Balın hiç bilinmeyen yönleri. Bal, yerleşik antimikrobiyal ve antioksidan özelliklere sahip karmaşık bir tatlı gıda maddesidir. Binlerce yıldır çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır, ancak en dikkate değer olanı yüzey yaralarının, yanıkların ve iltihaplanmanın tedavisini içerir. Baldaki çeşitli maddeler, balın antimikrobiyal potansiyelinin anahtar bileşeni olarak öne sürülmüştür; polifenolik bileşikler, hidrojen peroksit, metilglioksal ve arı-defensin 1. Bu bileşenler, botanik köken, coğrafi konum ve arının salgıları nedeniyle bal numuneleri arasında büyük farklılıklar gösterir. Yüzeysel yaraların ve yanıkların tedavisinde tıbbi kalitede bal kullanımının iyileşme sürecini iyileştirdiği, iyileşme süresini azalttığı, yara izini azalttığı ve mikrobiyal kontaminasyonu önlediği görülmüştür. Bu nedenle, tıbbi sınıf balların klinik tedaviye dahil edilmesi, antibiyotik kullanımına olan talebi azaltacaktır. Bu derlemede, balın bileşenlerini ve bunların klinik bir ortamda antibiyotik potansiyelini nasıl etkilediğini özetliyoruz. Anahtar bileşenleri belirleyerek, sentetik veya yarı sentetik üretim yöntemleriyle optimal antimikrobiyal balın geliştirilmesini kolaylaştırıyoruz. Balın binlerce yıldır etkili bir antimikrobiyal ve antioksidan olduğu bilinmektedir ve kanıtlanmıştır [1]. Esas olarak yüzeysel yaraların, yanıkların ve iltihaplanmanın tedavisi için kullanılır, o zamandan beri tıbbi sınıf bal şeklinde tıbbi tedaviler haline getirilmiştir [2,3]. Buna rağmen, antimikrobiyal tedavi olarak bala olan ilk ilgi, antibiyotiklerin keşfi ve uygulanmasıyla büyük ölçüde azaldı. Bununla birlikte, antimikrobiyal dirençli organizmaların prevalansındaki endişe verici artışla, özellikle çoklu ilaç direncindeki (MDR) artışla birlikte, etkili antibiyotik bileşiklerinin sayısı, yeni ilaçların geliştirilmesinden daha büyük bir oranda azalmaktadır [4,5]. ]. Bu ciddi açmaz, çözümler için antibiyotik öncesi döneme bakan birçok araştırmacıya sahip olup, son zamanlarda bir antimikrobiyal olarak balın etki mekanizmalarına olan ilgiyi ateşlemiştir [6]. Tarih boyunca bal, çeşitli kültürlerde farklı uygulamalarla kullanılmıştır. Eski Mısırlılar balı topikal bir merhem, yara pansuman ve ölülerini mumyalamak için kullanırken, eski Yunanlılar onu gut, ağrı, ateş ve ayrıca yara iyileşmesi için bir çare olarak kullandılar [7].
Balın antimikrobiyal aktivitesine ilişkin ilk gözlemler 1892’de yapıldı ve o zamandan beri balın geniş bir aktivite spektrumuna sahip olduğu, hem Gram pozitif hem de Gram negatif organizmaları inhibe ettiği gözlemlendi: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneuomniae, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ve Listeria monocytogenes ve bunların çoklu ilaca dirençli muadilleri (Tablo 1) [8,9]. Balın bu organizmalara karşı etkinliği, botanik köken, arı sağlığı, coğrafi konum ve balın işlenmesindeki farklılıklar nedeniyle kullanılan bala bağlıdır [1,10,11]. Avustralya Leptospermum sp.’den elde edilen Manuka balının Gram pozitif organizma Enterococcus faecalis’i inhibe ettiği tespit edilirken, Gram negatif E. coli bal tedavisine daha dirençliydi [12]. Manuka ve Çin Karabuğday (Fagopyrum esculentum) balının gözlemleri, S. aureus’a karşı %5 (a/h) ve P. aeruginosa’ya karşı %60 (a/h) minimum inhibitör konsantrasyonu (MIC) belirlemiştir [13]. Keten asma balının benzer sonuçları, S. aureus’un P. aeruginosa’dan daha duyarlı olduğunu gösterdi [14]. Çeşitli botanik kökenlerden gelen balın etkinliğini gözlemleyen başka bir çalışmada, genel olarak Gram pozitif organizmalara, S. aureus ve Staphylococcus epidermidis’e karşı daha fazla duyarlılık ve Gram negatif organizmalar, E. coli ve P. aeruginosa’ya karşı ya hiç etki yok ya da azaltılmış duyarlılık tespit edildi. [15]. Buna ek olarak, Polonya balının S. aureus’a karşı antimikrobiyal aktivitesini gözlemleyen bir çalışma, balın sadece %1,56’lık (h/h) bir MIC’sinin gerekli olduğunu bulmuştur [16]. Bununla birlikte, diğer çalışmalar Gram pozitif bakterilerin bala daha dirençli olduğunu belirlemiştir [17,18,19]. Bir çalışma, Gram negatif organizmaların bala Gram pozitiflere göre daha duyarlı olduğunu saptadı, bunun