rhee 1999). 2.6.3. Hidroksil radikali (OH) Hidroksil grubu hücrelere en toksik olan serbest radikal türüdür. Hücrenin makromolekülleri yani lipitler, karbonhidratlar, proteinler ve nükleik asitleri oksitler (Fantel 1996). Biyolojik makromoleküllerle yüksek reaktivite gösterir, bu nedenle diğer reaktif oksijen türlerinden (ROS) daha büyük zarar verme potansiyeli vardır (Betteridge 2000). Hidroksil radikali biyolojik sistemlerde oldukça kısa (10-9 saniye) yarılanma ömrü olan son derece güçlü bir oksidandır. Fe+2 ve Cu+ veya diğer geçiş elementleri (Zn, Mn, Cr, Co, Ni, Mo) varlığında, hidrojen peroksit molekülü indirgenir ve hidroksil molekülüne dönüşür. Bu reaksiyona “fenton reaksiyonu” denir. Süperoksit radikali, fenton reaksiyonu ile oluşan metal iyonlarının yeniden kullanılmasında önemli bir rol oynar. Bu iki reaksiyona “Haber-Weiss reaksiyonu” adı verilir. Geçiş metalleri böylelikle OH oluşmasında önemli bir rol oynarlar (Halliwell 1987, Halliwell 1999, Betteridge 2000). 2.7. Reaktif nitrojen türleri (RNS) Reaktif azot türleri (RNS), 1960'lı yılların başlarında Fewson ve Nicholas (1960) tarafından bitkilerde tanımlanmıştır. Bitkilerde reaktif nitrojen türleri; (RNS), nitrik oksit (NO) ve azot dioksit (NO2) gibi serbest radikalleri ve radikal olmayan S-nitrosotiyoller, peroksinitrit (ONOO−), nitroksil anyon (NO−), nitrat (NO3), nitrosonyum katyonu (NO+), dinitrojen trioksit (N2O3), dinitrojen tetroksit (N2O4), nitril klorür (NO2Cl) ve nitrik oksiti (HNO2) içermektedir. NO üzerine en çok araştırma yapılmış reaktif nitrojen türüdür. 27 Nitrik oksitin (NO) şimdiye kadar en çok araştırılan etkileri; yaprak yaşlanması (Leshem ve Haramaty 1996) ve bitki bağışıklık sistemi üzerine olanlardır (Noritake ve ark. 1996). Delledonne ve ark. (1998) ve Durner ve ark. (1998), nitrik oksitin, bakterilerin oluşturuduğu hastalıklara karşı bitkisel savunma hattında bir sinyal molekülü olarak davrandığını belirlemişlerdir. RNS molekülleri için sinyal molekülü tanımı yapılmıştır (Beligni ve ark. 2002, De Michele ve ark. 2009, Hebelstrup ve Moller 2015, Türkan 2018). Reaktif nitrojen türleri abiyotik stres koşullarında (kuraklık, tuzluluk, ağır metaller, sıcaklık) sinyal molekülü gibi davranırlar (Adams ve ark. 2015, Malerba ve Cerena 2015, Lindermayr ve Durner 2015, Saddhe ve ark. 2019). Reaktif nitrojen türleri, sekonder uyaranları harekete geçirerek, biyotik ve abiyotik streslerde, patolojiye sebep olan süreçlerde ve fizyolojiyi bozan olaylarda hücre duvarı yapısının bozulmalarında, yaşlanma ve kök organogenezini içeren gen transkripsiyon mekanizmasında birçok görevi bulunmaktadır (Adams ve ark. 2015, Kapoor ve ark. 2019). Reaktif nitrojen türlerinden bazıları, bitki büyüme ve gelişmesi, stoma hareketleri, üreme, yaşlanma ve yaprak dökülmesi, baklagil-Rhizobiyum simbiyotik ilişkisi, tohum dormansisi ve çimlenmesi gibi çeşitli fizyolojik süreçlerde rol oynamaktadır. Foresi ve ark. (2010), bitkiler alemi içinde nitrik oksit sentaz (NOS) enzimini üretebilen tek türün tek hücreli bir yeşil alg olan Ostreoccus tauri (deniz yeşil algi) olduğunu bildirmişlerdir. Bitkisel dokularda nitrik oksit (NO) peroksizomda yapılmaktadır (Luis ve Río 2013). Peroksizomlar ile birlikte, NO üreten kloroplast (Jasid ve ark. 2006) ve mitokondri (Gupta ve Kaiser 2010) gibi organellerde bildirilmiştir. 