Nutrient Composition and In Vitro Anti-proliferative Effects of Different Extracts of Red Poppy (Fam: Papaveraceae, Glaucium grandiflorum Boiss.&Huet var. grandiflorum) Plants

Abstract

Red poppy, belongs to Papaveraceae family and it is a quite widespread annual plant worldwide. Green leaves of red poppy plants are either fried or consumed as fresh in salads. It is also widely used in folk medicine. Yellow ones are believed to be well for inflammatory diseases and red ones are believed to be strong antioxidant and anti-carcinogen. In this study, nutrient concentrations of red poppy (Glaucium grandiflorum Boiss.&Huet var. grandiflorum) plants, quite widespread in Turkey and used in folk medicine for treatment of various diseases were determined. Anticarcinogenic, antioxidant and antimicrobial effects of water, and ethanol extracts of the plants were also investigated. Cytotoxic effects of the plants were assessed through breast cancer cell lines (MCF-7) and the effects on healthy cells were compared by using Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC). Cell proliferation tests were conducted spectrophotometrically at 450-500 nm by using XTT kit.

Nutrient concentrations of red poppy plants were determined as follows: 3.25% N, 0.110% P, 2.13% K, 0.44% Ca, 0.10% Mg, 205.9 mg Fe kg-1, 21.1 mg Zn kg-1, 22.7 mg Mn kg-1 and 6.1 mg Cu kg-1. Plants did not have any anti-proliferative impacts on human healthy endothelial cells. They had moderate growth-inhibiting effect on MCF-7 cells. On the other hand, in-cell antioxidant activities were determined through total antioxidant (TAS) and total oxidant (TOS) tests. Antimicrobial effects were put forth through finding MIC values on several gram positive, gram negative and fungus strains. Low antimicrobial effect levels were observed.

Keywords

• Anticarcinogenic,Antimicrobial activity,Glaucium sp.,Nutrient,Red poppy

Kırmızı Gelincik (Fam: Papaveraceae, Glaucium grandiflorum Boiss.&Huet var. grandiflorum) Bitkisinin Farklı Özütlerinin Besin Elementi İçeriğinin ve In Vitro Antiproliferatif Etkilerinin Değerlendirilmesi

Öz

Gelincik, ismini verdiği Papaveraceae yani Gelincikgiller familyasından, tüm dünyada geniş yayılma alanına sahip olan tek yıllık bir bitki türüdür. Gelincik bitkisinin yeşil yaprakları kavrularak veya salata olarak tüketilir. Ayrıca, halk ilacı olarak da kullanımı yaygındır. Halk arasında sarı renkli olanlarının çeşitli iltihabik hastalıklara iyi geldiğine inanılırken, kırmızı renkli olanlarının kuvvetli antioksidan ve antikanserojen olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada, ülkemizde yayılış gösteren ve halk arasında tıbbi amaçlı olarak çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanıldığı bilinen kırmızı gelincik (Glaucium grandiflorum Boiss.&Huet var. grandiflorum) bitkisinin besin elementleri konsantrasyonlarının, su ve etanol ekstraktlarının antikanser, antioksidan ve antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmada, sitotoksik etkileri, meme kanseri hücre hattı (MCF-7) kullanılarak değerlendirilmiş ve sağlıklı hücreler üzerindeki etkileri insan epiteliyal hücreleri (HUVEC) kullanılarak karşılaştırılmıştır. Hücre proliferasyon testleri XTT kiti kullanılarak, 450-500 nm de spektrofotometrik olarak belirlenmiştir.

