ANTİMİKROBİYAL AJAN OLARAK LİPİTLER VE ESANS YAĞLARI

ÖNCE BİRAZ TANIMLA BAŞLAYALIM… 🙂

NEDİR BU ESANS YAĞLARI? (Esans yağları mı? Sanki duymuştum bunu…)
*Esans yağları tek bir basit bileşik veya ayrı birkaç bileşiğin birleşimiyle oluşmuş basit karışımlar değillerdir.
Çoğu 20 ila 60 tane içerse de, 100’e yakın bileşen içerebilirler.
Esans yağları içinde bulunan çeşitli kimyasal sınıflardan olan bu bileşenler, büyük bir çoğunlukla terpenler olsa da her zaman olmamakla birlikte az miktarda fenilpropanoid ve diğer bileşenlerdir.
Bu bileşenlerin hepsi hidrokarbon ve oksijenlenmiş türevleridir ve bazen azot ve kükürt içerebilir.
Genellikle düşük moleküler ağırlığa sahiptirler ve suda çözünürlükleri sınırlıdır.
Esans yağları sistematik kimyasal adlandırmanın kullanılmasından önce izole edilip çalışılmış olmasından kaynaklı sınıflandırma ve adlandırmaları karışıktır.
Birçoğu şu an sistematik olmayan adlarıyla bilinmektedir, bunlar bazılarında elde edildikleri bitkisel kaynaklarının isimleriyle adlandırılmıştır; eucalyptol (ökaliptol- okaliptüs), limonene (limonen- limon), pinene (pinen- çam), thymol (timol- kekik) gibi…

LİPİTLER NEDİR? (Lipitler…E tabii ki nedir biliyorum.)
**Lipitler, çoğumuzun aşina olduğu biyolojik moleküllerdir.
Canlıların yapı taşında bulunan biyolojik kaynaklı lipitler sadece hidrokarbon içermezler ve oksijen, azot gibi bileşenler lipit molekülündeki elektronların asimetrik dağılımını sağlar.
Bu durum, su ile polar etkileşim imkanı sağlar ve böylece sistemin entropisini (düzensizliğini) arttırır.

Polar Lipit : (Polar lipit de nedir? Yoksa yağlar suda çözünüyor mu?)
**Metan ve etan gibi bileşikler bazı mikroorganizmaların metabolik yan ürünü olmasına rağmen canlı hücreler saf hidrokarbon sentezlemezler.
Genel olarak canlı hücrelerin lipitleri; oksijen, azot, kükürt, fosfat vb. elektrofilik (elektronlara tutunan reaktifler) içerir.
Lipitlerin içindeki polar grupların varlığı, lipitleri polar olmayan çözücülerde daha az çözünür gösterir ve suyun içinde 2 fazlı su-yağ sistemi oluşturmaktan ziyade suda karakteristik bir kümelenme veya dağılım oluşturacak şekilde toplanmalarına sebep olur.

ARTIK ANA KARAKTERLERİMİZİ YAKINDAN TANIDIĞIMIZA GÖRE, ŞİMDİ ASIL KONUMUZA GEÇEBİLİRİZ… 🙂

1. BÖLÜM : LİPİTLERİN ANTİMİKROBİYAL ETKİLERİ ***

Antimikrobiyal lipitler, doğada bitkilerden tutun hayvanlara kadar çeşitli türlerde yaygın bir şekilde bulunan güçlü antiinflamatuar ve antimikrobiyal etkili moleküllerdir.
Yağ asitleri ve monogliseridler gibi basit doğal lipitler, antimiikrobiyal özellikler sergiler ve hayvanların cildini ve mukozalarını enfekte eden gram +/- bakterileri, zarflı virüsleri, mayaları, mantarları ve parazitleri öldürme yeteneğine sahiptir.
Yağ asitleri ve/veya 1-monogliseritler; antimikrobiyal karışımlar, antibiyotik dirençli bakterilere karşı antibiyotiklere ek veya antibiyotik alternatifi ve deri enfeksiyonlarından sonra bakteriyal arınmayı arttıran doğal bağışıklığın güçlü uyarıcı molekülleri gibi ilaç uygulamalarında önemli hedef molekülleri olarak görülmüştür.

