ARONIA SP. MEYVELERİNİN KİMYASAL BİLEŞİMİ VE BİYOLOJİK AKTİVİTELERİ

Kevser ÖZDEMİR1, Esra EROĞLU ÖZKAN2,* 1Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmakognozi Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye 2 İstanbul Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmakognozi Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye

ÖZ Amaç: Aronia türleri bakka tipi (berry) meyvelere sahip olup, yapılarında antosiyaninler başta olmak üzere yüksek miktarda fenolik bileşikler taşır. Zengin kimyasal içeriğinden ve güçlü antioksidan aktivitesinden dolayı fonksiyonel gıda olarak adlandırılmakta, dünya üzerinde kullanımı ve kültürü yaygınlaşmaktadır. Bu derleme ile Aronia meyvelerinin kimyasal bileşimi, biyolojik aktiviteleri ve konuyla ilgili güncel araştırmalar sunulmuştur.

Sonuç ve Tartışma: Aronia meyvelerinin geleneksel kullanımı yanında, kimyasal bileşimi, hastalıklardan korunma ve hastalıkların tedavisindeki rolü incelenmiştir. Biyoaktiviteden sorumlu başlıca moleküller (siyanidin türevi glikozitler, flavonoidler, prosiyanidinler ve fenolik asitler gibi fenolik yapıda bileşikler) ve oranları ile ilgili bilgiler verilmiştir. Güçlü antioksidan aktivitesi nedeniyle birçok kronik ve dejeneratif hastalık üzerinde tedavi edici etkisi olduğuna, ayrıca antiinflamatuvar, antidiyabetik, antimutajenik ve kardiyoprotektif aktivite gösterdiğine ilişkin detaylı veriler bulunmaktadır.

GİRİŞ Önleyici tedavi yaklaşımlarına olan ilginin artması nedeniyle sağlığı destekleyici doğal kaynaklar ve içerikleri üzerinde yapılan çalışmalara olan ihtiyaç artmıştır. Günlük diyette sıklıkla kullanılan üzümsü meyveler (Fragaria vesca, Rubus fruticosus, Rubus idaeus, Ribes nigrum, Vaccinium myrtillus, Sambucus nigra gibi) lezzetli, düşük enerjili, antioksidan etkili, lif ve polifenolik bileşikler açısından zengin meyvelerdir. Üzümsü (kırmızı ve mor meyveler, berry) tipte meyveler kimyasal içerikleri nedeniyle potansiyel antioksidanlardır ve birçok dejeneratif hastalığın korunma ve tedavi süreçlerinde rol alırlar [1]. Rosaceae familyasına ait çalımsı bir bitki olan Aronia melanocarpa türünün, meyve üretimi için kültürü yapılmaktadır. Aronia türleri, Kuzey Amerika ve Kanada'nın doğu bölgesinde doğal olarak yetişmektedir. Avrupa’ya yayılışı 1900’lerde Almanya’dan Rusya’ya doğru olmuştur. Aronia türleri 2-3 metreye kadar büyüyebilen çalımsı bitkiler olup Mayıs-Haziran aylarında çiçeklenirler, meyveleri olgunlaştığında parlak kırmızı veya siyah (6–13mm, 0,5–2 g) renktedir [2]. "Chokeberry" olarak bilinir ve tanınmış iki türü vardır. Aronia melanocarpa (black chokeberry) ve Aronia arbutifolia (red chokeberry) meyveleri yaygın olarak meyve şurubu, meyve suyu, yumuşak marmelatları, meyve reçelleri, ekstre ve çay üretmek için Avrupa'nın farklı bölgelerinde kullanılmaktadır [2,3]. Aronia meyveleri zengin kimyasal içeriğinden ve yüksek antioksidan aktivitesinden dolayı fonksiyonel gıda olarak adlandırılmakta, dünya üzerinde kullanımı ve kültürü yaygınlaşmaktadır. Önemli derecede antioksidan aktivite gösterdiğinden dolayı birçok kronik ve dejeneratif hastalığın önlenmesinde ve tedavisinde rol almaktadır [4-8]. Antosiyaninlerin sağlık üzerine etkilerine olan ilgi zamanla daha da artmaktadır. Yüksek antosiyanin içeriğine sahip Aronia meyveleri de bu etkileri açısından araştırılmış ve insan sağlığı üzerinde, antioksidan ve diğer biyolojik aktivitelerine dayanarak önemli derecede koruyucu ve faydalı etkilere sahip olduğu gösterilmiştir [9].

