Yazarlar : Prof. Dr. Renate Klöcking & Dr. rer. nat. Bjorn HelbigInstitute for Antiviral Chemotherapy, Friedrich Schiller University, Jena, Germany
1- Takdim.
Doğadaki en büyük karbon rezervlerinden birini oluşturan hümik maddeler birçok değişik kaynaktan meydana gelebilmektedir. Örneğin, hümik maddeler mikroorganizmalardaki biyosentetik yolların bitiş ürünleri, bitkilerdeki değişim ve bozulma ürünleri ile kahve kavurma gibi kavurma işletmelerinde meydana gelen polimerler olarak oluşabilmektedir. Şaşırtıcı olarak, hümik maddelerin yüksek UV emmesinden sorumlu olan kahverenklerinin yanı sıra, hümik maddelerin polimerleri birçok özelliklere sahiptir. Düşük moleküler ağırlıklı organiklerle ve inorganik bileşiklerle olduğu kadar diğer biyopolimerlerle reaksiyona girme ve metallerle şelat kompleksleri oluşturabilme kabiliyeti buna örnek verilebilir. Birçok değişik parçalardan oluşan yapısı, karboksil ve hidroksil grupların komşuluğu, indirgeme-oksitleme ve çözme-birleştirme potansiyelleri hümik maddelerin birçok önemli özelliklerinden bazılarıdır. Bu durum, hümik maddelerinin dünya yüzeyinin önemli biyojeokimyasal parçası olduğunu göstermeğe yetmektedir. Bu maddelerin geleneksel kullanımı olan yakıt ve organik gübrenin yanı sıra, hümik maddeler tıbbi malzemeler için hammadde ve ayrıca özel endüstriyel ürünlerin sentezlenmesinde başlama materyalidirler.
Bu bölümde hümik maddelerin tıbbi ve veterinerlik uygulamaları üzerine odaklanacağız. Bunu çevre sağlığının birçok mülahazalarını bir tartışma ile izleyeceğiz. Son olarak, hümik maddeler türü alışılmışın dışında biyopolimer hazırlamanın ihtimalleri ve onların potansiyel kullanımı ile uygulamaları üzerine ileriye bir bakış yapıcağız.
2- Tarihsel özeti.
Turbanın (peat) çamur terapisi (balneoterapi) olarak kullanımı, hümik asitlerin en önemli tıbbi uygulamasını hacmine, geniş alanda tedavi edici özelliğine ve geleneğe bağlı olarak göstermektedir. Hümik maddece zengin olan ağırlıklı çürümüş orman turbası, çamurun faydasını bilen yerlilerince Babil’de ve Roma imparatorluğunda çok uzun zaman önce tedavi amaçlı kullanılmıştır (Priegnitz, 1986). Sağlık kliniklerinin spesiyalitesi olarak çamur banyoları 19 cu yüzyılın başlarında Avrupa’da önerildi. Çamur tedavisi için geleneksel uygulamalar jinekolojik ve romatizmalı hastalıklar olmuştur (Baatz, 1988; Kleinschmidt, 1988; Kovarik, 1988; Lent, 1988). Turba hamuru içeren çamur banyolarının yanı sıra, içme kürleri kadar askıda turba malzemeli banyolar daha sonraları özellikle gastrit, bağırsak veya karaciğer hastalıklarında uygulanmıştır (Kallus, 1964). Almanya’da sağlık kliniklerinde sıkça önerilen turba tedavisi uygulamaları Tablo 1’de özetlenmiştir.
Bu uygulamalar değişik kas-iskelet, jinekolojik ve deri rahatsızlıklarını içermektedir. Kötü huylu tümörler kadar akut iltihaplar ve enfeksiyona bağlı rahatsızlar kontrendikasyonlar olarak dikkate alınmaktadır. Yüksek sıcaklıktaki turba tedavisinin ilk etkisi, emsalsiz derin hipertermidir (aşırı vücut ısısı). Bu ısı kan sirkülasyonunu ve tedavi edilen hastanın tekrar yenilenme işlemini geliştirmektedir. Derin sıcaklık çamur banyosunun özel fiziksel yoğunluğu ile meydana getirilmektedir. Düşük sıcaklıklı turba terapisi için tedavi edici etkiler rapor edilinceye kadar (Balasheva ve Gadzhi, 1971), hümik maddeler (ve muhtemelen diğer kimyasal bileşikler) hem kimyasal ve hem de biyolojik etkileri ile iyileştirme gücüne katılması ciddi olarak önerilmiştir. Son çalışmasında Bellometti et al. (1997), osteoartrit (kıkırdağın ilerleyen bozulması ile karakterize edilen romatizmal bir hastalık) üzerine çamur banyosu terapisinin olumlu etkisini gösterebilmiştir. Turba tedavisinin, interlukin-1 (IL-1) ve tümör nekroz faktörü alfa (TNF-a) gibi iltihap işaretleyicilerinin seviyesi kadar, kondrosit (kıkırdak hücresi) yapısını etkilediği gösterilmiştir. Iubitskaia ve Ivanov (1999), osteoartrit hastalarının balneoterepiye ilave hümik asit katkısını açıkça göstermişlerdir. Turba yerine sodyum humat kullanmanın ağrı giderici, iltihap giderici ve yağ hafifletici etkilerini ortaya koymuşlardır. Ayrıca, hümik asitin düşük konsantrasyonu ve diğer çamur faktörlerinin etkilerinin kaybolması nedenleri ile sodyum humat işlemlerinin hastalarca iyi tolere edildiği ispatlanmıştır.
Çamur banyosu yapılırken hastaya verilen hümik maddelerinin ne dereceye ve ne kadar olduğu sorusu halen cevap beklemektedir. Sıcaklık, iyonik mukavemet ve pH değeri gibi uygulama şartlarının çamur terapisinin gücünü etkilediği düşünülmektedir.
3- Tıptaki uygulamaları ile hümik maddelerin farmakolojik etkileri.
Turba tedavisi ile yapılan dikkate değer olumlu tecrübelere rağmen, turba bileşenlerinin farmakolojik ve psikolojik etkilerinin elverişliliği hakkında sadece sınırlı bilgiler mevcuttur. Fakat, hümik maddelerin biyolojik etkilerinin tarafımızdan anlaşılması son on yıl boyunca ciddi olarak artmıştır. Bu biyolojik etkilere anti-viral aktivite, kanın koagulasyonu ve fibrinolizi üzerine etkileri, östrojenik aktivite ve çevresel olarak zararlı maddelerle toksikolojik bakımdan reaksiyonu sayılabilir. Bu bölümde hümik asitlerin tedavi edici kullanımları hakkındaki etkilerini tartışacağız.
3.1- Anti-viral aktivite (virüs yok edici özelliği).
