Prof. Dr. Nevzat ARTIK
Üzüm çekirdeğinin feneolik bileşik ve antioksidan içeriginin yüksek olması nedeni ile son yıllarda üzerinde fazla araştırma yapılan bir gıda takviyesidir (Bakkalbası et.al,2005).Bagchi et.al,2000).
Türkiye'de yetişen farklı on iki üzüm çekirdeği ekstraktlarının antioksidan potansiyelleri belirlenmiştir. İki farklı serbest radikal süpürücü yöntemleri, ABTS ve DPPH deneyleri ile üzüm çekirdeği özleri, antioksidan aktivitelerini incelenmiştir. Üzüm çekirdeği özleri toplam fenolik madde içeriği Folin-Ciocalteu yöntemi ile belirlenmiştir. Toplam fenolik madde miktarı 4778,6 mg/100 g ile 13000 mg/100 g ( gallik asit esdeğeri olarak)arasında değistiği belirlenmiştir. Bu araştırmada Papazkarasısiyah üzüm çeşidinde en yüksek fenolik ve antioksidan potansiyel belirlenmiştir (Bakkalbası et.al,2005).
Bu araştırmada üzüm çekirdeğinde belirlenen fenolik bileşikler HPLC kromatogramı ile ortaya konmuştur.
1, Gallic acid; 2, Catechin; 3,Epicatechin (Bakkalbası et.al,2005).
Üzüm (Vitis vinifera) 65 486 235 milyon metrik ton yıllık üretim ile dünyanın en çok üretilen meyvelerinden biridir. Türkiye üzümde 3 650 000 Mt (FAOSTAT, 2004) tahmini üretimi ile dünyanın altıncı en büyük üreticisidir.
Üzüm çekirdeği; meyve suyu üretiminde bir atık madde olup fenolik bilesikler açısından zengin bir yan üründür. Bu yan üründen gıda takviyesi üretilerek insan sağlığı açısından çok önemli bir ürün elde edilmektedir. Antioksidanların kullanımı özellikle yağ ve yağ içeren gıdaların, raf ömrünü artırmak için bir iyi bir yöntemdir.
Günümüzde, bu sentetik antioksidanlar gibi gıdalarda kullanımı kısıtlı toksikolojik etkileri olduğu süphesi bulunan, özellikle bütillenmis hidroksianisol (BHA) ve bütillenmis hydroxytolune (BHT) gibi sentetik antioksidanların yerine bitkisel doğal antioksidan kullanımına giderek artan bir ilgi mevcuttur(Mavadi ve Salunkhe, 1995). Antioksidan aktivite bir antikanser göstergesidir (Tsai ve ark., 2005).
Üzüm çekirdeği bilesiminde ; polifenoller gallik asit, monomerik flavan-3-ol katesin, epikatesin, gallokatesin, epigallokatesin, epikatesin ve 3-O-gallat vepProsiyanidin dimerler, trimerler ve daha yüksek polimerize prosiyanidinler da dahil olmak üzere, esas olarak flavonoidler bulunmaktadır. Üzüm çekirdeği ekstraktı erken yaslanmayı engelleyen ve vücudu koruyan güçlü bir antioksidan olarak bilinmektedir. Üzüm çekirdeği polifenoller elde edilen farmakolojik ve nutrasötik faydaları serbest radikal elemine etme kapasitesi bulunmaktadır(Bakkalbası et.al,2005).
Vücudumuzda kanser ve kalp gibi hastalıklara yakalanmamak için bir savaş veriyoruz. Kontrol edilmesi gereken düşmanlardan biri de serbest radikallerdir. Serbest radikaller somatik hücrelere ve bağısıklık sistemine saldıran moleküllerdir. Antioksidanlar da bu serbest radikallerin etkilerini nötralize eden, kanser, kalp hastalıkları ve erken yaslanmaya neden olacabilecek zincir reaksiyonlarını engelleyen moleküllerdir.
Üzüm çekirdeğinin kalp hastalığı riskini azaltma özelliği vardır (Shi ve ark., 2003). tarafından üzüm içinde fenolik bilesiklerin in vitro düsük yoğunluklu lipoprotein (LDL) oksidasyonunu engellediği belirtilmistir.
SERBEST RADİKALLER VE SAĞLIK AÇISINDAN ÖNEMİ
Serbest radikalleri önlemede çok önemli olan üzüm çekirdeğinin öneminin anlasılması için serbest radikallerle iliskili bazı özelliklerin bilinmesi çok önem taşıımaktadır.
