Effects of Herbal Safflower Oil on Longevity and Oxidative Stress

Year 2024, Volume: 8 Issue: 2, 66 - 74

Rüveyda Coşkun , Arif Ayar

https://doi.org/10.31594/commagene.1480706

Abstract

Safflower (Carthamus tinctorius L.) is one of the oldest cultivated plants. Safflower oil, separated from its seeds, has superior properties than many vegetable oils. In this study, it was aimed to determine the toxic, antitoxic or antioxidant effects of safflower oil. For this purpose, 72±4-hour old larvae of the Drosophila melanogaster (fruit fly) model organism Oregon R wild strain were used. According to the preliminary studies, application doses were determined as 0.3125%; 0.625%; 1.25%, and 2.5%. In addition, distilled water, ascorbic acid, and H2O2 control groups were formed and the toxic or antitoxic effects of using them separately or together on the larvae were investigated. In addition, the lifespan of individuals that matured from larvae were studied and antioxidant parameters (TAS/TOS/OSI) were examined in male individuals fed at the doses with the best results. All experimental sets were repeated three times. As a result, it was determined that Safflower oil does not cause any toxic effect on the larvae at the concentrations used; on the contrary, when used with H2O2, it has a reduced toxic effect. As a result of the longevity studies of safflower oil, it was observed that the longest average life was in the %1.25 Safflower Oil + H2O2 application group with 65±1.09 days. It was determined from the data obtained from antioxidant studies that the antioxidant capacity of safflower oil was high, but this result was not statistically significant compared to the control group Ascorbic acid (p>0.05).

Keywords

Antioxidant effect, Carthamus tinctorius, Drosophila melanogaster, larval mortality, life span

Ethical Statement

Ethics committee approval is not required for this study.

Bitkisel Aspir Yağının Ömür Uzunluğu ve Oksidatif Stres Üzerine Etkileri

Abstract

Aspir (Carthamus tinctorius L.) en eski kültür bitkilerindendir. Tohumlarından ayrıştırılan aspir yağı, birçok bitkisel yağa göre üstün özelliklere sahiptir. Bu çalışma ile aspir yağının toksik, antitoksik veya antioksidan etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Drosophila melanogaster (meyve sineği) model organizması Oregon R yabanıl soyunun 72±4 saatlik larvaları kullanılmıştır. Yapılan ön çalışmalarla uygulama dozları %0.3125; %0.625; %1.25 ve %2.5 olarak belirlenmiştir. Ayrıca Distile su, Askorbik asit ve H2O2 kontrol grupları oluşturularak ayrı ayrı ve birlikte kullanımın larvalar üzerindeki toksik ya da antitoksik etkinliği araştırılmıştır. Ayrıca larvadan erginleşen bireylerin ömür uzunlukları çalışılmış ve en iyi sonuçların alındığı dozlarda beslenen erkek bireylerde antioksidan (TAS/TOS/OSİ) parametrelere bakılmıştır. Tüm deney setleri üç kez tekrar edilmiştir. Sonuç olarak aspir yağının kullanılan konsantrasyonlarda larvalar üzerinde herhangi bir toksik etki yaratmadığı aksine H2O2 ile kullanıldığında toksik etkiyi azaltıcı etkinlik gösterdiği tespit edilmiştir. Aspir yağının ömür uzunluğu çalışmaları sonucunda da en uzun ortalama ömrün 65±1.09 gün ile %1.25 Aspir Yağı+H2O2 uygulama grubunda olduğu gözlenmiştir. Antioksidan çalışmalardan elde edilen verilerden de aspir yağının antioksidan kapasitesinin yüksek olduğu ancak istatistiksel anlamda kontrol grubu Askorbik asite göre bu sonucun anlamlı olmadığı belirlenmiştir (p>0.05).