Lipitlerin antimikrobiyal etkileri bir asırdan fazladır çalışılmaktadır ve ilk çalışmalar her ne kadar sabunların bakterisit etkileri üzerine olsa da uzun ve orta zincirli yağ asitleri ve monogliseritlerin de mikropları öldürdüğü gösterilmiştir.

In vitro çalışmalar mikropların, mikrop öldürücü lipitlere duyarlılık açısından büyük çeşitlilik gösterdiğini sergilemiştir:
Bazıları, düşük lipit derişiminde kısa sürede; diğerleri, yüksek derişimde veya uzun sürede öldürülmüştür.
Hangi lipitlerin her bakteriye, virüse veya mantara en etkili olduğu da değişkendir.
Doymamış yağ asitleri, orta zincirli yağ asitleri ve monogliseritleri genellikle patojenik bakterilere ve virüslere karşı etkilidir, temas edince büyük miktardaki patojeni çabucak öldürür öte yandan düşük/orta karbonlu yağ asitleri ve tuzları mantarlara karşı çoğu durumda etkilidir.
Yağ asitlerinin mikrop öldürücü etkisi pH’a göre değişkenlik gösterir, aktivitesi nötr veya alkali ortama kıyasla asidik ortamda daha fazladır.

Asidik ortam ph4 -5 yalnızca yağ asitlerinin değil monogliseritlerin ve yağ alkollerinin de olmak üzere lipitlerin virüs öldürücü aktivitesini genellikle arttırır.
Çeşitli çalışmalar lipitlerin özellikle de doymamış yağ asitlerinin, cilt ve mukoza membranlarında bakteriyel enfeksiyonlara karşı doğal savunmada rol aldığını ve terde bulunan kısa/orta zincirli yağ asitlerinin mantar enfeksiyonlarına karşı koruyucu olduğunu öne sürmüştür.
Mikrop öldürücü lipitleri içeren farmasötik karışımlar ile derideki ve mukozadaki viral, bakteriyel enfeksiyonları iyileştirme girişimleri yapılmasına rağmen bu karışımların hayvanlarda ve insanlardaki bakteriyel ve viral enfeksiyonları önlemede yardımcı olduğu henüz gösterilememiştir.
Öte yandan araştırmalar orta zincirli yağ asitlerini, özellikle de undesilenik asit ve tuzlarını, içeren karışımların çeşitli mantar enfeksiyonlarında iyileştirici etkileri olduğunu göstermiştir.
Farmasötik dozaj formları kremler, merhemler ve pudralar; otc (over the counter – reçetesiz satılan ilaçlar) antifungallar olarak bulunmaktadır.

***ANTİBAKTERİYEL ETKİSİ VE ETKİ MEKANİZMASI : 
Lipit yapısı ve antibakteriyel etkisi arasında yapılan genellemede :
 ✎ gram pozitif bakterilere karsı en aktif doymuş yağ asidi laurik asit, tekli doymamış yağ asidi palmitoleik asit ve çoklu doymamış yağ asidi linoleik asit;
 ✎ orta zincirli yağ asitlerinin monogliseridleri, özellikle laurik asidin monogliseridi, serbest asitlerden daha aktif;
 ✎ çok kısa zincirli (6 veya daha az karbonlu) olanları dışında yağ asitlerinin gram (-) bakterilere karşı düşük aktivitesi var ve
 ✎ mayalar kısa zincirli (10-12 karbonlu) yağ asitlerinden etkilendiği sonucuna ulaşmıştır. 
en önemli genelleme di-trigliseridlerin çok aktif olmamasına rağmen yağ asitlerinin monoesterlerinin, monolaurin gibi (laurik asidin monoesteri), çok aktif olmasıdır.
bu araştırmaların sonucunda kısa zincirli (6-10 karbonlu) doymuş yağ asitlerinin antibakteriyel etkisi çözünme derecelerine bağlı olduğu ve pH 6.5 iken pH 7.5'den daha aktif oldukları sonucuna ulaşılmıştır.
Erken dönem çalışmaları, doymamış yağ asitlerinin gram (+) bakterilere karşı etkin olduğunu saptamış ve çift bağ sayısının artmasıyla daha etkin olduklarına işaret etmiştir.
İleri dönem çalışmalarında ise uzun zincirli yağ asitlerinin etkinliğinin bir çift bağ eklendikten sonra arttığını göstermiştir ancak oleik asit örneğinde; oleik aside ikinci bir çift bağın eklenmesi ile etkinliğinin arttığı, üçüncü bir çift bağın eklenmesi durumunda ise etkinliğinin azaldığı gözlenmiştir.