Hümik maddelerin anti-viral etkileri üzerine çalışmalar, tavuk gübresi içeren turba tozu vasıtası ile oluşan ayak ve ağız hastalıklarına karşı başarılı mücadeleden sonra başlatılmıştır (Schult, 1962, 1965). Başlangıç olarak Koksaki A9 virüs (Enterovirüs cinsinden RNA virüsüdür. Üst solunum yolu ve gastrointestinal sistem yolu ile girer. Mukozo ve mukozo altı lenfoit dokuyu enfekte eder. İnsan tek doğal kaynaktır. A ve B tipleri vardır. Koksaki A el-ayak-ağız hastalığı, yeni doğan ishali gibi problemler yapar.), grip A virüs ve herpes simpleks virüs (HSV-1) (Sinir hücrelerine yerleşen bu virüs, birçok insanda görülen uçuk sebebidir. Bağışıklık sisteminin zayıfladığı durumlarda etkin hale geçer. Uçuk virüsü, bulaşıcıdır. Gelişimini baskılamak üzere uçuğun ilaçla tedavisi mümkündür. Uçuk virüsü, 180-250 nm boyundadır. Genetik materyali DNA'dan oluşur. İnsanların %80 inin hayatlarında en az bir kez uçuk geçirdiği araştırmalarla görülmüştür.) ile yapılan in vitro (canlı organizmanın dışındaki suni ortam) çalışmaları, hem açık hem de zarflı DNA virüslerine karşı hümik maddelerin etkili olduğunu ortaya koymuştur (Klöcking ve Spröbig, 1972, 1975; Thiel et al., 1977). Polifenolik bileşiklerden elde edilen sentetik hümik asitler için de aynı durum geçerlidir. Hatta bazı durumlarda doğal hümik asitlere nazaran etkileri daha fazladır (Thiel et al., 1976, 1981; Klöcking et al., 1983; Eichhorn et al., 1984; Hils et al., 1986). Anti-viral olarak en çok etkili olan sentetik polimerlerden biri, kafeik asitin oksidasyon ürünüdür (KOP). KOP’un in vitro’da HSV-1 üzerindeki etkisi, doğal olarak oluşan turba hümik asiti ile kıyaslanarak Şekil 1’de gösterilmektedir. Daha gelişmiş araştırmalar hümik asit türü polimerlerin HIV-1, HIV-2, sitomegalovirüs (CMV) ve vaccinia virüsünü önlediğini teyit etmişlerdir (Schols et al., 1991; Neyts et al., 1992). Poliovirüs tip 1, Semliki orman virüsü, parainfluenza virüsü tip 3, reovirüs tip 1 ve Sindbis virüs türlerine karşı herhangi önleyiciliği bulunamamıştır.
Adenovirüs tip 2 ve ECHO virüs tip 6 doğal hümik asitlere ya az tepki göstermiş veya hiç göstermemiştir. Tablo 2’de hümik asit ile benzeri polimerlerin yarı-maksimum anti-HSV-1 inhibe konsantrasyonu (IC50) ve yarı-maksimum sitotoksik konsantrasyonları (CC50) özetlenmiştir.
Hümik asit ve benzeri sentetik polimerlerin herpesvirüsün çoğalmasının erken safhası üzerindeki etkileri hayvan deneyleri ile teyit edilmiştir. HSV-1 enfekteli tavşanın kornea tabakasındaki yara sayısı hümik asit benzeri polimer olan KOP (%1) çözeltisi, enfekte ajanından hemen sonra göz kapakçığına uygulandığı zaman ciddi olarak azalmıştır. Fakat, KOP, 1 ve 24 saat sonra uygulamanın ardından yaranın gelişimi üzerine herhangi bir etkisi olmamıştır (Klöcking et al., 1994). Bugün ki ilgi ise hümik asit tipi maddelerin nüks eden HSV enfeksiyonu üzerine profilaktik etkisine yoğunlaşmıştır. KOP’un yüzeysel uygulaması deneysel olarak, fare kulağında önemli ölçüde yayılmış olan herpesi, mekanizması tam olarak açıklanmasa da, ya tamamen bastırmış veya azaltmıştır (Dürre ve Scindler, 1992).
Hidrokuinondan sentezlenmiş düşük moleküllü hümik asit benzeri bir polimer (HS 1500 Mol. Ağ. = 1500 dalton) kuvvetli biçimde in vitro HIV-1’i engellemiştir (Schneider et al. , 1996). Aksiyonun mekanizması üzerine çalışmalar konakçı hücreler içine giren virüsü anti-HIV-1 hareketinin hedefi olarak ortaya çıkarmıştır. HS 1500, Draize’e göre göz tahrişini içeren ön klinik testlerin bir panelini geçmiştir. Hassasiyet ve tahriş edici etkileri %10 hümik asite kadarki konsantrasyonlarda ölçülememiştir (Wiegleb et al., 1993; Lange et al., 1996a,b). Euphorbiacae şurubundan özümlenen SP-303, anti-viral özellik gösteren bir başka fenolik polimerdir. Bu polimer parainfluenza virüsü tip 1, solunum syncytial virüsü, grip A ve B virüsleri gibi virüslerin solunumlarını engellemektedir (Gilbert et al., 1993; Wyde et al., 1993). Kan yuvarlarının birleştirilmesi (hemagglutinasyon) ve diğer çalışmalar göstermiştir ki SP-303 en azından kısmi olarak virüsle doğrudan veya konakçı hücrenin yağ zarları ile etkileşim göstererek virüsleri hareketsiz kılmaktadır. Anti-viral konsantrasyondaki SP-303 interferonu (hücrelerin virüslere karşı oluşturdukları özel savunma maddesi) uyarmamış veya virüs yapışmasını önlememiştir. Fakat, konakçı hücreler içine RSV girişini yok etmiştir. Grip A/HK virüsü enfekte edilmiş fareye ve RSV enfekteli pamuk tavşanlarına karşı küçük partiküllü aerosol şeklinde verilen SP-303 (0,5-9,4 mgr/kg/gün) 3-4 gün boyunca farelerin ömürlerini uzatmıştır. Birlikte alınımında sonuçlar göstermiştir ki hümik maddeler viral hastalıkların tedavisinde terapatik kullanımdan ziyade profilaktik (hastalıktan koruyucu) kullanımı adaylara ümit vermektedir.
3.2- İltihap giderici etkisi.
Turba terapisinin değişik iyileştirme etkileri hümik maddelerin iltihap giderici hareketine dayandırılmıştır. Taugner (1963) tavşan patisindeki ödem modelinde göstermiştir ki sodyum humat ciddi olarak tedavi uygulanmayan kontrol denekleri ile kıyaslandığında değişik ödemlerin gelişimini engellemiştir. Klöcking et al. (1968) tarafından aynı modelde bulunduğu üzere, turba suyundan ayrıştırılan amonyum humat sodyum humatın iltihap giderici etkisini geçmiştir. Ayrıca, asetilsalisilik asit ve aminofenazondan amonyum humatın etkisi iki kat daha fazladır. Amosova et. al. (1990), Tambukan terapatik çamurundan elde ettiği hümik asitin biyolojik aktivasyonunu incelerken hümik asitin (10 mg/kg) iltihaplanma fazlarından olan eksudayı (%44 ile) ve proliferasyonu (%50-55 ile) bastırdığını bulmuştur.
Hümik maddelerin iltihap giderici etkisi inandırıcı bir biyokimyasal açıklama ile desteklenmiştir. Schewe et. al. (1991) tarafından gösterildiği üzere, doğal olarak oluşan hümik asit ve daha çok sentetik hümik asit benzeri polimerler arachidonik asitin (AA) lipoksijenaz gidiş yolunu önlemiştir. AA hücre zarının ayrılmaz bir parçasıdır. Ayrıca, AA leukotriene, thromboxane ve prostacyclin gibi eicosanoid temelli iltihap aracılarının sentezi için substrattır. Son zamanlarda değişik birçok sentetik hümik asit benzeri polimer kadar sodyum humat da insan promonositik U937 hücrelerinin ısı ile (42°C, 6 saat) AA salınımını bastırmak için kullanılmıştır (Dunkelberg et al., 1997; Klöcking et al., 1997). AA salınımının engellenmesi 3,4-DHPOP (%96) ve 3,4-DHTOP (%92) polimerlerinin zehirli olmayan konsantrasyonu ile (20 mg/mL) tedavi edilen hücrelerde çokça telaffuz edilmiştir. CHOP, sodyum humat, KOP ve BOP %65-90 oranında membran zararından hücreyi korumuşlardır. Bu bulgular hümik asit tipi maddelerin zar koruyucu aktiviteleri için bir gösterge olabilmektedir. 5-lipoksijenaz enziminden farklı olarak, fosfolipaz A2 (domuz pankreası), AA kademesinin anahtar enzimini sınırlayan oranı, kuvvetli biçimde düşük hümik asit konsantrasyonunda (0.1-1 mg/mL) aktive edilmiştir. Yüksek hümik asit konsantrasyonlarında ise ya normalize olmuştur veya yavaşça engellenmiştir (Klöcking et al., 1999).
