PROPOLİS: KİMYASAL YAPISI, BİYOLOJİK VE FARMAKOLOJİK AKTİVİTESİ
Propolis veya arı tutkalı, arılar (Apis mellifera L. ve diğer türler) tarafından bazı bitkilerin yapraklarından, kabuklarından ve tomurcuklarından ve arı ürünlerinden toplanan reçineden yapılan bir karışımdır. Kovanda sadece birkaç arı reçine toplamakla görevlidir. Toplandıktan sonra çalışan arılar reçineyi çiğner ve tükürük enzimleri, balmumu ve bir miktar polenle karıştırarak propolis üretir. Apis (bal arısı) cinsinin tüm türleri propolisi aynı derecede üretmez ve kullanmaz . Bunlar arasında Apis mellifera türü diğerlerine göre propolisi daha fazla üretmekte ve kullanmaktadır. Hem yabani hem de evcilleştirilmiş koloniler, propolisi ağaç oyuklarında veya ticari kovanlarda, yuvadaki delikleri kapatmak ve çatlakları kapatmak, mumyalama maddesi olarak petek bağlanması için pürüzsüz bir yüzey yaratarak kovan girişini daraltmak gibi aynı amaçlarla ve koloniyi mikroorganizmalara karşı korumak için kullanır. Propolis, yapı malzemesi olmasının yanı sıra, kontrolsüz hava akımını önlemesi, neme karşı su yalıtım duvarı görevi görmesi, kovan içindeki nemin sabit kalmasını sağlaması, kovandaki iç sıcaklığın dengelenmesi nedeniyle arılar için fiziksel, kimyasal ve biyolojik koruyucu görevi görür. Kovan, istilacılara, parazitlere ve yırtıcılara karşı koruma sağlar, antiseptik görevi görür, ağaç boşluklarında ve kovanlarda patojen mikroorganizmaların büyümesini önler ve inhibe eder. “Propolis” kelimesi, Antik Yunanca “PRO“, “önce” veya bu bağlamda “önünde” veya “girişinde” anlamına gelir ve “POLİS” “şehir” veya “topluluk” anlamına gelen kelimelerden türemiştir. “Topluluk” veya bu bağlamda kovana atıfta bulunabilir. “Propolis” kelimesinin bu anlamı, arıların yuva veya kovanı inşa etmek için kullandıkları bir madde olan propolisin, koruma ve savunma görevi görecek giriş kapısı ile sıkı sıkıya bağlantılıdır.
Arıların propolisi nasıl ve hangi amaçlarla kullandıklarını öğrenen insanlar, eski çağlardan beri propolisi kullanmaktadır. Propolisin eski Mısırlılar, Persler, Romalılar ve Yunanlılar tarafından çeşitli amaçlarla kullanıldığına dair kayıtlar bulunmaktadır. Propolis, eski çağlardan beri esas olarak tıbbi amaçlarla ilaç olarak kullanılsa da, başka amaçlarla da kullanılmıştır. Ünlü Stradivari, Amati ve diğerleri tarafından keman cilasının bileşeni olarak kullanıldığına dair kayıtlar bulunmaktadır. Propolisin arılar tarafından “mumyalama” maddesi olarak kullanılmasına benzer şekilde, Mısırlılar propolisi ölülerini mumyalamak için küf önleyici bir madde olarak kullanmışlardır. Yunanlılar propolisi, olibanum[1], styrax[2] ve aromatik bitkileri birleştiren parfüm olan polyanthus’un ana maddesi olarak kullandılar. Tıbbi amaçlı olarak propolisin antiseptik, sikatrizan (yara kapayıcı) ve iyileştirici ajan olarak ilk kez Yunan ve Roma hekimleri tarafından kullanıldığı kayıtlara geçmiştir. Propolisin yara iyileşmesi için kullanımına ilişkin ilk veriler, propolisi hem dış hem de iç yaraları ve ülserleri iyileştirmek için kullanan Hipokrat zamanına kadar uzanmaktadır. Ayrıca İnkaların propolisi antipiretik (ateş düşürücü) ajan olarak kullandıkları, İngiliz farmakopelerinde (17. yüzyıldan itibaren) propolisin resmi ilaç olarak listelendiği bilinmektedir. Propolisin daha sonraki kullanımı esas olarak anti-bakteriyel özelliklerine odaklandı.