****ANTİVİRAL ETKİSİ VE ETKİ MEKANİZMASI :
Yağ asitlerinin ve monogoliseritlerin antiviral etkilerinin arkasındaki mekanizmayı açıklamak için çeşitli girişimler yapılmıştır.
Sonuçlar orta zincirli doymuş yağ asitlerinin, monogliseritlerin  ve uzun zincirli doymamış yağ asitlerinin genellikle en güçlü virüs öldürücü etkinlikleri olduğunu ve zarflı virüsleri hemen öldürdüklerini göstermiştir.
Monogliseritler karşılığı olan yağ asitlerine kıyasla daha düşük yoğunlukta antiviral olsa da size  digliseritlerin etkin olmadığı bulunmuştur.
Yalnızca zarflı virüsler lipitler tarafından inaktive edilmiştir.
Karşılaştırmalı çalışmalar, bazı istisnalarla birlikte, 10 karbonlu doymuş kaprik asidin bir monogliseridinin çalışılmış bakteri ve virüsleri çabuk ve düşük lipit konsantrasyonlarında öldürdüğü için en etkin olduğunu göstermiştir.
Çeşitli çalışmalar virüs öldürücü yağ asitlerinin viral partiküllerde çözünme yaratarak viral zarfın parçalandığını göstermiştir.

****ANTİFUNGAL ETKİSİ VE ETKİ MEKANİZMASI :
Çift ve/veya üçlü bağa sahip doymamış yağ asitleri, doymuş yağ asitlerine kıyasla fungal patojenlere karşı daha güçlüdür. Undesilenik asit antibakteriyel, antiviral, antifungal etkinliğe sahiptir ve ticari olarak antifungal özelliği için kullanılmıştır.
Oleik asidin, geniş çaplı çürükçül küf ve mayalara karşı fungistatik (mantar üremesini durduran) olduğu bulunmuştur. Yağ asidi, mantar sporlarının gelişiminde 6-8 saat gecikmeye sebep olmuştur ve düşük konsantrasyonlarda bile fazla etkilidir.

2.BÖLÜM : ESANS YAĞLARININ ANTİMİKROBİYAL ETKİSİ *

Sağlık, tarım, kozmetik ve yemek endüstrisinde kullanım alanlarına sahiptir.

Sağlık alanında kullanılagelmiş olanlar antimikrobiyal, antikanserojen, analjezik, antioksidan, antiinflamatuar, immünomodülatör, antiplatelet ve antitrombotik gibi kapsamlı biyolojik özelliklere sahiptir.

Mikroorganizmaların hastalık patogenezindeki rolü anlaşılmadan önce bile esans yağ içeren bitki bazlı ilaçlar bu gibi hastalıkları tedavi etmek için kullanılmaya çalışılmıştır ve 20. yüzyılın antibakteriyel kükürt ilaçlarının bulunması, sonrasında da 1940’larda ß-laktam antibiyotiklerin ve diğerlerinin kullanılmaya başlanmasıyla esans yağlarının kullanımlarımın önemli ölçüde azaldığı görünüyor.

Modern antibiyotiklerin seçici toksititesi, sistemik uygulanabilme yetisi olması ve çoğu önemli patojenik bakterinin onlara aşırı duyarlı olması avantajı olduğundan, bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılan ilk tercih ilaç olmalarının, esans yağları ve diğer bitki bazlı ilaçların kullanımının azalarak kaybolmasına neden olması hiç şaşırtıcı değildi.
Son zamanlarda esans yağlarının kullanımlarının atmaya başlaması, ‘doğal’ ürünlerin cazibesindeki genel yeniden doğuşu, toksitite ve güvenlik açısından daha iyi karaktere sahip antimikrobiyal bileşen arayışını ve daha önemlisi çoğu önemli patojenin alışılagelmiş antimikrobiyal ajanlara duyarlılığın azalması sebebiyle alternatif ajan ihtiyacını içeren bu gibi faktörlere dayanmaktadır.