daha yüksek hidrojen peroksit içeriğine ve numunelerin ozmolalitesine bağlı olabileceğini düşündürdü [20]. Güneybatı İspanya’dan Rubus balı ile ilgili olarak, Proteus mirabilis test edilen en duyarlı organizmaydı ve MİK aralığı 7.8 ila 31.3 mg/mL idi, ancak S. aureus’un MİK aralığı 125 mg/mL’ye kadar vardı [17]. Buna ek olarak, monofloral orijinli (algarrobo ve citrus) ve multifloral orijinli ballar, Gram negatif organizmalara karşı, Gram pozitif organizmalara göre daha fazla etkinlik sergilemiştir; P. aeruginosa’nın MIC’si 100 mg/mL iken, S. aureus MIC’nin 250 mg/mL’ye kadar ve E. feacalis 200 ila 250 mg/mL arasında değişmektedir ve bazı bal numuneleri test edilen Gram pozitif organizmalardan herhangi biri üzerinde hiçbir etkiye sahip değildir [18]. Ayrıca, Mısır balının etkisini gözlemleyen bir çalışma, S. aureus’a karşı tek etkili balın %100 MIC’de Sidr balı olduğunu ve altı bal örneğinden sadece dördünün Streptococcus mutans’a karşı etkili olduğunu tespit etti. Test edilen tüm bal örnekleri, MIC değerleri %50 veya daha düşük olan P. mirabilis ve K. pneumoniae’ye karşı etkiliydi. Sadece bir bal E. coli’ye karşı etkili değildi ve altı baldan üçü P. aeruginosa’ya karşı etkili değildi, ancak inhibitör olanların MİK değerleri %50 veya daha azdı [21]. Ayrıca, bir dizi İskoç bal örneği ile tedavi edildiğinde Acinetobactor calcoaceticus’un E. coli, P. aeruginosa ve S, aureus’a kıyasla en çok etkilenen organizma olduğu tespit edilmiştir [19]. Bu çeşitli sonuçlar, tüm balların eşit olmadığını ve etkinliklerinin büyük ölçüde değişken olduğunu öne sürerek, belirli bir balın sergilediği antimikrobiyal aktivite üzerinde botanik kökenin ve coğrafi konumun önemini ortaya koymaktadır. İlginç bir şekilde, hiçbir organizmanın bala direnç kazanmadığı gözlemlenmiştir [28]. Ayrıca, balın alt inhibitör dozlarının, metisiline dirençli Staphylococcus aureus’ta (MRSA) oksasilin duyarlılığını geri kazandırdığı gösterilmiştir [29]. Bal ile ilgili ilk çalışmalar, balın antimikrobiyal etkilerine katkıda bulunan bazı temel faktörleri özetlemiştir; bunlar yüksek şeker içeriği, düşük pH, hidrojen peroksit, polifenolik bileşikler ve bir inhibin tanımlanmasıdır [2,8,30]. Balın neden güçlü bir antimikrobiyal olduğunu araştıran daha ileri çalışmalar, inhibinin, esas olarak Manuka balında bulunan güçlü bir antimikrobiyal olan metilglioksal formunda bir 1,2-dikarbonil bileşiği olduğunu belirledi [31]. Daha yakın tarihli çalışmalar, balda potansiyel bir antimikrobiyal bileşen olarak arı türevi bir protein olan arı defensin-1’i de tanımlamıştır [25]. Bu, bal örneklerinin çeşitli antimikrobiyal bileşikler içerdiği ve etkinliklerinin tek bir antimikrobiyal ajana atfedilemeyeceği argümanını daha da ileri götürür. Ayrıca bal, sinerjik olarak hareket eden ve bir antimikrobiyal olarak gücünü artıran birden fazla bileşen içerir. Bu derleme, balın antimikrobiyal aktivitesine atfedilen farklı bileşenleri ve potansiyel uygulamalarını araştırmayı amaçlamaktadır. Balın antimikrobiyal aktivitesine ve etki mekanizmalarına atfedilen ana bileşenler. Doğrudan inhibe edici faktörler hücresel mekanizmaları etkiler (mavi), dolaylı inhibitör faktörlerin bakteri hücresi üzerinde daha geniş kapsamlı bir etkisi vardır (yeşil).
“Kompozisyon ve Sınıflandırma” Bal, şeker, su, proteinler, vitaminler, mineraller, polifenolik bileşikler ve bitki türevleri dahil olmak üzere 180 ila 200 farklı maddeden oluşan karmaşık bir gıda maddesidir [10,25]. Kökenine bağlı olarak bal, “bal özü veya çiçek” olarak sınıflandırılabilir. “Salgı balı” canlı bitki, yaprak biti ve böcek salgılarının toplanmasıyla üretilir [32], çiçek balı ise çiçek nektarının toplanmasıyla üretilir ve polen içeriği ile karakterize edilir. Çiçek balı ayrıca, botanik kökenin ağırlıklı olarak bir çiçek türünden olduğu tek çiçekli veya birden fazla çiçek türü kaynağının tanımlanabildiği çok çiçekli olarak ayrılabilir [33]. Balın botanik kökeni, antioksidan aktivitesi üzerinde en büyük etkiye sahip olabilir [34]. Geniş antimikrobiyal aktivite spektrumu nedeniyle büyük önem taşıyan bir bal, Leptospermum sp.’den elde edilen Manuka balıdır. [1]. Bu tek çiçekli bal, ilaç endüstrisinde