Aronia meyveleri antosiyanin, flavonol, flavanol, proantosiyanidin, fenolik asitler gibi fenolik bileşikler açısından çok önemli bir kaynaktır [1,4,5]. Aronia ağızda belirgin bir büzülme hissine (dokunsal, kuruma ve sıkılaştırma etkisi) neden olur. Bu astrenjan etki içeriğindeki kondanse tanenlerden kaynaklanır [10]. Bitkinin meyvelerinin zengin içerikli bir gıda olarak tüketilmesinin yanında, geleneksel bitkisel ilaç olarak da kullanımları bulunmaktadır. Aronia meyveleri Rusya ve bazı Doğu Avrupa ülkeleri başta olmak üzere antihipertansif ve anti-aterosklerotik etkileri nedeniyle kullanılmıştır [11]. Aronia meyvelerinin başta antioksidan aktivite olmak üzere, antiinflamatuvar, antidiyabetik, antikanser, antimutajenik, antibakteriyel aktivitesi ile ilgili ayrıca obezite, kardiyovasküler hastalıklar, otoimmün hastalıklar gibi çeşitli hastalıklar üzerine etkisi ve terapötik potansiyeli ile ilgili birçok çalışma yapılmıştır [2,12]. Bu makalede, Türkiye’de ve dünya genelinde fonksiyonel bir besin olarak kullanımı artan Aronia meyveleri ile ilgili şu ana kadar yapılmış fitokimyasal çalışmalar ve biyolojik aktivite çalışmaları derlenmiştir. Bu şekilde Aronia bitkilerinin kültürünün ve doğrudan gıda olarak veya çeşitli ürünleri şeklinde kullanımının yaygınlaşması sürecinde bir kaynak teşkil etmesi amaçlanmıştır. Kimyasal Bileşimi Aronia meyveleri diyet lifi, organik asitler, şeker, yağ protein, mineral (özellikle çinko, potasyum) ve vitaminler (vitamin C) ile birlikte yüksek fenolik içeriğe sahiptir [13]. Meyvelerdeki fenolik bileşiklerin içeriği ve miktarının incelenmesinde tek ve standart bir metot olmaması, araştırmalar sonucunda elde edilen verilerin karşılaştırılması güçlüğünü ortaya çıkarmaktadır. Bu araştırmalar, bazı pratik spektroskopik metodlar ile veya daha gelişmiş HPLC/DAD, HPLC/ESI-MS gibi yöntemler ile yürütülmektedir [14]. Ayrıca meyvelerin kimyasal kompozisyonu ve bu bileşiklerin miktarları; bitkinin yetiştirilme şeklinden, gübrelenmesinden, meyvelerin olgunluğundan, hasat tarihinden, habitatından, saklanma yönteminden ve diğer tüm çevresel koşullardan dolayı değişiklikler gösterebilir [15,16]. Aronia meyveleri diğer "berry" tipi meyvelerden yüksek sorbitol ve polifenol içeriği ile ayrılır [2]. Kurutulmuş Aronia meyvelerindeki diyetsel lif içeriği katı hal NMR tekniği ile incelenmiştir. Buna göre total kütlenin % 66,6’sı çözünemeyen lif (lignin, selüloz, hemiselüloz), %5,4’ü çözünebilir lif olmak üzere %72 oranında diyetsel lif içermektedir [17]. Taze meyvelerdeki diyetsel lif oranı ise 5,62 g/100 g şeklindedir [2]. Taze meyvelerdeki indirgen şeker oranı %16–18 arasında bulunmuştur. Başka bir çalışmada glikoz ve