Yeşil yaprak uçucularının bağırsaklardaki `iyi huylu` (Kommensal) ve `kötü huylu` (Patojen) bakteriler üzerine uyarıcı ve baskılayıcı etkileri

Abstract

Bağırsaklardaki iyi huylu bakteriler ile kötü huylu bakteriler arasındaki denge, bağırsak fizyolojisi ve immunitesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, yeşil yaprak uçucularına dahil olan aldehit bileşiklerin (trans-2-hekzenal, cis-3-hekzenal, trans-2-nonenal ve trans-2-dekanal) iyi huylu (Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus ve Lactobacillus casei) ile kötü huylu patojen bakteriler (Fusobacterium nucleatum, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, Escherichia coli ve Salmonella typhimurium) üzerine uyarıcı ve baskılayıcı etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Kullanılan bakterilerden fakültatif anaerob olan E. coli, S. typhimurium ve S. aureus 37°C'de inkübatör içerisinde bakteriye özgü besiyerleri kullanılarak büyütülmüşlerdir. Zorunlu anaerob olan diğer bağırsak bakterileri ise anaerobik besiyeri kullanılarak anaerobik kabin içerisinde 37oC'de 24-48 saat süreyle üretilmişlerdir. Yeşil yaprak uçucularının bağırsak bakterileri üzerine minimal inhibitör konsantrasyon (MİK) değerleri mikrodilüsyon yöntemi ile 3,9; 7,8; 15,6; 31,3; 62,5; 125, 250, 500 ve 1000 μg/ml konsantrasyon aralığında araştırılmıştır. Yeşil yaprak uçucularının bağırsak bakterileri üzerine en düşük MİK değerleri 500 μg/ml olarak belirlenmiştir. İyi huylu bağırsak bakterilerinin yeşil yaprak uçucularına karşı, patojenlere göre daha dirençli oldukları gözlenmiştir. B. bifidum'un üremesi, trans-2-hekzenal ve trans-2-dekanal tarafından 3,9-250 μg/ml dozlarda (P<0,05), cis-3-hekzenal tarafından 15,6 ve 31,3 μg/ml (P<0,05) dozlarda ve trans-2-nonenal tarafından ise 3,9-500 μg/ml (P<0,05) dozlarda uyarılmıştır. Trans-2-dekanal L. acidophilus'un üremesini de 31,3 ve 62,5 μg/ml konsantrasyonlarda ılımlı bir şekilde uyarmıştır (P<0,05). Trans-2-hekzenal, cis-3-hekzenal ve trans-2-nonenal, B. longum dışında kalan iyi huylu bakteriler üzerine baskılayıcı etki göstermemiştir. C. perfringens, F. nucleatum ve S. aureus'u 500 μg/ml konsantrasyonunda baskılayan (P<0,05) trans-2-dekanal'ın patojenler üzerine en etkili bileşik olduğu gözlenmiştir. Trans-2-dekanal ayrıca, patojenleri baskıladığı dozda iyi huylu bakterileri korumuştur. Kullanılan tüm bileşikler kolorektal kanser ajanlarından biri olan F. nucleatum'u 500 μg/ml dozunda baskılamışlardır (P<0,05). Patojenlerden S. aureus sadece trans-2-dekanal tarafından 500 μg/ml dozda baskılanırken (P<0,05), E. coli ve S. typhimurium'un ise tüm bileşiklere karşı dirençli olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, kullanılan yeşil yaprak uçucularının iyi huylu bakteriler üzerine uyarıcı, kötü huylu bakteriler üzerine ise baskılayıcı etkiler göstererek bağırsak sağlığı üzerine olumlu etkiler oluşturabilecekleri düşünülmektedir. Yeşil yaprak uçucularının bağırsak bakterilerinin karma kültürleri üzerine etkilerinin araştırılacağı in vitro ve in vivo denemeler konunun aydınlatılmasına katkı sağlayacaktır.

The balance between beneficial and pathogenic bacteria in the intestine has a great importance in terms of gut physiology and immunity. The aim of the study was to investigate the stimulatory and inhibitory effects of aldehydes from green leaf volatiles (trans-2-hexenal, cis-3-hexenal, trans-2-nonenal and, trans-2-decenal) on beneficial (Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus and, Lactobacillus casei) and pathogenic bacteria (Fusobacterium nucleatum, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and, Salmonella typhimurium) from the intestine. E. coli, S. typhimurium and, S. aureus, which are facultative anaerobes, were grown using bacterial-specific media in the incubator at 37°C. Other intestinal bacteria, which are strictly anaerob, were grown in anaerobic cabinet at 37°C for 24-48 hours using anaerobic media. Minimal inhibitory concentration (MIC) values of green leaf volatiles on intestinal bacteria were investigated by microdilution method in the range of 3.9, 7.8, 15.6, 31.3, 62.5, 125, 250, 500 and, 1000 μg/ml concentrations. The lowest MIC value of green leaf volatiles determined on intestinal bacteria was 500 μg/mL. It was observed that beneficial gut bacteria were more resistant to green leaf volatiles than pathogens. The growth of B. bifidum was stimulated by trans-2-hexenal and trans-2-decenal at 3.9-250 μg/mL (P<0.05), by cis-3-hexenal at 15.6 and 31.3 μg/mL (P<0.05) and, by trans-2-nonenal at 3.9-500 μg/mL doses (P<0.05). Trans-2-decenal also stimulated moderately growth of L. acidophilus at 31.3 and 62.5 concentrations (P<0.05). Trans-2-hexenal, cis-3-hexenal and, trans-2-nonenal did not exhibit inhibitory effect on beneficial intestinal bacteria except B. longum. Trans-2-decenal was most effective aldehyde on pathogens, with growth-inhibitory effect on C. perfringens, F. nucleatum and, S. aureus at the concentration of 500 μg/ml (P<0.05). Trans-2-decenal also protected beneficial bacteria at the dose that it inhibited pathogen ones. All used compounds inhibited F. nucleatum as one of the agents of colorectal cancer, at 500 μg/ml dose (P<0.05). E.coli and S. typhimurium from pathogens were resistant to all green leaf volatiles while S. aureus was inhibited only by trans-2-decenal at 500 μg/mL dose (P<0.05). In conclusion, it is thought that the used green leaf volatiles might have beneficial effects on gut health by regulating beneficial bacteria and inhibiting pathogenic bacteria. In vitro and in vivo trials investigating the effects of green leaf volatiles on the mixed cultures of intestinal bacteria will contribute to the elucidation of the subject.