T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ KARAYOSUNLARININ ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ. Hazırlayan Nadiye ÖCALAN

Transkript

1 T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ KARAYOSUNLARININ ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ Hazırlayan Nadiye ÖCALAN Danışman Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI Eczacılık Fakültesi Bitirme Ödevi Mayıs 2012 KAYSERİ

2 2 T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ KARAYOSUNLARININ ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ Hazırlayan Nadiye ÖCALAN Danışman Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI Eczacılık Fakültesi Bitirme Ödevi Mayıs 2012 KAYSERİ

3 ii BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK Bu çalışmadaki tüm bilgilerin, akademik ve etik kurallara uygun bir şekilde elde edildiğini beyan ederim. Aynı zamanda bu kural ve davranışların gerektirdiği gibi, bu çalışmanın özünde olmayan tüm materyal ve sonuçları tam olarak aktardığımı ve referans gösterdiğimi belirtirim. Nadiye ÖCALAN

4 iii Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesi adlı Bitirme Ödevi Erciyes Üniversitesi Lisansüstü Tez önerisi ve Tez yazma Yönergesi ne uygun olarak hazırlanmış ve Biyoteknoloji Anabilim Dalında Bitirme Ödevi olarak kabul edilmiştir. Tezi hazırlayan Nadiye ÖCALAN Danışman Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI Biyoteknoloji Anabilim Dalı Başkanı Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI ONAY: Bu tezin kabulü Eczacılık Fakültesi Dekanlığı nın.../.../... tarih ve./.. sayılı kararı ile onaylanmıştır../.../.. Prof. Dr. Müberra KOŞAR Fakülte Dekanı

5 iv TEŞEKKÜR Bitirme tezi çalışmalarım süresince değerli bilgi birikimi ve tecrübesiyle yanımda olan ve benden desteğini esirgemeyen, tez danışmanım Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI ya sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Yaşamım boyunca olduğu gibi tez çalışmalarım süresince de maddi ve manevi hiçbir desteğini esirgemeyen aileme sonsuz teşekkür ederim. Tez çalışmalarımı beraber yürüttüğüm arkadaşım İrfan YELOĞLU na ve tez çalışmamda desteği ve yardımını esirgemeyen Hacer PINARBAŞI na teşekkür ederim. Her anımda yanımda olan, desteğini, fedakârlığını esirgemeyen, üzüntümü ve sevincimi benimle paylaşan, en umutsuz anlarımda bana umut olan değerli arkadaşım Yasin KABALCI ya sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Her zaman yanımda görmek istediğim sohbetiyle bana huzur veren canım arkadaşım, meslektaşım sevgili Gamze DERELİ ye sonsuz teşekkür ederim. Nadiye ÖCALAN

6 v KARAYOSUNLARININ ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ Nadiye ÖCALAN Erciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Bitirme Tezi, Mayıs 2012 Danışman: Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI ÖZET Dünyada bütün iklim ve coğrafyalarda geniş yayılım gösteren karayosunları ekosistemi oluşturan zincirin en önemli halkalarından biridir. Geçmişte karayosunlarının infeksiyöz hastalıklarda ve yara tedavisinde kullanıldığı görülmüştür. Karayosunlarının geleneksel tıpta infeksiyöz hastalıklarda kullanılması bize yeni doğal antimikrobiyal maddelerin araştırılması için bir fırsat oluşturmuştur. Bu çalışmada karayosunlarının sekonder metabolitleri ve antimikrobiyal aktivitesi ile ilgili yapılan çalışmalar araştırılmıştır. Çalışmalar sonucu karayosunlarında antimikrobiyal etkiye neden olan aromatik bileşikler, terpenoitler ve yağ asitleri bulunduğu gözlenmiştir. Çalışmalarda disk difüzyon yöntemi kullanılarak bazı karayosunu türlerinin etanol ve metanol ekstresinin Salmonella, Escherichia coli, Pseudomanas aureginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Candida albicans, Saccharomyces cerevisiae mikroorganizmalarına karşı antimikrobiyal aktivitesi araştırılmıştır. Anahtar sözcükler: Karayosunları, antimikrobiyal aktivite, sekonder metabolit.

7 vi ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF MOSSES Nadiye ÖCALAN Erciyes University, Faculty of Pharmacy Thesis, May 2012 Advisor: Yrd. Doç. Dr. Dilşad ONBAŞILI ABSTRACT Mosses which cover a wide mass in the earth, all climates and in geographies are one of the most important factor that compose the ecosystem chain. In the past mosses were used for curing infectious illness and scars. Bema used for curing infectious illness in traditional medicine give us an opportunity for examine new natural antimicrobial matter. In this study, the studies on antimicrobials activities and secondary metabolite of mosses were investigated. According to researches, mosses have aromatic compounds, terpenoids and fatty acids which can cause antimicrobial effect. In the researches, by using disc diffusion method, some types of mosses ethyl and methyl alcohol extract have been examined against some microorganisms such as Salmonella, Escherichia coli, Pseudomanas aureginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Candida albicans, Saccharomyces cerevisiae for antimicrobial effects. Key words: Mosses, Antimicrobial Activity, Secondary Metabolite.

8 vii İÇİNDEKİLER KARAYOSUNLARININ ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ Sayfa İÇ KAPAK..... i BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK... ii KABUL ONAY SAYFASI... iii TEŞEKKÜR. iv ÖZET.... v ABSTRACT. vi İÇİNDEKİLER vii KISALTMALAR. ix ŞEKİLLER LİSTESİ... x TABLOLAR LİSTESİ. xi 1. GİRİŞ VE AMAÇ 1 2. GENEL BİLGİLER Karayosunlarının Genel Özellikleri Karayosunlarının Sınıflandırılması Karayosunlarının Kullanım Alanları Karayosunlarının Tıbbi Olmayan Kullanım Alanları İndikatör Bitki Olarak Kullanımları Erozyon Kontrol Amaçlı Kullanımları Toprağı Azotça Zenginleştirme Amaçlı Kullanımları Kirleticileri Temizleme Amaçlı Kullanımları Bahçecilik ve Tarımda Kullanımları Hayvancılıkta Kullanımları Yakıt Olarak Kullanımları Gıda Olarak Kullanımları İnşaat Sektöründe Kullanımları Kozmetik Sektöründe Kullanımları. 14

9 viii Karayosunlarının Tıbbi Amaçlı Kullanımları Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitelerine Bağlı Kullanım Alanları Sargı Bezi Ticari Ürünler Biyofiltrasyon Karayosunlarından Elde Edilen Droglar Karayosunlarında Antimikrobiyal Aktiviteye Neden Olan Metabolitler Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesi Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesinde Kullanılan Bazı Mikroorganizmalar ve Özellikleri Bakteriler Escherichia coli Salmonella Pseudomonas aeruginosa Bacillus cereus Staphylococcus aureus Mayalar Candida albicans Saccharomyces cerevisiae Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin Ölçülmesinde Kullanılan Çözücüler Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesinde Kullanılan Yöntemler Tüp Dilüsyon Yöntemi Agar Difüzyon Yöntemi Kağıt Disk Agar Difüzyon Yöntemi Delik Agar Difüzyon Yöntemi TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKLAR. 36 ÖZGEÇMİŞ. 39