Araştırma bulguları besin elementleri konsantrasyonları bakımından değerlendirildiğinde, Gelincik bitkisinin %3.25 N, %0.110 P,%2.13 K, %0.44 Ca, %0.10 Mg, 205.9 mg/kg Fe, 21.1 mg/kg Zn, 22.7 mg/kg Mn ve 6.1 mg/kg Cu konsantrasyonlarına sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, insan sağlıklı epitelyal hücreleri üzerinde antiproliferatif etkileri gözlenmemiştir. MCF-7 hücreleri üzerinde orta dereceli hücre büyümesini durdurucu etkileri belirlenmiştir. Diğer taraftan, hücre içinde antioksidan aktivitelerinin bulunduğu Total antioksidan (TAS), total oksidan (TOS) testleriyle belirlenmiştir.  Antimikrobiyal etkinlikleri de çeşitli gram pozitif, gram negatif ve mantar suşu üzerinde MIC değerlerinin bulunmasıyla ortaya konulmuştur. Zayıf düzeyde antimikrobiyal etkinlikleri belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Antikanser,Antimikrobiyal aktivite,Besin elementleri,Glaucium sp.

References

1. Anonim, 2004. Türk Gıda Kodeksi (TGK): Gıdaların üretimi, tüketimi ve denetlenmesine dair kanun hükmünde kararnamenin değiştirilerek kabulü hakkında kanun, kanun no 5179, 05 Haziran 2004 tarih ve 25483 sayılı Resmi Gazete, Ankara.
2. Awouafack, M.D., McGaw, L.J., Gottfried, S., Mbouangouere, R., Tane, P., Spiteller, M., and Eloff, J.N., 2013. Antimicrobial Activity and Cytotoxicity of the Ethanol Extract, Fractions and Eight Compounds Isolated from Eriosema robustum (Faba-ceae). BMC Complementary and Alternative Medicine, 13, 289.
3. Bremner, J.M., 1965. Method of Soil Analysis, Part 2, Chemical and Microbiological Methods, American Society of Agronomy Inc. Madison, USA, 1149-1178.
4. CLSI, 2002. Reference Reference Method for Broth Dilution Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts, Approved Standard, 2nd ed., NCCLS document M27- A2.
5. CLSI, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087- 1898, USA.
6. CLSI, 2012. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Grow Aerobically, Approved Standard, 9th ed., CLSI document M07-A9. Clinical and Laboratory Standards Institute, 950 West Valley Road, Suite 2500, Wayne, Pennsylvania 19087, USA.
7. Cullen, J., 1965. Glaucium A., in Davis P.H. (ed.), Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Edinburgh University Pres, Edinburg, 1-214 p.
8. Cullen, J., 1966. Papaveraceae, in: Rechinger K.H. (ed.), Flora Iranica, Flora des Iranischen Hochlandes und der umrahmenden Gebirge. Persien, Afghanistan, Teile von West-Pakistan, Nord-Irak, Azerbbaidjan, Turkmenistan, vol 34. Akad. Druck-u. Verlagsanstalt, Graz, 1–25 p.