fruktoz oranı taze ağırlıkta 13– 17,6 g/100 g arasında bulunmuştur. Taze meyvelerin yağ içeriği 0,14 g/100 g ve protein içeriği 0,7 g/100 g bulunmuştur [2,7]. Meyvelerde ortalama su miktarı%70-80 dolaylarında olmakla birlikte bitkinin türüne, yetiştiği yere ve yıla göre değişiklikler göstermektedir [18]. Aronia Meyvelerinin Fenolik Bileşenleri Aronia meyvelerinin içerdiği ve meyvelere rengini veren antosiyaninler başta olmak üzere fenolik bileşikler, bitkinin gösterdiği biyoaktivitelerden sorumlu majör bileşiklerdir. Meyvelerin kimyasal bileşimi incelendiğinde, başlıca (−)-epikateşin olmak üzere proantosiyanidinler Aronia meyvelerinin polifenol içeriğinin %66 ile en büyük kısmını oluşturur [19]. Meyvelerdeki siyanidin ve (−)-epikateşin bileşiklerinin kimyasal yapısı Şekil 1.’de verilmiştir [2].

Biyoyararlanım Aronia meyvelerinin sindirimi sırasında, antosiyaninler hızla mikrobiyal katabolizasyona uğrar. Antosiyaninler arasından siyanidin-3-O-galaktozit hızlı bir şekilde peonidin-3-O-galaktozite metabolize edilir. Katabolizasyon ürünleri biyoyararlanım sırasında, plazma ve idrarda antosiyaninlerin yaklaşık 10 katı kadar olur. Antosiyaninler ve diğer polifenol katabolitleri ile plazma ve idrarda 1,0 ila 6,33 saat arasında bir tmax ile yoğun şekilde metabolize edilir [25]. Farmakolojik Aktivite Antioksidan Aktivite Serbest radikaller vücudun normal enerji metabolizması sonucunda veya çeşitli çevresel etkenlere (radyasyon, sigara kullanımı, çeşitli ilaçlar, çevre kirliliği) bağlı olarak üretilebilir. Bu reaktif oksijen ve azot türleri vücudun çeşitli fonksiyonları için gereklidir. Ancak bu radikallerin aşırı üretiminde veya vücut tarafından elimine edilemediği durumlarda, vücuttaki doğal denge bozulur ve oksidatif stres meydana gelir. Oluşan oksidatif stres; kanser, otoimmün hastalıklar, yaşlanma, katarakt, kardiyovasküler ve nörodejeneratif (Alzheimer Hastalığı) hastalıklar gibi önemli kronik ve dejeneratif hastalıklara neden olabilir [26]. Bu tür hastalıklardan korunmada ve oluşan hasarın düzeltilmesinde antioksidan etkili bileşikler önemli rol oynar. Antioksidan aktivitenin belirlenmesi için radikal süpürme kapasitesinin ölçülmesine ve metal indirgeme etkisinin ölçülmesine dayanan çeşitli in vitro metotlar geliştirilmiştir. Antosiyaninler, flavonoidler gibi fenolik bileşiklerce zengin olan Aronia melanocarpa türünün meyveleri bu açıdan değerlendirilmiş ve önemli derecede antioksidan aktiviteye sahip olduğu yapılan çalışmalarda gösterilmiştir