10 ix KISALTMALAR AMM: Antimikrobiyal madde A.viticulosis: Anaprodan viticulosis B.aureus: Bacillus aureus B.arcuata: Bacillus arcuata B.javanica: Bacillus javanica B.rutabulum: Brachythocium rutabulum B.subtilis: Bacillus subtilis C.albicans: Candida albicans E.coli: Escherichia coli E.cloacae: Enterobacter cloacae E.rubicundus: Entodon rubicundus F.hygrometreca: Funaria hygrometrica G.pulvinata: Grimmia pulvinata H.cupressiforme: Hypnum cupressiforme H.devonicus: Hepaticies devonicus H.sericium: Homolothecium sericium H.splendens: Hylocomium splendens I.alopecuroides: Isothecium alopecuroides L.sciuroides: Leucodon sciuroides MBC: Minimum bakterisit konsantrasyonu MIC: Mimimum inhibisyon konsantrasyonu MFC: Minimum fungisit konsantrasyonu M.marginatum: Mnium marginatum M.polymorpha: Marchantia polymorpha P.aeruginosa: Pseudomonas aeruginosa P.commune: Polytrichum commune P.juniperum: Polytrichum juniperum P.mirabilis: Pseudomonas mirabilis P.squarrosa: Pleurochoeta squarrosa P.riparioides: Platyhronidium riparioides S.aureus: Staphylococcus aureus S.junghuhnionum: Sphagnum junghuhnionum S.cerevisiae: Saccharomyces cerevisiae T.tortuasa: Tortella tortuasa WHO: World Health Organization

11 x ŞEKİLLER LİSTESİ Sayfa Şekil 2.1. Bazı karayosunu türleri. 4 Şekil 2.2. Sporofit ve gametofit örnekleri. 6 Şekil 2.3. Sporofit ve gametofit taşıyan karayosunu türlerinden bazıları. 7 Şekil 2.4. Karayosunlarının üreme döngüsü. 7 Şekil 2.5. Akrokarp gelişim gösteren Syntrichia laevipila Şekil 2.6. Pleurokarp gelişim gösteren Hypnum cupressiforme Şekil 2.7. Bir grup gönüllü topladıkları Sphagnum ları dizerken 17 Şekil 2.8. Salmonella 22 Şekil 2.9. Escherichia coli 22 Şekil Pseudomonas aeruginosa Şekil Bacillus cereus 23 Şekil Staphylococcus aureus.. 24 Şekil Candida albicans 25 Şekil Saccharomyces cerevisiae.. 25

12 xi TABLOLAR LİSTESİ Sayfa Tablo 2.1. Fitokimyasal gruplandırılması 19 Tablo 2.2. Karayosunlarının sekonder metabolitleri 20 Tablo 2.3. Karayosunlarında bulunan terpenoitler ve sayısal dağılımları Tablo 2.4. Karayosunlarında bulunan aromatik bileşikler Tablo 2.5. Bitkilerde bulunan aktif maddelerin ekstraksiyonu için kullanılabilecek çözücüler... 26

13 1. GİRİŞ VE AMAÇ İnsanlar dünya kurulduğundan bu yana hastalıklarını iyileştirmede yakın çevresindeki bitkilerden, hayvanlardan, hatta sulardan, topraklardan yararlanmışlardır. İnsanlar deneme yanılma-izleme yöntemi ile hangi bitkinin hangi hastalığı iyileştirdiğini saptamışlar, bu bitkiler zamanla o bölgede kültür oluşturmuştur. Dünyada farklı bitkilerin yetiştiği değişik bölgelerde farklı kültürler ve farklı tedavi yöntemleri ortaya çıkmıştır [1]. Bitkiler alemi yüz milyonlarca yıl süren evrimleşme süreci içerisinde inanılmaz sayıda ve çeşitlilikte cins ve türlerin var olmasına şahit olmuştur. Tıbbi bitkilerin tarihi insanlık kadar eskidir. Geçmişte içgüdüsel, hayvan davranışlarını gözlemleyerek ve deneme yanılma yoluyla zehirli bitkiler, gıda bitkileri, ilaç bitkileri, kozmetik bitkileri bulunmuştur. Dünya Sağlık Örgütü (World Health Organization, WHO) ne göre tıbbi bitkiler; ilaçların geliştirilmesi için en iyi kaynak olarak tanımlanmıştır. Bu nedenle dünyada bitki bileşenlerini ilaç yapımında kullanmak için çeşitli araştırmalar yapılmaktadır. Bitkilerin tedavide yararlı özelliklerin ispatı ile yeni ilaçların keşfi gerçekleştirilmiştir [2]. Bitkisel preparatların, yüzyıllarca ampirik olarak kullanılışından sonra, 19.yüzyılın başlarında bitkilerin etken maddelerinin izolasyonu, tıbbi bitkilerin modern kullanılışı için yeni bir çağ başlatmıştır. Sülfa ilaçları, penisilin gibi antibiyotikler ve diğer sentetik ilaçların keşfi ve kullanılışı, tıbbi bitkilerin tedavide kullanılışını çok azaltmışken son yıllarda bitkilere ilgi yeniden artmıştır [1]. Günümüzde bilim ve teknolojide ilerlemelere rağmen doğal kaynakların bilinçsizce tüketimi ve karşılaşılan ekonomik güçlükler, doğal kaynakların birçok amaçta kullanımlarını zorunlu kılmıştır. Enfeksiyöz hastalıklarla mücadelede bugüne kadar gerçekleştirilen doğal ve sentetik antibiyotiklerin mikroorganizmaların direnç

14 2 kazanmaları sonucu etkisiz kalmaları ve çeşitli yan etkilerinin bulunması araştırmacıları yeni ve değişik antimikrobiyal maddeler keşfetmek için doğaya yöneltmiştir [3,4]. Bitkilerin bakteri ve funguslara karşı inhibisyon etkisi gösteren bazı kimyasal maddeler ürettikleri bilinmektedir [3]. Bryofitler bilinen en eski kara bitkileridir. Bryofitlerin savunma mekanizmalarında antimikrobiyal aktivite özelliği olan ve sekonder metabolitler denilen kimyasal bariyerler rol oynamaktadır. Yapılan araştırmalarda Atrichum, Dicranum, Mnium, Polytrichum ve Sphagnum gibi bazı karayosunu cinslerinin antimikrobiyal aktiviteye sahip oldukları belirlenmiştir. Bazı Bryofit türlerinin ise antibakteriyel, antifungal, antiviral aktiviteleride bilinmektedir [5-7]. Dülger ve arkadaşları (2009 da) bazı karayosunu özütleriyle yaptıkları çalışmada antibakteriyel etkinin antifungal etkiden daha yüksek olduklarını tespit etmişlerdir [8]. Mevcut antibiyotiklere hızla direnç kazanan patojen mikroorganizmalara yönelik yapılan yeni antibiyotiklerin keşfi ya da sentetik antibiyotiklerin üretilmesi bilim insanları tarafından önem arz eden çalışmaların başında gelmektedir [5]. Bu gelişmelere paralel olarak halk arasında tedavi edici özellikleri yüzyıllardır bilinen ve antimikrobiyal özelliği kullanılan Bryofitlerin antimikrobiyal etkisini araştırmayı tezimin konusu seçtim. Bu çalışmada karayosunlarının genel özellikleri kullanımı ve antimikrobiyal aktivitesinin araştırılması amaçlanmıştır.

15 2. GENEL BİLGİLER 2.1. Karayosunlarının Genel Özellikleri Yaşamın çeşitliliği şeklinde ifade edebileceğimiz biyoçeşitlilik içerisinde bazı bitkisel yapılı bitki grupları bulunmaktadır. Bunların biri de Bryofitlerdir. Orman ekosistemi içerisinde ve dışında çok değişik habitatlarda yaşama yeteneği olan Bryofitler, ekosistemi oluşturan zincirin en önemli halkalarından biridir [9]. Karayosunları bölümü dünyadaki bütün iklim ve coğrafyaları kapsayan geniş bir yayılım göstermektedir [3,10]. Genellikle karasal olarak kabul edilmelerine rağmen, tamamı suya gömülü türleri de mevcuttur [3,11]. Bryofitlerin üremelerinin suya bağımlı olması fakat gelişmelerini sudan uzakta sürdürebilmeleri onların bitkiler dünyasının Amphibia ları olarak nitelendirilmesin sağlamaktadır [5]. Bazen tamamen suya gömülü, ıslak zeminlerde, nemli ortamlarda, toprak ve kayalar üzerinde ve ağaç gövdelerinde bulunabilirler [12]. Karayosunlarının büyük bir kısmı rutubetli yerlerde yaşamayı tercih ederler. Birçoğu uzun zaman kuraklıktan etkilenmeden yaşayabilirler [13]. Bryofitler, kuzey ve güney yamaçlarda, hem ılıman hem de tropikal bölgelerin çok nemli iklimlerinde vejetasyonun bir parçasını oluştururlar. Orman ekosisteminde toprak üzerinde halı şeklinde, parlak ve yeşil renkte, geniş turbalık alanlarda, tümsek ve çukurlar içinde, yeşil kahverengi ve kırmızı renkte bulunurlar. Bununla birlikte doğada taş üzeri, kaya üzeri, tamamen su içerisinde ve su içerisindeki kaya üzerinde bulunabileceği gibi, ölü ve canlı ağaçların gövdeleri ve dallarında, yarı saprofit olarak çürümekte olan organik maddeler üzerinde ve nemin çok az olduğu kurak alanlarda yaşayabilirler [9].