2.8. Oksidatif Stres Oksidatif stresi tanımlayacak olursak; reaktif oksijen türleri ve reaktif nitrojen türleri gibi serbest radikal türlerinin, antioksidan savunma sistemleri ile arasındaki dengenin bozulması durumudur ve bu dengenin kaybolması hali, hücrenin önemli birimlerinde geriye dönüşü olmayan hasarlara neden olabilir (Şekil 2.14). Bütün canlılarda gözlenen oksidatif stres insan vücudunda kalp damar hastalıklarına (arteroskleroz ve hipertansiyon), sinir sistemi dejenerasyonuna bağlı süreçlere (özellikle Alzheimer ve Parkinson hastalıkları), şeker hastalığına, hücre harabiyeti ve yaşlanma süreçlerine, romatizmal rahatsızlıklara, solunum yolu hastalıklarına (Astım), down sendromuna ve kanser gibi hastalıkların oluşumuna neden olmaktadır (Halliwell ve Gutteridge 1999). 28 Oksidatif fosforilasyon neticesinde oluşan serbest oksijen radikalleri, lipid, DNA, protein ve karbohidratlar gibi biyolojik makromoleküllere saldırarak, sonuçta hücre yaşlanması, kalp-damar hastalıkları, mutajenik etkiler ve kanserli tümörlerin büyümesi gibi zararlı etkilere yol açabilirler (Young ve Woodside 2001). Şekil 2.14. Oksidatif hasarın mekanizması (Özcan ve ark. 2015). Serbest radikaller, yani reaktif oksijen ve nitrojen türleri insan vücudunda metabolizma neticesinde devamlı oluşumaktadırlar. Etkisizleştirilmedikleri takdirde serbest radikaller hücreye ölümcül zararlar vermektedir. Organizmalarda, hücresel yapılarda bulunan proteinleri yıkarak hücreleri öldürmek, zar yapısında bulunan lipit ve proteinleri yok ederek hücre zarının yapısını bozup hücre fonksiyonunu engellemek, çekirdek zarını kırarak, çekirdekteki genetik materyale etki edip DNA’yı kırılma ve mutasyonlara açık hale getirmek, bağışıklık sistemindeki hücreleri yok ederek bağışıklık sisteminin koruyucu etkisini azaltmak yoluyla ciddi hasarlara neden olabilirler (Serteser ve Gök 2003). Bunun sonucunda öldürücü hücresel etkiler ortaya çıkar ve zarar gören moleküller, canlılar üzerinde kalp hastalıkları, şeker hastalığı, romatoid artrit, astım, kanser, genetik hastalıklar, katarakt gibi pek çok hastalık ile yaşlılığa neden olur (Antolovich ve ark. 29 2002). 35 yaş üstü insanlarda ortaya çıkan hastalıkların % 95’inin serbest radikal oluşumu ve birikimiyle ilgili olduğu saptanmıştır (Gordon 1996). Oksidatif stres, reaktif oksijen ve reaktif azot türlerinin (çoğunlukla serbest radikallerin) fazla oluşmasıyla, oksidatif bozulmalara, doku hasarına, mutasyonlara ve hücre ölümlerine neden olur (Cuttler ve Pryor 1984, Halliwell ve Gutteridge 1999, Halliwell ve Aruoma 1998). Antioksidanlar, reaktif oksijen türleri ve geri kalan tüm serbest radikal türleri ile reaksiyona girerek, istenmeyen değişiklikler ve sağlık riskleri ile mücadele ederler (Kılınç ve Kılınç 2002). Bu da doğal ve yapay antioksidanların, hastaların