Keywords

Antioksidan etki, Carthamus tinctorius, Drosophila melanogaster, larval mortalite, uzun yaşam

References

• Abolaji, A.O., Fasae, K.D., Iwezor, C.E., Aschner, M., & Farombi, E.O. (2020). Curcumin attenuates copper-induced oxidative stress and neurotoxicity in Drosophila melanogaster. Toxicology reports, 7, 261-268. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2020.01.015
• Aksakal, Ö., Uysal, H., Çolak, D.A., & Mete, E. (2019). Drosophila melanogaster’de Larvadan Ergine Hayatta Kalış Oranı Üzerine Cymbocarpum erythraeum (Dc.) Boiss., Bitkisine Ait Esansiyal Yağın İnhibisyon Etkisi ve Kimyasal Kompozisyonu. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(1), 32-36.
• Amer, S.A., Mohamed, W.A., Gharib, H.S., Al-Gabri, N.A., Gouda, A., Elabbasy, M. T., ... & Omar, A. E. (2021). Changes in the growth, ileal digestibility, intestinal histology, behavior, fatty acid composition of the breast muscles, and blood biochemical parameters of broiler chickens by dietary inclusion of safflower oil and vitamin C. BMC Veterinary Research, 17, 1-18. https://doi.org/10.1186/s12917-021-02773-5
• Aşçı, O., Çaloğlu, M., Saner, G., Kart, M.O., & Öz, B. D. (2022). Aspir (Carthamus tinctorius L.) Üretiminin Ekonomik Yönü Üzerine Bir Analiz: Konya-Beyşehir İlçesi Örneği, Türkiye. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 9(2), 227-238. https://doi.org/10.19159/tutad.1093912
• Ayar, A., Çolak, D.A., Uysal, H., & Fidan, M. (2021). Lifespan in Drosophila melanogaster Feeding with White Tea. Erzincan University Journal of Science and Technology, 14(2), 582-594. https://doi.org/10.18185/erzifbed.876718
• Bahadorani, S., Bahadorani, P., Phillips, J. P., & Hilliker, A. J. (2008). The effects of vitamin supplementation on Drosophila life span under normoxia and under oxidative stress. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 63(1), 35-42. https://doi.org/10.1093/gerona/63.1.35
• Başer, K.H.C. (2022). Kekik. Tabiat ve İnsan, 1(191), 15-31.
• Baydar, H., & Erbaş, S. (2020). Yerli ve Milli Aspir Çeşitlerimiz: Olein, Zirkon ve Safir. Ziraat Fakültesi Dergisi, 233-237.
• Campos-Sanchez, J., Hamss, R.E., Munõz-Serrano, A., Analla, M., & Alonso-Moraga, A. (2007). Antigenotoxicity Studies of Olive Oils. I Congreso de cultura del olivo. Absract Book.
• Çakmakçı, S., & Kahyaoğlu, D.T. (2012). Yağ Asitlerinin Sağlık ve Beslenme Üzerine Etkileri. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 5(2), 133-137.
• Çobanoğlu, S. (2011). Deneysel Ateroskleroz Oluşturulmuş Sıçanlarda L-Argininin TAS, TOS ve Oksidatif Stres İndeksine Etkisi (350285). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• de Souza, M.A., Gomes, M.S.C., da Silva, A.E., da Costa Rangel, R., Braz, G.R.F., Pedroza, A.A., ... & Soares, J.K.B. (2022). Maternal safflower oil consumption improve reflex maturation, memory and reduces hippocampal oxidative stress in the offspring rats treated during pregnancy and lactation. Journal of Affective Disorders, 318, 33-39. https://doi.org/10.1016/j.jad.2022.08.058
• Demir, E. (2011). Ayçiçek ve Soya Yağlarının Kızartma ve Kaynatma Ürünlerinin Drosophila melanogaster’de Genotoksik Etkilerinin Araştırılması (316136). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Demirci, M. (2020). Oleik ve Linoleik Tip Aspir Tohumlarının (Carthamus tinctorius L.) Ruminant Beslemede Kullanımı ve Etkileri. Hayvansal Üretim, 61(1), 55-62. https://doi.org/10.29185/hayuretim.572979
• Erel, Ö. (2004). A Novel Automated Direct Measurement Method for Total Antioxidant Capacity Using a New Generation, More Stable ABTS Radical Cation, Clinical Biochemistry, 37(4), 277-285. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2003.11.015