Şekil 2, hidrokafeik asitin oksidasyon ürünü olan HYKOP için doz-tepki eğrisinin tipik konsantrasyona bağlı durumunu göstermektedir. Doz-tepki eğrisinin şekli, PLA2 aktivitesi üzerinde düzenleyici bir etki elde etmek için hümik maddeleri önermektedir. İltihap üzerinde hümik maddelerin değişik moleküler ağırlıklarının etkisi hakkında çok şey bilinmemektedir. Ön-iltihap aktivitesi, sentetik düşük moleküler ağırlıklı HS 1500 (1500 Dalton ağırlığındaki hümik maddeler) ile birleştirilerek bulunmuştur. HS 1500 TNF-a’ya benzeyen insan nütrofillerini hareke geçirmektedir. (Zeck-Kapp et. al., 1991). Liang et. al. (1998), tavşan eklemsel kondrositlerini araştırırken ticari Aldrich hümik asitlerinin (100-500 mg/mL) etil asetat fraksiyonunun bir engelleyici etkisi olduğunu göstermiştir. Hücre yaralanmaları, öncelikle H2O2’ye dönüştürülen üretiminin bir sonucu olduğuna inanılmıştır. Bunun sonucu olarak, hücre nekrozu ile izlenen yağ peroksidasyonu başlatılmaktadır.
Elektron verici-alıcı sistemi olarak hümik maddelerin fonksiyonuna istinaden Jurcsik (1994) hümik maddelerin tavrını ‘tamponlama etkisinin’ sonucu olarak değerlendirmiştir. Bu şu anlama gelmektedir; hümik asitler aktif oksijeni bağladıkları kadar onu üretebilme kabiliyetine de sahiptir. Kanserli hücrelerin öldürülmesi ve yara iyileştirilmesi üzerinde hümik maddelerin tatmin edici etkisi için bu düzenleyici sistemin önemli olduğu farz edilmiştir (Jurcsik 1994).
3.3- Kan koagülasyonu ve fibrinoliz üzerine etkisi.
İkincil yapışmaları ve tekrarlanan yumurtalık kapanmalarını önlemek için ameliyat sonrası bakım kadar döl yatağı borusu ve yumurtalığa ait iltihaplardan sonra füzyon terapisi ve hastalık gelmeden yapılan bakım turba terapisinin önemli tedavi şekillerindendir. Füzyona (kaynama), fibrinin çözünebilir fibrine bozulmasını ameliyat sonrası olarak azaltılması ile neden olunmaktadır. Karnı yarılmış tavşanlarda Mesrogli et. al. (1988) tarafından gösterildiği üzere turba özütlerinde ameliyat sonrası banyolar, turba hamuru veya hümik asit açık bir yapışma-önleme etkisine sahiptir. Bu etkinin muhtemel açıklaması, doku tipi plasminojen aktivatörünün (t-PA) hümik asitlerin neden salıverme sebebi ile aktifleşmiş fibrin bozulması olabilir. t-PA antitrombotik (kanın pıhtılaşmasını engelleme) müdafaa mekanizmasının düzenleyicisi olarak kabul edilmektedir. t-PA plasmonojeni plasmine dönüştürmektedir. Bu durum da çözünmez fibrini çözünebilir fibrinojen ürünlerine bölmektedir (Klöcking, 1991). Buna ilaveten, hümik asit, koagülasyon enzimi thrombini engellemektedir. Böylece, fibrinojenden fibrin monomeri oluşumunu bastırmaktadır (Klöcking, 1994; Klöcking, 1999). Diğer polianyonik bileşiklerle kıyaslandığında (heparin, pentosanpolisulfat), hümik asitlerin antikoagulant etkisi daha az ifade edildiği bulunmuştur.
3.4- Östrojenik etkisi.
Aschheim ve Hohlweg (1933) tarafından turbanın bitümen kısımlarındaki östrojenik maddelerinin ilk olarak belirlenmesinden bu yana, östrojenik maddelerin doğasını tanımlayan teşebbüsler yapılmıştır. Steroid hormonların turbanın colpotropik (vajinal ve servikal-rahim epitelyası) etkisinden sorumlu olduğu varsayımı kimyasal analizlerle ciddi olarak teyit edilmiştir. Sonuç olarak, turbanın östrojenik aktivitesine, çözünebilir yağ hormonlarının ilavesi ile, diğer turba bileşiklerinin katkısının olup olmadığı sorusu akla gelmektedir. ICR’daki (USA Kanser Araştırma Enstitüsü) fareleri kısırlaştırma çalıştırmaları hem doğal turba hümik asitleri ve hem de sentetik hümik asit benzeri polimerler Allen-Doisy testinde pozitif olduğunu göstermiştir (Klöcking, 1992). Sodyum humatın östrojenik aktivitesi estriol (gebe kadın idrarında bulunan östrojenik bir madde) standart testinde 1/3000 olduğu tespit edilmiştir. Kuru turbanın hümik asit içeriğine işaret ederek, bataklık turbasının östrojenik aktivitesinin 5000 kez daha yüksek olduğu varsayılmıştır. Turbanın östrojenik aktivitesinden sorumlu kısımlarının tartışması sürmesine rağmen sonuçlar, hümik asitin -deriye geçiş yapabilen sağlanmıştır- turbanın östrojenik etkisine katkısı olabileceğini önermiştir. Bu bulgular, ayrıca, hümik maddelerin dermatoloji ve kozmetikte kullanımı için ipuçlarına sahip olduğunu göstermektedir.
4- Hümik maddelerin veterinerlik-tıbbi uygulamaları.
Veterinerlik hekimliğinde hümik maddeler, küçük hayvanlarda gastro-intestinal (mide-barsak) hastalıkları öncesi ve tedavisinde başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Ayrıca, hümik maddeler zehirlenmeleri önlemek için antidote (panzehir) olarak verilmiştir (Kühnert et al., 1989). Gastro-intestinal bölgede zehiri absorplamak üzere muhtemelen metabolize etmek ve bağlamak için hümik asitler, 3-5 gün boyunca ağız yolu ile %20-30 sulu çözelti veya 0.5-1.0 g/kg günlük iki dozda suspanse olarak verilmiştir (Kühnert et al., 1977). Rıdvan (1977) tarafından gözlenildiği üzere, %0.1’lik hümik asit konsantrasyonu önemli ölçüde farelerde kurşun ve kadmiyumun içeri alınmasını azaltmıştır. Sonuçta da ağır metal zehirlenmesi minimize edilmiştir. Fare deneyleri göstermiştir ki ağız yolu ile alınan kurşun humat, kurşun asetattan daha az zehirli olmuştur (Klöcking, R., 1980). Aynı bileşiklerin parenteral (barsak dışındaki uygulamaların tümü) tatbiklerin olumsuz sonuçları elde edilmiştir. Açıkçası, uygulama şekli hümik maddelere bağlanan metalin zehirli olup olmadığına karar vermede önemli bir faktördür.
5- Hümik maddeler ve çevre sağlığı.