ya da sağlıklı insanların diyetlerinde, koruyucu ve tedavi edici olarak, kullanılmaları gerekliliğini vurgulamaktadır. Bitkiler doğal antioksidanların en önemli kaynağıdır. Son yıllarda insan diyetlerinde bitki kaynaklı besinlerin kullanılması özendirilmektedir. Antioksidan maddelerin bitkilerdeki miktarları ve çeşitleri büyük farklılıklar gösterir. Antioksidan aktiviteyi belirlemek için kullanılan tayin yöntemlerinin geliştirilmesi ve karşılaştırılması en önemli araştırma konularından biri olmuştur. 2.9. Antioksidanlar Reaktif oksijen türlerinin aşırı miktarda üretilmesi durumunda ki bunlar metabolizma sonucu atık olarak birikirler, canlıları reaktif oksijen türlerinin yarattığı olumsuz koşullardan antioksidan savunma sistemleri korur (Rice-Evans ve ark. 1997). Bitkiler sekonder metabolit grubuna dahil olan antioksidanları bolca üretir. Genel olarak antioksidanlar fenolik bileşikler sınıfındadırlar. Beslenme yoluyla tüketildiğinde antioksidan aktivitelerini insan vücudunda da gösterirler (Chaudiere ve Iliou 1999). Antioksidan bileşiklerin bol miktarda olduğu bitki özütlerinin besin endüstrisinde gıda koruyucu olarak kullanılması da son yıllarda sık rastlanan bir uygulamadır (Karagözler ve ark. 2008). Gıda sanayiinde besinlerin dayanıklılığını arttırmak, raf ömürlerini uzatabilmek için, sentetik antioksidanlar gıda katkı maddesi olarak kullanılır. Bu sentetik antioksidanların gıdaları bozulmalardan koruyucu etkileri fazla olmakla birlikte, insan sağlığına olumsuz etkileri olabileceği konusunda fikir ayrılıkları vardır (Pokorny 2007). Antioksidanları anlatmaya serbest radikallerle başlamak gerekmektedir. Serbest radikaller ve reaktif karakterli maddeler ile bu maddeleri üreten tüm faktörler “oksidan’’ veya “prooksidan’’ olarak tanımlanmaktadır. Küçük moleküller olan serbest radikaller bu 30 özellikleri sayesinde hücre zarlarından kolaylıkla geçerler. Düşük aktivasyon enerjisine sahiptirler ve kısa ömürlüdürler. Serbest radikallerin dış orbitallerinde bir veya daha fazla eşleşmemiş elektron bulunur. Bu eşleşmemiş elektronlar sayesinde oldukça reaktif moleküllerdir (Jensen 2003). Geleneksel tanım olarak antioksidan; oksidasyonu engelleyen, oksijen ya da peroksitlerle ilerleyen reaksiyonları engelleyen maddedir. Antioksidanların çoğu endüstriyel ürünlerde koruyucu olarak kullanılmaktadır. Antioksidanlar genel olarak hidrojen atomu verme kabiliyetine sahip kimyasal bileşiklerdir. Antioksidanların sadece hidrojen atomu vererek işlevini yerine getirmez, aynı zamanda serbest radikallerin reaktivitesini düşürüp, lipitlerle olan reaksiyonlarını engelleyerek te görevlerini yaparlar (Madhavi 1996). Biyolojik tanımı ile antioksidan madde, havanın oksijeni ile bozulan yani okside olan ürünlerle reaksiyona girererek bu bozulmayı geciktiren veya engelleyen sentetik ya da doğal madde olarak tanımlanmaktadır (Huang ve ark. 2005). Antioksidanlar, serbest radikallerin oluşumunu engellerler ya da var olan radikalleri ortamdan süpürerek hücrenin zarar görmesini engelleyen ve yapısında genellikle fenolik fonksiyon