• Erel, Ö. (2005). A New Automated Colorimetric Method for Measuring Total Oxidant Status, Clinical Biochemistry, 38 (12), 1103-1111. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2005.08.008
• Fidan, M. & Ayar, A. (2023). The Effects of Different Tobacco Consumption Patterns on Vital Parameters of Drosophila melanogaster. In: Ayar A. (ed) Health & Science 2022-IV, Efe Acedemy Publishing, İstanbul, 89-102.
• Geçioğlu, F. (2016). Aspir (Carthamus tinctorius L.) ve İçeriğindeki Erüsik Asitin Gıda Güvenliği ve Toksikolojik Açıdan Değerlendirilmesi (443961). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Genç, E. (2019). Aspir Yağının Kızartma Stabilitesinin Rafine Pirina Yağı İlavesi ile Geliştirilmesi (574458). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Gulluoglu, L., Bakal, H., Onat, B., Kurt, C., & Arıoglu, H. (2017). Comparison of agronomic and quality characteristics of some peanut (Arachis hypogaea L.) varieties grown as main and double crop in Mediterranean region. Turkish Journal of Field Crops, 22(2), 166-177. https://doi.org/10.17557/tjfc.356208
• Güneş, E. (2015). Drosophila melanogaster'de Yulaf Unu (Avena sativa L.)'nun Total Oksidatif Stres Üzerinde Etkisi. Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi, 6(2), 134-140.
• Güneş, E. (2016a). Besinler ve Beslenme Çalışmalarında Drosophila. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 19(3), 236-243.
• Güneş, E. (2016b). Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae)'de Kinoa (Chenopodium quinoa Willd.)'nın Total Oksidatif Stres Üzerinde Etkisi. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 19(3), 261-267.
• Güneş, E., Bayram, Ş.B. & Erçetin, H.K. (2019). Palm Yağının in vivo Kullanımı. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 2(2), 61-68.
• Güneş, E., Nizamlıoğlu, H. F., Bulut, Z. & Nizamlıoğlu, M. (2020). An in vivo Study for the Use of Lupinus albus (Fabaceae) in Drosophila melanogaster Diet. Sakarya University Journal of Science, 24(6), 1344-1351. https://doi.org/10.16984/saufenbilder.696047
• Güneş, E., & Danacıoğlu, D.A. (2018). The Effect of Olive (Olea europaea L.) Phenolics and Sugar on Drosophila melanogaster’s Development. Animal Biology, 68(4), 367-385. https://doi.org/10.1163/15707563-17000162
• Güneş, E., & Nizamlıoğlu, H.F. (2023). The antioxidant effect of chitosan on virgin and mated Drosophila females. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 5, 100297. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2023.100297
• Hales, K.G., Korey, C.A., Larracuente, A.M., & Roberts, D.M. (2015). Genetics on the Fly: A Primer on the Drosophila Model System. Genetics, 201(3), 815-42. https://doi.org/10.1534/genetics.115.183392
• Harman, D. (1956). Ageing: A Theory Based in Free Radical and Radiation Chemistry. Journal of Gerontology, 11(3), 298-300. https://doi.org/10.1093/geronj/11.3.298
• Heinrichsen, E.T., & Haddad, G.G. (2012). Role of High-Fat Diet in Stress Response of Drosophila. PLoS One, 7(8), E42587. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042587
• Heinrichsen, E. T., Zhang, H., Robinson, J. E., Ngo, J., Diop, S., Bodmer, R., ... & Haddad, G. G. (2014). Metabolic and transcriptional response to a high-fat diet in Drosophila melanogaster. Molecular Metabolism, 3(1), 42-54. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2013.10.003
• Higa, R., White, V., Martinez, N., Kurtz, M., Capobianco, E., & Jawerbaum, A. (2010). Safflower and olive oil dietary treatments rescue aberrant embryonic arachidonic acid and nitric oxide metabolism and prevent diabetic embryopathy in rats. Molecular Human Reproduction, 16(4), 286-295. https://doi.org/10.1093/molehr/gap109