5.1- Mutajenlik
Hümik maddelerin doğada genişçe yaygın olması ve yüzey suyunda bulunmasından dolayı onların genotoksik (genlerin zehirlenmesi) potansiyeli üzerine yapılan çalışmalar doğrulanmıştır. Özellikle, hümik maddeler içeren içme suyundaki ozonlaşma ve klorlamamın yan ürünlerinin bakteriyel gen zehirlenmesi testlerinde oldukça aktif olduğu bilinmektedir (Meier et al.,1987; Meier, 1988). İçme suyu numunelerine taşınan mutagenik çalışmalar göstermiştir ki MX (3-kloro-4-diklorometil-5-(5H)-furanone), tespit edilen mutasyonun %20’sinden sorumlu olan temel klorlanmış ürünlerden biridir (Holmborn, 1984; Kronberg et al., 1985, 1991). Fakat, in-vivo (yaşayan dokular üzerinde) mutasyonluk testleri, özellikle furanonların kararsızlığı ve güçlü reaksiyona girme durumları sebebi ile çelişkili sonuçlar sunmuştur (Dayan, 1993). Furanonlar ayrıca gıdalarda da olmaktadır. Burada temelde furanonlar ısıtma boyunca şekerler ve amino asitler arasındaki Maillard reaksiyonlarının bir sonucu olarak görülmektedirler. Ayrıca, onlar meyvelerin tozlarında ve insanlar için gerekli bir anti-oksidant gıda maddesi (askorbik asit, vitamin C) olarak önemli rol oynamaktadırlar (Colin-Slaughter, 1999). Furanonların bakterilere karşı mutajenik olmasına ve laboratuar hayvanlarında DNA’ya zarar vermesine rağmen bu maddeler, pratikte, azoksimetan veya benzo[a]piren gibi bilinen kanser azaltıcı maddelerle işlenen hayvan diyetlerindeki etkili anti-karsinojen ajanlardır. Ayrıca, Cozzi et. al (1993), De Simone (1993) ve Ferrara et al. (2000) tarafından hümik asitlerin mutajenik aktivitesinin olmadığının delili rapor edilmiştir.
5.2- İyonlaştırıcı ışınlamaya karşı koruma
Oris et al. (1990), 1 ila 7 mg/mL oranındaki çözünmüş hümik maddelerinin önemli düzeyde balıkta (pimephales promelas) ve planktonik kabuklularda (daphnia magna) akut biçimde foto olarak harekete geçirilmiş zehirliliği azaltmıştır. Bu olay çözünmüş hümik maddelerle solar UV radyasyonunun aktif dalga boylarının zayıflatılması ile açıklanmıştır.
Dişi Wistar tavşanlarında dış vücudun tamamının 60Co gamma ışınlaması ile neden olunan yaralanmaya hümik asitlerin koruyucu bir etkisi World Patent Application (WO 9858655) rapor edilmiştir. Topografik (yöresel) ve paleobotanik (fosil bitkileri) nitelenmesi ile standart hale getirilmiş 3000 ila 7000 yıllık bataklık turbasından hümik asitler ekstrakte edilmiştir. Buradan yapılan hümik asit çözeltisi (240 mg/hayvan/gün), ışınlamadan (7 Gy) önce 7 günlüğüne ve bunu takiben aynı dozda ışınlamadan sonra 4 hafta ilave ederek 190-220 gram canlı ağırlıktaki dişi Wistar tavşanlarına midelerine boru sokularak (tübaj) uygulanmıştır. Hümik asit uygulanan hayvanlarda kan hücrelerinin oluşması (hemopoietik) sisteminde herhangi bir yaralanma olmamıştır. Hümik asitlerin düşük dozları (90 mg/hayvan/gün) ayrıca etkili olmuştur. Hümik asit içeren preperat, kaza sonucu ortaya çıkan radyasyon etkileri vakıalarında kan hücrelerinin oluşması (hemopoietik) sisteminin yenilenmesini ve muhtemelen kemoterapi nedeni ile oluşan yaralara karşı hafifletmeyi amaçlamıştır.
60Co gammanın ölümcül dozları ile ışınlamasını izleyen 5-10 dakikada mongrel deney tavşanlarına tek doz olarak verilen sodyum humatın tedavi edici etkisi 60 gün sonra hayvanların %43’ünü yaşamasına neden olmuştur (Pukhova et al., 1987).
Radyasyonun neden olduğu yaralara karşı koruma ve doku yenilenmesi üzerine destekleyici etkisine ilaveten, hümik asitler dolaylı olarak, örneğin, polisiklik aromatik hidrokarbonların foto-aktivasyonu önlemesi ile zehirlemeyi önleyici etkiler göstermektedir. Nikkila et al. (1999) tarafından gösterildiği üzere, hümik asitler doza bağımlı biçimde planktonik kabuklulara (daphnia magna) UV-B-ışınlanmış pirenin (pyrene) zehirliliğini azaltmıştır. Bu etki, su içine ışığın girişinin azalarak kaybolması ile çözünmüş pirenin foto-modifikasyonda azalması nedeni ile olacağı varsayılmıştır.
5.3- Blackfoot Hastalığı
Yeşilimsi-mavi flüoresan (ışık çıkaran) hümik maddeler ve/veya arseniğin yoğun konsantrasyonunu içeren artezyen içme suyu Blackfoot hastalığının (BDF) etiolojik faktörlerinden biri olarak işaret edilmektedir. Bu problem bölgesel olarak (endemik) Tayvan’ın güney-batı sahilinde olmaktadır (Lu, 1990). Tıbbi olarak, BFD damarın dış yüzey bozukluğudur. Belirtileri arterio-sclerosis obliteransa (iskemik kutanöz ülser, kangren, alopesiye neden olan atrofik değişiklikler, kalın veya istrofik ayak tırnağı değişiklikleri ve deride soğuklukla seyreden obstrüktif arteriyel hastalıktır) ve thrombotik vaskülopatiye (damarda kanın pıhtılaşması sonucu iltihaplanma derecesi düşük damar duvarı bozukluğu) benzemektedir. Bu hastalık deneysel olarak farede en az 10 gün kullanımda günlük dozu 5 mg/20 gr canlı ağırlıkta ışık geçiren hümik maddeleri vererek harekete geçirilmiştir. Bu hastalığın patojeni tam olarak henüz tespit edilmemiştir. Saflaştırılmış ticari hümik asit ile yapılan in-vitro çalışmaları 50-100 mg/mL hümik asit konsantrasyonunda, muhtemelen oksidatif stresin yenilenmesi sebebi ile, insan eritrositlerini yok ettiğini ortaya çıkarmıştır (Cheng et al., 1999). Son olarak, Gau et. al. (2000), hümik asitle ön tedavi yapılmış insan göbeğine ait toplardamar endotelyal hücrelerde harekete geçirilmiş NF-kB tanımlı lipo-polisakkaritin engellenmesini göstermiştir.
6- Perspektif
İnsan sağlığı kalitesinde hümik maddelerin etkisi, gelecek araştırma çalışmalarının en önemli maddesi olarak artan bir biçimde farkına varılmaktadır. Moleküler yapıda ve hareket mekanizmasında amaç edilen hümik madde araştırmaları fizik, analitik, çevre, gıda, hücre biyolojisi, moleküler genetik, eczacılık ve zehir bilimi gibi farklı alanlarda özelleştirilmiş çalışmaları ihtiva etmektedir.
Bu çalışmada altı çizildiği üzere, hümik maddelerin doğal olarak oluşan bir kısmı veya sentetik olarak hazırlanmış biopolimerleri bir hayli etkili ilaç potansiyeline sahiptir. Sonuç olarak, balneoterapide (çamur tedavisi) ve veteriner hekimlikte turbanın klasik kullanımına ilaveten gelecekte sentetik hümik asit benzeri polimerler kadar izole edilmiş hümik maddelerin uygulaması ciddi bir rol oynayabilir. Anti-viral olarak aktif ajanlar, ağır metal bağlayıcı bileşikler, zehirli kimyasalları bağlayıcı ve iyonize olan ışınlamaya karşı koruyucu maddeler gibi özel fonksiyonlara yöneltilen hümik asit benzeri maddeler içine konulabilecek bir çok fenolik maddeler vardır. Fakat, hümik maddelerin tedavi edici maddeler olarak kullanımı farmakolojik bağlamında ispat edilmiş tesir, zehir bilimi açısından güvenlik standartları ve açıkça izah edilmiş kullanılacak preperatın kimyasal içeriği üzerine büyük ihtiyaçlar duyulmaktadır.
Orantılı olarak bir tek basit başlayıcı (monomer) maddeden oluşturulan sentetik hümik asitlerin kimyasal yapısını açıklamak yakın gelecek için önemli bir hedef olmaktadır. Sonuçlar, kesinlikle, doğal hümik maddelerin sağlık konusunda karma-karmaşık araştırılmasını kolaylaştıracak ve tetikleyecektir.