taşıyan moleküllerdir (Kahkönen ve ark. 1999, Nagai ve ark. 2005). Antioksidanlar doğal ve sentetik olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Antioksidanların farklı aktiviteleri, sahip oldukları farklı kimyasal yapı ile ilişkilidir. Endüstriyel olarak günümüzde en çok kullanılan sentetik antioksidanlar, butillendirilmiş hidroksitoluen (BHT), butillendirilmiş hidroksianisol (BHA), tersiyerbutil hidrokinon (TBHQ) ve propil gallat (PG) dir. Doğal antioksidanlar, canlı dokularında var olan ve özütlenebilen ya da gıdanın işlenmesi sırasında açığa çıkan bileşenlerdir. En önemli doğal antioksidanlar, vitamin C, fenolik asitler, selenyum, tokoferoller, flavonoidler, karotenoidler ve polifenollerdir. Günümüzde, gıda teknolojileri ve tıp biliminin bitkisel kaynaklı doğal antioksidanlara karşı ilgisi artmaktadır. Buna sebep olan etken ise sentetik antioksidanların (BHA, BHT, gibi) kanserojen etkilerinin olabileceği düşüncesidir (Madhavi 1996). 31 2.10. Antioksidan Savunma Sistemleri Serbest radikallerle hızlı bir şekilde reaksiyon veren antioksidanlar, otooksidasyon/peroksidasyonun reaksiyonlarının ilerlemesini önleyen moleküllerdir (Dündar ve Aslan 1999). Antioksidan savunma sistemleri; reaktif oksijen türlerinin oluşumunu engeller, reaktif oksijen türlerinin sebep olduğu hasarları önler ve detoksifikasyonu sağlar (Şener ve Yeğen 2009). Canlı metabolizmasında sürekli olarak oksidasyon olayları meydana gelmektedir. Canlı vücudunda serbest radikallerin derişimlerinin artması ile oluşan hücre hasarları, sağlık açısından geriye dönüşü olmayan sonuçlar yaratabilir. Çünkü serbest radikallerin vücuttaki derişiminin artması, mide-bağırsak problemlerinden, kısırlığa, kalp hastalıklarından solunum ve boşaltım sisteminde bozukluklara kadar birçok rahatsızlığa sebebiyet verebilir. Hücre içi serbest radikal derişimi ile bağlantılı olan bu hastalıkların oluşmasının önüne geçebilmek için okside olan maddelerin, antioksidanlar ile hep bir dengede içinde olması gerekmektedir. Dengeli beslenme ve yeterli miktarda antioksidan alımı ile serbest radikallerin olumsuz etkilerinden kurtulmak mümkün olabilir. Antioksidan maddeler farklı mekanizmalar ile savunma etkilerini göstermektedir. Beş farklı mekanizmaya göre antioksidan etkinlik sıralanmıştır; 1. Serbest radikal ürünlerinin üretiminin engellenmesi (scavenging/temizleyici etki): Oluşan serbest radikalleri yakalar veya var olan radikalleri daha az zararlı formlara dönüştürür ve yeni radikal oluşumunu engellerler. Örnek olarak Süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz enzimleri ile metal bağlayıcı bazı proteinler (Albumin, Hemoglobin, Ferritin, Transferin, Seruloplazmin) verilebilir. 2. Hücre deformasyonunun onarılması (repair/tamir edici etki): Bu grupta DNA tamir enzimleri, metiyonin sülfoksit redüktaz örnek verilebilir. 3. Üretilmiş serbest radikallerin temizlenmesi (quencher/giderici etki): Serbest radikallerle reaksiyona girerek, onlara bir hidrojen atomu verip, aktivitelerini bitiren bileşiklerdir. Örnek olarak vitamin-C, karotenler, -tokoferol, vitamin E, flavonoidler ve antosiyanidinler verilebilir. 