16 4 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) Şekil 2.1. Bazı karayosunu türleri: (a) Fissidens sp., (b) Grimmia pulvinata, (c) Gymnostomum viridulum, (d) Brachythecium velutinum, Bryum dichotomum, (f) Enthostodon sp, (g) Orthotrichum anomalum [14].

17 5 Karayosunları genelde kendi içsel su kontrol mekanizmalarına sahip değillerdir ve buna bağlı olarak su düzeylerini genelde ortam koşulları belirler yani poikilohidrik organizmalardır. Bunun yanı sıra çok az bir kısmıda endohidrik özellik görülür. Gerçek kök, yaprak ve gövdeye sahip olmadıkları için suyu tüm bünyeleri ile alıp verirler. Suyun sınırlı olduğu durumlarda uyku durumu olarak adlandırılan pozisyona girerler ve suyun tekrar yeterli miktara ulaşınca birkaç saat içinde normal yaşamsal faaliyetlerine dönerler [3]. Bunun yanı sıra kuru ağırlıklarının ortalama 12 katı kadar suyu bünyelerinde barındırırlar. Böylece bulundukları zeminin nemli kalmasını sağlayarak ve diğer bitkilerin çimleşmesini kolaylaştırarak orman ekosistemine katkıda bulunurlar [12]. Mineral depo etmeleri, hayvanlar için besin kaynağı olmaları, birçok böcek türü için barınak ve yumurtlama ortamı oluşturmaları açısından ekolojik öneme sahiptir. Suda yaşayan omurgasız canlıların, alglerin ve amfibilerin yıl boyunca habitat gereksinimlerini karşılarlar [5]. Karayosunları talluslu bitkilerin evrimleşmiş taksonudur. Kök yoktur, rizoitleri ile toprağa tutunur, ilkel gövde görülür, fakat iletim demetleri yoktur. Yaprak vardır, hücrelerinde klorofil a ve b bulunur, her zaman yeşildirler; fotosentez ürünü nişastadır. Hücre çeperi selüloz yapısındadır [15]. Yapraklı karayosunu bitkisine gametofit (gametleri taşıyan bitki) denir: üzerinde gametangiyumlar (eşeysel hücreleri taşıyan organlar) bulunur. Şimdiye kadar incelenen Thallophyta bitkilerinde gametangiyumlar çoğunlukla tek hücrelidir, çok hücreli olanlarda ise koruyucu hücre tabakasına rastlanmaz. Karayosunlarında ise gametangiyumlar çok hücreli olup, bir sıra verimsiz koruyucu hücre tarafından çevrilmiştir. Mikrogametangiyum ve makrogametangiyum farklı yapıdadır. Makrogametangiyum = Arkegoniyum = dişi gametangiyum (dişi organ) bir sıra hücre dizisinden meydana gelmiş ve şişe şeklindedir. Karın kısmında ve ortada büyük bir hücre yer alır. Bu hücre erginleştikçe tabanda yumurta hücresine üstte ise boyun kanal hücrelerine ayrılır. Mikrogametangiyum = Anteridyum = erkek gametangiyum (erkek organ) küre veya yumurta şeklinde olup iki tip hücreden meydana gelmiştir. En dışta verimli hücreleri saran tek sıra verimsiz hücreler bulunur, verimli hücreler çok sayıda olup, spermatozoit ana hücreleri adını alır ve spermatozoitleri meydana getirir [15].

18 6 Bir karayosunu türünün hayat devri şöyledir: Sporofit in meydana getirdiği sporlar uygun şartlarda çimlenir ve önce protonema adı verilen küçük çim bitkisini, daha sonra da bunun üzerinde oluşan tomurcuklarda gametofiti meydana getirir. Yosunun türüne bağlı olarak bitki ya dioik ya da monoiktir. Monoik bitkide arkegoniyum ve anteridyum aynı bitki üzerinde bulunurken dioik bitkide aynı bitkinin farklı bireyleri üzerinde bulunur. Gametofit haploid bitkidir, yumurta hücresinin spermatozoitler tarafından döllenmesi ve bu zigotun gelişmesiyle diploid bitki yani sporotif meydana gelir. Sporofit kendi kendini besleyemez bütün hayatı boyunca gametofite bağlı kalır, yani parazittir. Sporofitin meydana getirdiği sporların dağılması rüzgar aracılığıyla olduğu halde, spermatozoitlerin arkegonyuma taşınması su vasıtasıyla olur [13]. Bryofitlerin sonradan suya geçenlerinin dışında hepsi karada yaşar ancak döllenme karada yaşayanlarda bile su aracılığıyla olur. Şekil 2.2. Sporofit ve gametofit örnekleri [14]. (a)

19 7 (b) Şekil 2.3.Sporotif ve gametofit taşıyan karayosunu türlerinden bazıları: (a) Sporotif, (b) Gametofit [14]. Şekil 2.4.Karayosunlarının üreme döngüsü [14]. Genellikle basit gövdeli ve yapraklı, bir kısmı ise sürücü ve parçalı talluslardır. Yapraklar bir orta damar ve birkaç sıra parenkimatik hücre dizisinden meydana gelmiştir. Mezofile rastlanmaz. Karayosunlarının bir kısmı kozmopolittir, (Marchantia polymorpha) bir kısmı ise ancak belirli bölgelerde bulunurlar [15].

20 8 Karayosunları yapıları itibariyle basit bitkiler olmasına rağmen adaptasyonlar ile kendilerine sağladıkları avantajlar sayesinde günümüzde de gelişmiş bitkilerle yaşamlarını sürdürebilmektedir. Karayosunları rizoid denilen kök benzeri yapıları sayesinde ortama tutunabilir ve gelişmiş bitkilerde olduğu gibi yaşamlarını sürdürebilmesi bu adaptasyona örnek verilebilir. Kuraklığa karşı dormansi durumuna geçebilirler, yani susuz ortamlarda ölmez, uyku durumuna geçerler ve yeniden suya kavuştuklarında birkaç dakika içerisinde fotosentez yapmaya başlayabilirler. Karayosunları toprağın sıcaklık, nem ve ph ı üzerinde de etkilidir. Bu değişimlerin bazı durumlarda gelişmiş bitkiler için uygun ortam sağladığı, bazı durumlarda ise rekabette karayosunlarının gelişmiş bitkilere karşı geliştirdiği bir mekanizma ile ortamı kendilerine uygun, gelişmiş bitkiler için ise uygun olmayan şekilde dönüştürdükleri ispat edilmiştir [16]. Karayosunları çok fazla miktarda su, azot ve karbonu bünyelerinde barındırırlar. Bünyelerinde barındırdığı su sayesinde toprağın nemli kalmasını sağlarlar. Ayrıca öldüklerinde toprağın azot açısından zenginleşmesine olanak sağlarlar. Yapılan araştırmalar göstermiştir ki, karayosunları sanılandan çok daha fazla karbondioksiti absorbe ederek organik materyale dönüştürmektedir. Bu nedenle küresel ısınmada karbon absorbsiyonunda önemli bir yeri olduğu anlaşılmıştır [12] Karayosunlarının Sınıflandırılması Karayosunları, Bryophyta divizyosu altında incelenmektedir. Bryophyta divizyosu; algler, mantarlar, eğreltiotları ve çiçekli bitkiler ile evrimsel açıdan karşılaştırıldığında, alglerden ve mantarlardan daha yüksek, eğreltiotları ve çiçekli bitkilerden daha aşağı seviyede kabul edilir. Bu divizyo, 1036 cins ve yaklaşık tür barındırmaktadır [12]. Bryofitler ilkel bitkiler olarak kabul edilmektedir. Teşhis edilen ilk fosil Bryofit kaydı Hepaticies devonicus dir. Günümüz bryofitlerinin atası kesin değildir. Bu konu ile ilgili olarak çeşitli hipotezler ileri sürülmektedir [12]. Öne sürülen ilk hipotezde yeşil alglerin ve bryofitlerin ortak bir atayı paylaştıkları düşünülmektedir. Yeşil algler, iki evrimsel hat gösterir. Bunlar Chlorophyceae ve Charophyceae dir. Bu hipotez, Bryofitler ve diğer arkegonium yapısı gösterenlerin Chlorophycean hattından türediğini