Oksidasyona neden olan serbest radikaller temel olarak oksijen kaynaklı metabolitler, (süperoksit anyonları O2-, hidrojen peroksit H2O2, hidroksil radikali OH0) hipoklorik asit, kloraminler, azot dioksit, ozon ve lipit peroksitlerdir. Bunlar organizmalar tarafından hücre içinde mitokandriyal solunum zincirinde, ya da hücre dışında, özellikle de fagositler tarafından oluşturulur.
Serbest radikal oluşumuna sigara ve uyuşturucu madde, herbisit ve pestisitler, çözücüler, petrokimya ürünleri, ilaçlar, günes ısınları, X-ısınları, gıdalarda bulunan bazı bileşikler neden olmaktadır.
Ayrıca aşırı fiziksel aktivite de oksijen kullanımındaki artışla beraber serbest radikal olusumuna neden olmaktadır.
SERBEST RADİKALLER
Kuantum kimyasına göre ancak iki elektron bir bağın yapısına girebilir. Ayrıca iki elektronun ters dönüş doğrultusunda olması gerekmektedir. Yani yukarıya doğru dönen bir elektronun eşi aşağıya doğru dönen bir elektrondur. Elektron çiftleri oldukça kararlıdır ve insan vücudunun neredeyse tüm elektronları elektron çifti halinde bulunur. Bir bağ koptuğunda elektronlar ya birlikte kalır (ikisi de bir atoma katılır) ya da ayrılırlar (biri bir atoma, diğeri diğerine). Eğer birlikte kalırlarsa oluşan atom bir iyon olur, eğer ayrılırlarsa da serbest radikaller oluşur.
Bu eşleşmemiş elektronlar yüksek enerjilidir ve eşleşmiş elektronları ayırıp işlerine engel olurlar. Bu işlem serbest radikalleri hem tehlikeli hem kullanışlı yapar.
Serbest radikaller yasam için gereklidir. Elektron transferi enerji üretimi ve pek çok diğer metabolik işlevde temel oluşturur. Ama eğer zincir reaksiyonu kontrolsüz bir davranış gösterirse hücrede hasarlara neden olur. Bilim adamları 1954'lerden beri serbest radikallerin yaşlanma ve dejeneratif hastalıklara neden olduğunu bilmektedirler. Çoğu elektronlar çift halde bulunurken, serbest radikal bu elektronları birbirinden ayırarak reaksiyonu durdurur. Ama sonuçta serbest radikal kendine bir çift elektron alarak elektron çifti haline geçer, diğer elektron serbest radikal oluşturur.
Antioksidanlar ise serbest radikaller için kolay bir elektron hedefi oluşturur. Bağlanan serbest iki serbest radikali birlestirerek nötralize edebilme özelliğine sahip bir enzime (glutathiyon peroksidaz, katalaz, süperoksit dismutaz) taşınana kadar radikalle stabil bir yapı oluşturur.
Eğer serbest radikaller nötralize edilmezlerse vücutta ciddi hasarlara neden olabilirler bu zararlı etkiler
şunlardır:
- hücre membranı proteinlerini yıkarak hücreleri öldürmek,
- membran lipit ve proteinlerini yok ederek hücre membranını sertlestirip hücre fonksiyonunu engellemek,
- nuklear membranını yararak nukleustaki genetik materyale etki edip DNA'yı kırılma ve mutasyonlara açık hale getirmek,
- bağışıklık sistemindeki hücreleri yok ederek bağışıklık istemini zorlamak.
Bu etkiler oksidatif stres olarak bilinen DNA mutasyonları, hücre ölümleri ve hastalıkları gibi hasarlara neden olur.
Peki serbest radikaller bu hasarları nasıl verirler? Bu sorunun cevabı çok çesitli mekanizmalara dayandırılabilmekle beraber en temel etkileri, lipit peroksidasyonu, proteinler arasında disülfit bağı olusumu ve DNA hasarıdır.
a) Membran Lipitlerinin Peroksidasyonu:Bu, serbest radikaller hücrenin membranına saldırdıklarında gerçeklesir. Serbest radikaller, hücre membranının stabilizasyonunu ortadan kaldırarak, hızlı hücre ve doku bozulmalarına neden olurlar.
b) Disülfit Bağı Olusumu:Glutatyon (GSH) gibi tiyollerin (R-SH) oksidasyonu tiyol ve oksijen radikallerinin olusumuna neden olur. Her ne kadar hidroksil radikallerinden daha zayıf olsalar da tiyol radikalleri bazı biyolojik sorunlara neden olurlar. Bunlar sülfür merkezli radikallerdir (RSH) ve proteinlerdeki homolitik fisyon (sülfürlerin karsılıklı bağlanması) reaksiyonları disülfit bağını olusturur. Bu da proteinlerin konfigürasyonlarını bozarak vücuttaki metabolik aktivitelerini engeller.
c) DNA Hasarı:Bir canlının elektromanyetik, ultraviyole ve X-ışınlarına maruz kaldığı sırada DNA, hidroksil radikallerinin de saldırısına uğrayabilir. Serbest radikal etkisiyle DNA'nın yapısının değişmesi mutasyonlara ve hatta canlının eşey hücrelerindeki mutaşyona bağlı olarak döllerin ölmesine neden olur.