Şu ana kadar propolisin 300’den fazla kimyasal bileşiği tanımlanmış olup bu sayı halen artmaktadır. Propolisin kimyasal bileşimi coğrafi ve botanik kökene, yani iklim faktörlerine, bitki kaynaklarına ve toplama mevsimlerine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Yerel floranın özgüllüğü, propolisin kimyasal bileşiminin ve ardından gelen biyolojik ve farmakolojik aktivitenin ana belirleyicisidir. Karmaşıklığı ve değişken bileşimi nedeniyle propolisin tıbbi amaçlarla ticari bir ürün olarak kullanılabilmesi için standardizasyona ihtiyaç vardır. Toz halindeki öğütülmüş propolis bal ve diğer gıda formülasyonlarına katkı olarak kullanılmasına rağmen, ham propolis nadiren doğrudan tedavi için kullanılır. Farklı preparatların formülasyonu ve analizleri öncesinde propolisten biyolojik olarak aktif maddelerin ekstraksiyonu genellikle su veya farklı organik solventler kullanılarak gerçekleştirilir. Ekstraksiyon yöntemi ve kullanılan çözücüler propolisin biyolojik ve farmakolojik aktivitelerini önemli ölçüde etkileyebilir. Kimyasal bileşimdeki farklılıklara rağmen, tüm propolis preparatları, kökenine, ekstraksiyon yöntemine ve bileşimine bakılmaksızın, tüm propolis türlerinin karakteristik özelliği olan çok çeşitli benzersiz biyolojik aktiviteler sergiler. Propolis birçok biyolojik ve farmakolojik aktivite sergilemektedir ve tıp, diş hekimliği ve eczacılığın çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Propolisin uygulama potansiyelleri önemli ölçüde artmaktadır.
Kimyasal bileşim
Propolis esas olarak; reçineler ve bitkisel balsam (%50), balmumu (%30), uçucu yağlar (%10), polen (%5) ve şekerler, amino asitler, vitaminler ve minerallerden (%5) oluşur. Reçineler ve mumlar dışında propoliste bulunan ana kimyasal bileşik grupları şunlardır: fenoller (örn. flavonoidler, polifenoller, fenolik asitler ve diğer fenolik bileşikler) ve bunların esterleri, terpenleri ve terpenoidleri, steroidler, aromatik asitler aromatik esterler, aldehitler, alkoller, şekerler, şeker alkolleri ve asitleri, amino asitler, vitaminler, yağ asitleri, hidrokarbonlar, mineral elementler ve alkoller. Propoliste bulunan fenolik bileşiklerin ana grubu, propolisin biyolojik ve farmakolojik aktivitelerine büyük katkı sağlayan flavonoid grubudur. Kimyasal yapıya göre propoliste bulunan flavonoidler şu şekilde sınıflandırılır: flavonlar, flavonoller, flavanonlar, flavano-noller, kalkonlar, dihidrokalkonlar, izoflavonlar, izodi-hidroflavonlar, flavanlar, izoflavanlar ve neoflavonoidler. Propolisteki flavonoid grubu esas olarak aşağıdaki maddeleri içerir: krisin, pinocembrin, apige-nin, rutin, luteolin, galangin, kaempferol, mirisetin, kateşin, naringenin, kersetin, tektokrisin, pino-strobin, akasetin ve diğerleri.