21 9 öne sürmektedir. Bunun dayanağı Bryofitlerin protonemalarının yapısal olarak alglere benzemesidir [12]. Bryofitlerin orijini hakkındaki ikinci bir hipotez de; tek hücreli yeşil bir algin nemli toprak ortamına adapte olmuş bir bitkiye dönüşebileceğini ve arkegoniuma sahip bitkilerin ve aynı zamanda Charophyta alglerinin atası olabileceğini öngörür [12]. Üçüncü hipotez ise, Bryofitlerin ilkel vasküler bitkilerden türediğini öngörür [12,16]. Karayosunları taksonomik olarak 3 divisio altında sınıflandırılır: Hepatophyta (ciğer otları) Anthocerophyta (boynuzsu karayosunları) Bryophyta (yapraklı karayosunları) Bu divizyo içerisinde Musci (=Bryopsida) sınıfı 700 cins ve kadar tür ile en kalabalık olan sınıftır. Daha sonra Hepaticae (=Hepaticopsida) sınıfı 330 cins ve tür ile temsil edilmektedir. Son olarak da Anthocerotae (=Anthoceropsida) sınıfı 6 cins ve 409 türle temsil edilmektedir [1]. Ülkemizde ise şimdiye kadar yapılan çalısmalar sonucu Musci (=Bryopsida) sınıfından 726 tür ve tür altı takson, Hepaticae (=Hepaticopsida) sınıfından 165 tür ve tür altı takson, Anthocerotae (=Anthoceropsida) sınıfından ise 3 türün kaydı verilmiştir [1]. Bryofitler ilkel bitkiler olarak kabul edilmektedir. Teşhis edilen ilk fosil bryofit kaydı H. devonicus materyalidir. Bu fosil devonien çağında göze çarpan, küçük fragmentlerden oluşmuş yapraksı bir ciğerotu tallusudur. Bu materyal sporofit ve eşey organlarını taşımadığından tereddütler doğurmaktadır. Çünkü bazı eğreltilerin gametofitleri yapısal olarak bu yapıya benzerlik gösterebilmektedir [1]. Bugün genelde karayosunları denildiğinde Bryophyta (yapraklı karayosunları) anlaşılmaktadır. Ciğer otları genelde nemli ortamlarda yaşayan (higromorf) bitkilerdir. Kurak ortamda (ksenomorf) ve ağaç üzerinde (epifit) olarak yaşayanlarda vardır. Ciğer otlarına verebileceğimiz en güzel örnek tıbbi aktivitesi de kanıtlanmış ciğer otu M. polymorpha (Marchantiaceae) dir. Yaprak yosunları ise yeryüzünde geniş yayılış gösteren bitkiler olup değişik ortamlarda (karanlık ortamlarda, kaya ve ağaçların

22 10 üzerinde, bataklıklarda ve nadiren su içinde) yaşayabilirler. Yaprak yosunlarının büyük bir kısmı higromorftur. Kurak ortamda yetişebilen hatta kuraklığa yıllarca dayanabilen türleride vardır. Yaprak yosunlarına verebileceğimiz en güzel örnekler Sphagnum (Sphagnaceae) ve Polytrichum commune (Polytrichaceae) dir. Bu bitkiler rutubetli yerlerde yetişen bitkiler olup geleneksel tıpta birçok drog yapımında kullanılmış ve antimikrobiyal etkisi bulunulmuştur [14]. Karayosunları, morfolojik olarak ikiye ayrılırlar. Pleurokarpik ve akrokarpik olarak adlandırılan bu iki terim ilk olarak Bridel (1826) tarafından kullanılmış, Schimper (1860) tarafından sistematik açıdan değerlendirilmiş ve ana sistematik karakterlerini göstermek amacıyla kullanılmıştır [17]. Akrokarp karayosunları substratuma dik olarak büyürler, çoğunlukla dallanma görülmez ya da çok az görülür. Ayrıca sporofitleri gametofitlerinin terminalindedir [18]. İkinci gruptaki karayosunları pleurokarplar olarak adlandırılırlar. Bunların gametofitleri akrokarpların aksine, substrata paralel büyüyerek yığınlar oluştururlar. Sporofitleri gametofitlerine dik olarak çıkan pleurokarp karayosunları, substrata (tutunulan nesne) paralel bir halı örtüsü oluşturur ve kurutucu etkenlerden uzak alanlarda yayılırlar [3,18]. Genellikle nemli habitatlarda yayılış göstermeleriyle akrokarplardan ayrılan pleurokarp karayosunları dünyada var olan karayosunları türlerinin yaklaşık olarak % 42 sini oluşturmaktadır. Moleküler verilerin filogenetik analizlerine göre pleurokarplar jeolojik olarak yakın zaman periodlarında çeşitlenmişlerdir [19]. Pleurokarp karayosunlarında, kapsüllerin dalların yanında büyüdüğü görülebilir. Bu karayosunları kimliklerini ön plana taşıyan gövde ve dallara sahiplerdir. Genelde sürünen dallara rastlanılmaktadır [3]. Sistematik açıdan pleurokarplar, leptoid ve hidorid bulundurmamaları, yaprak laminasının tek tabakalı, hücrelerinin uzamış (vermicular, fusiform), papilla var ise basit ve alar bölgesinin belirgin olması ile akrokarplardan ayrılırlar [5].

23 11 Şekil 2.5. Akrokarp gelişim gösteren Syntrichia laevipila ( Brid.) [5]. Şekil 2.6. Pleurokarp gelişme gösteren Hypnum cupressiforme (Hedw.)[5] Karayosunlarının Kullanım Alanları Karayosunlarının birçok farklı özelliğe sahip olması karayosunlarının farklı alanlarda kullanılmasını sağlamıştır. Karayosunlarının kullanımı, tıbbi olarak kullanımı ve tıbbi olmayan kullanım alanları olarak iki ayrı grup altında incelenir Karayosunlarının Tıbbi Olmayan Kullanım Alanları Karayosunlarının erozyon kontrol amaçlı, toprağı azotça zenginleştirme, kirleticileri temizleme amaçlı, bahçecilik ve tarımda, hayvancılıkta, yakıt olarak, kozmetik sektöründe kullanımları mevcuttur [16] İndikatör Bitki Olarak Kullanımları Karayosunları çevresel koşulların belirlenmesi için çok iyi indikatör özellik gösterirler. Bu özellikleri ilk kez 1929 yılında A.H.Brinkman tarafından ve 1932 yılında P.W.Richards tarafından duyulmuştur. Karayosunları toprağın mineral durumunu

