Zingiberaceae familyasına ve Zingiber cinsine ait olan zencefil (Zingiber officinale Roscoe), uzun süredir bitkisel ilaç olarak kullanılan ve yaygın olarak tüketilen bir baharattır. Zencefil kökü, baş ağrısı, soğuk algınlığı, bulantı ve kusma gibi bazı hastalıkları hafifletmek ve tedavi etmek için kullanılır.
Zencefilin Biyoaktif Bileşenleri ve Biyoaktiviteleri Nelerdir?
Biyoaktif Bileşenler
Antioksidan Aktivite
Reaktif oksijen türleri (ROS) gibi serbest radikallerin aşırı üretilmesinin birçok kronik hastalığın gelişiminde önemli bir rol oynadığı bilinmektedir. Sebze, meyveler, yenilebilir çiçekler, tahıl taneleri, şifalı bitkiler ve bitkisel infüzyonlar gibi çeşitli doğal ürünlerin antioksidan potansiyele sahip olduğu bildirilmiştir. Çeşitli çalışmalar zencefilin de yüksek antioksidan aktiviteye sahip olduğunu bulmuştur.
- Yapılan bir çalışmada; zencefilin antioksidan aktivitesi, ferrik iyonu indirgeme antioksidan gücü (FRAP), 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), 2,20-azinobis- (3-etilbenzotiazolin-6-sülfonik asit) (ABTS) yöntemleri ile in vitro olarak değerlendirildi. Taze zencefil ısıtıldığında, en yüksek antioksidan aktiviteye sahip kurutulmuş zencefil elde edilmiştir, çünkü taze zencefilin nem içeriği daha yüksektir. Bununla birlikte kurutulmuş zencefil, tavada kızartılmış zencefil ve kömürleşmiş zencefil elde etmek için daha fazla ısıtıldığında, antioksidan aktivite azalmıştır, çünkü ısıl işlem ile gingeroller, shogaollere dönüşebilmektedir.
- Sonuçlar, kurutulmuş zencefilin en güçlü antioksidan aktivitesini gösterdiğini ortaya çıkardı, çünkü fenolik bileşiklerin sayısı, taze zencefil, tavada kızartılmış zencefil ve karbonize zencefilinkinden sırasıyla 5,2, 1,1 ve 2,4 kat daha fazlaydı.
- Yani, antioksidan aktivitesi en yüksekten en düşüğe doğru şu şekilde sıralanmaktadır: kurutulmuş zencefil > tavada kızartılmış zencefil > kömürleşmiş zencefil > taze zencefil.
- Bazı çalışmalar zencefilin oksidatif strese karşı korunmada etkili olduğunu göstermiştir. Hücre modellerinde altta yatan antioksidan etki mekanizmaları araştırıldığında: zencefil ekstresinin birkaç antioksidan enzimin ekspresyonunu stimüle ettiği, ROS ve lipid peroksidasyon oluşumunu azalttığı gözlemlenmiştir. Zencefil ve biyoaktif bileşikleri (6-shogaol gibi), nükleer faktör eritroid 2 ile ilişkili faktör 2 (Nrf2) sinyal yolu ile antioksidan aktivite sergilemiştir.
Zencefilden elde edilen 6-gingerol; H2O2 ve malondialdehit (MDA) seviyelerini düşürebilir, antioksidan enzim aktivitesini arttırabilir ve klorpirifosun neden olduğu oksidatif hasara sahip ratlarda glutatyonu arttırdığı bilinmektedir.
Genel olarak, in vitro ve in vivo çalışmalar, zencefilin ve 6-shogaol, 6-gingerol ve oleoresin gibi biyoaktif bileşiklerinin güçlü antioksidan aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir.
- Sağlık koşulları, bireysel farklılıklar, insanların yaşam tarzları, diğer diyet faktörleri ve dozu, çözünürlüğü ve oral antioksidan alımı gibi birçok faktör, genel olarak düşük kan konsantrasyonlarına yol açarak, antioksidanların biyolojik olarak erişilebilirliğini ve biyoyararlanımını etkileyebilmektedir.
Anti-İnflamatuar Aktivite
Zencefil ve aktif bileşenlerinin, özellikle iltihaplı bağırsak hastalıklarında, iltihabın hafifletilmesinde etkili olduğu bilinmektedir. 6-shogaol, insan bağırsak hücre modellerinde tümör nekroz faktörü α (TNF-α) kaynaklı bağırsak bariyer disfonksiyonuna karşı koruyucu etkiler göstermiştir.