kullanılır ve tıbbi kalitede bal olarak geliştirilmiştir. Manuka balının antimikrobiyal aktivitesi, Leptospermum sp. tarafından üretilen fitokimyasallara bağlanmıştır. bitki ve daha sonra bala aktarılır. Bununla birlikte, son zamanlarda bal balı, tek çiçekli baldan daha güçlü bir antimikrobiyal olarak araştırılmıştır ve balın kökeninin önemini daha da artırmıştır [35]. Ayrıca, bitki nektarında bulunan aktif bileşiklerin bileşimi, coğrafi konum ve iklim koşullarına bağlı olarak değişebilir [34]. Tüm bu farklı bileşenler balın kalitesini ve ardından antimikrobiyal aktiviteyi etkileyebilir. “Karbonhidratlar” Ağırlıklı olarak glikoz ve fruktoz gibi monosakkaritler olan karbonhidratlar, tüm bal çeşitlerinin kimyasal yapısının %82.4’ünü oluşturur [36]. Balın bir sonraki en büyük bileşeni %13-23 arasında değişen sudur [37]. Bu iki faktör, düşük pH ve yüksek ozmotik basınç sonucu mikroorganizmalar için stresli bir ortam oluşturmakta ve uygun olmayan büyüme koşulları nedeniyle gıdaların bozulmasını engellemektedir [2,37]. Bu olumsuz ortamın balın antimikrobiyal aktivitesine büyük ölçüde katkı sağladığı düşünülmektedir. Wahdan (1998), balın aynı şeker ve su yüzdesini taklit eden seyreltilmemiş bir şeker çözeltisinin bakteriyostatik ve bakterisidal aktivite sergilediğini göstermiş ve bu parametrelerin balın antimikrobiyal aktivitesinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir [38]. Tersine, Brady, Molan ve Harfoot (1996), şeker içeriği ve asitliği temsil eden yapay bir bal yarattı ve onu kutanöz mikozların nedeni olan patojenik bir mantar olan bir dizi dermatofitlere karşı test etti [39]. Test edilen herhangi bir organizmaya karşı hiçbir inhibitör aktivite gözlemlemediler. Bununla birlikte, Manuka balı için aktivite gözlemlediler, bu da yüksek şeker seviyelerinin ve düşük asitliğin antimikrobiyal aktivitenin tek kaynağı olmadığını öne sürdü. Buna ek olarak, Wahdan (1998), şeker çözeltisinin aktivitesi ile bal arasında önemli farklılıklar bulmuştur, bu da balın içinde antimikrobiyal aktiviteye atfedilen başka bileşenlerin olduğunu gösterir [38]. 1937’de balın antimikrobiyal aktivitesi, balın daha önce tanımlanamayan bir bileşeni olan bir ‘inhibin’in varlığıyla bağlantılıydı ve keşfi, balın sergilediği antimikrobiyal aktiviteden tek başına şeker içeriğinin sorumlu olmadığı teorisini destekledi [38]. .. Balın antimikrobiyal aktivitesinin arkasındaki mekanizmaları araştıran çalışmalar, polifenollerin, hidrojen peroksit 1,2-dikarbonillerin ve arı defensin-1’in varlığı da dahil olmak üzere çeşitli başka olasılıkları tanımladı. “Polifenolik Bileşikler”: Polifenolik bileşikler, fenolik yapıların varlığı ile tanımlanan flavonoidleri ve fenolik asitleri (flavonoid olmayanlar) içeren çeşitli kimyasallar grubudur [40]. Bitki ikincil metabolitleri olarak üretilen bu biyoaktif bileşikler, bitkiden bala aktarılır ve balın sağlığı geliştirici özelliklerinin önemli bir bileşeni olarak tanımlanmıştır [41]. Ayrıca balda tanımlanan fenolik asitler, belirli bir bal örneğinin botanik ve coğrafi kökenini belirlemek için kullanılmıştır [17]. Bu nedenle, balın botanik orijini önemlidir, çünkü mevcut fitokimyasalları etkileyebilir ve sonuç olarak antimikrobiyal kapasiteyi etkileyebilir [11,32]. Bal içerisinde antimikrobiyal bileşiklerin kazanılması. (A) Bitkiden elde edilen polifenolik bileşikler arı tarafından aktarılır. (B) Çiçekteki sakaroz, arı tarafından yutulur ve arı tarafından diastaz ve invertaz eklenmesiyle glikoz ve fruktoza parçalanır. Glikoz, oksijen eklenmesi üzerine glikoz oksidaz tarafından oksitlenir ve D-glukono-δ-lakton ve hidrojen peroksit üretilir. Hidrojen peroksit antimikrobiyal aktiviteye sahiptir. (C) Arı defensin-1 bala arı tarafından eklenir (Swissmodel 6mry.5.A). (D) Dihidroksiaseton, Leptospermum sp.’den hasat edilir. ve enzimatik olmayan bir şekilde dehidrasyon reaksiyonu yoluyla metilglioksal’e dönüştürülür. Balda, çeşitli antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu tanımlanmış olan polifenolik bileşikler tanımlanmıştır ve etki mekanizmaları büyük ölçüde aydınlatılmıştır. Bu polifenolik bileşiklerin aktif olduğu konsantrasyonlar balda çok daha