24 12 belirlemede özellikle metal parametrelerini çıkartmakta kullanılmıştır. Örneğin bakır ın olduğu topraklarda iyi gelişim gösterdiği tespit edilen türler Mielichhoferia elongata, Mielichhoferia mielichhoferi bu amaçlı kullanılmıştır [16]. Demir oranının tespitinde de karayosunlarından yararlanılmıştır. Özellikle Brachythecium rivalure ve Fontinalis in demiri oksitlenmiş olarak depoladıkları ve oluşturdukları tufa nın sertliği ile bunu gözlemlenebilir şekilde indike ettikleri anlaşılmıştır. Sphagnum ve Polytrichum un da benzer şekilde demir cevherini depoladığı anlaşılmıştır. Hatta Japonya da karayosunlarının demirce zengin topraklarda kültüre edilerek demir cevheri eldesinde kullanılabileceği savunulmuştur [16]. Toprağın azot oranının belirlenmesinde de karayosunları kullanılmaktadır. Ceratodon purpures un azotça zengin topraklarda geliştiği Poganatum alginum ve Poganatum urginerum gelişiminin ise azotça fakir toprakları işaret ettiği bulunulmuştur. ph indikatörü olarak kullanımında ise Polytrichum ve Leucobryum tercih edilmektedir. Bunların yanı sıra toprağın temel bileşenlerinin(ca, Mg, K ve Na) tespitinde de kullanılmaktadır [16]. Karayosunları geçmiş iklimsel durumun araştırılması ve atmosferdeki SO 2 kirliliğinin tespitinde de kullanılmaktadır. Karayosunları yoğun olarak ağır metal ve SO 2 indikatörü olarak kulanılsa da, aynı zamanda hidrojen florid ve ozon gibi farklı atmosferik kirleticilerin analizinde kullanılmaktadır. Hidrojen florid çalışmaları Orthotrichum obtusifolium türü ile gerçekleştirilirken, ozon çalışmaları Sphagnum un farklı türleri ve Polytrichum commune türü ile gerçekleşmektedir [16]. Dünyaya ulaşan UV-B ışınlarının tespitinde ise karayosunlarından faydalanılmaktadır. Karayosunları su kalitesinin belirlenmesinde de kullanılmaktadır. Balıkların ve diğer su canlılarının yaşayamadığı yoğunlukta kirleticiye dayanabilen karayosunları bu amaçlı kullanılmalarına olanak sağlamaktadır [16] Erozyon Kontrol Amaçlı Kullanılmaları Çıplak toprak tabakasına karayosunu türlerinin yayılması yöntemiyle erozyon kontrolü amaçlı kullanılmaktadır. Barbula, Bryum ve Weissa nın çıplak toprağı tutan ve gelişmiş

25 13 bitkiler alana yayılana kadar toprağın yitirilmesini engelleyen önemli pioneer bitkiler olduğu tespit edilmiştir. Sphagnum gibi su tutma kapasitesi yüksek türler ise yoğun yağışlarda fazla suyu tutarak toprakta ani yağışlarla oluşan aşınmayı önlediği gözlenmiştir [16] Toprağı Azotça Zenginleştirme Amaçlı Kullanımları Karayosunlarının azot fiske eden Cyanobacterler için yaşam alanı oluşturduğu ve birim alanda oldukça yüksek miktarda azot tutulumu sağladıkları tespit edilmiştir. Bu özellikleri nedeniyle modern tarımda karayosunları sıkça kullanılmaktadır [16] Kirleticileri Temizleme Amaçlı Kullanımları Karayosunları toksik atıkların temizlenmesinde de kullanılmaktadır. Dış ortamdan materyali bünyelerine alıp biriktirmeleri ve birçok kirleticiye karşı çok dirençli olmaları bu şekilde kullanımlarına olanak sağlamaktadır. Araştırmalar göstermiştir ki, çok zehirli bir madde olan pentaklorfenol (PCP) Sphagnum tarafından 5 saat çerisinde % 91 oranında temizlenebilmektedir [16] Bahçecilik ve Tarımda Kullanımları Karayosunları toprak kalitesinin artırılmasında kullanılmaktadır. Karayosunları yapıları itibariyle yağmur suyundaki potasyum, kalsiyum ve magnezyumu depo eder ve zamanla bu maddeleri toprağa verirler. Aynı zamanda toprağın organik maddelerce zenginleşmesini sağlarlar. Bu nedenle başta Japonya olmak üzere birçok yerde karayosunları toprak kalitesini artırma amaçlı kullanılmaktadır. Eğrelti otlarının yetiştirilmesinde orkide ve begonya yetiştiriciliğinde sıkça kullanılmaktadır [16] Hayvancılıkta Kullanımları Japonya da Barbella pendula türü tavukçulukta B 12 vitamin kaynağı olarak uzun yıllar kullanılmaktadır. Dünya nın birçok yerinde domuz yetiştiricileri de Sphagnum türlerinden vitamin ve demir kaynağı olarak yararlanmaktadır [16].

26 Yakıt Olarak Kullanılmaları Sphagnum tarafından oluşturulan bataklık kömürü (turba) çok uzun yıllardır yakıt olarak kullanılmaktadır. Kanada daki bataklık kömürü rezervlerinin ülkedeki odun ve petrol rezervlerinden daha fazla olduğu tahmin edilmektedir. Ekologlar tarafından yapılan araştırmada Sphagnum un jenerasyonu yenileme hızı oldukça tatminkârdır ve bu nedenle yenilebilir enerji kaynağı olarak adlandırılmıştır [16] Gıda Olarak Kullanımları Karayosunlarının gıda olarak kullanımı yaygın değildir. Karayosunları daha çok baharat olarak kullanılmaktadır. Ayrıca viski yapımında lezzet sağlaması amacıyla Sphagnum türlerinin kullanıldığı bilinmektedir [16] İnşaat Sektöründe Kullanımları Karayosunları tüm dünyada özellikle odun ve diğer materyallerin bulunmadığı ya da çok pahalı olduğu yerlerde inşaat malzemesi olarak kullanılmıştır. Filipinler de karayosunları günümüzde hala dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadır. Sphagnum ses ve ısı izolasyonu için evlerde ve soğuk hava depolarında kullanılmaktadır. Karayosunların binalarda ısı dengesinin sağlanması, izolasyon için uygun olması, küf tutmaması, ev içi hava kalitesinde artış sağlaması ve ucuz olması nedeniyle inşaatlarda tercih edilen bir malzemedir [16] Kozmetik Sektöründe Kullanımları Polytrichum dan elde edilen bir yağ saç bakım setlerinde saç güçlendirici olarak kozmetik sanayinde kullanılmaktadır. Ayrıca Sphagnum un işlenmesi ile tuvalet kağıdı olarak kullanımı yaygın olmasa da uygulanmaktadır. Sphagnum türleri ve Dicranum scoparium dünyanın birçok yerinde bebek bezi olarak kullanılmıştır. Su emme kapasitesi ve hijyenik oluşu bu kullanımda tercih edilmesinin sebebidir. Günümüzde bile Sphagnum Johnson&Johnson tarafından üretilen çocuk bezlerinde kullanılmaktadır [16].