- Zencefil ekstresi ve zingerone, aktifleştirilmiş B hücrelerinin (NF-B) aktivasyonunu inhibe ettiği ve 2, 4, 6-trinitrobenzen sülfonik asidin neden olduğu koliti hafifleten ratların kolonlarında interlökin-1 (IL-1) seviyesini düşürdüğü gözlemlenmiştir.
- Ayrıca, yenilebilir zencefilden (GDNPs 2) türetilmiş nanopartiküller, interlökin-10 (IL-10) ve interlökin-22 (IL-22) gibi anti-enflamatuar sitokinlerin seviyelerini arttırarak ve akut kolit ve kronik kolit ile ratlarda TNF-α, interlökin-6 (IL-6) ve interlökin-1 (IL-1) gibi proinflamatuar sitokinlerin seviyelerini azaltarak bağırsak iltihabını önleyebilir. 6-shogaol yüklü nanopartiküllerin, kolit semptomlarını hafiflettiği ve dekstran sülfat sodyum kaynaklı kolitli ratlarda kolit yara onarımını iyileştirdiği bulunmuştur.
- Ayrıca, 28 erkek dayanıklılık koşucusu 500 mg zencefil tozu kapsüllerini kullandı. Sonuçlar, tedavinin plazma IL-1, IL-6 ve TNF-α gibi iltihaplanmayı destekleyen birkaç sitokinin egzersiz sonrası yükselmesini azaltabildiğini gösterdi.
Antimikrobiyal Aktivite
Bakteriyel, fungal ve viral enfeksiyöz hastalıkların yayılması, antimikrobiyal direnç nedeniyle büyük bir halk tehdidi olmuştur. Birçok patojenik mikroorganizmaya karşı doğal etkili antimikrobiyal ajanlar olarak çeşitli otlar ve baharatlar geliştirilmiştir. Son yıllarda, zencefilin antibakteriyel, antifungal ve antiviral aktiviteler gösterdiği bildirilmiştir.
- Biyofilm oluşumu enfeksiyonun ve antimikrobiyal direncin önemli bir parçasıdır. Bir sonuç zencefilin membran bütünlüğünü etkileyerek ve biyofilm oluşumunu inhibe ederek Pseudomonas aeruginosa’nın birçok ilaca dirençli bir suşunun büyümesini inhibe ettiğini buldu.
- İn vitro çalışmayla uyumlu olarak, Streptococcus mutans’ın neden olduğu çürük gelişiminde, tedavi edilen bir rat grubunda bir azalma bulundu. Ayrıca, in vitro bir çalışma, patojendeki 6-hidroksimetil-7, 8-dihidropterin pirofosfinkin aktivitesini inhibe ederek gingerenon-A ve 6-shogaolün Staphylococcus aureus üzerinde inhibe edici bir etki gösterdiğini ortaya koydu.
Zencefil esansiyel yağındaki bileşikler lipofilik özelliklere sahiptir, hücre duvarının yanı sıra sitoplazmik zarı daha geçirgen hale getirir ve mantarlarda membran bütünlüğü kaybına neden olur.
- Bir in vitro çalışma, zencefil esansiyel yağının, ergosterol biyosentezini azaltarak ve membran bütünlüğünü etkileyerek Fusarium verticillioides’in büyümesini etkili bir şekilde inhibe ettiğini gösterdi. Ayrıca fumonisin B1 ve fumonisin B2 üretimini azaltabildiği bulunmuştur.
- Zencefil esansiyel yağı içindeki γ-terpinen ve sitral, Aspergillus flavus’a karşı güçlü antifungal özellikler göstermiştir ve aflatoksin biyosentezi ile ilgili bazı genlerin ekspresyonunu azaltmıştır. Ayrıca, taze zencefilin, solunum yolu hücre hatlarında insan solunum sinsi virüsü (HRSV) tarafından indüklenen plak oluşumunu inhibe ettiği bulunmuştur.
Antikanser Aktivitesi
Kanserin baskın bir ölüm nedeni olduğu belgelenmiş olup, 2018’de yaklaşık 9,6 milyon kişi kanserden kaynaklı hayatını kaybetmiştir. Deneysel çalışmalar zencefilin kolorektal, prostat, meme, rahim, karaciğer ve pankreas kanseri gibi çeşitli kanser türlerini önleyebileceğini ve tedavi edebileceğini göstermiştir.
- Çeşitli araştırmalar zencefil ve biyoaktif bileşiklerinin kolorektal kanserin kanserojen süreçlerine müdahale edebileceğini göstermiştir. İn vitro bir çalışmada, kurutulmuş zencefil tozunun polifenolleri bakımından zengin bir fraksiyonun kolorektal kanser hücrelerinin ve mide adenokarsinom hücrelerinin proliferasyonunu baskıladığı görülmüştür.
