Sekonder Metabolitler ve İnsan Sağlığı Açısından Önemi

systems_biology_picSekonder Metabolitler; bitkiler tarafından üretilen ve günümüzde birçok sektörde hammadde olarak kullanılan bitkinin temel yaşamsal işlevleri ile doğrudan ilişkisi olmayan, buna karşılık en az bitkinin yaşamsal işlevleri ile doğrudan ilişkili primer metabolitler (protein, yağ, karbonhidrat) kadar önemli olan kimyasal maddelerdir.

Önceleri hiçbir işe yaramadığı bitkiler tarafından üretilen atık madde olduğu varsayılan sekonder metabolitlerin, bitkide; savunma, korunma, ortama uyum, hayatta kalma ve nesillerini devam ettirmek için bitkiler tarafından geliştirilmiş oldukça karmaşık mekanizmaların ürünleri olduğu 19. Yüzyılda anlaşılmıştır. Bitki sekonder metabolitlerinin çoğunun yapıldığı yol izleri  ve bunları kodlayan genler henüz keşfedilmemiş. olup, şu ana kadar bunların %1-10 u izole edildiği bilinmektedir. Ayrıca, bu bileşiklerin sınıflandırılmalarında da eksiklikler oldukça fazladır.

Sekonder metabolitlerinin bitki bünyesinde oldukça az miktarlarda biriktirilirler. Özelleşmiş hücre tiplerinde ve bitkinin farklı büyüme evrelerinde sentezlendiklerinden dolayı ekstraksiyonları ile saflaştırılmaları zordur. Sekonder ürünlerin bitkideki görevleri farklılık göstermekle birlikte mikrobiyal patojenlere karşı sitotoksik etkili olanlar tıpta antimikrobiyal madde olarak kullanılmaktadır. Herbivorlara karşı etkileri merkezi sinir sistemi üzerine nörotoksik şekildedir. Bunlardan anti-depresant, sakinleştirici, kas gevşetici olarak ya da anestetik ilaçların eldesinde yararlanılmaktadır. Ayrıca bazılarının merkezi sinir sistemi ile endokrin sisteme karşı etkili ilaçların elde edilmesinde kullanılması, bunların yapıca ligandlara, hormonlara, signal transdüksiyon molekülleri veya nörotransmitlere benzerlik göstermesinden kaynaklanmaktadır.

research_technology_chemical-biologyBitki sekonder metabolitlerinin bitkideki fonksiyonları tartışmalı olsa da bu konuda bilim adamlarını birleştiren ortak görüşler şöyledir;
* Bitkiyi herbivor, bakteriyal ve fungal patojen saldırılarına karşı korur, aynı ortamdaki diğer bitkilerle rekabet güçlerini artırır,
*Tozlanmada faydalı organizmaları (özellikle böcekleri) cezbettirici özelliğiyle çeker, simbiyotik ilişkilerde görev alır,
* Bitkiyi sıcaklık değişimleri, su, ışık, ultraviyole ve mineral madde gibi abiotik stress faktörlerine karşı korur,
*Hücre düzeyinde bitki büyüme düzenleyicileri, gen ekspresyon düzenleyicileri ve transdüksiyon mekanizmalarında görevlidirler.
Günümüzde en fazla çalışılan bitki sekonder metabolitleri alkaloidler, terpenoidler ve fenolik bileşikler, resinler, antosiyaninler, taninler, saponinler ve uçucu yağlardır. Bu bileşikler, tıbbi uygulamalarda, endüstride (sabun, parfüm, bitkisel yağ, boya, yapışkan, doğal plastik) ve pestisit üretiminde kullanılmaktadır. Ticari olarak üretilen bitki sekonder metabolitlerinden düşük miktarlarda pestisitlerin bileşimine girenler, nikotin, pyretrinler ve rotenonlardır.
Sekonder metabolitler insanlarda hastalık tedavisinde etkili olduğundan bazı ilaçların bünyesine katılmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde nüfusun %80’inin sağlık gereksinimlerini ilk etapta geleneksel tıbbi bitkilerden sağlamaktadır. Dünya nüfusunun %80’inin gelişmekte olan ülkelerde yaşadığı düşünülürse, toplam dünya nüfusunun %64’ü bitkileri tedavi amaçlı kullanmaktadır. Gelişmiş ülkelerde ise reçete ile satılan ilaçların yaklaşık %25 bitkisel kökenli kimyasallardır.

