Pharmaceutical botanical studies on Marrubium L. taxa in the Aegean Region

Dünyada yaklaşık 40 taksonu bulunan Marrubium L. cinsi (Lamiaceae), ülkemizde 25 takson ile temsil edilmektedir. Anadolu'da ve farklı ülkelerde, bitkinin halk arasında soğuk algınlığında, göğüs yumuşatıcı, yara iyileştirici, idrar ve gaz söktürücü olarak ve ekzama tedavisinde kullanıldığı rapor edilmiştir. Literatür taraması, bu cinsin özellikle fenolik ve flavonoit yapıdaki bileşikler ile labdan tip diterpenler ve lignanlar yönünden zengin olduğunu göstermiştir. Ayrıca farklı Marrubium türlerinin antioksidan, antimikrobiyal, antienflamatuvar ve sitotoksik aktivitelerine yönelik çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmada; Ege Bölgesi'nde doğal yayılış gösteren 4'ü endemik olmak üzere 9 Marrubium taksonunun 21 farklı lokaliteden toplanan örneklerinin morfolojik ve anatomik incelemeleri yapılmıştır. Tüm örneklerin, tür tayini için kritik öneme sahip olan kaliks yapıları görüntülenmiş ve örneklerde farklı tipte örtü ve salgı tüyleri ile stoma, iletim demeti gibi anatomik yapılara rastlanmıştır. Fitokimyasal çalışmalar kapsamında, örneklerin fenolik-flavonoit içerikleri belirlenmiş ve tespit edilen bileşiklerin bitkideki miktar tayinleri gerçekleştirilmiştir. Ultra performanslı sıvı kromatografisi (UPSK) analizleri ile, farklı Marrubium taksonlarında ve değişen oranlarda verbaskozit, forsitozit B, arenariozit, kemferol-3-O-β-D-glukozit, tilirozit ve apigenin-7-O-β-D-glukozit tespit edilmiştir. Ayrıca endemik M. rotundifolium Boiss. bitkisinden 4',5,6,7-tetrametoksi skutellarein, ekitin, tilirozit, 4-hidroksi benzoik asit-4-O-β-glukozit ve kemferol-3-O-β-D-glukozit bileşikleri izole edilmiştir. Farklı ekstraksiyon tipleri ile hazırlanan ekstrelerde ise, cins için marker bileşik olarak kabul edilen marrubiin, kalitatif ve kantitatif olarak analiz edilmiş ve en yüksek oranda Denizli-Sarayköy'den toplanan M. vulgare populasyonlarında gözlenmiştir (%1.666 ve %1.458). Su distilasyonu ile elde edilen uçucu yağların analizi için gaz kromatografisi (GK) ve kütle spektroskopisi (GK/KS) kullanılmış, β-karyofillen (%3.0-35.8), (Z)-β-farnesen (%0-35.5), bisiklogermakren (%0-30.4), germakren D (%5.7-22.9), β-bisabolen (%0-16.7) ve hekzadekanoik asit (%1.9-14.4) baskın olarak bulunmuştur. Örneklerin biyoaktivite potansiyellerinin değerlendirilmesi amacıyla, metanol ekstrelerinin 1 sağlıklı ve 4 kanser hücre hattına karşı in vitro sitotoksik aktiviteleri araştırılmıştır. Sonuçlar, ekstrelerin fare embriyonik fibroblast hücreleri (NIH-3T3) ile insan nöroblastoma (SH-SY5Y) hücre hatlarına karşı etkili olduklarını göstermiştir. M. rotundifolium'dan izole edilen saf bileşikler ve Marrubium örneklerinden hazırlanan metanol ekstrelerinin enzim inhibisyon aktiviteleri [tirozinaz, asetilkolinesteraz (AChE) ve bütirilkolinesteraz (BuChE)] değerlendirilmiştir. İzole saf bileşikler ve ekstrelerin tirozinaz ve AChE enzim inhibisyon etkileri oldukça düşük bulunurken, en yüksek BuChE inhibisyon etkisi Denizli'den M. vulgare örneğinde (IC50: 194 µg/mL) gözlenmiştir (galantamin IC50: 2.5 µg/mL).
Marrubium L. genus (Lamiaceae), which has about 40 taxa in the world, is represented by 25 taxa in Turkey. In Anatolia and different countries, the plant has been used as expectorant, wound healer, diuretic, carminative and in the treatment of cold and eczema in the traditional medicine. Studies show that, this genus is rich in phenolic and flavonoid compounds, labdane type diterpenes and lignans among others. In addition, antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory and cytotoxic activities of different Marrubium species were reported. In this study, 9 Marrubium taxa, 4 of which are endemic were collected from 21 different localities in the Aegean Region of Turkey. Morphological and anatomical investigations of the specimens were performed. Calyx structures of all specimens, which are critical, were documented and anatomical structures such as stomata, vascular bundles, different types of glandular and non-glandular hairs were identified microscopically. Within the scope of phytochemical studies, the phenolic-flavonoid contents and their quantities of Marrubium taxa were determined. In different samples, verbacoside, forsythoside B, arenarioside, kaempferol-3-O-β-D-glucoside, tiliroside and apigenin-7-O-β-D-glucoside were detected by ultra performance liquid chromatography (UPLC) analysis. Additionally, 4',5,6,7-tetramethoxy skutellarein, echitin, tiliroside, 4-hydroxy benzoic acid-4-O-β-glucoside and kaempferol-3-O-β-D-glucoside were isolated from endemic M. rotundifolium Boiss. Marrubiin, which is accepted as the marker compound for the genus, was analyzed qualitatively and quantitatively in the extracts prepared with different extraction types and the highest contents with 1.666% and 1.458% were observed in M. vulgare populations from Denizli-Saraykoy. GC/MS was used for the analysis of essential oils obtained by water distillation. β-caryophyllene (3.0-35.8%), (Z)-β-farnesene (0-35.5%), bicyclogermacrene (0-30.4%), germacrene D (5.7-22.9%), β-bisabolene (0-16.7%), and hexadecanoic acid (1.9-14.4%) were found as major compounds. For the evaluation of bioactivity potentials of the taxa, in vitro cytotoxic activities of the methanol extracts against 1 non-cancerous and 4 cancerous cell lines were investigated. The results showed that the extracts were effective against mouse embryonic fibroblast cells (NIH-3T3) and human neuroblastoma (SH-SY5Y) cell lines. In vitro enzyme [tyrosinase, acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BuChE)] inhibition activities of pure compounds isolated from M. rotundifolium and methanol extracts prepared from Marrubium samples were evaluated. Tyrosinase and AChE enzyme inhibition effects of isolated compounds and extracts were found to be quite low, while the highest BuChE inhibition effect was observed in M. vulgare from Denizli (IC50: 194 μg/mL; galantamine IC50 :2.5 μg/mL).