İmmünomodülatör Aktivite İnflamasyon vücuttaki değişikliklere, oluşan hasara ve vücut homeostazisini etkileyebilecek etkenlere karşı verilen bir yanıt, doğal savunma mekanizmasıdır. Makrofaj hücreleri üzerindeki tool like reseptörler (TLR) tarafından patojen endotoksini veya lipopolisakkarit yapısının tanınması sonrasında inflamatuvar gen ilişkili nükleer faktörü kappa B (NF-κB) transkripsiyon faktörü salınır. NF-κB, inflamayon ve immün yanıt, hücresel stres reaksiyonları, karsinojenez, hücre sağkalımı ve apoptoz gibi birçok fizyolojik ve patolojik süreçte rol oynar. İmmün sitemin uyarılması ile interlökinler (IL), tümör nekrozis faktör (TNF)-α, reaktif oksijen türleri (ROS), nitrik oksit (NO), prostaglandinler (PG) gibi bir takım proinflamatuvar medyatörler salınır ve inflamasyon süreci devam eder. Bu medyatörlerin aşırı veya kontrolsüz üretimi kanser, Alzheimer, otoimmün hastalıklar ve diğer kronik ve dejeneratif hastalıklarda rol oynar. İnflamatuvar hastalıklarda kullanılan non-steroid antiinflamatuvar ilaçların neden olduğu yan etkiler nedeniyle, daha az yan etki gösteren doğal kaynaklı, fenolik yapıdaki antiinflamatuvar bileşiklere olan ilgi artmıştır [27]. Aronia meyveleri ve polifenollerinin primer C57/BL6 fare splenosit hücreleri üzerindeki antiinflamatuvar aktivite çalışması ile A. mitschurinii ekstresinin 125 μg gallik asit ekivalanı/ml’de, A. arbutifolia ve A. prunifolia ekstrelerinin daha düşük konsantrasyonlarda, lipopolisakkarit (LPS) ile stimüle edilmiş IL-6’yı inhibe ettiği gösterilmiştir [28]. Ayrıca yapılan çalışmalarda, antiinflamatuvar aktivitenin bitkinin çoğunlukla flavonoid ve fenolik asit içeriğinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Aktiviteden başlıca sorumlu bileşiklerin kersetin, siyanidin 3-arabinozit ve hidroksisinnamik asit türevi bileşikler olduğu belirtilmiştir. [28, 29]. Yapılan bir diğer araştırma, Aronia konsantresinin, insan periferik monositlerinde TNF-α, IL-6 ve IL-8 salınımını ve RAW264.7 makrofaj hücrelerinde NF- κB yolağını inhibe ettiğini göstermiştir. Ayrıca, Aronia meyvelerinin NF-κB aktivasyonunda, sitokin salınımının ve PGE2 sentezinin inhibisyonunda sodyum selenit ile sinerjize olduğu belirtilmiştir [30]. A. melanocarpa türünden izole edilmiş proantosiyanidin bileşiklerince zengin fraksiyonlar ve prosiyanidin C1, B5, B2 ve antosiyaninler, komplement modülatör aktiviteleri, LPS-indüklenmiş RAW 264.7 makrofajların nitrik oksit üretimini inhibisyon aktiviteleri ve hücre canlılık testleri açısından incelenmiştir. Buna göre, siyanidin, prosiyanidin B2, B5, C1 ve proantosiyanidin bileşiklerince zengin fraksiyonlar kompleman fiksasyon testinde oldukça aktif çıkmıştır. Ayrıca, oligomerik prosiyanidinler, hücre proliferasyonunu etkilemeden murin RAW 264.7 makrofajlarında LPS ile indüklenen NO üretimi üzerinde doza bağlı inhibitör etkiler göstermiştir [31].