1- Takdim.
Doğadaki en büyük karbon rezervlerinden birini oluşturan hümik maddeler birçok değişik kaynaktan meydana gelebilmektedir. Örneğin, hümik maddeler mikroorganizmalardaki biyosentetik yolların bitiş ürünleri, bitkilerdeki değişim ve bozulma ürünleri ile kahve kavurma gibi kavurma işletmelerinde meydana gelen polimerler olarak oluşabilmektedir. Şaşırtıcı olarak, hümik maddelerin yüksek UV emmesinden sorumlu olan kahverenklerinin yanı sıra, hümik maddelerin polimerleri birçok özelliklere sahiptir. Düşük moleküler ağırlıklı organiklerle ve inorganik bileşiklerle olduğu kadar diğer biyopolimerlerle reaksiyona girme ve metallerle şelat kompleksleri oluşturabilme kabiliyeti buna örnek verilebilir. Birçok değişik parçalardan oluşan yapısı, karboksil ve hidroksil grupların komşuluğu, indirgeme-oksitleme ve çözme-birleştirme potansiyelleri hümik maddelerin birçok önemli özelliklerinden bazılarıdır. Bu durum, hümik maddelerinin dünya yüzeyinin önemli biyojeokimyasal parçası olduğunu göstermeğe yetmektedir. Bu maddelerin geleneksel kullanımı olan yakıt ve organik gübrenin yanı sıra, hümik maddeler tıbbi malzemeler için hammadde ve ayrıca özel endüstriyel ürünlerin sentezlenmesinde başlama materyalidirler.
Bu bölümde hümik maddelerin tıbbi ve veterinerlik uygulamaları üzerine odaklanacağız. Bunu çevre sağlığının birçok mülahazalarını bir tartışma ile izleyeceğiz. Son olarak, hümik maddeler türü alışılmışın dışında biyopolimer hazırlamanın ihtimalleri ve onların potansiyel kullanımı ile uygulamaları üzerine ileriye bir bakış yapıcağız.
2- Tarihsel özeti.
Turbanın (peat) çamur terapisi (balneoterapi) olarak kullanımı, hümik asitlerin en önemli tıbbi uygulamasını hacmine, geniş alanda tedavi edici özelliğine ve geleneğe bağlı olarak göstermektedir. Hümik maddece zengin olan ağırlıklı çürümüş orman turbası, çamurun faydasını bilen yerlilerince Babil’de ve Roma imparatorluğunda çok uzun zaman önce tedavi amaçlı kullanılmıştır (Priegnitz, 1986). Sağlık kliniklerinin spesiyalitesi olarak çamur banyoları 19 cu yüzyılın başlarında Avrupa’da önerildi. Çamur tedavisi için geleneksel uygulamalar jinekolojik ve romatizmalı hastalıklar olmuştur (Baatz, 1988; Kleinschmidt, 1988; Kovarik, 1988; Lent, 1988). Turba hamuru içeren çamur banyolarının yanı sıra, içme kürleri kadar askıda turba malzemeli banyolar daha sonraları özellikle gastrit, bağırsak veya karaciğer hastalıklarında uygulanmıştır (Kallus, 1964). Almanya’da sağlık kliniklerinde sıkça önerilen turba tedavisi uygulamaları Tablo 1’de özetlenmiştir.
Bu uygulamalar değişik kas-iskelet, jinekolojik ve deri rahatsızlıklarını içermektedir. Kötü huylu tümörler kadar akut iltihaplar ve enfeksiyona bağlı rahatsızlar kontrendikasyonlar olarak dikkate alınmaktadır. Yüksek sıcaklıktaki turba tedavisinin ilk etkisi, emsalsiz derin hipertermidir (aşırı vücut ısısı). Bu ısı kan sirkülasyonunu ve tedavi edilen hastanın tekrar yenilenme işlemini geliştirmektedir. Derin sıcaklık çamur banyosunun özel fiziksel yoğunluğu ile meydana getirilmektedir. Düşük sıcaklıklı turba terapisi için tedavi edici etkiler rapor edilinceye kadar (Balasheva ve Gadzhi, 1971), hümik maddeler (ve muhtemelen diğer kimyasal bileşikler) hem kimyasal ve hem de biyolojik etkileri ile iyileştirme gücüne katılması ciddi olarak önerilmiştir. Son çalışmasında Bellometti et al. (1997), osteoartrit (kıkırdağın ilerleyen bozulması ile karakterize edilen romatizmal bir hastalık) üzerine çamur banyosu terapisinin olumlu etkisini gösterebilmiştir. Turba tedavisinin, interlukin-1 (IL-1) ve tümör nekroz faktörü alfa (TNF-a) gibi iltihap işaretleyicilerinin seviyesi kadar, kondrosit (kıkırdak hücresi) yapısını etkilediği gösterilmiştir. Iubitskaia ve Ivanov (1999), osteoartrit hastalarının balneoterepiye ilave hümik asit katkısını açıkça göstermişlerdir. Turba yerine sodyum humat kullanmanın ağrı giderici, iltihap giderici ve yağ hafifletici etkilerini ortaya koymuşlardır. Ayrıca, hümik asitin düşük konsantrasyonu ve diğer çamur faktörlerinin etkilerinin kaybolması nedenleri ile sodyum humat işlemlerinin hastalarca iyi tolere edildiği ispatlanmıştır.
Çamur banyosu yapılırken hastaya verilen hümik maddelerinin ne dereceye ve ne kadar olduğu sorusu halen cevap beklemektedir. Sıcaklık, iyonik mukavemet ve pH değeri gibi uygulama şartlarının çamur terapisinin gücünü etkilediği düşünülmektedir.3- Tıptaki uygulamaları ile hümik maddelerin farmakolojik etkileri.
Turba tedavisi ile yapılan dikkate değer olumlu tecrübelere rağmen, turba bileşenlerinin farmakolojik ve psikolojik etkilerinin elverişliliği hakkında sadece sınırlı bilgiler mevcuttur. Fakat, hümik maddelerin biyolojik etkilerinin tarafımızdan anlaşılması son on yıl boyunca ciddi olarak artmıştır. Bu biyolojik etkilere anti-viral aktivite, kanın koagulasyonu ve fibrinolizi üzerine etkileri, östrojenik aktivite ve çevresel olarak zararlı maddelerle toksikolojik bakımdan reaksiyonu sayılabilir. Bu bölümde hümik asitlerin tedavi edici kullanımları hakkındaki etkilerini tartışacağız.
3.1- Anti-viral aktivite (virüs yok edici özelliği).