Propoliste bulunan bir diğer önemli bileşik grubu fenolik asitlerdir; bunların arasında en sık ferulik, sinnamik, kafeik, benzoik, salisilik ve p-kumarik asitler bulunur. Propoliste stilbenler ve stilben türevi resveratrolün yanı sıra diğer fenolik bileşikler de (örn. artepilin C) bulunmuştur. Terpenler ve terpenoidler gibi uçucu bileşiklerin propoliste yalnızca %10 oranında mevcut olduğu ancak propolisin biyolojik ve farmakolojik aktivitelerine büyük ölçüde katkıda bulunduğu ve karakteristik kokusundan sorumlu olduğu bildirilmektedir. Bunlardan terpineol, kafur, geraniol, nerol ve farne-sol şu ana kadar tespit edilmiştir. Propoliste farklı tipteki terpenoidlerin varlığının propolisin coğrafi kökenine bağlı olarak değişiklik gösterdiği fark edilmiştir. Alkanlar, alkenler, alkadienler, monoesterler, diesterler, aromatik esterler, yağ asitleri ve steroidler gibi hidrokarbonlar bugüne kadar birçok farklı propolis türünde tanımlanmıştır.
Süksinik dehidrojenaz, glikoz-6-fosfataz, adenozin trifosfataz ve asit fosfataz gibi bazı enzimler de propoliste bulunur . Çeşitli propolis örneklerinde bulunan mineraller (makro ve mikro elementler) Ca, K, Na, Mg, Mn, Fe, Si, Zn, Se, Cu, Ni, Al, B, Ba, Cr ve Sr’dir . Propolisin iz element profilleri, farklı propolis örneklerinin konumlarına göre tanımlanmasında kullanılabilir.
Propoliste, özellikle endüstriyel ve kirli bölgelerden toplanan propolis örneklerinde As, Cd, Hg ve Pb gibi bazı toksik elementler de bulunmuştur, bu nedenle ham propolisin element analizleri çevre kirliliğinin bir göstergesi olarak kullanılabilir. Propolis, B kompleks vitaminleri, C ve E vitaminleri gibi bazı önemli vitaminleri içerir.
Propolisin kimyasal bileşimine ilişkin verilerin çoğu, farklı propolis ekstraktlarının analiziyle elde edilmiştir. Propolisin çözünmesi ve biyolojik olarak aktif bileşiklerin ekstraksiyonu için birkaç farklı çözücü kullanılabilir: su, alkoller (örneğin etanol ve metanol), glikoller (örneğin propilen glikol), yağlar (örneğin zeytinyağı) ve çok daha az ölçüde ve yalnızca analitik amaçlı heksan, aseton, diklorometan ve kloroform gibi diğer organik çözücüler .
Bahsi geçen solventlerin bir karışımının, özellikle de su-etanol karışımlarının kullanılması da oldukça yaygındır. Propolis polar ve polar olmayan bileşiklerin bir karışımını temsil ettiğinden en uygun ekstraksiyon sistemleri hidroalkolik çözeltilerdir. Ayrıca bazı bileşiklerin lipofilik özelliği ve sudaki düşük çözünürlüğü nedeniyle ticari propolis formülasyonları sıklıkla etanol veya glikol bazlıdır. Farklı propolis numunelerinde bulunan çok çeşitli kimyasal bileşiklere rağmen, spesifik bileşiklere bakılmaksızın propolisin “temel” biyolojik faaliyetlerinden sorumlu bazı genel kimyasal grupları vardır.