düşüktür, ancak hidrojen peroksit ile ilgili olarak benzer bir oluşum gözlemlenmiştir. Ayrıca, polifenoller tipik olarak serbest radikalleri yok etmekten ve oksidasyonu inhibe etmekten sorumludur ve hidrojen peroksit oluşumunda rol oynadığı öne sürülmüştür [25,42,43,44]. Bal fenolik ekstraktlarının S. aureus, E. coli ve K. pneumoniae’ye karşı test edilmesi, bir antimikrobiyal etki tanımlamıştır [43]. Polifenolik bileşiklerin rolü ve bal üzerindeki doğrudan antimikrobiyal etkileri hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. “Hidrojen peroksit” Balda hidrojen peroksitin varlığı iyi bilinmektedir ve baldaki ana antimikrobiyal bileşenlerden biri olarak kabul edilir. Bal arısı (Apis mellifera) tarafından nektar hasadı sırasında yan ürün olarak üretilir. Hasat üzerine, diastaz, invertaz ve glukoz oksidaz dahil olmak üzere arı türevli enzimler eklenir. Diastaz ve invertaz, daha büyük disakkaritleri, özellikle sakarozu monosakkaritlere, glukoza ve fruktoza parçalar [58]. Oksijen ilavesi üzerine, glikoz oksidaz, glikozun D-glukono-δ-lakton ve ikincisi antimikrobiyal aktiviteye sahip olan hidrojen peroksite oksidasyonunu katalize eder [59]. İlginç bir şekilde, hidrojen peroksitin baldaki antimikrobiyal etkisi, seyreltme üzerine artar, glikoz oksidaz enziminin glikoza daha kolay bağlanmasını sağlar ve sürekli bir hidrojen peroksit üretimi ile sonuçlanır [24]. Glikoz konsantrasyonunun yeterince yüksek olması koşuluyla, moleküler kalabalıklaşmanın hidrojen peroksit üretiminde rol oynayabileceği de öne sürülmüştür [60]. Baldaki hidrojen peroksit seviyeleri numuneler arasında değişir ve iki faktöre bağlıdır: eklenen glikoz oksidaz miktarı ve polen türevli katalazın varlığı [61]. Glikoz oksidaz reaksiyonu katalize ettiğinden, daha yüksek glikoz oksidaz seviyelerinin daha fazla hidrojen peroksit üretimi ile sonuçlandığı varsayılır. Bu, bal arısı sağlığından ve yemli beslenmenin çeşitliliğinden etkilenebilir [62]. Tersine, daha yeni araştırmalar, mevcut glikoz oksidaz seviyelerinin, üretilen hidrojen peroksit hacmiyle doğrudan ilişkili olmadığını, ancak bu enzimatik olmayan üretim yöntemlerinin henüz açıklanmadığını öne sürdü [25]. Ek olarak, katalaz, hidrojen peroksitin su ve oksijene parçalanmasıyla bilinir, bu nedenle katalaz konsantrasyonunun hidrojen peroksit içeriğiyle orantılı olması şaşırtıcı değildir [61]. Hidrojen peroksit, köklü bir antimikrobiyal ajandır. Oksidatif biyosit olarak sınıflandırılır, elektronları kimyasal yapılardan uzaklaştırarak oksidasyona neden olur [63]. Oksidasyon eylemi, mikrobiyal büyümenin inhibisyonuna ve hidroksil radikallerinin oluşumu yoluyla geri dönüşü olmayan DNA hasarına neden olur [3,64,65]. Balda hidroksil radikallerinin oluşumu, hidrojen peroksit yoluyla Fenton benzeri bir reaksiyonda üretilir. Fe2+ veya Cu2+ iyonlarının eklenmesiyle, hidrojen peroksitin hidroksil radikallerine artan ayrışması nedeniyle MRSA ve VRE’ye (Vankomisin dirençli Enterokoklar) karşı gelişmiş bir bakteriyostatik etkinin gözlenmesi dikkat çekicidir. hidroksil radikal üretimi ve hidrojen peroksit üretimi arasındaki ilişkiyi ana hatlarıyla ortaya koyan restore edilmiş bakteri üremesi. Baldaki hidrojen peroksit seviyeleri 0,5 ile 2,5 mM arasında değişebilir, ancak E. coli’de DNA bozulmasına neden olmak için minimum 2,7 mM hidrojen peroksit seviyesi gereklidir [60]. Bundan bağımsız olarak, 2,5 mM’den az hidrojen peroksit içeren bal, bakterilerde DNA bozulmasını indükleme kabiliyeti sergileyebilir, bu da hidrojen peroksitin balın tek antimikrobiyal bileşeni olmadığını düşündürür. Hidrojen peroksit, polifenoller ve bal tarafından indüklenen DNA bozunması arasındaki bir ilişki ana hatlarıyla belirtilmiştir, bu da hidrojen peroksit varlığında daha yüksek polifenol seviyelerinin bakteri hücrelerine uygulanan oksidatif stresi iyileştirdiğini düşündürmektedir [67]. Bununla birlikte, Manuka balı, hidrojen peroksitin çıkarılmasından sonra DNA bozulmasını korur ve antimikrobiyal aktivitede hiçbir değişiklik göstermez, bu da hidrojen peroksitin baldaki tek antimikrobiyal bileşen olmadığını gösterir [31,59]. “1,2-dikarboniller” İndirgenmiş hidrojen peroksit içeren ballarda veya hidrojen peroksitin uzaklaştırılmasından sonra gözlenen antimikrobiyal aktivite, peroksit dışı aktivite olarak tanımlanmıştır. Peroksit olmayan aktivite, biri 1,2-dikarboniller olarak bilinen bir grup bileşik olan çeşitli farklı maddelere atfedilmiştir. 