Hümik maddelerin anti-viral etkileri üzerine çalışmalar, tavuk gübresi içeren turba tozu vasıtası ile oluşan ayak ve ağız hastalıklarına karşı başarılı mücadeleden sonra başlatılmıştır (Schult, 1962, 1965). Başlangıç olarak Koksaki A9 virüs (Enterovirüs cinsinden RNA virüsüdür. Üst solunum yolu ve gastrointestinal sistem yolu ile girer. Mukozo ve mukozo altı lenfoit dokuyu enfekte eder. İnsan tek doğal kaynaktır. A ve B tipleri vardır. Koksaki A el-ayak-ağız hastalığı, yeni doğan ishali gibi problemler yapar.), grip A virüs ve herpes simpleks virüs (HSV-1) (Sinir hücrelerine yerleşen bu virüs, birçok insanda görülen uçuk sebebidir. Bağışıklık sisteminin zayıfladığı durumlarda etkin hale geçer. Uçuk virüsü, bulaşıcıdır. Gelişimini baskılamak üzere uçuğun ilaçla tedavisi mümkündür. Uçuk virüsü, 180-250 nm boyundadır. Genetik materyali DNA'dan oluşur. İnsanların %80 inin hayatlarında en az bir kez uçuk geçirdiği araştırmalarla görülmüştür.) ile yapılan in vitro (canlı organizmanın dışındaki suni ortam) çalışmaları, hem açık hem de zarflı DNA virüslerine karşı hümik maddelerin etkili olduğunu ortaya koymuştur (Klöcking ve Spröbig, 1972, 1975; Thiel et al., 1977). Polifenolik bileşiklerden elde edilen sentetik hümik asitler için de aynı durum geçerlidir. Hatta bazı durumlarda doğal hümik asitlere nazaran etkileri daha fazladır (Thiel et al., 1976, 1981; Klöcking et al., 1983; Eichhorn et al., 1984; Hils et al., 1986). Anti-viral olarak en çok etkili olan sentetik polimerlerden biri, kafeik asitin oksidasyon ürünüdür (KOP). KOP’un in vitro’da HSV-1 üzerindeki etkisi, doğal olarak oluşan turba hümik asiti ile kıyaslanarak Şekil 1’de gösterilmektedir. Daha gelişmiş araştırmalar hümik asit türü polimerlerin HIV-1, HIV-2, sitomegalovirüs (CMV) ve vaccinia virüsünü önlediğini teyit etmişlerdir (Schols et al., 1991; Neyts et al., 1992). Poliovirüs tip 1, Semliki orman virüsü, parainfluenza virüsü tip 3, reovirüs tip 1 ve Sindbis virüs türlerine karşı herhangi önleyiciliği bulunamamıştır.
Adenovirüs tip 2 ve ECHO virüs tip 6 doğal hümik asitlere ya az tepki göstermiş veya hiç göstermemiştir. Tablo 2’de hümik asit ile benzeri polimerlerin yarı-maksimum anti-HSV-1 inhibe konsantrasyonu (IC50) ve yarı-maksimum sitotoksik konsantrasyonları (CC50) özetlenmiştir.
Hümik asit ve benzeri sentetik polimerlerin herpesvirüsün çoğalmasının erken safhası üzerindeki etkileri hayvan deneyleri ile teyit edilmiştir. HSV-1 enfekteli tavşanın kornea tabakasındaki yara sayısı hümik asit benzeri polimer olan KOP (%1) çözeltisi, enfekte ajanından hemen sonra göz kapakçığına uygulandığı zaman ciddi olarak azalmıştır. Fakat, KOP, 1 ve 24 saat sonra uygulamanın ardından yaranın gelişimi üzerine herhangi bir etkisi olmamıştır (Klöcking et al., 1994). Bugün ki ilgi ise hümik asit tipi maddelerin nüks eden HSV enfeksiyonu üzerine profilaktik etkisine yoğunlaşmıştır. KOP’un yüzeysel uygulaması deneysel olarak, fare kulağında önemli ölçüde yayılmış olan herpesi, mekanizması tam olarak açıklanmasa da, ya tamamen bastırmış veya azaltmıştır (Dürre ve Scindler, 1992).
Hidrokuinondan sentezlenmiş düşük moleküllü hümik asit benzeri bir polimer (HS 1500 Mol. Ağ. = 1500 dalton) kuvvetli biçimde in vitro HIV-1’i engellemiştir (Schneider et al. , 1996). Aksiyonun mekanizması üzerine çalışmalar konakçı hücreler içine giren virüsü anti-HIV-1 hareketinin hedefi olarak ortaya çıkarmıştır. HS 1500, Draize’e göre göz tahrişini içeren ön klinik testlerin bir panelini geçmiştir. Hassasiyet ve tahriş edici etkileri %10 hümik asite kadarki konsantrasyonlarda ölçülememiştir (Wiegleb et al., 1993; Lange et al., 1996a,b). Euphorbiacae şurubundan özümlenen SP-303, anti-viral özellik gösteren bir başka fenolik polimerdir. Bu polimer parainfluenza virüsü tip 1, solunum syncytial virüsü, grip A ve B virüsleri gibi virüslerin solunumlarını engellemektedir (Gilbert et al., 1993; Wyde et al., 1993). Kan yuvarlarının birleştirilmesi (hemagglutinasyon) ve diğer çalışmalar göstermiştir ki SP-303 en azından kısmi olarak virüsle doğrudan veya konakçı hücrenin yağ zarları ile etkileşim göstererek virüsleri hareketsiz kılmaktadır. Anti-viral konsantrasyondaki SP-303 interferonu (hücrelerin virüslere karşı oluşturdukları özel savunma maddesi) uyarmamış veya virüs yapışmasını önlememiştir. Fakat, konakçı hücreler içine RSV girişini yok etmiştir. Grip A/HK virüsü enfekte edilmiş fareye ve RSV enfekteli pamuk tavşanlarına karşı küçük partiküllü aerosol şeklinde verilen SP-303 (0,5-9,4 mgr/kg/gün) 3-4 gün boyunca farelerin ömürlerini uzatmıştır. Birlikte alınımında sonuçlar göstermiştir ki hümik maddeler viral hastalıkların tedavisinde terapatik kullanımdan ziyade profilaktik (hastalıktan koruyucu) kullanımı adaylara ümit vermektedir.
3.2- İltihap giderici etkisi.
Turba terapisinin değişik iyileştirme etkileri hümik maddelerin iltihap giderici hareketine dayandırılmıştır. Taugner (1963) tavşan patisindeki ödem modelinde göstermiştir ki sodyum humat ciddi olarak tedavi uygulanmayan kontrol denekleri ile kıyaslandığında değişik ödemlerin gelişimini engellemiştir. Klöcking et al. (1968) tarafından aynı modelde bulunduğu üzere, turba suyundan ayrıştırılan amonyum humat sodyum humatın iltihap giderici etkisini geçmiştir. Ayrıca, asetilsalisilik asit ve aminofenazondan amonyum humatın etkisi iki kat daha fazladır. Amosova et. al. (1990), Tambukan terapatik çamurundan elde ettiği hümik asitin biyolojik aktivasyonunu incelerken hümik asitin (10 mg/kg) iltihaplanma fazlarından olan eksudayı (%44 ile) ve proliferasyonu (%50-55 ile) bastırdığını bulmuştur.
Hümik maddelerin iltihap giderici etkisi inandırıcı bir biyokimyasal açıklama ile desteklenmiştir. Schewe et. al. (1991) tarafından gösterildiği üzere, doğal olarak oluşan hümik asit ve daha çok sentetik hümik asit benzeri polimerler arachidonik asitin (AA) lipoksijenaz gidiş yolunu önlemiştir. AA hücre zarının ayrılmaz bir parçasıdır. Ayrıca, AA leukotriene, thromboxane ve prostacyclin gibi eicosanoid temelli iltihap aracılarının sentezi için substrattır. Son zamanlarda değişik birçok sentetik hümik asit benzeri polimer kadar sodyum humat da insan promonositik U937 hücrelerinin ısı ile (42°C, 6 saat) AA salınımını bastırmak için kullanılmıştır (Dunkelberg et al., 1997; Klöcking et al., 1997). AA salınımının engellenmesi 3,4-DHPOP (%96) ve 3,4-DHTOP (%92) polimerlerinin zehirli olmayan konsantrasyonu ile (20 mg/mL) tedavi edilen hücrelerde çokça telaffuz edilmiştir. CHOP, sodyum humat, KOP ve BOP %65-90 oranında membran zararından hücreyi korumuşlardır. Bu bulgular hümik asit tipi maddelerin zar koruyucu aktiviteleri için bir gösterge olabilmektedir. 5-lipoksijenaz enziminden farklı olarak, fosfolipaz A2 (domuz pankreası), AA kademesinin anahtar enzimini sınırlayan oranı, kuvvetli biçimde düşük hümik asit konsantrasyonunda (0.1-1 mg/mL) aktive edilmiştir. Yüksek hümik asit konsantrasyonlarında ise ya normalize olmuştur veya yavaşça engellenmiştir (Klöcking et al., 1999).