  *ANTİBAKTERİYEL VE ANTİFUNGAL ETKİLERİ:
  İki büyük bakteri grubu, gram pozitif ve gram negatifler, in vitro ortamda esans yağları ve bileşenlerine duyarlılık göstermiştir.
In vitro ortamda çeşitli türde bakterinin esans yağlarına duyarlılığı test edilmiştir ama özellikle insan sağlığı ve yemek endüstrisindeki bakteriler çoğu araştırmanın odağı olmuştur.
Esans yağları ve onun yapı taşları mantarlara karşı da etkinlik göstermektedir ve bu etkisi gittikçe daha iyi tanımlanmaya başlanmıştır. Geniş çaptaki insan, hayvan ve tarım kaynaklı mantar patojenlerinin in vitro ortamda inhibe edildiği ya da öldürüldüğü gösterilmiştir.


  *ANTİBAKTERİYEL VE ANTİFUNGAL ETKİ MEKANİZMASI :
  Mikrobiyal zar veya zarfa olan etkileri belirtilemediği için uzun yıllar boyunca esans yağlarının hangi mikroorganizmaları hangi mekanizma ile inhibe ettiği ve/veya öldürdüğü belirsiz kalmıştır.
Geçtiğimiz 10 ya da 20 yıl içinde esans yağlarının ve bileşenlerinin mikroorganizmalar üzerindeki kesin etkileri daha detaylı anlaşılmıştır.
Uzun zaman boyunca biyolojik zarlarla etkileşimleri içeren birçok etkileri tanımlanmıştır.
Ancak, bu etkileşimlerin özgünlüğü ve inceliği? Yalnızca şimdi gerçekten iyi anlaşılmaya başlıyor.
Örnek olarak karvakrol, proton yönlendirici gücünde yıkıma ve ATP havuzunda tükenmeye ardından da ölüme neden olduğu gösterilmiş; çay ağacı yağı ise zarın potasyum iyonlarına geçirgenliğini arttırmıştır.
Karvakrol'un aynı zamanda bakteri hareketliliğini sağlayan flagellayı oluşturan protein olan flagellinin sentezini inhibe ettiği gösterilmiştir.

*ANTİVİRAL ETKİSİ VE ETKİ MEKANİZMASI :
Yakın zamanlarda, birçok yayımlar çok sayıda esans yağının  in vitro ortamdaki aktivitesini tanımlamıştır.
invitro çalışmalarının büyük bir çoğunluğu zarflı influenza ve HSV 1-2 kullanılarak yürütülmüştür.
Antiviral etkisinin mekanizmasından bahsedecek olursak, çoğu çalışmada antiviral etkileri konak hücre yüzeyine tutulmasından önce ve sonra olarak incelenmiştir ve antiviral etkisi büyük oranda yüzeye tutulmasından önce virüs partiküllerinin yağ tarafından temizlenmesi veya hücrenin tekli katmanlarına eklenmesi ile gerçekleşmiştir.
Etki ettiği yer tam olarak tanımlanmamıştır ama test edilen virüslerin çoğu zarflı virüslerdir ve viral zarlar, konak hücrenin membranından kaynaklanır ve 2 tabakalı fosfolipit katmanı yapısına sahiptir. Çoğu esans yağı biyolojik membranları parçalama kapasitesine sahip olduğundan viral zarları da parçalayabilir ve bu düşünce elektron mikroskobisinde HSV 1'in  viral zarının karanfil ve kekik yağı ile parçalandığının görülmesi ile desteklenmiştir.