Genellikle ilaç endüstrisinde kullanılmakta olan sekonder metabolitler steroid ve alkaloidlerdir. Steroidal sapogeninlerini, Digitalis glikosidlerini, antikanser özellikteki Catharanthus alkaloidlerini, Bellodona alkoloidlerini (atropin, hyosiyamin ve skopolamin), kokain, kolsişin, Opium alkaloidleri (Kodein, morfin ve papaverin), fisostigmin, pilokarpin, quinin, quinidin, reserpin ve d-tubokurarini, benzer şekilde ilaç endüstrisinde kullanılmaktadır. Düşük miktarlarda ilaç araştırmalarında, biyokimyasal proseslerde Diğer bitki sekonder maddelerinden yararlanılmaktadır. Bunlardan Euphorbia’nın bazı türlerinden üretilen diterpen esterleri kimyasal karsinogenesis çalışmalarında; irritant (canlı hücre metabolizmasının bazı safhalarına ve belli dozlarda etkisini gösterebilen madde) olarak değerlendirilmektedir. Polifenolik bileşiklerden olan rosmarik asit kanser tedavilerinde etkili maddelerdir. Hemen hemen herkesin kullandığı yumuşatıcı, iyileştirici vs. birçok etkiye sahip kremlerde sekonder metabolitlerden elde edilir.
Günümüzde hücre kültürü yöntemleriyle sekonder metabolitlerin hızlı üretimi gerçekleştirilmektedir. Bitki ya da embriyonun katı besin ortamı kullanarak, uygun dokulardan kallus oluşması, oluşan kallusların sıvı besin ortamında gelişmesi sonucu hücre süspansiyon kültürlerinin elde edilmesi şeklinde sekonder metabolitlerin üretimi sağlanmaktadır.

Flavonoit yapısındaki maddelerin genellikle toprak üstü organlarda daha çok bulunmaktadır. İridoit ve sekoiridot yapısındaki maddeler iştah açıcı ve mide rahatsızlıklarını azaltıcı etkileri bulunmaktadır. Gentianaceae familyasına dahil bitkilerde iştah açıcı ve sindirime yardımcı olduğu bilinen iridoit ve sekoiridoitler; antidiyabetik, antihepatotoksik, antianemik özellikleri bulunan flavonoitler ile antihipertansif özelliği bulunan alkaloitler saptanmıştır.
Sekonder metabolitlerin bu kadar yararlı yönlerinin olmasına ve ülkemizdeki bitki florasının genişliğine rağmen bu konuda yeterli çalışmalar yapılmamaktadır. Üniversitelerde ziraat fakültesi, fen edebiyat fakültesi ve tıp fakültelerinin ortak çalışmalarıyla yararlı sonuçlar elde edilebilir.

Kaynakça:
Canan Yağcı Tüzün, Mehmet Cihat Toker, Gülnur Toker; Gentiana Olivieri Griseb.’İn Kallus Kültürlerinin Kurulması Ve Sekonder Metabolitlerin Araştırılması.
Dilek Oskay, Mustafa Oskay; Bitki Sekonder Metabolitlerinin Biyoteknolojik Önemi.
Emine Sema Çetin, Fatma Uzunla, Nilgün Göktürk Baydar; UV-C Uygulamasının Gamay Üzüm Çeşidine Ait Kalluslarda Sekonder Metabolit Üretimi Üzerine Etkileri.

Yazar: Çiğdem Kocayel