Şekil 2, hidrokafeik asitin oksidasyon ürünü olan HYKOP için doz-tepki eğrisinin tipik konsantrasyona bağlı durumunu göstermektedir. Doz-tepki eğrisinin şekli, PLA2 aktivitesi üzerinde düzenleyici bir etki elde etmek için hümik maddeleri önermektedir. İltihap üzerinde hümik maddelerin değişik moleküler ağırlıklarının etkisi hakkında çok şey bilinmemektedir. Ön-iltihap aktivitesi, sentetik düşük moleküler ağırlıklı HS 1500 (1500 Dalton ağırlığındaki hümik maddeler) ile birleştirilerek bulunmuştur. HS 1500 TNF-a’ya benzeyen insan nütrofillerini hareke geçirmektedir. (Zeck-Kapp et. al., 1991). Liang et. al. (1998), tavşan eklemsel kondrositlerini araştırırken ticari Aldrich hümik asitlerinin (100-500 mg/mL) etil asetat fraksiyonunun bir engelleyici etkisi olduğunu göstermiştir. Hücre yaralanmaları, öncelikle H2O2’ye dönüştürülen üretiminin bir sonucu olduğuna inanılmıştır. Bunun sonucu olarak, hücre nekrozu ile izlenen yağ peroksidasyonu başlatılmaktadır.
Elektron verici-alıcı sistemi olarak hümik maddelerin fonksiyonuna istinaden Jurcsik (1994) hümik maddelerin tavrını ‘tamponlama etkisinin’ sonucu olarak değerlendirmiştir. Bu şu anlama gelmektedir; hümik asitler aktif oksijeni bağladıkları kadar onu üretebilme kabiliyetine de sahiptir. Kanserli hücrelerin öldürülmesi ve yara iyileştirilmesi üzerinde hümik maddelerin tatmin edici etkisi için bu düzenleyici sistemin önemli olduğu farz edilmiştir (Jurcsik 1994).
3.3- Kan koagülasyonu ve fibrinoliz üzerine etkisi.
İkincil yapışmaları ve tekrarlanan yumurtalık kapanmalarını önlemek için ameliyat sonrası bakım kadar döl yatağı borusu ve yumurtalığa ait iltihaplardan sonra füzyon terapisi ve hastalık gelmeden yapılan bakım turba terapisinin önemli tedavi şekillerindendir. Füzyona (kaynama), fibrinin çözünebilir fibrine bozulmasını ameliyat sonrası olarak azaltılması ile neden olunmaktadır. Karnı yarılmış tavşanlarda Mesrogli et. al. (1988) tarafından gösterildiği üzere turba özütlerinde ameliyat sonrası banyolar, turba hamuru veya hümik asit açık bir yapışma-önleme etkisine sahiptir. Bu etkinin muhtemel açıklaması, doku tipi plasminojen aktivatörünün (t-PA) hümik asitlerin neden salıverme sebebi ile aktifleşmiş fibrin bozulması olabilir. t-PA antitrombotik (kanın pıhtılaşmasını engelleme) müdafaa mekanizmasının düzenleyicisi olarak kabul edilmektedir. t-PA plasmonojeni plasmine dönüştürmektedir. Bu durum da çözünmez fibrini çözünebilir fibrinojen ürünlerine bölmektedir (Klöcking, 1991). Buna ilaveten, hümik asit, koagülasyon enzimi thrombini engellemektedir. Böylece, fibrinojenden fibrin monomeri oluşumunu bastırmaktadır (Klöcking, 1994; Klöcking, 1999). Diğer polianyonik bileşiklerle kıyaslandığında (heparin, pentosanpolisulfat), hümik asitlerin antikoagulant etkisi daha az ifade edildiği bulunmuştur.
3.4- Östrojenik etkisi.
Aschheim ve Hohlweg (1933) tarafından turbanın bitümen kısımlarındaki östrojenik maddelerinin ilk olarak belirlenmesinden bu yana, östrojenik maddelerin doğasını tanımlayan teşebbüsler yapılmıştır. Steroid hormonların turbanın colpotropik (vajinal ve servikal-rahim epitelyası) etkisinden sorumlu olduğu varsayımı kimyasal analizlerle ciddi olarak teyit edilmiştir. Sonuç olarak, turbanın östrojenik aktivitesine, çözünebilir yağ hormonlarının ilavesi ile, diğer turba bileşiklerinin katkısının olup olmadığı sorusu akla gelmektedir. ICR’daki (USA Kanser Araştırma Enstitüsü) fareleri kısırlaştırma çalıştırmaları hem doğal turba hümik asitleri ve hem de sentetik hümik asit benzeri polimerler Allen-Doisy testinde pozitif olduğunu göstermiştir (Klöcking, 1992). Sodyum humatın östrojenik aktivitesi estriol (gebe kadın idrarında bulunan östrojenik bir madde) standart testinde 1/3000 olduğu tespit edilmiştir. Kuru turbanın hümik asit içeriğine işaret ederek, bataklık turbasının östrojenik aktivitesinin 5000 kez daha yüksek olduğu varsayılmıştır. Turbanın östrojenik aktivitesinden sorumlu kısımlarının tartışması sürmesine rağmen sonuçlar, hümik asitin -deriye geçiş yapabilen sağlanmıştır- turbanın östrojenik etkisine katkısı olabileceğini önermiştir. Bu bulgular, ayrıca, hümik maddelerin dermatoloji ve kozmetikte kullanımı için ipuçlarına sahip olduğunu göstermektedir.
4- Hümik maddelerin veterinerlik-tıbbi uygulamaları.
Veterinerlik hekimliğinde hümik maddeler, küçük hayvanlarda gastro-intestinal (mide-barsak) hastalıkları öncesi ve tedavisinde başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Ayrıca, hümik maddeler zehirlenmeleri önlemek için antidote (panzehir) olarak verilmiştir (Kühnert et al., 1989). Gastro-intestinal bölgede zehiri absorplamak üzere muhtemelen metabolize etmek ve bağlamak için hümik asitler, 3-5 gün boyunca ağız yolu ile %20-30 sulu çözelti veya 0.5-1.0 g/kg günlük iki dozda suspanse olarak verilmiştir (Kühnert et al., 1977). Rıdvan (1977) tarafından gözlenildiği üzere, %0.1’lik hümik asit konsantrasyonu önemli ölçüde farelerde kurşun ve kadmiyumun içeri alınmasını azaltmıştır. Sonuçta da ağır metal zehirlenmesi minimize edilmiştir. Fare deneyleri göstermiştir ki ağız yolu ile alınan kurşun humat, kurşun asetattan daha az zehirli olmuştur (Klöcking, R., 1980). Aynı bileşiklerin parenteral (barsak dışındaki uygulamaların tümü) tatbiklerin olumsuz sonuçları elde edilmiştir. Açıkçası, uygulama şekli hümik maddelere bağlanan metalin zehirli olup olmadığına karar vermede önemli bir faktördür.
5- Hümik maddeler ve çevre sağlığı.
5.1- Mutajenlik
Hümik maddelerin doğada genişçe yaygın olması ve yüzey suyunda bulunmasından dolayı onların genotoksik (genlerin zehirlenmesi) potansiyeli üzerine yapılan çalışmalar doğrulanmıştır. Özellikle, hümik maddeler içeren içme suyundaki ozonlaşma ve klorlamamın yan ürünlerinin bakteriyel gen zehirlenmesi testlerinde oldukça aktif olduğu bilinmektedir (Meier et al.,1987; Meier, 1988). İçme suyu numunelerine taşınan mutagenik çalışmalar göstermiştir ki MX (3-kloro-4-diklorometil-5-(5H)-furanone), tespit edilen mutasyonun %20’sinden sorumlu olan temel klorlanmış ürünlerden biridir (Holmborn, 1984; Kronberg et al., 1985, 1991). Fakat, in-vivo (yaşayan dokular üzerinde) mutasyonluk testleri, özellikle furanonların kararsızlığı ve güçlü reaksiyona girme durumları sebebi ile çelişkili sonuçlar sunmuştur (Dayan, 1993). Furanonlar ayrıca gıdalarda da olmaktadır. Burada temelde furanonlar ısıtma boyunca şekerler ve amino asitler arasındaki Maillard reaksiyonlarının bir sonucu olarak görülmektedirler. Ayrıca, onlar meyvelerin tozlarında ve insanlar için gerekli bir anti-oksidant gıda maddesi (askorbik asit, vitamin C) olarak önemli rol oynamaktadırlar (Colin-Slaughter, 1999). Furanonların bakterilere karşı mutajenik olmasına ve laboratuar hayvanlarında DNA’ya zarar vermesine rağmen bu maddeler, pratikte, azoksimetan veya benzo[a]piren gibi bilinen kanser azaltıcı maddelerle işlenen hayvan diyetlerindeki etkili anti-karsinojen ajanlardır. Ayrıca, Cozzi et. al (1993), De Simone (1993) ve Ferrara et al. (2000) tarafından hümik asitlerin mutajenik aktivitesinin olmadığının delili rapor edilmiştir.