27 Karayosunlarının Tıbbi Amaçlı Kullanımları Bitkilerden elde edilen ikinci metabolitler uzun zamandan beri ilaç olarak kullanılmaktadır ve bu doğal ürünlere talep gün geçtikçe artmaktadır. İnsanlar, yüksek bitkilerden elde edilen maddeleri geniş alanlarda değerlendirmelerine rağmen karayosunundan elde maddeler yüksek bitkiler kadar ilgi görmemiştir [20]. Buna karşın Bryofitler medikal bitki olarak Çin, Avrupa, Kuzey Amerika da kullanıldıkları kayıtlarda mevcuttur [21]. Çin, Avrupa ve Kuzey Amerika da karayosunlarının tıbbi olarak kullanıldığını belirten birçok kaynak vardır [12]. 400 yıl önce Çin de Fissidens ve Polytrichum türleri diüretik ve saç büyütme amaçlı kullanılmıştır [21]. Geleneksel tıpta 40 karayosunu türü; kardiyovasküler sistem, tonsillit, bronşit, orta kulak iltihabı, sistit, yanık, cilt hastalıklarında kullanılıyordu [8]. Çin de tarih boyunca kullanılan karayosunlu örnekler, Rhadobryum roseum kardiyovasküler ve nörolojik rahatsızlıkların tedavisinde, P.commune enflamatuar olarak, Haplocladium microphyllum bronşit tedavisinde kullanılmıştır [16]. Bunlara ek olarak karayosunları Çin kültüründe göz hastalıkları için de kullanılmıştır [22]. Karayosunlarının Çin, Avrupa ve Kuzey Amerika da bakteri, mantar, salyangoz, böcek ve yılan saldırılarına karşı kullanımına da rastlanmaktadır [23]. Sphagnum cinsi karayosunu türleri dünya savaşları sırasında yaralı askerlerin kanamasını durdurma, mikroorganizmalara karşı antibiyotik aktivitesi olarak kullanılmıştır [24]. Mnium türleri Çöl Hintlileri tarafından yanık ağrılarını hafifletmek için kullanılmıştır [25]. Karayosunlarının külleri yağ ve bal ile karıştırılarak Himalaya bölgesinde kesikler, yanıklar ve yaralar için merhem olarak kullanılmıştır [26]. Kuzeyde yaşayan Hintlilerinin karayosunlarını çıban, egzema, kesik, ısırma ve yanıklar için merhem olarak kullandıkları bilinmektedir [27]. Karayosunları çürükler ve yaralar için, bir örtü olarak veya kırık kemiklerin düzeltilmesinde atel dolgusu olarak kullanılmıştır [12]. Kuzey Amerika Kızılderilileri Bryum, Mnium, Philonotis spp. ve Polytrichum juniperinum türlerini yanıkların, eziklerin, yaraların tedavilerinde, Fransa da ise M.polymorpha türleri idrar söktürücü olarak kullanılmaktadır [21]. Mikroorganizmalar doğal ve sentetik antibiyotiklere karşı direnç kazanarak bulaşıcı hastalıklara karşı savaş yaparlar. Bu direnç kazanmayı önlemek için bilim adamları yeni

28 16 antimikrobiyal maddeleri keşfetmeye başladılar. Doğal orjinli bitkilerin ilaç olarak geliştirilip kullanılmasıyla çeşitli hastalıkların tedavisi arttı. Karayosunlarının mantar ve prokoryatik hücrelere karşı antibiyotik etkisi kabul edilmiştir [4]. Karayosunları, basit arazi bitkileri olarak adlandırılan, anatomik engelleri daha az, sekonder metabolitleri antimikrobiyal etki gösteren savunma mekanizmasına sahip bitkilerdir [28]. Birçok karayosunu türünün çürümesinde bakterilerin önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Bunun nedeni karayosunlarının üretmiş olduğu antibiyotiklerdir [12]. Sphagnum un antimikrobiyal etkisi nedeniyle yanıklarda ve böcek ısırıklarında kullanımı günümüzde dahi yaygındır. Yapılan bilimsel araştırmalar antimikrobiyal anlamda yoğun etkisi bulunan karayosunlarının Atrichum, Dicranum, Mnium, Polytrichum ve Sphagnum olduğu belirtilmiştir. Antiviral çalışmalalar göstermişki Sphagnum ve Camptothecium ekstraktlarının Herpes simplex (1-2) ve Polioviruslere karşı etkili olduğu bulunmuştur. Antifungal çalışmalar ise birçok karayosunu türünün antifungal etki gösterdiğini göstermekle birlikte, bu etkinin H.cupressiforme de en yoğun olduğu gözlemlenmiştir. Antitümör etki konusunda günümüzde çalışmalar hala devam etmektedir. P. juniperum türünden elde edilen ekstraktın sarkoma-37 ye karşı etkili olduğu fare deneylerinde ortaya çıkarılmıştır [16]. Karayosunlarının bazı hastalık ve yaraların tedavisinde geçmişte kullanıldığı göz önüne alındığında, antimikrobiyal aktivite gösteren karayosunu türlerinin analiz edilip, antimikrobiyal aktiviteye neden olan maddelerin saflaştırılması ve bu maddelerin ilaç tasarımında yapılması, ileride önemli olacaktır [12]. Bu ilerlemenin yapılması için, olabildiğince fazla karayosunu türleri kullanılarak ekstraksiyonlar hazırlanmalı, bu ekstraksiyonların antimikrobiyal etkisi değişik bakteri örnekleri üzerinde denenmelidir. Bunun için antimikrobiyal aktivitiye neden olan etken maddenin saflaştırılması ve saflaştırılan etken maddenin açıklanması yeni ilaç geliştirilmesinde önemli olacaktır Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitelerine Bağlı Kullanım Alanları Sargı Bezi Sphagnum cinsine ait karayosunları hem ucuz, hem de kolay bulunabilir olmaları nedeniyle I. Dünya Savaşı sırasında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Çünkü bu dönemde pamuk kıtlığı yaşanmış bu durum pamuk fiyatlarında artışa neden olmuştur. Bundan dolayı bazı ülkeler (İngiltere, Almanya, Fransa, Kanada) yara bandajı olarak

29 17 pamuk yerine Sphagnum u tercih etmiştir. Daha sonraki yıllarda, Sphagnum un incelenmesi sonucunda çeşitli bakım ürünlerinin üretilmesinde, sağlık sektöründe ve emici materyal olarak da kullanılabileceği açığa çıkmıştır [12]. Şekil 2.7. Bir grup gönüllü topladıkları Sphagnum ları dizerken [12] Ticari Ürünler Bryofitler, antiseptik maddeler içerir. Ayrıca iyi bir emici olup aynı zamanda da çevre dostudurlar. Bu özelliklerinden dolayı çocuk bezi, cerrahi sargı bezi, dezenfektan, bebek kremi gibi piyasada yer alan birçok üründe yaygın olarak kullanılmaktadırlar [12] Biyofiltrasyon Bryofitler içerisinde özellikle karayosunları şehir ve endüstriyel alanların hava ve su kirliliği haritalarının ortaya çıkarılmasında kullanılmaktadırlar. Karayosunlarının bu amaçla kullanılmalarını sağlayan özellikleri su gereksinimlerini kendilerini çevreleyen ortamdan sağlamaları ve basit yapılı olmalarıdır. Çevrelerindeki değişikliklerden doğrudan etkilendiklerinden likenler ile birlikte kirlilik için indikatör olarak değerlendirilmektedirler [12]. Ayrıca karayosunları atık suların arıtılmasında da kullanılırlar. Biyofiltrelerin çevre dostu olmaları nedeniyle son zamanlarda Kanada,