4. Sekonder radikal üretilmesine sebep olan zincir reaksiyonların durdurulması (chain breaking/zincir kırıcı etki): Zincirleme devam eden reaksiyonları bozar ve 32 oksidan etkiyi durdururlar. Vitaminler, ürik asit, bilirubin, albumin, hemoglobin, seruloplazmin ve mineraller zincir kırıcı etki gösterirler. 5. Endojen antioksidan kapasitesinin artırılması (Ulusoy 2010). Serbest radikaller ve peroksitler gibi moleküllerin neden olabileceği oksidatif hasara karşı hücreler antioksidan savunma sistemleri ile korunur. Antioksidan savunma sistemleri enzimatik ve enzimatik olmayan iki kategoride incelenebilir (Rice-Evans ve ark. 1997) (Çizelge 2.1). 33 Çizelge 2.1. Antioksidanların sınıflandırılması (Karabulut ve Gülay 2016). ENZİMATİK ANTİOKSİDANLAR ENZİMATİK OLMAYAN ANTİOKSİDANLAR Süperoksit dismutaz (SOD) Glutatyon Koenzim Q 10 Katalaz (CAT) Melatonin Selenyum Glutatyon peroksidaz (GPx) Ürik asit α-lipoik asit Glutatyon redüktaz (GR) Bilirubin Transferrin Albümin Seruloplazmin EKSOJEN ANTİOKSİDANLAR VİTAMİN EKSOJEN İLAÇ OLARAK KULLANILAN EKSOJEN ANTİOKSİDANLAR ANTİOKSİDANLAR α-Tokoferol (Vitamin E) Ksantin oksidaz inhibitörleri (allopürinol, oksipürinol, pterin aldehit, tungsten) β-karoten (Vitamin A) NADPH oksidaz inhibitörleri (adenozin, lokal anestezikler, kalsiyum kanal blokerleri, nonsteroid antiinflamatuvar ilaçlar) Askorbik asit (Vitamin C) Rekombinant süperoksit dismutaz Folik asit (Vitamin B9) Trolox-C (vitamin E analoğu) Endojen antioksidan aktiviteyi artıranlar (GPx aktivitesini artıran ebselen ve asetilsistein) Nonenzimatik serbest radikal toplayıcılar (mannitol, albümin) Demir redoks döngüsü inhibitörleri (desferroksamin) Nötrofil adezyon inhibitörleri Sitokinler (TNF ve IL-1) Barbitüratlar Demir şelatörleri 34 2.11. Enzimatik Antioksidanlar 2.11.1. Süperoksit dismutaz (SOD) Süperoksit dismutaz (SOD) enzimi, reaktif oksijen türleri ve süper oksit radikallerine karşı en önemli antioksidan savunma hattını oluşturur. SOD yani süperoksit dismutaz enzimi, bir süperoksit radikalini, O2 molekülüne yükseltger. Diğer bir süperoksit radikalini ise reaktif olmayan hidrojen perokside (H2O2) indirgenmesi reaksiyonunu katalizler. Şekil 2.15. Süperoksit dismutaz reaksiyon şeması (Karabulut ve Gülay 2016). Bu yükseltgenme-indirgenme reaksiyonu “oksidatif strese karşı ilk savunma” olarak adlandırılır. Bunun sebebi, süperoksit zincirleme radikal reaksiyonlarının güçlü bir başlatıcısıdır. Bu enzimatik aktivite ile hücresel birimlerde ki O2 - düzeyleri kontrol altında tutulur. Hücrelerde, SOD enzim seviyesinin azalması serbest radikal oluşumunu arttırır. Yaşlanma süreçlerinde, SOD enzim seviyeleri azalır yani serbest radikal oluşumu artar. Günlük besin takviyelerinde SOD desteği, immün sistemi aktive ederek, hastalıklara yakalanma ve yaşlanma sürecini azaltır (Ighodaro ve Akinloye 2018). 