- Zencefilin prostat kanserinde sitotoksik etkileri ve altta yatan mekanizmaları, hem in vivo hem de in vitro olarak değerlendirildi. 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol ve 6-shogaol gibi zencefil fitokimyasallarının ikili kombinasyonları, PC-3 prostat kanseri hücrelerinin çoğalmasını sinerjistik olarak inhibe ettiği bulundu.
- Zencefil ayrıca meme, rahim, karaciğer ve pankreas kanseri gibi diğer kanser türlerine karşı sitotoksik aktivite sergiler. 10-gingerolün insan ve rat meme karsinomu hücresi büyümesini inhibe etmede güçlü olduğu bulunmuştur. Zencefil özünün ve 6-shogaol’un, insan pankreas kanseri hücrelerinin büyümesini bastırdığı bildirilmiştir.
- Doğal bir zencefil ekstresi, tümörlerin büyümesi üzerinde yapay bir 6-shogaol, 6-gingerol, 8-gingerol ve 10-gingerol karışımından 2.4 kat daha yüksek inhibe edici bir etki göstermiştir. 6-shogaol, insan ve rat prostat kanseri hücrelerinde hücre sağkalımını azaltmada ve apoptozu indüklemede 6-gingerol ve 6-paradolden daha önemli olabileceği düşünülmektedir.
Nörolojik Koruma Etkisi
Bazı kişiler, özellikle yaşlı insanlar; alzheimer ve parkinson gibi nörodejeneratif hastalıklar için yüksek risk taşımaktadır. Son zamanlarda, birçok araştırma zencefilin hafıza fonksiyonunu olumlu yönde etkilediğini ve nörodejeneratif hastalıkların tedavisine ve önlenmesine katkıda bulunabilecek anti-nöroinflamatuar aktivite gösterdiğini ortaya koymuştur.
- Bir lipopolisakarit (LPS) ile aktifleştirilmiş BV2 mikroglia kültür modelinin sonuçları, taze zencefilin güçlü anti-nöroinflamatuar kapasitesinden 10-gingerolün sorumlu olduğunu bildirmiştir.
- Skopolamin kaynaklı hafıza eksikliği olan ratlarda, zencefil özünün; yeni bir nesne tanıma testi ile değerlendirilen ratların bilişsel işlevini iyileştirebileceği gözlemlendi. 6-dehidrogingerdion, oksidatif stresin neden olduğu nöronal hücre hasarına karşı sitoproteksiyon sergiledi.
- Ayrıca, 6-shogaol, inflamatuar yanıtları inhibe ederek, sinir büyüme faktörü (NGF) seviyesini yükselterek ve beyindeki sinaptogenezini arttırarak, alzheimer hastalığı olan ratlarda bilişsel işlev bozukluğunu hafifletme etkisi vardır.
Yapılan çalışmalarda, zencefilin ve 10-gingerol, 6-shogaol, 6-dehidrogingerdion gibi biyoaktif bileşiklerinin; alzheimer ve parkinson’a karşı koruyucu etkiler sergilediği bulunmuştur. Zencefilin antioksidan ve antienflamatuar aktiviteleri, nörolojik korumaya katkıda bulunmaktadır.
Kardiyovasküler Koruma Etkisi
Kardiyovasküler hastalıkların erken ölümlerin önde gelen nedenlerinden biri olduğu düşünülmektedir ve yılda 17,9 milyon insan kalp hastalıklarından kaynaklı hayatını kaybetmektedir. Dislipidemi ve hipertansiyon, inme ve koroner kalp hastalığı dahil olmak üzere kardiyovasküler hastalıklar için risk faktörü olarak bilinir.
- Zencefil özü, yüksek yağlı bir diyetle beslenen ratların vücut ağırlığını düşürdü ve koroner kalp hastalığına karşı koruyucu bir faktör olan serum yüksek yoğunluklu lipoprotein-kolesterol (HDL-C) seviyesini arttırdı. Ayrıca, zencefil özü karaciğerde apolipoprotein A-1 ve lesitin-kolesterol asiltransferaz mRNA düzeylerini arttırmıştır, bu da yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL) oluşumuyla ilişkilidir. Zencefil ekstresinin, yüksek yağlı diyet ile beslenen ratlarda, plazma toplam kolesterol (TC), trigliserit (TG) ve çok düşük yoğunluklu lipoprotein (VLDL) kolesterol seviyelerini azaltabileceği bulunmuştur.