Obezite ve Diyabet Üzerine Etki Aronia meyvelerinin, içerdikleri antiinflamatuvar ve antioksidan bileşenlerden dolayı hiperglisemiye bağlı oksidatif stresin ve bunun sonucunda ortaya çıkan komplikasyonların azaltılmasında faydalı etkileri olduğu gösterilmiştir [32]. Yine Aronia meyve ekstresinin, insülin sinyali, adipogenez ve inflamasyon ile ilişkili çoklu yolları modüle ederek insülin direnciyle ilgili risk faktörlerini azalttığı belirlenmiştir [33]. Pankreatik α-amilaz, α-glikozidaz, lipaz gibi enzimler sindirim sırasında, kompleks moleküllerin daha küçük sindirilebilir forma dönüştürülmesinde önemli rol oynar. Aronia ekstreleri ve etkili bileşikleri, bu enzimlerin inhibisyonu ile, besinlerin biyoyararlanımını ve enerji değerini düşürdüğünden dolayı diyabet ve obezite tedavisinde etkili bir yaklaşım teşkil eder [34,35]. Yapılan klinik bir çalışma ile Aronia meyve suyunun Tip- 2 diyabetli hastaların açlık kan şekerini düşürdüğü gösterilmiştir [36]. Bir diğer çalışmada ise intraperitonal streptozotosin (50 mg/kg) uygulanarak sıçanlarda diyabet modeli oluşturulmuş, Aronia melanocarpa meyve suyu 10 ve 20 ml/kg dozlarda, sağlıklı ve hasta sıçanlara gavaj yolu ile uygulanarak deneklerin kan glikoz seviyeleri ve obezite parametreleri incelenmiştir. Diyabetik sıçanlarda plazma glikozu ve trigliseritinde streptozotosine bağlı anormalliklerde önemli ölçüde azalma görülmüştür. Diabetes mellitus ve diyabetle ilişkili komplikasyonların önlenmesi ve kontrolünde faydalı olabileceği belirlenmiştir [37]. Aronia meyve suyu verilen diyabet modelli KK-Ay farelerde, plazma glikozu, vücut ağırlığı, beyaz adipoz doku azalmıştır. Ayrıca DPP IV inhibisyonu sağlanmıştır. Bu inhibisyon glikoz ilişkili insülin sekresyonunun arttırılması, gastrik boşalmanın yavaşlaması ve postprandiyal glukagon ve gıda alımının azaltılması gibi yollarla tip-2 diyabet tedavisinde önemli bir yaklaşım teşkil eder [38]. Kardiyoprotektif Aktivite Aronia meyveleri, lipit metabolizması, peroksidasyon, iltihaplanma süreci, pıhtılaşma ve oksidasyon üzerindeki çoklu aktiviteler nedeniyle kardiyoprotektif etkiler gösterir [39]. Metabolik sendromlu hastalar ile yapılan bir çalışmada Aronia melanocarpa ekstresinin kullanımı ile total kolesterol (TC), düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterolün (LDL-C), ve trigliserit (TG) seviyelerinde belirgin düşüş kaydedilmiştir. 1 aylık ekstre kullanımı sonucunda platelet agregasyonunda önemli derecede inhibisyon görülmüş ve ayrıca pıhtı oluşumunda ve fibrinolizde azalma gözlemlenmiştir [40]. Aronia meyve suyunun arteriyel kan basıncı ve lipid parametleri üzerindeki etkilerini araştırmak üzere yapılan çalışmada, düzenli Aronia suyu içilmesinin, toplam kolesterol seviyesinin, LDL kolesterolün ve trigliseritlerin azalmasına ve yüksek yoğunluklu lipoprotein 2 (HDL2) kolesterolünün artmasına neden olduğu gösterilmiştir [41]. Aronia ekstresinin Caco-2 hücrelerinde doza bağlı bir şekilde, kolesterol akışında rol alan genlerin ekspresyonunu etkilediği ve bir şekilde hücresel kolesterolün bağırsak lümenine akışını teşvik ettiği bulunmuştur. Bu çalışma ile ekstrenin hipolipidemik etkileri, en azından kısmen LDL türevi kolesterolün apikal atımının artmasına ve bağırsakta azalmış şilomikron oluşumuna bağlanabileceği ve sirtuinin spesifik izoformlarının bu süreçte önemli bir rol oynayabileceği düşünülmektedir [42]. Miyokard enfarktüsü geçirmiş