2.11.2. Katalaz Katalaz enzimi, peroksizomlarda bulunur. Karaciğer dokularında ve kırmızı kan hücrelerinde en yüksek aktiviteye sahiptir. Süperoksit dismutaz enzim aktivitesi ile meydana gelen hidrojen peroksit aslında bir radikal değildir ancak, en reaktif radikal çeşidi olan hidroksil (HO radikalinin öncüsü olması sebebiyle oksidatif hasara en fazla sebep olan moleküldür. Katalaz enzimi hidrojen peroksiti su ve oksijene parçalar (Şekil 2.16). Şekil 2.16. Katalaz reaksiyon şeması (Karabulut ve Gülay 2016). 35 Mitokondrilerde, oksijenin suya indirgenmesi sırasında, oksijen tüketiminin % 1-2’si süperoksit ve hidrojen peroksit gibi hücreye toksik olan ürünlerin oluşmasına neden olur. Artan süperoksit radikallerinin derişimi mitokondriye hasar verir. Reaktif oksijen türlerinin oluşturabileceği hasarlara karşı antioksidan savunma sistemleri devreye girer. Katalaz enzimi, yapısında 4 “hem” grubu bulunan bir hemoproteindir. Mitokondride oluşan süperoksit radikalleri ilk olarak Mn-SOD ve glutatyon peroksidaz enzimleri tarafından yok edilir. Ancak önemli bir miktar H2O2 mitokondriden ayrılarak sitoplazmaya geçer (Radi ve ark. 1991). Mitokondriden sitosole geçen H2O2’in derhal detoksifikiye edilmesi gerekmektedir. Bu detoksifikasyonu, peroksizomlar tarafından sentezlenen katalaz enzimi gerçekleştirir. Katalaz enziminin, hücrelerde H2O2 derişimini etkili bir şekilde sınırlama kabiliyeti, hücre fizyolojisinde antioksidan savunma sisteminin ilk basmağı olarak rol oynaması açısından önemlidir. Katalaz enzimin eksikliği veya katalaz enzimini kodlayan genlerin mutasyonu çeşitli hastalık koşullarına yol açabilir ve anormallikler ile ilişkilendirilmektedir. Araştırıcıların yaptıkları çalışmalarda, katalaz gen aktivitesinin değişmesi ve genetik polimorfizim ile bireylerde, oksidatif DNA hasarı ve kanser duyarlılığı riskinin arttığı (Zámocky ve Koller 1999), katalazı kodlayan gendeki polimorfizmin sonucunda mental bozuklukların gelişimi gözlenmektedir (Khan ve ark. 2010). Yapılan çalışmalarda, katalaz enzim düzeyi düşük olan kişilerin tip 2 diabetes mellitus, hipertansiyon için daha fazla eğilimli oldukları belirlenmiştir (Goth ve Pay 2004). Katalaz bahsedilen bu hayati fonksiyonları sebebiyle, en çok araştırılan enzim sınıflarından biridir (Chelikani ve ark. 2004). 2.11.3. Glutatyon peroksidaz (GPx) Glutatyon peroksidaz enzimi, mitokondri ve bazen de sitosolde bulunur. Solunum metabolizması sonucu oluşan hidrojen peroksidi suya parçalayan önemli bir antioksidan enzimdir (Fattman ve ark. 2003). Çoğu zaman aktivitesi selenyuma bağlıdır. Bunun neticesinde glutatyon peroksidaz enzimi, selenyuma bağlı olan - GPx ve selenyuma bağlı olmayan – GPx olarak ikiye ayrılabilir. GPx asıl önemli rolü oksidatif strese karşı hücreyi korumadır. Araştırmalara göre, hücre içinde düşük GPx seviyeleri, antioksidan sistemin bozulmasına neden olur. Sonuçta, zar yağ asitleri ve fonksiyonel proteinlerde oksidatif hasarın oluşmasına sebebiyet verir. GPx seviyelerinin düşüklüğü sebebiyle oluşan oksidatif hasarlar, nörotoksik hasarın gelişmesi ve nörodejenerasyon ile birlikte kalıcı 36 sinir sistemi problemlerinin oluşmasına neden olmaktadır. Bu antioksidan savunma sisteminin bozulduğunu göstermektedir (Chabory ve ark. 