- Zencefil, trombosit adenosin deaminaz (ADA) aktivitesini azaltarak ve hipertansif ratlarda trombosit agregasyonunu ve vazodilatasyonunu önleyen adenosin seviyesini arttırarak hipertansiyon kaynaklı komplikasyonlara karşı korumuştur. Kesitsel bir çalışmada, günlük zencefil alımı arttığında hipertansiyon ve koroner kalp hastalığı olasılığının azaldığı tespit edilmiştir.
- Genel olarak zencefil, hipertansiyonu ve dislipidemiyi azaltarak (HDL-C, TC, LDL, TG ve VLDL değerlerinin düzelmesinde olduğu gibi) kardiyovasküler hastalıklardan korunmaya yardımcı olur.
Antiobezite Aktivite
Obezite; diyabet, hipertansiyon ve kardiyovasküler hastalıklar gibi birçok kronik hastalık için bir risk faktörüdür. Birçok çalışma, zencefilin obezitenin yönetimi ve önlenmesinde etkili olduğunu bildirmiştir.
- 3T3-L1 preadiposit hücrelerinde; gingerenon, gingerollerden ve 6-shogaolden daha adipogenez ve lipid birikimi üzerinde daha büyük bir inhibe edici etki göstermiştir. Gingerenone A, 5′ adenozin monofosfatla aktive olan protein kinaz (AMPK)’ın in vivo aktivasyonu yoluyla yağ asidi metabolizmasını düzenleyerek diyet ile birlikte obeziteyi azaltabilir.
- Hem zencefil hem de orlistat, yüksek yağlı diyet ile beslenen ratlarının vücut ağırlığını ve lipid profilini düşürürken, zencefil HDL-C seviyesini arttırmada orlistat’ınkinden daha büyük bir etkiye sahiptir.
- Randomize, çift kör ve plasebo kontrollü bir çalışmada, günde 2 g zencefil tozu alan obez kadınların vücut kitle indeksinin azaldığı bulunmuştur. Ayrıca, kurutulmuş zencefil tozu alımı, solunum değişim oranlarını azaltabilir ve insanlarda yağ oksidasyonunu arttırarak yağ kullanımını destekleyebilir.
Antidiyabetik Aktivite
Diabetes mellitus, insülin eksikliğinden ve/veya insülin direncinden kaynaklanan ve kan glukozunda anormal bir artışa neden olan ciddi bir metabolik bozukluk olarak bilinir. Uzun süreli hiperglisemi protein glikasyonunu ve gelişmiş glikasyon son ürünlerinin (AGE’ler) oluşumunu hızlandırabilir. Birçok araştırma çalışması zencefilin antidiyabetik etkisini ve başlıca aktif bileşenlerini değerlendirmiştir.
- İn vitro bir deneyde, hem 6-shogaol hem de 6-gingerol ile diyabetik komplikasyonların ilerlemesini önledi ve AGE’lerin öncüsü olan metilglyoksal’ı (MGO) hapsederek AGE’lerin üretimini inhibe etti.
- 6-gingerol, yüksek yağlı diyetle beslenen, obez ratlarda plazma glikoz ve insülin seviyelerini azaltmıştır. Aynı şekilde 6-paradol da kan glukoz seviyesini önemli ölçüde azalttı. Ayrıca, zencefil tüketimi, tip 2 diabetes mellituslu (DM2) hastalarda açlık plazma glukozu, glikolizlenmiş hemoglobin A (HbA1C), insülin, TG ve TC seviyelerini azaltabildiği bilinmektedir.
- Zencefil ekstresi, streptozotosin tarafından uyarılan diyabeti olan ratlarda retina mikrovasküler değişikliklerini hafifletti. Zencefil ekstresi, retina dokusunda aktifleştirilmiş B hücrelerinin (NF-B), TNF-α ve vasküler endotel büyüme faktörü seviyelerini azaltabileceği bulunmuştur.
Çalışmalar, zencefil ve biyoaktif bileşiklerinin, muhtemelen insülin seviyesini azaltarak, ancak insülin duyarlılığını arttırarak, diabetes mellitus ve komplikasyonlarına karşı koruyabileceğini göstermiştir.
Antinausea (Bulantı Karşıtı) ve Antiemetik (Kusma Karşıtı) Aktiviteleri
Zencefil geleneksel olarak gastrointestinal semptomları tedavi etmek için kullanılmıştır ve son araştırmalar zencefilin bulantı ve kusmayı etkili bir şekilde azaltabildiğini göstermiştir.