9. Coşar, G., Bilgehan, H., ve Gözler, T., 1981. Glaucium flavum crantz Bitkisinden Elde Edilen Bazı Alkaloidlerin Antibakteriyel Etkileri, Mikrobiyol. Bült., 15:105-109.
10. Çoban, Ö.E., ve Patır, B., 2010. Antioksidan Etkili Bazı Baharatların Gıdalarda Kullanımı. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 5(2):7-19.
11. Çolakoğlu, M., ve Bilgir, B., 1977. Ege Bölgesi’nde insan beslenmesinde kullanılan bazı yabani (sarmaşık, stifno, helvacık, deniz börülcesi, ısırgan ve gelincik) otları üzerinde araştırmalar, VI. Bilim Kongresi; Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu Tebliğleri Gıda ve Fermantasyon Teknolojisi, 19-37.
12. Daştan, S.D., Daştan, T., Gülhan, M.F., Kirkbeş, A., ve Talas, Z.S., 2014. Biochemica lchanges in Muscle and Gill Tissues of Rainbow Troutt Reated with Various Concentrations of Polen Extract, Research Opinions in Animal &Veterinary Sciences, 4(10):540-544.
13. Davis, P.H., 1965-1985. Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Edinburgh University Pres, Edinburg, Vol.1-10.
14. Demir, H., 2006. Erzurum’da Yetişen Madımak, Yemlik ve Kızamık Bitkilerinin Bazı Kimyasal Bileşimi, Bahçe, 35(1-2):55-60.
15. Demirbağ, Z., Belduz, A.O., Sezen, K., ve Nakacıoğlu, R., 1997. Bazı Bitki Ekstraktlarının Antibakteriyel Etkilerinin Araştırılması, Kükem Dergisi, 20(1):49-58.
16. Dığrak, M., İlçim, A., Alma, H., ve Şen, S. 1999. Antimikrobiyal Activites of the Extracts of Various Plants (Valex, mimosa bark, gallnut powders, Salvia sp. and Phlomis), Turkish Journal of Biology, 23:241-248.
17. Eloff, J.N., 1998. A Sensitive and Quick Microplate Method to Determine the Minimal Inhibitory Concentration of Plant Extracts for Bacteria, Planta Med., 64:711–713.
18. Erel, O., 2004. A Novel Automated Method to Measure Total Antioxidant Response Against Potent Free Radica lreactions, Clinical Biochemistry, 37: 112-9.
19. Erel, O., 2005. A New Automated Colorimetric Method for Measuring Total Oxidant Status, Clinical Biochemistry, 38:1103-11.
20. Faydaoğlu, E., ve Sürücüoğlu, M.S., 2013. Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin Antimikrobiyal, Antioksidan Aktiviteleri ve Kullanım Olanakları, Erzincan University Journal of Science and Technology, 6(2):233-265.
21. Ho, C.T., Ferraro, T., Chen, Q., and Rosen, R.T., 1994. Phytochemical in Teas and Rosemary and Their Cancer Preventive Properties, Food Phytochemicals for Cancer Prevention, II. Tea, Spices and Herbs, (Eds: Ho, C.-T., Osawa, T., Huang, M.T., Rosen, R.T.), ACS Symposium Series 547, American Chemical Society, Washington DC., 2-9.
22. Kaya, İ., İncekara, N., ve Nemli, Y., 2004. Ege Bölgesi’nde Sebze Olarak Tüketilen Yabani Kuşkonmaz, Sirken, Yabani Hindiba, Rezene, Gelincik, Çoban Değneği ve Ebegümecinin Bazı Kimyasal Analizleri, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi (J. Agric. Sci.), 14(1):1-6.
23. Kırbağ, S., 1999. Hypericum perforatum L.’un Değişik Ekstraktlarının Antimikrobiyal Aktivitesi, Journal of Quafqaz Univ., 2(1):102-108.
24. Kırbağ, S., ve Zengin, F., 2006. Elazığ Yöresindeki Bazı Tıbbi Bitkilerin Antimikrobiyal Aktiviteleri, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi (J. Agric. Sci.), 16(2):77-80.
25. Kırca, A., Bilişli, A., Demirel, N.N., Turhan, H. ve Arslan, E., 2007. Çanakkale Florasındaki Bazı Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin Antioksidan ve Antimikrobiyal Aktiviteleri, Tübitak Proje No: 104 0 292, Çanakkale.