30 18 Amerika ve Avrupa daki kullanımı artmıştır. Bu amaçla kullanılan biyofiltrelerden biri de Ecoflo biyofiltresidir. Yapısında ince fiberglass korumalar ve işlenmiş karayosunları yer alır. Bu biyofiltre, günde litreye yakın atık suyu süzebilme kapasitesine sahiptir [12] Karayosunlarından Elde Edilen Droglar İlaç haline getirilebilen biyolojik, anorganik veya sentetik kökenli bütün ilkel maddeler drog olarak kullanılmaktadır. Karayosunlarından ciğerotunun yaprakları Herba Hepaticae fontinalis adı altında eskiden karaciğer hastalığına karşı kullanılmıştır. Sphagnum cinsinin bileşiminde bulunan sfagnol antiseptik etki gösterir. P. commune (Polytrichaceae) tallusları Herba Adianti aurei isimli droğu verir. Bu drog; tanen, reçine ve yağ içerir. Astrenjan, diyaforetik ve tonik olarak kullanılır. P.juniperinom un talluslarından elde edilen Herba Polytrichi juniperinae ise diüretik etkilidir [15] Karayosunlarında Antimikrobiyal Aktiviteye Neden Olan Metabolitler Primer metabolitler, hemen hemen bütün yaşayan organizmalar için zorunlu sayılır ve primer metabolizma reaksiyonlarından türer. Bunlar arasında, karbonhidratlar, nükleotidler, proteinler, trikarboksilik asit devri ara ürünleri, lipidler, fotosentetik proseslerin yaygın pigmentleri ve lignin sayılmalıdır. Bryofitlerin primer metabolizmaları damarlı bitkilerinkine çok benzer. Hücre duvarlarında selüloz gibi esansiyal bilesikler, klorofil a, klorofil b, ana karotenoidler, nisasta, nükleik asitler, sekerler ve bazı lipidleri içerir. Bryofitlerle yapılan çalısmalarda, lignin benzeri aromatik bilesiklere, karbonhidratlara, aminoasitlere, rastlanmaktadır. Karayosunlarının yapısında bulunan sekonder bileşikler arasında aromatik bileşikler, terpenoidler ve yağ asitleri bulunmaktadır [1]. Bitkilerin çoğunluğu, fenol yapısındaki aromatik maddeler sentezler (Geissman 1963). Bu maddeler çoğu zaman mikroorganizmalar, böcekler ve herbivorlara karşı bir savunma mekanizması olarak kullanılır. Bunlardan bazıları, örneğin terpenoidler, bitkilere kokularını verirken; birçok bileşik, bitkinin tadını belirler, bazı bileşikler ise bitkilerin tıbbi amaçla kullanılmalarında rol oynar [12].

31 19 Antimikrobiyal aktivite gösteren fitokimyasallar Tablo 2.1 de verildiği gibi gruplanabilir [29]. Fenolikler Sınıf Terpenoidler, Yağlar Alkoloidler Lektinler ve Polipeptitler Poliasetilenler Tablo 2.1. Fitokimyasal gruplandırılması Basit fenoller Felonik asitler Kinonlar Flavonoidler Flavonlar Flavoneller Tanninler Komarinler Alt Sınıf Sekonder metabolitler bitkilerin temel faaliyetlerini doğrudan etkilemeyen fakat temel faaliyetlerle doğrudan ilişkili primer metabolitlere sahip bileşiklerdir [30]. Sekonder metabolitler, primer metabolitlerden biyosententetik yolla üretilmiş bitkilerdir. Sekonder metabolitlerin bitkilerdeki önemli görevleri şunlardır: 1. Kuraklık, tuzluluk, UV ışınları vs. gibi değişik çevre faktörlerinin oluşturduğu stres ortamına karşı koyma, 2. Herbivorlara (böcek, sürüngen vb.) karşı savunma, 3. Mikroorganizmalara (bakteri, mantar vb.) karşı savunma, 4. Bazı metabolik ve daha gelişmiş ekolojik işlevler [3]. Karayosunlarının yapısında bulunan sekonder bileşikler arasında aromatik bileşikler, terpenoidler ve yağ asitleri bulunmaktadır. Terpenoidlerin yanında, aromatik bilesikler bryofitlerin en önemli sekonder ürünleridir. Bryofitlerde bulunan aromatik bilesikler benzoik ve sinnamik asit türevleri, fenoleterler, alkilfenoller, fenilglikozitler, bisbibenziller, bisbibenzil dimerleri, stilbenler, fenantrenler, naftalenler, asetofenonlar, lignanlar, flavonoidler, kumarinler, isokumarinler, komestanlar, benzonaftoksantenonlar sayılabilir. Flavonoidler, boynuzotlarında bilinmese de, bryofitlerde en yaygın gözlenen fenoliklerdir. Bryofitlerde bulunan flavonoid türleri, flavon aglikonlar ve glikozitler,

32 20 flavonol aglikonlar ve glikozitler, antosiyaninler ve türevleri, auronlar, biflavonoidler, flavanonlar, dihidrokalkonlar, dihidroflavonoller, izoflavonlar, triflavonlar şeklinde sıralanabilir [29]. Tablo 2.2. Karayosunlarının sekonder metabolitleri [30]. Bileşik Sınıfları Karayosunları Terpenoidler + Aromatik bileşikler ++ Nitrogen içeren bileşikler (+) Sülfür içeren bileşikler - Klor içeren bileşikler - Not: ++>100 bileşik; bileşik; (+) <10 bileşik Tablo 2.3. Karayosunlarında bulunan terpenoidler ve sayısal dağılımları [30]. Terpenoid Sınıfları Karayosunları Monoterpenler 3 Sesquiterpenler 9 Diterpenler 4 Triterpenler 25 Steroidler 10 Tetraterpenler 28 Politerpenler + Tablo 2.4. Karayosunlarında bulunan aromatik bileşikler [30]. Bileşik Sınıfları Karayosunları Benzoik ve sinnamik asit türevleri + Fenoleter, alkilfenol, fenilglikozit - Bibenzil, bisbibenzil, bisbibenzil (+) dimerleri, stiben ve ilişkili bileşikler Fenantrenler - Naftalinler - Asetofenonlar - Lignanlar - Flavonoidler ++ Kumarinler, izokumarinler, kumestan + Benzonaftoksantenon (+) Not: ++>100 bileşik; bileşik; (+) <10 bileşik

33 Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesi Richardson (1981) un belirttiği gibi birçok karayosunu türünün çürümesinde bakterilerin önemli bir rol oynamadığı bilinmektedir [31]. Bunun nedeni, karayosunlarının üretmiş olduğu antibiyotiktir. Yapılan araştırmalarda bazı türlerin (ör. Sphagnum cinsine ait türlerin) yüksek antibiyotik aktivitesine sahip olduğu görülürken, bazı türlerin, örneğin Funaria hygrometreca nın, ise test edilen bakteri ve mantar türlerine karşı aktivite göstermediği görülmüştür. Bu durumun, türün yaşadığı habitatla ilgili olduğu düşünülmektedir. F.hygrometreca türü, yangın sonrasında gelişmeye açık alanlara yerleşir. Bu alanlarda rekabet edeceği çok az sayıda canlı olduğu için antibiyotik sentezleme özelliğinin bulunmadığı düşünülmektedir [12]. Karayosunlarının bazı hastalıkların ve yaraların tedavisinde yüzyıllardır kullanıldığı göz önüne alındığında, antimikrobiyal aktivite gösteren karayosunu türlerinin analiz edilip, antimikrobiyal aktivitiye neden olan maddelerin saflaştırılması ve bu maddelerin kullanılarak ilaç tasarımlarının yapılması çok önemli olacaktır [12]. Bunun için yapılması gereken, öncelikle olabildiğince fazla karayosunu türü kullanılarak ekstraksiyonlar hazırlanmalı, bu ekstraksiyonların antimikrobiyal etkisi geniş bir yelpazede yer alan değişik suşlar üzerinde denenmelidir[12]. Antimikrobiyal etki gösteren karayosunu türlerinde, antimikrobiyal aktiviteye neden olan etken maddenin saflaştırılması ve daha sonra bu maddenin tespit edilmesi çalışmaların devamı için çok önemli olacaktır. Saflaştırılan aktif maddenin aktivite mekanizmasının açıklanması da ilaç tasarımı için önemli adımlardan biri olacaktır [12] Karayosunlarnın Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesinde Kullanılan Bazı Mikroorganizmalar ve Özellikleri Bakteriler Escherichia coli Enterobacteriaceae familyasına bağlı Escherichia cinsi içerisinde yer alan gram negatif çomaklardır. Çomak şeklinde, sporsuz, hareketli, fakültatif anaerobik bir bakteridir. MacConkay agarda pembe, EM3 agarda metalik koloniler oluşturur. Birçok karbonhidratı (laktoz, mannitol, glukoz) asit ve gaz oluşturarak fermente eder.