• Kharat, P., Sarkar, P., Mouliganesh, S., Tiwary, V., Priya, V.R., Sree, N.Y., ... & Thirumurugan, K. (2020). Ellagic acid prolongs the lifespan of Drosophila melanogaster. GeroScience, 42, 271-285. https://doi.org/10.1007/s11357-019-00135-6
• Kosecik, M., Erel, O., Sevinc, E., & Selek, S. (2005). Increased oxidative stress in children exposed to passive smoking. International journal of cardiology, 100(1), 61-64. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2004.05.069
• Kunugi, H. & Mohammed Ali, A. (2019). Royal jelly and its components promote healthy aging and longevity: From animal models to humans. International Journal of Molecular Sciences, 20(19), 4662. https://doi.org/10.3390/ijms20194662
• Küçük, N., Aydoğdu, M.H., & Şahin, Z. (2022). Yağlı Tohum Piyasalarındaki Gelişmeler ve Türkiye Kolza Piyasası Trend Analizi. Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 32(1), 215-227. https://doi.org/10.18069/firatsbed.976052
• Mihajilov-Krstev, T., Jovanović, B., Jović, J., Ilić, B., Miladinović, D., Matejić, J., ... & Zlatković, B. (2014). Antimicrobial, Antioxidative and Insect Repellent Effects of Artemisia absinthium Essential Oil. Planta Medica, 80(18), 1698-1705. https://doi.org/10.1055/s-0034-1383182
• Nazir, M., Arif, S., Ahmed, I., & Khalid, N. (2021). Safflower (Carthamus tinctorius) seed. Oilseeds: health attributes and food applications, 427-453.
• Ndinawe, J. & Kinyi, H. W. (2021). Amaranth Leaf Extract Protects Against Hydrogen Peroxide Induced Oxidative Stress in Drosophila melanogaster. BMC Res Notes, 14(1), 188. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-322299/v1
• Orbay, G. (2019). İncir çekirdeği yağının (Ficus carica L.) Caenorhabditis elegans'ın stres direncine ve ömür uzunluğuna etkilerinin araştırılması (568534). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Öz, S. & Arıca, Ş.Ç. (2019). Myrtus communis L. (Mersin) Yaprak Ekstraktının Genoprotektif Etkisinin Somatik Mutasyon ve Rekombinasyon Testi (SMART) ile Değerlendirilmesi. BEÜ Fen Bilimleri Dergisi, 8(3), 875-882. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.577518
• Öztürk, Ö., Akınerdem, F., Bayraktar, N., & Ada, R. (2007). Konya Koşullarında Bazı Aspir Çeşitlerinin Verim, Verim Unsurları ve Yağ Oranlarının İncelenmesi. I. Ulusal Yağlı Tohumlu Bitkiler ve Biyodizel Sempozyumu, Samsun, 28-31.
• Peng, C., Zuo, Y., Kwan, K.M., Liang, Y., Ma, K.Y., Chan, H.Y.E., ... & Chen, Z.Y. (2012). Blueberry extract prolongs lifespan of Drosophila melanogaster. Experimental gerontology, 47(2), 170-178. https://doi.org/10.1016/j.exger.2011.12.001
• Piper, M. D., Skorupa, D., & Partridge, L. (2005). Diet, metabolism and lifespan in Drosophila. Experimental gerontology, 40(11), 857-862. https://doi.org/10.1016/j.exger.2005.06.013
• Rahimi, P., Asgary, S. & Kabiri, N. (2014). Hepatoprotective and Hypolipidemic Effects of Carthamus tinctorius Oil in Alloxan-Induced Type 1 Diabetic Rats. Journal of Herbmed Pharmacology, 3(2), 107-111.
• Scandalios, J.G. (2002). The Rise of ROS. Trends in Biochemical Sciences, 27(9), 483- 486. https://doi.org/10.1016/S0968-0004(02)02170-9
• Soylu Erşahin, M. (2018). Aspir Yağının Yağ Kalitesinin Belirlenmesi ve Yemeklik Yağ Olarak Kullanılma Potansiyelinin Araştırılması (543071). Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Staats, S., Wagner, A.E., Lüersen, K., Künstner, A., Meyer, T., Kahns, A.K., ... & Rimbach, G. (2019). Dietary ursolic acid improves health span and life span in male Drosophila melanogaster. Biofactors, 45(2), 169-186. https://doi.org/10.1002/biof.1467