26. Kotzekidou, P., Giannakidis, P., and Boulamatsis, A., 2007. Antimicrobial Activity of Some Plant Extracts and Essential Oils Against Foodborne Pathogens In vitro and on the Fate of Inoculated Pathogens Chocolate, Lebensm-Wiss.U.Technol.in press.
27. Kuete, V., 2010. Potential of Cameroonian Plants and Derived Products Against Microbial İnfections: a review, Planta Med., 76 1479–1491. 10.1055/s-0030-1250027.
28. Kültür, Ş., 2007. Medicinal plants used in Kırklareli Province (Turkey), Journal of Ethnopharmacology, 111: 341-364.
29. Mata, A. T., Proença, C., Ferreira, A.R., Serralheiro, M.L.M., Nogueira, J.M. F., and Araújo, M.E.M., 2007. Antioxidant and antiacetylcholinesterase activities of five plants used as Portuguese food spices, Food chemistry, 103(3):778-786.
30. Murphy, J., and Riley, J.P., 1962. A Modified Single Solution for the Determination of Phosphate in Natural Waters, Analtica Chemica Acta, 27:31-36.
31. Nishina, A., Kubota, K., Kameoka, H., and Osawa, T., 1991. Antioxidizingcomponent, Musizin, in Rumex Japonicus Houtt, J. A. Oil. Chem. Soc., 68:735-739.
32. Önde, S., ve Vurdu, H., 1988. Bitki Çeşitliliği ve Unutulan Gen Kaynakları, Tabiat ve İnsan, Ankara, 22(2):27-31.
33. Popov, M., 1937. Papaveraceae, Flora U.R.S.S. (V.L.Komarov), Edition Akademiae Scientiarum U.R.S.S., Mosqua, Leningrad, Vol. VII, 585.
34. Sarkar, S., 2007. Functional Foods as Self-care and Complementary Medicine, Nutrition and Food Science, 37(3):160-167.
35. Sayın, V.I., İbrahim, X.M., Larsson, E., Nilsson, A.J., Lindahl, P., and Bergo, O.M., 2014. Antioxidants Accelerate Lung Cancer Progression in Mice, Science Translational Medicine, 6: 221.
36. Sree, K.S., Yasodamma, N., and Paramageetham, C.H., 2010. Phytochemıcal Screenıng And In Vıtro Antıbacterıal Actıvıty Of The Methanolıc Leaf Extract: Sebastıanıa Chamaelea Muell. Arg. Bioscan, 5(1):173-175.
37. Sür, D., Gürkan, E., ve Köksal, P., 1998. Chrysanthemum coronarium L. ve Inula viscosa (L.) Bitkilerinin Antibakteriyel ve Antifungal Etkileri, Proceeding of XII th International Symposium on Plant Orgininated Crude Drugs, Ankara, 233-237.
38. Ünsal, Ç., 1998. Glaucium grandiflorum boiss. & Huet var. Grandiflorum Alkaloitleri Üzerinde Araştırmalar, İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Tez (Yüksek Lisans).
39. Velioğlu, S., 2006. The Effect of Extraction Conditions on Total Polyphenol, Antioxidant and Antimicrobial Activities of Black and Mate Tea, Ankara Universty Scientific Researches Projects 2005-0745-004-HPD WEIJL.
40. Yapıcı, Ü., Hoşgören, H., ve Saya, Ö., 2009. Kurtalan (Siirt) İlçesinin Etnobotanik Özellikleri, Dicle Üniversitesi Ziya Gökalp Eğitim Fakültesi Dergisi, 12:191-196.
41. Yarnell, E., and Abascal, K., 2004. The Leading Publisher in Biotechnology. Alternative & Complementary Therapies Part 2: Vol. 10, 5: 277-284.
42. Yücel, E., 2008. Tıbbi Bitkiler 1, Cetemenler Digital, Eskişehir.
43. Yücel, E., Güney, F., ve Şengün, İ.Y., 2010. Mihalıçcık (Eskişehir) İlçesinde Tüketilen Yabani Bitkiler ile Bunların Tüketim Amaçlarının Saptanması, Biological Diversity and Conservation, 3(3):158-175.
44. Yücel, E., ve Tunay, M., 2002. Nazilli (Aydın) ve Yöresinde Gıda Olarak Kullanılan Yabancı Otlar, Türkiye Herboloji Dergisi. 5(2):10-17.
45. Yücel, E., ve Tülükoğlu, A., 2000. Gediz (Kütahya) Çevresinde Halk İlacı Olarak Kullanılan Bitkiler, Ekoloji (Çevre Dergisi), 9(36):12-14.
46. Zeybek, U., ve Zeybek N., 2002. Farmasötik Botanik (3. baskı), Ege Üniv. Eczacılık Fak. Yayınları, No:3, İzmir.