34 22 Nörotoksinler, endotoksin ve sitotoksik nekroz adlı toksin üretirler. Fiziksel ve kimyasal antibiyotiklere karşı oldukça dirençlidir. Fenol ve kreosol gibi dezenfektanlara da direnç gösterirler. Bağırsak florası içinde yer alan bu bakteri canlının savunma gücünün azaldığı durumlarda doku ve kana yayılarak enfeksiyon yapma özelliğindedirler. Hasta ve sağlıklı hayvan ve insanların bağırsağında yaşarlar. E.coli gastrointestinal sistemde yüksek miktarda bulunur ve bakteriyel enfeksiyon, neonatal menenjit, üriner sistem enfeksiyonu ve gastroenterite neden olur [32] Salmonella Fakültatif anaerob Enterobacteriaceae grubu üyesidir. Basil şeklinde peritrin kirpikleri aracılığı ile hareketli, sporsuz, kapsülsüz, gram negatif, aerop ve ya fakültatif anaerop üreyebilen bir bakteridir. Genellikle S tipi koloniler yaparlar. Serolojik testler için özgül antijenlerin hazırlanmasını sağlarlar. Salmonella farklı klinik tablolar gösteren ve dünyanın her bölgesinde görülebilen enfeksiyonlara yol açar. Tifo, paratifo ve besin zehirlenmelerinde yol açar [32]. Şekil 2.8. Salmonella [5] Şekil 2.9. Escherichia coli [5] Pseudomonas aeruginosa Pseudomonaceae familyasına bağlı Pseudomonas cinsi bakteriler gram negatif çomaklardır. Gram negatif, aerobik hareket edebilen çubuk şeklinde bakterilerdir. Genellikler tek hücre olmalarına rağmen ara sıra birkaç hücrenin birleşerek kısa

35 23 zincirler oluşturduğu görülmektedir. İnsanlarda patojenlerdir. P.aeruginosa bilhassa bağışıklık sistemi zayıflamış hastalarda solunum ve idrar yollarında enfeksiyona neden olurken, yanıklar ve açık yaralar için fırsatçı patojen olarak nitelendirilmektedir. Kanda da enfeksiyon yapabilmektedir [32] Bacillus cereus Gram pozitif düz veya düze yakın hücrelerdir. Aerobik veya fakültatif anaeroplardır. Peritrik flagellalı ve flagellaları hareketlidir. Çok sıcak derecelerde bile canlı kalırlar. Genelde beyaz ve krem renkli kolonilere sahiptir. Karbon kaynağı olan organik asit, şeker ve alkol içeren; nitrojen kaynağı olarak da amonyum bulunduran sentetik ortamlarda çok iyi gelişirler. Toprak, su, süt tozunda bulunur. Sütün bozulmasına yol açar ve insanlarda besin zehirlenmesine yol açabilir. Ayrıca özellikle direnci kırılmış kimselerde selülit, göz içi enfeksiyonları, menenjit, akciğer ve böbrek enfeksiyonları, idrar yolu enfeksiyonları gibi hastalıklara da yol açar [32]. Şekil P. aeruginosa [5] Şekil B. cereus [5] Staphylococcus aureus Pigmentli, fakültatif anaerop çoğunlukla aerop üreyen, koagülaz ve hemoliz pozitif, mannitol, sukroz, maltoz ve trehalozdan asit yapabilen, %10 NaCI da üreyebilen, alfa toksin yapabilen, Novobiocin e duyarlı, sporsuz, hareketsiz ve kapsülsüzdür. Bu mikroorganizmalar deri ve mukozal yüzeylerin florasında normal olarak bulunmaktadır [32]. Vücuda girdiğinde bazı hastalıklara neden olur. Bu hastalıklardan bazıları

36 24 yanıklar, selülit, çıban, apse, ciltte kabartılar gibi basit deri enfeksiyonu olabildiği gibi pnömoni, menenjit, toksik şok sendromu ve septisemi gibi daha ciddi hastalıklar da olabilir. S.aureus bakterilerinin günümüz için en önemli yönleri kullanılmakta olan kemoterapötik maddelerin birçoğuna hızla dayanıklılık kazandırılmalarıdır. Bu nedenle eskiye oranla enfeksiyonlarına daha sık rastlanılmaktadır [5]. Şekil S. aureus bakterisi [33] Mayalar Candida albicans C.albicans enfeksiyonları ağız yoluyla bulaşabildiği gibi genital yollada bulaşabilir. C.albicans insanın normal florasında bulunup ağız ve sindirim sisteminde bulunur. Sindirim sistemindeki görevi başka patojenlerin çoğalmasını engellemektir. Sağlıklı kadınların vajinasında da bulunur. C.albicans vücudun diğer çevreye açık ve nemli dokularında aşırı çoğalırsa kandidoza yol açabilir. Kandidoz kanla ve genital yolda da oluşabilir. Hastanelerde bulaşan mantar enfeksiyonunun en genel sebebidir. Zayıf immün sisteme sahip hastalarda önemli sonuçlara neden olmaktadır [32].

37 25 Şekil C. albicans [34] Saccharomyces cerevisiae Tomurcuklanan bir maya türü olup eski çağlardan beri bira, şarap ve ekmek yapımında kullanılmıştır. S.cerevisiae, kalın bağırsak iltihabına (kolit) neden olan Clostridium difficile bakterisinin biyolojik kontrolünde bir probiyotik katkı olarak kullanılır. Çok hasta insanlarda bu uygulamanın sistemik maya iltihabına yol açabileceği gözlemlenmiştir [34]. Şekil S. cerevisiae [35]

38 Karayosunlarının Antimikrobiyal Aktivitesinin Ölçülmesinde Kullanılan Çözücüler Cowan (1999) nın yaptığı çalışmalara göre bazı bitkiler mikroorganizmalar üzerine etkilidir. Bu bitkilerden çeşitli maddeler elde edildiğinde bu maddelerin çoğunun aromatik bileşik ya da doymuş organik yapıda olduğu tespit edilmiştir. Buna bağlı olarak da aktif maddelerin metil alkol ve etil alkol gibi çözücülerle rahatlıkla ekstrakte edilebileceği ortaya konmuştur [29]. Karayosunlarının bileşiminde aromatik bileşikler ve doymuş organik bileşiklerin bulunması karayosunlarının antimikrobiyal aktivitesini ölçerken spesifik çözücülerden yararlanılması gerektiğini gösterir. Tablo 2.5. Bitkilerde bulunan aktif maddelerin ekstraksiyonu için kullanabilecek çözücüler [29] Su Etil Alkol Metil Alkol Kloroform Eter Antosiyanin Tanninler Antosiyaninler Terpenoidler Alkaloidler Nişasta Polifenoller Terpenoidler Flavonoidler Terpenoidler Tanninler Poliasetilenler Saponinler Komarinler Saponinler Flavonol Tanninler Yağ Asitleri Terpenoidler Terpenoidler Ksantoksilenler Polipeptitler Steroller Totarol Lektinler Alkaloidler Kuasinoidler Propolis Laktonlar Flavonlar Fenonlar Polifenoller Bu çözücülere ek olarak, bitkilerden aktif maddelerin ekstraksiyonunda n-hekzan, etil asetat, benzen ve aseton da kullanılmaktadır [12]. Karayosunlarının antimikrobiyal aktivitesinin incelenmesi ile ilgili çalışmalar incelendiğinde ekstraksiyon sırasında kullanılan bitki örneği/çözücü oranının çok değişken olduğu gözlenmiştir. Bu farklılığın nedeni kullanılan örneğin karakteristik özellikleri ile ilgili olabileceği düşünülebilir. Yapılan araştırmalar incelendiğinde genellikle kloroform, etil alkol, metil alkol ve aseton özütleri kullanılmıştır.