*ANTİPROTOZOAL ETKİ MEKANİZMASI :
Protozoaların yaşam döngüsü bakteri ve mantarlara kıyasla ne kadar kompleks ise duyarlılıklarını saptamayı bir o kadar güçleştirir.
Çoğu yöntem tripanozomal protozoaların amastigot ve promastigot evreleri gibi 2 veya 1 yaşam döngüsü evresinin duyarlılığını saptamaktadır. Antiprotozoal etkinin mekanizması 2 türlü olur: doğrudan ve dolaylı olarak...
Esans yağlarının protozoalar üzerine olan doğrudan etkisi; flagella'nın zarının parçalanması, mitokondrial şişme, çekirdekteki ve kinetoplasttaki (dairesel dna olarak mitokondrial genom kopyası barındıran yalnızca kinetoplasea protozoa sınıfında bulunan kitle) düzenin tamamen bozulması olarak tanımlanmıştır.
Esans yağlarının konak bağışıklığına dolaylı olarak etki ettiği de tanımlanmıştır.
Örneğin Croton cajucara (kraton) yağı enfekte peritoneal makrofajların nitritoksit üretimini artırır ve bu da hücre içi parazitlere öldürmede önemli bir mekanizmadır ancak bu yağın major bileşeni (linalool) bunu tek başına yapamaz.

BİR SONUCA BAĞLAYACAK OLURSAK… 🙂

****Aktif bileşen olarak lipit içeren farmasötik karışımlar şu anda piyasada olsa da lipitlerin yararlı etkileri üzerine yapılan çok sayıda çalışma ve yayınlanmış umut verici sonuçlar daha çok ticari kullanıma yönlenmeye neden olmaktadır.

Özellikle yaygın kullanılan antibiyotiklere dayanıklılık kazanmış patojenik mikroorganizmalara karşı, yağ asitlerinin terapötik etkilerine değer biçmek için geniş çaplı, iyi tasarlanmış klinik denemeler gereklidir.

Bu sebeple, lipitlerin faydalı özellikleri üzerine yapılacak daha fazla çalışmanın, yakın gelecekte hastalıkların önlenmesi veya tedavisi için kullanılabilecek lipit içeren farmasötik karışımların piyasaya sunulmasına öncü olması beklenir.

Lipitler, uzun zamandır kozmetik ürünlerin nemlendiriciden koruyucuya kadar uzanan işleve sahip önemli bir parçası olmuştur.
Modern kozmetik ürünler, daha karmaşık hale gelmekte ve lipitler lipozomlarda, mikro ve nanopartiküllerde taşıyıcı olarak kullanılmaktadır.
Geleneksel olarak lipitler yemeklerde yardımcı madde olarak veya besinsel değerlerinden dolayı tüketilmiştir ancak bununla beraber antimikrobiyal özellikleri ve düşük toksititeleri sayesinde besinlerde koruyucu olarak kullanılmaya da adaydır.

*Lipitlere benzer olarak, esans yağlarının ve oluşumundaki bileşenlerin biyolojik aktivite çeşitliliği de daha iyi anlaşılmaya başlanmaktadır.

Şu anda yemek sektöründe birçok içecek ve yiyecekte aroma verici ve otc ilaçların etkin maddesi gibi vb. kullanımları vardır.

Geriye kalan zorlu görev ise esans yağlarının biyolojik etkilerinin çeşitliliğini ve potansiyel kullanımlarının daha ötesini keşfetmektir.

ÇEVİRİDE YARARLANILAN KAYNAK:

Halldor T. (Ed.) (2011), Lipids and Essential Oils as Antimicrobial Agents, John Wiley & Sons, Ltd, United Kingdom DOI:10.1002/9780470976623

*: Carson, C.F. and Hammer, K.A. (2011). Chemistry and Bioactivity of Essential Oils. In Lipids and Essential Oils as Antimicrobial Agents, H. Thormar (Ed.). https://doi.org/10.1002/9780470976623.ch9

**: Quinn, P.J. (2011). Membranes as Targets of Antimicrobial Lipids. In Lipids and Essential Oils as Antimicrobial Agents, H. Thormar (Ed.). https://doi.org/10.1002/9780470976623.ch1

***: Bergsson, G., Hilmarsson, H. and Thormar, H. (2011). Antibacterial, Antiviral and Antifungal Activities of Lipids. In Lipids and Essential Oils as Antimicrobial Agents, H. Thormar (Ed.). https://doi.org/10.1002/9780470976623.ch3

****: Kristmundsdóttir, T. and Skúlason, S. (2011). Lipids as Active Ingredients in Pharmaceuticals, Cosmetics and Health Foods. In Lipids and Essential Oils as Antimicrobial Agents, H. Thormar (Ed.). https://doi.org/10.1002/9780470976623.ch7

kısımlardan alınarak çevirilmiştir.