Propolis ve ekstraktları, geniş biyolojik aktivite yelpazesinden dolayı çeşitli hastalıkların tedavisinde çok sayıda uygulamaya sahiptir. Propolis ve bileşenlerinin antimikrobiyal (antibakteriyel, antiviral, antifungal), antioksidan, antiinflamatuar, immünomodülatör ve antiproliferatif (hücre büyümesini ve çoğalmasını engelleyen veya yavaşlatan maddeler )aktivitelere sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca propolis ve bileşenleri, hücre dışı matris bileşenlerinin (kollajen gibi) sentezini, fibroblastların çoğalmasını ve göçünü, hücrelerin farklılaşmasını uyarabilir ve hem normal hücrelere karşı anti-poptotik aktiviteye sahip olabilir hem de normal hücrelere karşı anti-poptotik aktiviteye sahip olabilir. aynı zamanda bazı kanser hücre dizilerine karşı pro-apoptotik etki gösterir. Propolisin aktivitesi coğrafi kökenine bağlı olan kimyasal bileşime bağlıdır.
Propolisin bazı biyolojik aktiviteleri, propolisin türüne ve kökenine (örneğin antimikrobiyal ve antioksidan) bakılmaksızın benzersizdir; bazı spesifik biyolojik fonksiyonlar ise, propolisin botanik kökenine ve kullanılan ekstraksiyon yöntemine bağlı olan bazı biyolojik olarak aktif bileşiklerin varlığına bağlıdır. .
Önemli bir antimikrobiyal arı ürünü olan propolis, hem Gram pozitif ve Gram negatif bakterilere karşı hem de Gram pozitif bakterilere karşı biraz daha yüksek aktiviteye sahip aerobik ve anaerobik bakterilere karşı etki göstermektedir. Propolis anti-bakteriyel etkisini iki düzeyde gösterir: mikroorganizmalara doğrudan etki ederek ve organizmanın doğal savunma mekanizmalarının aktivasyonuyla sonuçlanan bağışıklık sistemini uyararak. Zengin kimyasal profili ve çok çeşitli biyolojik aktiviteleri nedeniyle propolis, büyük farmakolojik ve terapötik uygulamalara sahip olabilir ve doğal antiseptik, antiinflamatuar, antioksidan, antimikrobiyal (antibakteriyel, antiviral, antifungal), antikanser, immünomodülatör ve çok çeşitli rahatsızlıkların ve bozuklukların tedavisi için çeşitli preparatlarda ve bazı ilaçların parçası veya bunlara ek olarak yara iyileştirici ajan olarak kullanılır. Şimdiye kadar propolisin aşağıdaki farmakolojik özellikleri rapor edilmiştir: antiülser, antasit, antihistaminerjik, antiinflamatuar, antitümör, anestezik özellikler, hepatoprotektif, nefroprotektif, kardiyoprotektif, nöroprotektif ve pankreatoprotektif aktiviteler. Ayrıca son çalışmalar propolisin hipoglisemik aktiviteye sahip olduğunu ve bunun da diyabet komplikasyonları üzerinde olumlu etkisi olabileceğini ortaya koymuştur. Aynı zamanda kan lipit düzeylerinin metabolizmasını da modüle ederek lipit peroksidasyonunu azaltır ve serbest radikalleri temizler.
Propolisin diş hastalıklarının tedavisinde, kanser tedavisinde yardımcı olarak, kozmetik ürünlerde, anti-inflamatuar ajan olarak ve doğal antibiyotik olarak kullanılmasının önerildiği bazı patentlerde propolisin kullanımı önerilmiştir. Propolisin hepatoprotektif etkisi, sıçanlarda deneysel olarak oluşturulan karaciğer hasarının birçok modelinde rapor edilmiştir. Malezya propolisinin sıçanlarda deneysel olarak oluşturulan iskemiye karşı kardiyoprotektif etkisi, anti-lipoperoksidatif ve antioksidan etkilerine bağlanmıştır.
Propolisin insan keratinosit HaCaT hücrelerinde UVA kaynaklı apoptoza karşı koruyucu etkisi gözlenmiş ve bu etkinin UVA ışınlaması ile ROS oluşumunun azalmasıyla ilişkili olabileceği öne sürülmüştür. Propolis ekstraktının etilen glikol kaynaklı hepatotoksisite ve nefrotoksisiteye karşı koruyucu etkileri rapor edilmiştir ve propolis ekstraktı ile tedavinin magnezyum, sodyum, potasyum, klorür ve kreatinin düzeyini normalleştirdiği, idrarla protein atılımını hafiflettiği ve iyileştiği gösterilmiştir.