2009). Şekil 2.17’de glutatyon redüktaza ait reaksiyon şeması verilmiştir. Şekil 2.17. Glutatyon peroksidaz reaksiyon şeması (Karabulut ve Gülay 2016). GPx, hidrojen peroksit molekülünün yüksek derişimlerinde, glutatyonun (GSH) okside glutatyona (GSSG, glutatyon disülfür) dönüşümünü katalize eder bu sırada hidrojen peroksiti molekülünü de suya indirger. Glutatyon peroksidaz, hidrojen peroksit ve büyük moleküllü lipid hidroperoksitlerinin indirgenmesinden sorumludur. 2.11.4. Glutatyon redüktaz (GR) Glutatyon peroksidaz enzimi tarafından hidrojen peroksit ve diğer lipid peroksitlerin indirgenmesi esnasında glutatyon, okside glutatyona dönüşmektedir. Organizmanın glutatyon deposu sınırlı olduğundan, bu okside durumun tekrar redükte GSH’a dönüştürülmesi gereklidir. Glutatyon redüktaz, NADPH varlığında glutatyon disülfiti (GSSG) tekrar redükte glutatyona (GSH) çevirir: bu reaksiyona ait şema Şekil 2.18’de verilmiştir (Sur ve ark. 2020). Şekil 2.18. Glutatyon redüktaz reaksiyon şeması (Sur ve ark. 2020). 37 2.12. Enzimatik Olmayan Antioksidanlar 2.12.1. Sentetik antioksidanlar Gıda endüstrisinde, besinlerdeki yağların okside olarak bozulması, koku ve tatlarında değişimlerin meydana gelmesi istenmeyen durumlardır. Bu olumsuz durumlar, besin değeri kalitesinde ve besin güvenilirliğinde azalmaya neden olan ve toksik potansiyel taşıyan bileşiklerin oluşmasına neden olur. Besinlerin tat, renk ve vitamin değerlerinin korunması için antioksidan ilavesi, koruyucu gıda endüstrisinin başlıca gereksinimlerinden biridir. Besinlere, gıda endüstrisinde daha çok sentetik antioksidanların ilavesi tercih edilse de, doğal antioksidanlar (baharat veya diğer katkı maddeleri) gıda koruyucu işlevleri için kullanılabilirler. Antioksidanların aktiviteleri arasındaki farklılık onların kimyasal yapılarındaki farklılık ile ilintilidir. Ticari olarak mevcut olan ve günümüzde kullanılan sentetik antioksidanlar, bütillendirilmiş hidroksitoluen (BHT), bütillendirilmiş hidroksianisol (BHA), tersiyerbutil hidrokinon (TBHQ) ve propil gallat (PG)’tır (Madhavi ve ark. 1996). Bütillenmiş hidroksianisol (BHA) ve Bütillenmiş hidroksitoluen (BHT); İlk olarak bütillendirilmiş hidroksianisol (BHA) molekülü genellikle tahıl ve şekerli ürünlerde kullanılır. Kimyasal olarak iki izomerin karışımıdır (3-tersiyer butil-4-hidroksianisol ve 2-tersiyer butil-4-hidroksianisol) ve beyaz mumsu parçacıklar halindedir. BHA sentetik antioksidanı genellikle uçucu yağların renk, tat ve kokularının korunmasında, özellikle kısa zincirli yağ asitlerinin okside olarak bozulmalarını engellemede etkilidir. BHT ise, beyaz kristal görünümündedir. BHA’nın gıda içinde taşınması BHT’den daha iyidir. İkisi de, yağda çözünür fakat suda çözünmezler. BHA ve BHT’nin kimyasal yapısı Şekil 2.19’da verilmiştir. Şekil 2.19. BHA ve BHT ‘nin kimyasal yapıları (Çakmakçı ve Çelik 2000). 