1,2-dikarboniller, karbonhidrattan zengin gıdalarda karamelizasyon veya Maillard reaksiyonları yoluyla üretilen oldukça reaktif bileşiklerdir [68]. Bunlar, ısıl işlem veya uzun süreli depolama yoluyla elde edilir ve aroma, renk ve tat ile ilişkilendirilir [69]. 1,2-dikarboniller, glikoz ve serbest amino grupları ile enzimatik olmayan bir reaksiyonun ara ürünü olarak oluşur ve ileri glikasyon son ürünlerinin (AGE’ler) oluşumuyla sonuçlanır [70]. Heksozlar tarafından oluşturulanlar arasında 3-deoksiglukozon (3-DG) ve glukozon; disakkaritler ve oligosakkaritler tarafından oluşumu 3-deoksipentozon (3-DP) ile sonuçlanır [68]. 3-DG’nin bozulma ürünleri, bal tazeliğini gösteren 5-hidroksimetalfurfural oluşumuna neden olur [9]. Antimikrobiyal önemi olan diğer parçalanma ürünleri metilglioksal ve glioksaldir. Metilglioksal (MGO), Manuka balının ana antimikrobiyal bileşeni olarak tanımlanmıştır [71]. Manuka balının MGO içeriği, bunun Manuka balının ana antimikrobiyal bileşeni olduğunu gösteren ‘Benzersiz Manuka Faktörü’ (UMF) derecesi ile doğrudan ilişkilidir [72]. Manuka balında MGO varlığı, dihidroksiaseton konsantrasyonu ile belirlenir. Adams, Manley-Harris ve Molan (2009), nektarın tamamının Leptospermum sp. değişen seviyelerde dihidroksiaseton içerir ve ölçülebilir MGO içermez [73]. Bunu daha fazla araştırmak için yonca balına dihidroksiaseton eklediler ve MGO üretimini gözlemlediler. Ayrıca, arginin ve lizinin eklenmesi, MGO’nun enzimatik olmayan üretiminin bu amino asitleri gerektirdiğine dair bulgularla tutarlı olarak daha fazla MGO üretimi ile sonuçlanmıştır [74]. Kovan içinde düşük miktarlarda MGO tespit edilebilir, ancak yüksek seviyelerde dihidroksiaseton mevcuttur. Hasat edildikten sonra, dihidroksiasetonun MGO’ya dönüşümü gerçekleşir, bu da MGO seviyelerinin artmasına ve dihidroksiasetonda bir azalmaya neden olur [75]. İlginç bir şekilde, balın 37 °C’ye ısıtılması MGO’nun artmasına neden olur, ancak 50 °C’ye ısıtma hem MGO hem de dihidroksiaseton kaybına neden olur [73]. Dihidroksiasetonun MGO’ya dönüştürülmesinin balda enzimatik olmayan bir şekilde gerçekleştiği kabul edilir. Bununla birlikte, metilglioksal yolda, dihidroksiaseton-fosfat, metilglioksal sentaz tarafından MGO’ya dönüştürülür [73]. Bal içinde MGO üretimine ilişkin daha fazla araştırma, baldaki üretiminin arkasındaki kesin mekanizmaları açıklayabilir. MGO’nun etki mekanizması, bakteriyel fimbria ve flagella yapısını değiştirme yeteneğinden kaynaklanmaktadır. MGO’nun artan konsantrasyonlarının daha az fimbria ve flagella ile sonuçlandığı ve 2 mM’lik bir konsantrasyonun tüm fimbria ve flagellaların kaybı ile sonuçlandığı ve ayrıca hücre membranlarına zarar verdiği ve bakteri hücrelerinin küçülüp yuvarlandığı gözlemleri yapılmıştır [76]. . Bununla birlikte, fimbria ve flagella içermeyen bakterilerin de S. aureus gibi Manuka balı tarafından inhibe edildiği gözlemlenmiştir. Manuka balında, apigenin, kersetin ve kafeik asit dahil olmak üzere bakterileri farklı mekanizmalarla inhibe eden çeşitli polifenolik bileşikler tanımlanmıştır [13]. Bu ayrıca balın birden fazla antibakteriyel özelliğe sahip olduğunu ve tek bir mekanizma ile hareket etmediğini destekler. Ek olarak, bu çoklu bileşenler, bala direnç kazanan hiçbir bakterinin gözlemlenmemesinin nedeni olabilir. “Beedfensin-1” Arı defensin-1, arı hemolenfi (arı kan sistemi) ve hipofaringeal bezlerde tanımlanan bir antimikrobiyal peptittir (AMP). Dört AMP’den biridir, diğerleri arasında apidaesin, abaesin, hymenoptaecin ve defensin bulunur [77]. Arıdaki rolleri, mantarlara, mayalara, protozoalara ve hem Gram pozitif hem de Gram negatif bakterilere karşı aktivite sergileyen doğuştan gelen bir bağışıklık tepkisidir [78]. Önemli olarak, arı defensin-1 esas olarak Gram pozitif bakterilere, özellikle de B. subtilis, S. aureus ve Paenibacillus larvalarına karşı etkilidir, ancak çoklu ilaca dirençli organizmalara karşı