- Klinik bir çalışmada; zencefil esansının solunması ile hastalarda nefrektomi sonrası iki ve altı saat sonra mide bulantısının şiddetini ve kusmayı azalttığı bulunmuştur.
- Serotonin (5-HT) aracılığı ile vagal afferenin aktivasyonu kusma mekanizmasında çok önemlidir. İn vitro bir deneyde, 6-shogaol, 6-gingerol ve zingeronun, 5-HT reseptörünü baskılayarak vagal afferent nöronlarda emetik sinyal iletimini inhibe ettiğini ve 6-shogaolun en güçlü inhibitör etkinliğe sahip olduğu bildirilmiştir. Zencefil ekstresi, enterik nöronlarda 5-HT reseptörlerinin aktivasyonunu baskılayarak kemoterapinin neden olduğu bulantı ve kusmayı hafifletmektedir.
Önceki sonuçlar, zencefilin gebeliğe bağlı bulantı ve kusma gibi rahatsızlıkları azaltabildiğini göstermiştir; son zamanlarda yapılan çalışmalarda ise zencefilin postoperatif ve kemoterapiye bağlı bulantı ve kusma üzerindeki önleyici etkisi üzerinde durulmaktadır.
Solunum Yolu Hastalıklarına Karşı Koruyucu Etkileri
Bitkisel ilaçlardan biri olan zencefil, astım gibi solunum yolu hastalıklarının tedavisinde uzun süredir kullanılmaktadır. Zencefil ve biyoaktif bileşenleri birçok çalışmada bronkodilasyon aktivite ve antihiperaktivite özelliği göstermiştir.
- Bir çalışmada, 6-gingerol, 8-gingerol ve 6-shogaol’un fosfodiesteraz 4D’yi baskılayarak insan solunum düz kaslarında agonist kaynaklı gevşemeyi desteklediği görülmüştür.
- Ayrıca, zencefilin sudan ekstrakte edilmiş polisakaritleri, gine domuzlarında sitrik asit ile indüklenen öksürük zamanlarını azaltabildiği bulunmuştur. Ayrıca zencefil yağı, sitral ve okaliptol dahil olmak üzere biyoaktif bileşenleri, ratlarda karbakolün neden olduğu nefes darlığını engellemiştir.
- Akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) olan hastalarda, zencefilden zengin enteral bir diyet ile hava değişimini sağlanmıştır ve mekanik ventilasyon süresi kısalmıştır.
Kısaca, zencefil ve 6-gingerol, 8-gingerol, 6-shogaol, sitral ve okaliptol dahil olmak üzere biyoaktif bileşenlerinin, bazı solunum rahatsızlıklarına karşı koruyucu etkilere sahip olduğu bilinmektedir.
Zencefilin Diğer Biyoaktiviteleri
Yukarıda belirtilen biyolojik aktiviteler dışında zencefil, hepatoprotektif ve antialerjik etkiler gibi diğer faydalı etkileri de vardır. Zencefil, şiddetli adet kanaması olan kadınlarda kan kaybını azaltabilir. Zencefil esansiyel yağı antioksidan kapasiteyi arttırarak ve karaciğerdeki inflamatuar yanıtları azaltarak karaciğer yağlanmasına karşı koruma sağlayabilir. Alkol içeren sıvı bir diyet ile beslenen ratlar ile yapılan bir başka çalışmada; zencefil esansiyel yağı AST, ALT, TG ve TC seviyelerini azaltarak ve katalaz, SOD gibi karaciğer antioksidan enzim aktivitesini arttırarak alkole bağlı karaciğer yağlanması hastalığını iyileştirdiği gözlemlenmiştir.
- Bugüne kadar literatürde, zencefilin karaciğer toksisitesini sebep olduğuna dair bir bilgi göze çarpmamıştır.
Özetle;
Zencefil yaygın olarak tüketilen bir baharattır. Fenolik ve terpen bileşikler gibi zencefilde birçok biyoaktif bileşik tanımlanmıştır. Gingeroller, shogaoller ve paradoller gibi fenolik bileşikler, zencefilin çeşitli biyoaktivitelerini oluşturur. Son yıllarda, zencefilin antioksidan, antienflamatuar, antimikrobiyal ve antikanser özelliği gibi biyolojik aktivitelere sahip olduğu kanıtlanmıştır. Yapılan çalışmalarda; zencefilin nörodejeneratif hastalıklar, kardiyovasküler hastalıklar, obezite, diyabetes mellitus, kemoterapiye bağlı bulantı, kusma ve solunum bozuklukları gibi çeşitli hastalıkların önlenmesinde ve tedavisinde kullanılabilecek bir besin olduğu bildirilmiştir.