Vücuttaki en temel serbest radikaller asağıda verilmistir:
a)SÜPEROKSİT RADİKALLERİ
Süperoksit radikalleri hücrede enerji metabolizmasında oksidasyon sırasında ya da oksidazlar gibi bazı enzimlerin aktivitesi sonucu oluşurlar. Asağıdaki reaksiyonlar olusumlarını açıklar: Süperoksit radikalleri süperoksit dismutaz adı verilen bir enzimle inaktive edilirler: Süperoksit radikali iki mekanizmayla çalışırlar. Bu fagositlarin bakterisit etkilerinin temel mekanizmasıdır. Aynı zamanda yangı reaksiyonlarında normal dokulara bile zarar verebilecek bir aracılardır.
b)HİDROKSİL RADİKALLERİ
Hidroksil radikalleri birkaç yolla oluşur. Suyun hidroliziyle ya da parçalanmasıyla hidrojen radikalleri ve hidroksil radikalleri oluşturabilir: Aynı zamanda hidrojen peroksit ve demirin birleşmesiyle oluşabilir (Fenton reaksiyonu): Diğeri de Haber-Weiss reaksiyonudur:Hidroksil radikalleri en reaktif serbest radikallerdir ve vücuttaki serbest radikal hasarının en önemli sorumlularıdır.
c)NİTRİK OKSİT (NO•)
Nitrik oksit hücresel patofizyolojide önemli bir rol oynayan çözünebilir, serbest radikal gazıdır. Vazodilatör mesajı endotelyumdan düz kasa tasıyan bir enerji aktarıcısı olarak, sentral ve periferal sinirsel aktarımda ve bağısıklıkta aktif rol alır. Sonuçta hücrede ve hücre dısında tasınan NO• miktarı çok hassastır.
SERBEST RADİKALE BAĞLI HASTALIKLAR
Serbest radikaller vücudun hastalıklara karsı direncini vücudu saran organizmaları yok ederek arttırır.
Buna karşın fazla üretildiğinde vücuttaki bazı yerlerde hasara neden olarak hastalıklara yol açar.
Serbest radikal reaksiyonlarının neden olduğu hastalıklarda giderek bir artış olmaktadır. Bu serbest
radikal hastalıkları üç grupta toplanabilir:
1. genetiğe bağlı (Fanconi's anemia, bloom syndrome)
2. çevresel bileşenler (iş hastalıkları, zehirlenmeler, virus ve bakteriyal enfeksiyonlar)
3. hem genetik hem de çevresel (bronsial astım, diabetis mellitus, kanser, kardiovasküler hastalıklar ve diğerleri)
SERBEST RADİKALLERDEN KORUNMA
Serbest radikallerdeki aşırı yüklenme vücut için tehlike oluşturur. Ancak vücudun işlevlerini görebilmesi ve hastalıklardan korunabilmesi için de gereklidirler. Serbest radikaller vücutta çok hassas bir dengeyle kontrol edilmektedirler:
Serbest Radikalleri Yok Eden Enzimler
süperoksit dismutaz:Hücre içinde mitokondride doğal olarak bulunan bir enzimdir.
Süperoksit radikallerini daha az reaktif olan hidrojen peroksit formuna çevirirler.
katalaz:_İnsan hücrelerindeki peroksizomlarda bulunur. Hidroksil radikallerinin olusumunu önlemek için hidrojen peroksiti suya ayrıştırır.
glutatyon peroksidaz:Redükte glutatyonun (GSH) -SH grubundan, su olusturmak için hidroksil radikali ya da hidrojen peroksitle birlesmek üzere hidrojen çıkartmasını saglar.
Sülfhidril proteinleri ve diger serum proteinleri: Organik peroksitleri ve hidroksil radikallerini zararsiz kimyasallara dönüştürürler.