sınırlı etkinliği vardır [79]. Arı defensin-1 seviyeleri bal örnekleri arasında değişir, bu, AMP üretimi değişen bireysel arıların bezlerinden üretiminin bir sonucudur [80]. Arı defensin-1’in tam etki mekanizması açıklanmamasına rağmen, diğer türlerden gelen defensin proteinlerinin bakteri hücre zarı içinde hücre ölümü ile sonuçlanan bir gözenek oluşturduğu gösterilmiştir [81]. Ayrıca, arı defensin-1’in keratinositlerden MMP-9 salgılarının uyarılması yoluyla yara iyileşmesi rolünde önemli olduğu gösterilmiştir [82]. “Antibiyotik Kalıntı” Balda sülfonamidler, makrolidler, tetrasiklinler ve aminoglikozitler dahil olmak üzere çeşitli antibiyotik kalıntıları tanımlanmıştır [83]. Bunun ortaya çıkması, arıcılıkta antibiyotik kullanımına, çevresel kontaminasyona ve uygunsuz arıcılık yapılmasına bağlanmaktadır [84]. AB içinde, antibiyotiklerin eser elementlerine izin verilmez, ancak belirlenmiş bir maksimum kalıntı seviyesi yoktur ve dünya çapında bal örneklerinde eser miktarda bulunabilir [83]. Ayrıca bazı AB ülkelerinde arıcılıkta antibiyotik kullanımı yasa dışıdır. Al-Waili ve diğerleri (2012) baldaki antibiyotiklerin antibiyotik direnci örneğini potansiyel olarak artırabileceğini öne sürmüştür, ancak buna dair çok az kanıt vardır [84]. Antimikrobiyal dirençteki artışlar genellikle antibiyotiklerin yanlış ve uygunsuz kullanımının yanı sıra et ve süt endüstrisine kadar uzanan veterinerlik endüstrisindeki geniş uygulamalarına bağlanmaktadır [85]. Bir çalışma, sütteki antibiyotik kalıntılarının minimum kalıntı seviyesinden daha yüksek olduğunu ve genel olarak ticari çiftliklerin yerel çiftliklerden daha yüksek seviyelerde antibiyotik kalıntısına sahip olduğunu tespit etti [86]. Et içindeki siprofloksasin, streptomisin, sülfonamid ve tetrasiklin düzeylerini belirlemeye odaklanan başka bir çalışma, siprofloksasin ve streptomisin düzeylerinin MRL’nin (maksimum kalıntı düzeyi) üzerinde olduğunu ve tüm antibiyotiklerin toplam izlerinin 20.7 ile 952.2 µg/kg arasında değiştiğini buldu. [87]. Ancak balda gözlemlenen izler bu değerlerden çok daha düşüktür ve gözlemler bu eser miktarların zamanla azaldığını göstermiştir. Linkomisin ile tedavi edilen bir kovan, tedaviden üç gün sonra balda 24 µg antibiyotik tanımladı, ancak tedaviden 129 gün sonra eser miktarda 3.5 µg’a düştü [88]. Bu nedenle balda antibiyotik kalıntısı oluşması şu anda endişe kaynağı olmalıdır. Ayrıca bu miktarlar balda gözlemlenen antimikrobiyal aktiviteye bağlanamayacak kadar düşüktür. “Antibiyofilm Özellikleri” Biyofilmler, bir yüzeye yapışma üzerine bakteriler tarafından oluşturulur ve hücre dışı bir matrisin üretimi ile sonuçlanır [89]. Bu matris, bakteri topluluğunun korunmasına, antimikrobiyallerin penetrasyonunu önlemeye ve konak savunmasından kaçınmaya izin verir [90]. Balın bir dizi planktonik bakteriyi etkili bir şekilde engellediği ve öldürdüğü gözlemlenmiştir, ancak daha da ilginci, balın biyofilmleri bozma yeteneği vardır. Balın antibiyofilm özellikleri, çekirdek algılamayı bozma ve biyofilmin kendisine nüfuz etme yeteneğine bağlanmıştır [91]. Balın, P. aeruginosa, S. aureus ve iki seyreltmede bir oranında S. aureus ve %30 Manuka balında (a/h) Streptococcus pyogenes dahil olmak üzere tek tür biyofilmleri etkili bir şekilde öldürdüğü gösterilmiştir [92,93]. Bununla birlikte, özellikle klinik bir ortamda kullanılan ballarla ilgili olarak, çok türlü biyofilmler daha yaygındır ve bu, daha önemli bir antibiyofilm araştırma alanı olduğunu gösterir. Bir çalışmada, Streptococcus agalactiae, S. aureus, P aeruginosa ve E. faecalis’ten oluşan çok türlü biyofilmler üzerinde %100’lük bir konsantrasyonda Manuka, özsu ve yapay balın etkileri araştırıldı. Manuka ve özsu balının P. aeruginosa, S. aureus ve S. agalactiae’ye karşı antibiyofilm etkinliği olduğunu, ancak yapay balın S. aureus ve S. agalactiae’ye karşı herhangi bir etkisinin gözlemlenmediğini belirlediler. Ayrıca, yapay bal da dahil olmak üzere tüm bal çeşitleri P. aeruginosa’yı başarılı bir şekilde inhibe edebilirken, hiçbir örnek E. faecalis’i inhibe edemedi [94]. Bu, özellikle yaralarda çok türlü biyofilmlere karşı bal kullanımı için umut vaat ediyor. Bununla