38 Bu iki sentetik antioksidanın besinler yoluyla aşırı alınması, vücutta hassasiyete ve alerjik reaksiyonlara neden olabilmektedir. Son yıllarda sentetik antioksidanların kansere neden olan etkileri üzerinde de araştırmalar yapılmaktadır. İkisinin de, Ulusal Araştırma Konseyi, Gıda Katkı Komitesi verilerine göre gıdalarda kullanımında 1970 yılından beri düşüş olmasına rağmen, hala 23 büyük gıda kategorisinde en fazla kullanılan antioksidanlar olduğu bilinmektedir (Çakmakçı ve Çelik 2000). Tersiyer bütilhidrokinon (TBHQ); Kızartma işlemi bitmiş ürünleri ve kızartma yağlarını oksidasyona karşı korumak için gıda sanayiinde en iyi bilinen ve en çok kullanılan sentetik antioksidan tersiyer bütilhidrokinondur. Bej renkli bir toz olan TBHQ, katı ve sıvı yağlarda çözünebilir. Bitkisel yağların bozulmalardan korunması için endüstride kullanılan en etkili sentetik antioksidandır. Yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır (Keskin ve Erkmen 1987). Tersiyer bütilhidrokinon’un kimyasal yapısı Şekil 2.20’de verilmiştir. Şekil 2.20. Tersiyer bütilhidrokinon kimyasal yapısı (Çakmakçı ve Çelik 2000). Sitrik asit ile karıştırıldığında, sabitleyici özellik kazanmaktadır. Gerek tek başına gerekse diğer sentetik antioksidanlar ile birlikte kullanımı vardır. Avrupa Birliği ülkelerinde kullanımı yasaklanmıştır (Çakmakçı ve Çelik 2000). İnsan vücuduna zararlı etkileri araştırılmaktadır. Gallatlar; Gallatların toplum sağlığı, gıda hijyeni ve gıda içinde kullanımları açısından ispatlanmış olumsuz hiçbir etkisi açıklanmamıştır. Gallatlar suda çözünmezler. Gallik asitin en fazla kullanılan esterleri, propil gallat (PG), dodesil gallat, oktil gallat ve lauril 39 gallattır. PG, beyaz kristal toz olarak satılır ve suda çok az çözünür. Erime noktası 148°C olup, bu derecenin üzerinde etkisini kaybeder (Çakmakçı ve Çelik 2000). 2.12.2. Doğal antioksidanlar Askorbik asit(AsA); ya da vitamin C, oksidatif sürecin sebep olduğu hasarları aza indirmede en aktif rolü oynayan doğal antioksidanlardır. Hasarları bertaraf etme görevini, diğer antioksidanlarla sinerjistik olarak etkileşerek gerçekleştirir (Foyer ve Noctor 2005). Bitki hücre tiplerinin, organel ve apoplastların çoğunda saptanmıştır. Askorbik asit (AsA), en merak edilen ve kapsamlı çalışılan doğal antioksidanlardan biridir. Askorbik asit, mitokondride sentezlenir ve kolaylaştırılmış difüzyon yoluyla diğer hücre bileşenlerine taşınır (Horemans ve ark. 2000). Normalde, indirgenmiş olarak oluşur ve hücre içi derişimi 20 mM’dan 300 mM'ye kadar değişir (Noctor ve Foyer 1998). Askorbik asitin kimyasal yapısı Şekil 2.21’de verilmiştir. Şekil 2.21. Askorbik asitin kimyasal yapısı (Al-Zahra 2016). Askorbik asitin bitki antioksidan savunma sistemlerindeki en önemli bir rolü, H2O2 ve diğer toksik oksijen türevlerinin hücrenin metabolik süreçlerine zarar vermelerini engellemektir. AsA; bitkilerin büyümesi, farklılaşması ve metabolizmasını düzenleyen birçok fizyolojik sürece etki eder (Smirnoff 2000). AsA indirgeyici molekül olarak asıl işlevini gösterir ve serbest radikallerin çoğunu temizler (Foyer ve Noctor 2005). 40 Tokoferoller; bitkilerin ve alglerin bütün dokularında bulunan bir antioksidan grubudur (Srivalli ve ark. 2003). Tokoferoller, çoklu doymamış yağ asitleri ile ilgili çe