ANTİOKSİDAN BİLEŞİKLER
Flavonoidler,beta-karoten, askorbik asit ve alfa-tokoferol gibi antioksidanların serbest radikallerin neden olduğu oksidasyonları önlediği in vitro ve in vivo çalışmalarla gösterilmistir. Bunların dışında taurin, bilirubin ve ürik asit de bilinen dogal antioksidanlardır. Sütte, karacigerde ve böbrekte bulunurlar. Digerleri gibi bunlar da serbest radikal oluşumunu önlerler.
Üzüm ÇekirdeĞi BileŞiMi
Üzüm çekirdeği doğal olarak flavonoidler açısından zengin zengin bir kaynaktır. Gallik asit, önemli bir fenolik asit, monomer cinsi örneğin, (+) gibi flavan-3-ol-katesin, (-)-epikatesin ve bunların Polihidroksi içeren Gallatlar ve prosiyanidin flavan-3-ol birimleri, dimer, trimer ve ana flavonoidlerdir [. Bakkalbası et.al,2005).
İnsan sağlığı ve hastalık önleme açısından ve üzüm çekirdeği proantosiyanidin ekstresi üzerinde yapılan bir arastırmada(:Bagchi et.al.2000)
Flavan-3-oller potansiyel faydalı, çok sayıda tıbbi özellikleri bulunmaktadır.
Monomerik flavan-3-ollerantioksidanve serbest radikal gidericietkiye sahiptir [Bakkalbası et.al,2005).Antihepatoxic ve antiviral , antikarsinojenik , kardiyoprotektif ajanlardır.. Prosiyanidinler, antioksidanetkili,serbest radikal giderici , kalbi, antikanserojen östrojenik], antihipertansif, mütajen, bir anti-inflamantory ve antiviral, antivasodilator,antialerjik, immünostimülan ve vit C etkisi göstermektedir.
Fosfolipaz bazı istenmeyen enzimatik faaliyetleri inhibe eder(Bakkalbası et.al,2005).
Serbest radikaller; artrit, hemorajik sok, ateroskleroz, yas ilerledikçe; iskemi ve birçok organların reperfüzyon yaralanması, Alzheimer ve Parkinson hastalığı, mide-bağırsak bozuklukları, tümör promosyonuyla ve kanser ve A_DS dahil olmak üzere insanlarda yüzden fazla hastalıklara neden olmaktadır.
Antioksidanlar, serbest radikal temizleyiciler güçlü ve neoplastik inhibitörleri olarak hizmet vermektedir. Sentetik ve dogal antioksidanlar çok sayıda insan sağlığı ve hastalık önleme üzerinde yararlı etkileri incelenmiştir. Bununla birlikte, antioksidanlar yapı-aktivite iliskisi, biyoyararlanım ve tedavi edici etkinliği çok farklıdır. Oligomerik proantosiyanidin bu açıdan çok önemlidir ve üzüm çekirdeği bilesiminde yüksek düzeyde bulunmaktadır.
Üzüm çekirdeği özü (GSE) ve oligomerik proantosiyanidinler (OPC’ler) antioksidan özellikleri tartışmaya yer bırakmayacak bir şekilde taşımaktadırlar((Ariga et.al,1990; Bagchi et.al.2000;, Bagchi et.al.1997; Bagchi1998, Bouhamidi,1998; Da Silva,1990; Masquelier1981 Morel; . Nuttall,1998; Rong1994; Van Jaarsveld et.al,1996).