birlikte, balın alt inhibitör konsantrasyonlarının S. aureus’ta biyofilm oluşumunu inhibe etmekten ziyade iyileştirebileceği gösterildiğinden, uygulanan bal konsantrasyonunun dikkate alınması gerekir [16,95]. Bu nedenle, bu amaç için uygulanacak uygun bal konsantrasyonlarını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Balın biyofilmleri bozma yeteneği iki ana bileşene atfedilmiştir: arı defensin-1 ve MGO [94,96]. Biyofilmlerin üretimi, harici sinyaller ve ardından spesifik genlerin aktivasyonu yoluyla gerçekleştirilir [97]. Bu nedenle, arı defensin-1’in DNA, RNA ve protein sentezinin inhibisyonu ile sonuçlanan membranları parçalama yeteneği, onu biyofilm bozulması için açık bir aday olarak tanımlar [81]. Ayrıca, MGO’nun bakteriyel fimbria ve flagellayı değiştirme yeteneği, sonuçta yüzeylere yapışmayı önleyerek biyofilm oluşumunu bozar [76]. Bu nedenle, arı defensin-1 veya MGO’nun varlığının antibiyofilm etkisi ile sonuçlanması şaşırtıcıdır. Ek olarak, bu, Manuka balının sadece güçlü antimikrobiyal aktiviteye sahip olmadığını, aynı zamanda antibiyofilm aktivitesine de sahip olduğunu göstermektedir. “Bal ve Antibiyotik Sinerjisi” Balın, özellikle ilaca dirençli organizmalara karşı sergilediği geniş aktivite spektrumunu gözlemlemek, bal-antibiyotik sinerjisinin araştırılmasına yol açmıştır. Bazı umut verici sonuçlarla birlikte çeşitli antibiyotikler ve bal kombinasyonları araştırılmıştır. Manuka balının tetrasiklin ile eşleştirilmesi, P. aeruginosa ve S. aureus’a karşı artan bir antimikrobiyal etki sergiledi. Tetrasiklinin geniş spektrumlu aktivitesi ve Manuka balının eklenmesiyle aktivitesinin artması, kombinasyonu yara iyileşmesi için güçlü bir aday yapar [98]. Rifampisin ile birlikte Medihoney’in alt-inhibitör konsantrasyonlarının kullanıldığı başka bir kombinasyon, MRSA ve klinik izolatlar dahil olmak üzere S. aureus’un rifampisin direnci saptamadı [99]. Bu, balın antibiyotiklere karşı direnci tersine çeviren ilk örneği değil. Jenkins ve Cooper (2012) balın alt inhibitör konsantrasyonlarının oksasilin eklenmesiyle MRSA’nın oksasilin duyarlılığını geri kazandırdığını belirlemiştir [29]. Bu bulgular, özellikle kalıcı veya kronik enfeksiyonlar için klinik ortamlarda bal kullanımı için güçlü bir temel sağlar. Ek olarak, bal ve antibiyotik kombinasyonlarının, biyofilmlere karşı sinerjistik ve ilave etkilere sahip olduğu gösterilmiştir. Bu, vankomisinin Manuka balı ile S. aureus’a karşı ve gentamisin ile Manuka balının P. aeruginosa’ya karşı kombinasyonu ile gösterilmiştir [100]. Ayrıca, bir çalışma Portekiz balı ve faj tedavisinin sinerjik etkilerini gözlemledi ve faj ile eşleştirilmiş %25 (a/h) balın E. coli biyofilm yıkımında tek başına %50 (a/h) bal kadar eşit derecede etkili olduğunu belirledi [ 101]. Bu, bal kullanımının heyecan verici potansiyelini ve olanaklarını ve sinerjik etkileri ve klinik uygulamaları hakkında daha fazla araştırma ihtiyacını vurgulamaktadır. “Tıbbi Ayarlarda Bal.” Balın tıbbi bir ortamda ana uygulamaları, yüzey yaralarının ve yanıkların tedavisi içindir. Tıbbi sınıf bal, Medihoney ve Revamil olmak üzere iki farklı bal türü geliştirilmiştir. Medihoney, Manuka balından geliştirilirken, Revamil balı standart koşullarda seralarda üretilir [80]. İlginç bir şekilde, bu iki balın aktif bileşenleri farklıdır. Medihoney aktivitesi, hidrojen peroksit aktivitesinin değişken olduğu MGO aktivitesine dayanır ve arı defensin-1’in belirgin bir aktivitesi yoktur [102]. Daha yakın zamanlarda, Manuka balındaki defensin-1’in, önceki çalışmalarda proteinin saptanmasını engelleyebilecek MGO’nun varlığı ile değiştirildiği öne sürülmüştür [74]. Bununla birlikte, Revamil öncelikle hidrojen peroksit ve arı defensin-1 aktivitesi yoluyla etki eder [103]. Bal, doğrudan bir yaranın yüzeyine uygulanabilir. Bu, yara ile çevre arasında fiziksel bir bariyer oluşturarak kontaminasyonu önler [104]. Uygulamanın sağladığı ikincil etkiler, hem bakteriyostatik hem de bakterisidal aktiviteyi içeren antimikrobiyal özelliklerdir ve yara kontaminasyonunu daha da önler [80]. Ek olarak, yüksek şeker içeriği ve düşük su aktivitesi nedeniyle bir ozmotik gradyan oluşur ve yaradan bakteri, nekrotik