en az altı ay statin tedavisi gören hastalar ile yapılan çalışmada, hastalarda 6 hafta Aronia ekstresi kullanımı sonrasında, kontrole karşı, statinlerden bağımsız olarak inflamasyon şiddetinde azalmaya sebep olduğu gösterilmiştir. Klinikte iskemik kalp hastalığının ikincil korumasında kullanılabileceği belirtilmiştir [43]. Bir diğer çalışmada A. melanocarpa meyve zengin ekstreleri, yalnızca kardiyovasküler risk faktörleri olan hastalarda süperoksit üretiminde önemli bir konsantrasyona bağlı azalmaya neden olurken, kontrol grubunda herhangi bir etki gözlenmemiştir. A. melanocarpa meyve ekstreleri, her iki çalışma grubunda da konsantrasyona bağlı olarak önemli bir antiagregan etki gösterilmiş ve bu etkilerin süperoksit üretimini üzerindeki düzenleyici etkiden bağımsız olabileceğini gösterilmiştir [44]. Antosiyaninle zenginleştirilmiş ekstrelerin domuz koroner arterlerinde endotel bağımlı gevşemeyi sağladığı gösterilmiştir. Buna göre Aronia ekstresi gibi polifenolce zengin ekstrelerin, vasküler hastalıklarda önemli faydalı etkilere sahip olabileceğini düşünülmektedir [45]. Antikanser ve Antimutajenik Aktivite Yapılan birçok in vitro ve hayvan deneyi çalışmaları, Aronia meyvelerinin ve ekstrelerinin başta kolon kanseri olmak üzere anti-proliferatif veya koruyucu etkilerini göstermektedir [2]. Aronia melonocarpa meyvelerinden yarı saflaştırılmış antosiyanin bakımından zengin ekstresinin normal kolon ve kolon kanseri hücre hatları üzerindeki etkisi araştırıldığında, 50 mg monomerik antosiyanin / ml Aronia ekstresine 24 saatlik maruz kalma sonucu, insan HT-29 kolon kanseri hücrelerinde % 60 büyüme inhibisyonu gözlenmiştir. Hücrelerin, hücre döngüsünün G1/G0 ve G2/M fazlarında bir blokaj gözlemlenmiştir. Kolon karsinogenezinde koruyucu etkileri ve çoklu etki mekanizmaları belirlenmiştir [46,47]. Sitostatik etkide antosiyaninlerin kimyasal yapısının önemli rol oynadığı belirtilmiştir [48]. Aronia melanocarpa meyvelerinden izole edilmiş antosiyaninlerin, Ames testi ile antimutajenik aktivitesi olduğu belirlenmiştir. Bu aktivitenin, esas olarak serbest radikalleri süpürücü aktivitesi yanı sıra promutajenleri aktive eden ve mutajenleri DNA-reaktif türevlere dönüştüren enzimlerin inhibisyonu yoluyla oluştuğu düşünülmektedir [49]. Diğer Aktiviteler Bitkinin ayrıca hepatoprotektif, gastroprotektif, antibakteriyel, antiviral aktiviteleri ile ilgili çalışmalar yapılmıştır [2,11]. SONUÇ VE TARTIŞMA Sonuç olarak günümüzde kullanımı yaygınlaşan Aronia melanocarpa başta olmak üzere Aronia türleri üzerine yapılan çalışmalar göstermiştir ki; Aronia meyvelerinin yüksek fenolik içeriğinden dolayı ve potansiyel terapötik faydaları nedeniyle fonksiyonel bir gıda olarak kullanımı önem kazanmaktadır. Antosiyanin, prosiyanidin, fenolik asit bileşikleri farmakolojik aktiviteden sorumlu başlıca bileşiklerdir. Güçlü antioksidan aktivitesi nedeniyle sağlığı destekleyici etkileri yapılan birçok araştırma ile gösterilmiştir. Antidiyabetik, kardiyoprotektif, antimutajenik aktiviteleri, obezite, çeşitli inflamatuvar ve kronik hastalıklardaki olumlu etkileri belirlenmiştir. Güncel kullanımına ek olarak, klinikte koruyucu ve tedavi edici etkileri nedeni ile kullanımının yaygınlaşması için, bitkinin kimyasal bileşimi ve biyoaktivitesi üzerine yapılan çalışmaların artarak devam etmesi gerekmektedir.

Kaynak

• https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/1228550