Serbest radikallerin verdiği zararların ve oksidatif stresin azaltılmasındaki etkileri, araştırmacılarda, bu ürünün kanser, kardiyovasküler hastalıklar ve yaşlanma ile bağlantılandırılan bir dizi kronik hastalık riskinin azaltılmasına yardımcı özellikte etkili olabileceği kanaatini yaratmaktadır. OPC üzerinde yürütülmüş çalışmaların büyük çoğunluğu hücre kültürü şartlarında (deney tüpünde) ve hayvanlar üzerinde gerçekleştirilmiş olmakla birlikte, edinilen sonuçlar son derece cesaretlendiricidir. Bir laboratuvar çalışmasında OPC’nin kemoprotektif (kanserle mücadele) özellikleri meme kanserli ve akciğer kanserli insan hücreleri üzerinde test edilmiştir. Sonuçlar OPC’nin kanserli hücrelerde sitotoksisiteyi (kanserli hücre ölümü) artırmakta etkili olduğunu göstermiş, üstelik bu arada normal ve sağlıklı hücrelerin büyümesi ve dayanıklılığı sürdürülebilmiştir. Hücreler üzerindeki bir başka çalışmada, OPC’nin hücreler üzerindeki hasarlar, DNA’lar üzerindeki hasarlar ve tütün (sigara gibi) kullanımı nedeniyle oluşan hücre ölümlerini önlemedeki etkileri araştırılmıştır. Deney sonuçları tütüne maruz kalan dokularda oksidatif hasar ve apoptosis (hücre ölümü) oluştuğunu göstermiş, ve bu zarar C ve E vitaminleri ve üzüm çekirdeği özü gibi antioksidanlarla % 10 ila 85 arasında değişen oranlarda azaltılabilmiştir. Üzüm çekirdeği özü tek basına alındıklarında C ve E vitaminlerinden 20 ila 50 kat arası daha etkili bir ürün olarak kendini göstermiş ve vitamin alımının OPC ile bir arada yürütülmesi halinde hücre hasarı ve ölümünün daha da etkili bir şekilde önlenebildiğini ortaya konulmuştur . Üzüm çekirdeği özünün antioksidan potansiyeli hayvanlar üzerinde yürütülen bir dizi çalışma ile doğrulanmıştır. Bunlardan birinde, tavşanlar üzerinde yüksek kolesterol içeren bir diyet uygulanmış, bir grup tavsana aynı süreçte Üzüm çekirdeği özü verilirken diğer gruba verilmemiştir. Tavşanların kolesterol düzeylerinde herhangi bir değişiklik kaydedilmemiş ise de, Üzüm çekirdeği özü verilen tavşanlarda zararlı özelliği bulunan kolesteril ester hidroperoksidleri ve aortik malondialdehid (MDA) düzeyleri daha düşük çıkmıştır. Kolesteril ester hidroperoksidleri ve aortik malondialdehid (MDA) narin kan damarcıklarının çizgilerine ciddi zararlar verebilmekte ve ateroskleroza yol açabilmektedir .
Bu deneyde, immünohistoşimik analizler aterosklerotik lezyonları oluşturan kolesterol türü olan oksidize LDL miktarlarında da bir azalma ortaya koymuştur.
İnsan plazması kullanılarak gerçekleştirilmiş bir başka çalışmada, plazmaya katılmış olan Üzüm çekirdeği özü ile LDL’nin oksidasyonunun önlenmesi de mümkün olmuştur. Bu da üzüm çekirdeği özünün aterosklerozun önlenmesinde de faydaları olabileceğini akla getirmektedir.
Üzüm çekirdeği özü kullanılarak insanlar üzerinde yürütülmüş nadir deneylerden birinde, 5 gün süre ile günde 300mg Üzüm çekirdeği özü kandaki toplam antioksidan kapasitesinde (TAC) kayda değer artışlara sebep olmuştur .
Son olarak, çoğu tavşanlar ve fareler üzerinde yürütülmüş olan daha küçük çaplı çalışmalar, Üzüm çekirdeği özünün enflamasyonun azaltılmasında, kan dolaşımının artırılmasında ve kan damarlarının dengesinin muhafazasında da etkisi bulunabileceğini düsündürmektedir.
• Antioksidan (Ariga et.al,1990; Bagchi et.al.2000;, Bagchi et.al.1997; Bagchi1998,
Bouhamidi,1998; Da Silva,1990; Masquelier1981; Morel; . Nuttall,1998; Rong1994; Van Jaarsveld et.al,1996)
• Kalbi korumaya yardımcı (ateroskleroz riskinin azaltılmasına yardımcı) ( Kakegawa et.al.,1985)
• Kanser riskini azaltmaya yardımcı (Devi, and Ambika,1993; Habtemariam 1997; Huynh and Teel,2000;Palma and Taylor,1999)
• Damarları güçlendirmeye yardımcı (daha güçlü kan damarları) (Bouhamidi et.al,1998; Fitzpatrick et.al.1998,Hasegawa,2000; Robertert.al.,1990)
• Edemayı azaltmaya yardımcı (enflamasyon, yanma hissi/vücutta siskinlik) (Cheshier et.al.1996;,3 Putter et.al,1995)
• Göz saglıgını güçlendirmeye yardımcı (maküler bozulma ve katarakt riskini azaltmaya yardımcı) (Bouhamidiet.al.,1998)
SONUÇ ve ÖNERİ
Üzüm çekirdeği çok etkili bir antioksidan olup insan sağlığı açısından çok önem taşımaktadır. Serbest radikallerinin uzaklaştırılması açısından çok önemli bir gıda maddesidir. Özellikle sigara içen ve uyuşturucu kullanan insanların üzümü çekirdeklerini çiğneyerek tüketmesi veya üzüm çekirdeğini gıda takviyesi olarak tüketmesi çok önem taşımaktadır.