5.2- İyonlaştırıcı ışınlamaya karşı koruma
Oris et al. (1990), 1 ila 7 mg/mL oranındaki çözünmüş hümik maddelerinin önemli düzeyde balıkta (pimephales promelas) ve planktonik kabuklularda (daphnia magna) akut biçimde foto olarak harekete geçirilmiş zehirliliği azaltmıştır. Bu olay çözünmüş hümik maddelerle solar UV radyasyonunun aktif dalga boylarının zayıflatılması ile açıklanmıştır.
Dişi Wistar tavşanlarında dış vücudun tamamının 60Co gamma ışınlaması ile neden olunan yaralanmaya hümik asitlerin koruyucu bir etkisi World Patent Application (WO 9858655) rapor edilmiştir. Topografik (yöresel) ve paleobotanik (fosil bitkileri) nitelenmesi ile standart hale getirilmiş 3000 ila 7000 yıllık bataklık turbasından hümik asitler ekstrakte edilmiştir. Buradan yapılan hümik asit çözeltisi (240 mg/hayvan/gün), ışınlamadan (7 Gy) önce 7 günlüğüne ve bunu takiben aynı dozda ışınlamadan sonra 4 hafta ilave ederek 190-220 gram canlı ağırlıktaki dişi Wistar tavşanlarına midelerine boru sokularak (tübaj) uygulanmıştır. Hümik asit uygulanan hayvanlarda kan hücrelerinin oluşması (hemopoietik) sisteminde herhangi bir yaralanma olmamıştır. Hümik asitlerin düşük dozları (90 mg/hayvan/gün) ayrıca etkili olmuştur. Hümik asit içeren preperat, kaza sonucu ortaya çıkan radyasyon etkileri vakıalarında kan hücrelerinin oluşması (hemopoietik) sisteminin yenilenmesini ve muhtemelen kemoterapi nedeni ile oluşan yaralara karşı hafifletmeyi amaçlamıştır.
60Co gammanın ölümcül dozları ile ışınlamasını izleyen 5-10 dakikada mongrel deney tavşanlarına tek doz olarak verilen sodyum humatın tedavi edici etkisi 60 gün sonra hayvanların %43’ünü yaşamasına neden olmuştur (Pukhova et al., 1987).
Radyasyonun neden olduğu yaralara karşı koruma ve doku yenilenmesi üzerine destekleyici etkisine ilaveten, hümik asitler dolaylı olarak, örneğin, polisiklik aromatik hidrokarbonların foto-aktivasyonu önlemesi ile zehirlemeyi önleyici etkiler göstermektedir. Nikkila et al. (1999) tarafından gösterildiği üzere, hümik asitler doza bağımlı biçimde planktonik kabuklulara (daphnia magna) UV-B-ışınlanmış pirenin (pyrene) zehirliliğini azaltmıştır. Bu etki, su içine ışığın girişinin azalarak kaybolması ile çözünmüş pirenin foto-modifikasyonda azalması nedeni ile olacağı varsayılmıştır.
5.3- Blackfoot Hastalığı
Yeşilimsi-mavi flüoresan (ışık çıkaran) hümik maddeler ve/veya arseniğin yoğun konsantrasyonunu içeren artezyen içme suyu Blackfoot hastalığının (BDF) etiolojik faktörlerinden biri olarak işaret edilmektedir. Bu problem bölgesel olarak (endemik) Tayvan’ın güney-batı sahilinde olmaktadır (Lu, 1990). Tıbbi olarak, BFD damarın dış yüzey bozukluğudur. Belirtileri arterio-sclerosis obliteransa (iskemik kutanöz ülser, kangren, alopesiye neden olan atrofik değişiklikler, kalın veya istrofik ayak tırnağı değişiklikleri ve deride soğuklukla seyreden obstrüktif arteriyel hastalıktır) ve thrombotik vaskülopatiye (damarda kanın pıhtılaşması sonucu iltihaplanma derecesi düşük damar duvarı bozukluğu) benzemektedir. Bu hastalık deneysel olarak farede en az 10 gün kullanımda günlük dozu 5 mg/20 gr canlı ağırlıkta ışık geçiren hümik maddeleri vererek harekete geçirilmiştir. Bu hastalığın patojeni tam olarak henüz tespit edilmemiştir. Saflaştırılmış ticari hümik asit ile yapılan in-vitro çalışmaları 50-100 mg/mL hümik asit konsantrasyonunda, muhtemelen oksidatif stresin yenilenmesi sebebi ile, insan eritrositlerini yok ettiğini ortaya çıkarmıştır (Cheng et al., 1999). Son olarak, Gau et. al. (2000), hümik asitle ön tedavi yapılmış insan göbeğine ait toplardamar endotelyal hücrelerde harekete geçirilmiş NF-kB tanımlı lipo-polisakkaritin engellenmesini göstermiştir.
6- Perspektif
İnsan sağlığı kalitesinde hümik maddelerin etkisi, gelecek araştırma çalışmalarının en önemli maddesi olarak artan bir biçimde farkına varılmaktadır. Moleküler yapıda ve hareket mekanizmasında amaç edilen hümik madde araştırmaları fizik, analitik, çevre, gıda, hücre biyolojisi, moleküler genetik, eczacılık ve zehir bilimi gibi farklı alanlarda özelleştirilmiş çalışmaları ihtiva etmektedir.
Bu çalışmada altı çizildiği üzere, hümik maddelerin doğal olarak oluşan bir kısmı veya sentetik olarak hazırlanmış biopolimerleri bir hayli etkili ilaç potansiyeline sahiptir. Sonuç olarak, balneoterapide (çamur tedavisi) ve veteriner hekimlikte turbanın klasik kullanımına ilaveten gelecekte sentetik hümik asit benzeri polimerler kadar izole edilmiş hümik maddelerin uygulaması ciddi bir rol oynayabilir. Anti-viral olarak aktif ajanlar, ağır metal bağlayıcı bileşikler, zehirli kimyasalları bağlayıcı ve iyonize olan ışınlamaya karşı koruyucu maddeler gibi özel fonksiyonlara yöneltilen hümik asit benzeri maddeler içine konulabilecek bir çok fenolik maddeler vardır. Fakat, hümik maddelerin tedavi edici maddeler olarak kullanımı farmakolojik bağlamında ispat edilmiş tesir, zehir bilimi açısından güvenlik standartları ve açıkça izah edilmiş kullanılacak preperatın kimyasal içeriği üzerine büyük ihtiyaçlar duyulmaktadır.
Orantılı olarak bir tek basit başlayıcı (monomer) maddeden oluşturulan sentetik hümik asitlerin kimyasal yapısını açıklamak yakın gelecek için önemli bir hedef olmaktadır. Sonuçlar, kesinlikle, doğal hümik maddelerin sağlık konusunda karma-karmaşık araştırılmasını kolaylaştıracak ve tetikleyecektir.
Editör: Mümin DİZMAN