• Sun, X., Seeberger, J., Alberico, T., Wang, C., Wheeler, C. T., Schauss, A. G., & Zou, S. (2010). Açai palm fruit (Euterpe oleracea Mart.) pulp improves survival of flies on a high fat diet. Experimental gerontology, 45(3), 243-251. https://doi.org/10.1016/j.exger.2010.01.008
• Şeker, T. (2019). Türkiye'deki yerli aspir (Carthamus tinctorius L.) çeşitlerinin kuru koşullarda verim ve bazı kalite performanslarının belirlenmesi (784571), Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Tamtürk, E. (2019). Resveratrolün Drosophila melanogaster'in Gelişimi Üzerine Etkilerinin İncelenmesi (557582), Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Taşlıgil, N., & Şahin, G. (2016). Stratejik önemi artan bir endüstri bitkisi: Aspir (Carthamus tinctorius L.). Türk Coğrafya Dergisi, (66), 51-62. https://doi.org/10.17211/tcd.48394
• Topçu, İ., & Duran, T. (2021). Gen düzenleme teknolojileri tarihi. In: Topçu İ. (ed). Genetik Müdahale ve Etik Tartışmalar, Türkiye Klinikleri, Ankara, 5-13.
• Vicente-Crespo, M., Adedeji, A.A., & Ajagun-Ogunleye, O.M. (2021). Pineapple Fruit Prolonged Lifespan and Endogenous Antioxidant Response in Drosophila melanogaster Exposed to Stress. African Journal of Biomedical Research, 24(1), 99- 108.
• Wang, H., Sun, Z., Liu, D., Li, X., Rehman, R. U., Wang, H., & Wu, Z. (2019). Apple Phlorizin Attenuates Oxidative Stress in Drosophila melanogaster. Journal of Food Biochemistry, 43 (3), E12744. https://doi.org/10.1111/jfbc.12744
• Wongchum, N., Dechakhamphu, A., Ma-ding, A., Khamphaeng, T., Pinlaor, S., Pinmongkhonkul, S., & Tanomtong, A. (2022). Effects of Cyperus rotundus L. Extracts on the Longevity of Drosophila melanogaster. South African Journal of Botany, 148, 218-227. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2022.04.037
• Vitorović, J., Joković, N., Radulović, N., Mihajilov-Krstev, T., Cvetković, V. J., Jovanović, N., ... & Bernstein, N. (2021). Antioxidant activity of hemp (Cannabis sativa L.) seed oil in Drosophila melanogaster larvae under non-stress and H2O2-induced oxidative stress conditions. Antioxidants, 10(6), 830.
• Yi Y., Xu W., Fan Y., & Wang H. X. (2021). Drosophila as an Emerging Model Organism for Studies of Food-Derived Antioxidants. Food Research International (Ottawa, Ont.), 143, 110307. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110307
• Yurtvermez, B., & Gıdık, B. (2021). Yağlı Tohumlu Bitkiler ve Kullanım Alanları. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 4(2), 139-145.
• Zemour, K., Labdelli, A., Adda, A., Dellal, A., Talou, T. & Merah, O. (2019). Phenol Content and Antioxidant and Antiaging Activity of Safflower Seed Oil (Carthamus tinctorius L.). Cosmetics, 6(3), 55. https://doi.org/10.3390/cosmetics6030055
• Zhang, Z., Li, Q., Liu, F., Sun, Y. & Zhang, J. (2010). Prevention of Diet-Induced Obesity by Safflower Oil: Insights at the Levels of PPARaplha, Orexin, and Ghrelin Gene Expression of Adipocytes in Mice. Acta Biochimica et Biophysica Sinica, 42(3), 202-208. https://doi.org/10.1093/abbs/gmq010
• Zhang, Z., Han, S., Wang, H. & Wang, T. (2014). Lutein Extends the Lifespan of Drosophila melanogaster. Archives of Gerontology and Geriatrics, 58(1), 153-159. https://doi.org/10.1016/j.archger.2013.07.007
• Zhang, Z., Liu, R., Pu, X., Sun, Y. & Zhao, X. (2017). Evaluation of the Sub-Chronic Toxicity of A Standardized Flavonoid Extract of Safflower in Rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 85, 98-107. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2017.02.006