doku ve döküntü akışı oluşturur [91]. Son olarak, baldaki fenolik içerik iltihaplanmaya yardımcı olarak yara iyileşmesini iyileştirmeye yardımcı olur [105]. Genel olarak, bunun hem yaranın iyileşmesini hem de iyileşme ve yara izini azaltmak için geçen süreyi iyileştirdiği gözlemlenmiştir [106]. Bu, yara tedavisine yardımcı olurken antibiyotik kullanımını azaltabilir. İki hastayı içeren bir vaka çalışması, yara iyileşmesine ve enfeksiyonun temizlenmesine yardımcı olmak için bal kullanımını kullandı. İlk hastada iyileşme belirtisi göstermeyen kalıcı bir “kendi kendine açılan yara” vardı; Manuka balı ile günlük tedaviden sonra yara yeniden epitelizasyon belirtileri gösterdi ve altı hafta sonra tamamen iyileşti ve balın anjiyogenezi teşvik etme yeteneğini gösterdi. İkinci hastada, P. aeruginosa ve S. aureus ile enfekte olan ve daha sonra MRSA olduğu doğrulanan iki büyük hematom meydana geldi. İyileşme başarısız olduktan sonra, enfeksiyonu temizlemek ve iyileşmeyi desteklemek için Manuka balı kullanıldı. Sekiz hafta sonra enfeksiyon temizlendi [107]. Deri greftlerinin iyileşmesine yardımcı olmak için balın kullanımını araştıran başka bir çalışma, vazelin kontrolüne kıyasla iyileşmenin arttığını ve ağrının azaldığını tespit etti [108]. Ek olarak, bal yanıkları iyileştirmek için kullanılabilir. Bal ve %1 gümüş sülfadiazinin etkilerini gözlemleyen bir çalışmada, balın iyileşme süresini azalttığını ve enfeksiyon yanığını ve ağrıyı %1 gümüş sülfadiazinden daha hızlı temizlediğini bulmuşlardır [109]. Bu vaka çalışmaları, balın yalnızca enfeksiyonu önlemek için değil, aynı zamanda iyileşme sürelerini ve hasta rahatsızlığını azaltmak için çeşitli yara iyileştirme uygulamalarında uygulanması gerektiğinin altını çizerek, klinik bir ortamda balın farklı kullanımlarını özetlemektedir. “Sonuçlar” Bal, geniş bir aktivite yelpazesi sergileyen güçlü bir antimikrobiyal ajandır. Şeker içeriği, polifenolik bileşikler, hidrojen peroksit, 1,2-dikarbonil bileşikleri ve arı defensin-1 dahil olmak üzere çeşitli bileşenler balın antimikrobiyal potansiyeline katkıda bulunur. Bunların hepsi nektar kaynağına, bal arısına ve depolamaya bağlı olarak değişen seviyelerde bulunur. Bu bileşenler sinerjik olarak hareket ederek balın çeşitli mikroorganizmalara karşı etkili olmasını sağlar. Bileşenlerin miktarındaki ve yapısal modifikasyonlarındaki çeşitlilik, aynı zamanda, bazı balların bakteri üremesini engellemede neden diğerlerinden daha etkili olabileceğine dair önemli bir katkıda bulunan faktördür ve bu da devam eden araştırma gereksinimini ilerletir. Tıbbi bir ortamda bal, antibiyotik ihtiyacını ortadan kaldırarak etkili bir yara tedavisi olarak kullanılabilir. Balın antimikrobiyal mekanizmalarına karşı mevcut direnç büyük ölçüde görülmediğinden, bal, ilaca oldukça dirençli bakteriyel enfeksiyonlar için son çare ilaç ihtiyacını büyük ölçüde azaltma potansiyeline sahiptir. Bu muhtemelen, antimikrobiyal bileşiklerin bolluğundan kaynaklanan çoklu antibakteriyel etki mekanizmasından kaynaklanmaktadır ve bu, henüz bir antimikrobiyal direnç kaynağı olarak tanımlanmayan benzersiz bir kombinasyon terapisi ile sonuçlanmaktadır. Bu derlemenin yazarları olarak, gelecekte bal kullanımının yaygınlaşacağını düşünüyoruz. Bu, büyük ölçüde, özellikle balın belirli antibiyotik direnci mekanizmalarını tersine çevirebildiği gösterildiğinden, birden fazla antibiyotik sınıfı tarafından kapsamlı bir şekilde tedavi edilemeyen enfeksiyonlara neden olan MDR organizmalarındaki artıştan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, bu alternatif antimikrobiyal ajanın yeniden canlandırılması, artan antibiyotiğe dirençli bakteriyel enfeksiyon insidansını frenlemeye yardımcı olacak umut verici bir terapötik yolu temsil etmektedir. Ayrıca, balın tüm bileşenlerinin aktivite ve sentezi mekanizmalarının tam olarak aydınlatılması, optimal olarak antimikrobiyal sentetik veya yarı sentetik bir balın üretilmesine yol açabilir. Bu sinerjik bileşenlerin kesin konsantrasyonlarının keşfi, çok çeşitli antibiyotiğe dirençli bakteri türlerine karşı aktiviteye sahip en etkili, geniş spektrumlu balı geliştirmemizi sağlayacaktır.
Comments