Pro-polisin tek başına veya adjuvan tedavi olarak antikanser aktivitesi beyin, baş ve boyun, deri, meme, karaciğer, pankreas, böbrek, mesane, prostat, kolon ve kan kanserlerine karşı çeşitli in vitro ve in vivo çalışmalarda gösterilmiştir.
Oral yoldan iyi biyoyararlanımı ve immünomodülatör aktivitesi nedeniyle propolisin, adjuvan antikanser tedavisi için iyi bir aday olduğu bildirilmektedir. Kafeik asit fenetil ester (CAPE), propolisten izole edilen çok güçlü biyolojik olarak aktif bir maddedir ve diğerlerinin yanı sıra güçlü antikanser aktiviteye sahiptir. CAPE’nin nazofaringeal karsinom hücrelerinin (NPC) proliferasyonunu ve metastazını inhibe ettiği, NPC hücrelerinin radyosensitivitesini arttırdığı ve kemoterapi ve radyoterapi ile sinerjistik olduğu gösterilmiştir. Meme kanseri kök hücrelerinin büyümesinin CAPE tarafından engellendiği de rapor edilmiştir. Propolisin antiinflamatuar etkisinin yanı sıra özellikle Candida türlerine karşı antimikrobiyal aktivitesinden dolayı jinekolojik rahatsızlıkların tedavisinde kullanıldığı bildirilmektedir. Propolis, kronik vajinit, vajinal sağlığın iyileştirilmesi, tekrarlayan vulvovajinal kandidiyazis ve diğer jinekolojik bozukluklar için alternatif bir tedavi olarak önerilmektedir.
SONUÇ
Propolis, kökenine ve toplanıp üretildiği bitki kaynaklarına bağlı olarak bileşim açısından büyük çeşitlilik gösterir. Farklı kimyasal bileşim, propolisin spesifik biyolojik aktivitesini belirleyebilir, ancak kimyasal bileşimdeki çeşitliliğe rağmen, incelenen birçok farklı model sistemde propolisin biyolojik ve farmakolojik aktiviteleri kaçınılmazdır. Propolisin uygulama alanı geniştir ve hala gelişmektedir, ancak bileşimindeki aktiviteyi etkileyebilecek değişiklikler göz önüne alındığında, hem her propolis preparatının menşeiyle ilgili ayrıntılı testlerinin yapılması, hem de preparatın esas olarak propoliste sunulan biyolojik olarak aktif bileşiklere standardizasyonunun yapılması gerekmektedir.
Kaynak
Stojanović, S. T., Najman, S. J., Popov, B. B., & Najman, S. S. (2020). Propolis: chemical composition, biological and pharmacological activity–a review. Acta Medica Medianae, 59(2).
[1] Olibanum, frankincense ve sığla… Bütün bu farklı isimler aslında tek bir reçine türüne ait. Boswellia cinsi ağaçların gövdesinden alınan bu reçinenin distilasyonuyla elde edilen yağ, Antik Mısır döneminde mumyalama için kullanılıyordu. Ülkemizde sığla ağacı olarak bilinen bu eski ağaç Fethiye, Muğla, Marmaris bölgelerinde yetişirken dünyadaysa Etiyopya, Hindistan ve Yemen’de yetişiyor. Tüm uçucu yağların kralı olarak tabir edilen olibanum güzellik kadar şifa veren etkileriyle de biliniyor. Oldukça keskin ve yoğun bir aromaya sahip olan bu yağ Kleopatra’nın da listesinde bulunuyordu.
[2] Hekimlikte ve koku yapımında kullanılan aselbent ağacının gövdesi çizilerek elde edilen bir tür reçine.