Изучение антимикробных свойств различных растений
Аракелян, И. Г. Изучение антимикробных свойств различных растений / И. Г. Аракелян, А. М. Магомедкеримова, И. Ф. Прасолова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 27 (422). — С. 201-204. — URL: https://moluch.ru/archive/422/93893/ (дата обращения: 15.08.2023).
Инфекции, вызванные бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, представляют собой растущую проблему из-за появления и распространения резистентности микробов к лекарственным препаратам и отсутствия разработки новых противомикробных препаратов. Традиционные методы открытия антибиотиков не поспевают за эволюцией резистентности. Поэтому весьма желательны новые стратегии борьбы с бактериальными инфекциями. Устойчивость к антибиотикам стала одной из основных проблем, стоящих перед человечеством. Потребность в новых противомикробных препаратах резко возросла. Растения считаются одним из наиболее перспективных источников для открытия новых противомикробных препаратов. Поэтому целью нашего исследования было оценить антимикробную активность различных частей 11 видов растений из ботанического сада Калужского государственного университета им. К. Э. Циолковского и дикорастущих растений. Результат показал потенциальное антибактериальное действие экстрактов из стеблей и корней одуванчика, из почек тополя против протестированных бактериальных штаммов.
Ключевые слова: растения, сок, экстракты, антимикробная активность.
Infections caused by multidrug-resistant bacteria are a growing problem due to the emergence and spread of microbial drug resistance and the lack of development of new antimicrobials. Traditional methods of discovering antibiotics have not kept pace with the evolution of resistance. Therefore, new strategies for combating bacterial infections are highly desirable. Antibiotic resistance has become one of the major problems facing humanity. The need for new antimicrobials has increased dramatically. Plants are considered one of the most promising sources for the discovery of new antimicrobials. Therefore, the aim of our study was to evaluate the antimicrobial activity of various parts of 11 plant species from the botanical garden of the Kaluga State University. K. E. Tsiolkovsky and wild plants. The result showed the potential antibacterial activity of extracts from dandelion stems and roots, from poplar buds against the tested bacterial strains.
Keywords: plants, juice, extracts, antimicrobial activity.
Распространенность микробных инфекционных заболеваний и их осложнений постоянно увеличивается во всем мире, в основном за счет лекарственной устойчивости микробов к широко применяемым противомикробным препаратам [1, 2]. Потребность в новых противомикробных препаратах, которые могли бы эффективно бороться с резистентными микробами, чрезвычайно возросла. Традиционные подходы к поиску новых антимикробных препаратов уже недостаточно успешны из-за быстрого развития резистентности к ним [3]. Следовательно, очень важно найти новые подходы к поиску антимикробных соединений.
Это потребовало поиска нового источника антимикробных веществ. Одним из перспективных источников является растительное сырье, поскольку растения производят множество биологически активных соединений с различными терапевтическими свойствами [4].
Антимикробные препараты растительного происхождения также считаются более безопасными по сравнению с синтетическими соединениями из-за их природного происхождения. Около четверти современных лекарственных средств получают из соединений растительного происхождения.
Вторичные метаболиты некоторых растений (фитохимические вещества) уже продемонстрировали свой потенциал в качестве антибактериальных средств, а также в качестве синергистов или усилителей действия других антибактериальных средств. Использование фитохимических веществ и растительных экстрактов в качестве агентов, модифицирующих резистентность, представляет собой все более активную тему исследований [5]. Фитохимические вещества часто действуют по иным механизмам, чем обычные антибиотики, и поэтому могут быть использованы против резистентных бактерий [6].
Натуральные продукты на растительной основе должны представлять наибольший интерес для современной фармацевтической промышленности, поскольку являются основным источником новых химических соединений, направленных на новые лекарственные мишени [7].
В качестве объектов исследования были использованы следующие растения и микроорганизмы:
- Aloe vera L.
- Kalanchoe gastonis-bonnieri Raym.-Hamet & H. Perrier
- Kalanchoe blossfeldiana
- Pelargonium zonale hybridum hort.
- Ficus religiosa L.
- Callisia elegans
- Callisia odorata
- Tradescantia pallida (Rose) D. R. Hunt
- Begonia bowerae (boweri) Ziesenh
- Стебли одуванчика
- Корень одуванчика
- Листья сирени
- Цветки сирени
- Почки тополя
- Чистые культуры микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis.
Растения 1–9 взяты из ботанического сада Калужского государственного университета им. К. Э. Циолковского. Сок растений получали путем растирания биомассы в ступке непосредственно перед проведением эксперимента. Перед экстракцией растительное сырье предварительно измельчали, затем заливали 40 % водно-спиртовой смесью. Экстракт настаивали в темном месте при комнатной температуре в течение 2 недель при ежедневном встряхивании.
Соки и экстракты растений подвергали испытанию на их антимикробные свойства методом диффузии в лунки агара [8]. Тестируемые микроорганизмы инокулировали в питательный бульон и инкубировали 24 часа при 37°C. Перед формированием лунок на поверхность питательного агара наносили 0,1 мл бульонной культуры микроорганизма и распределяли по поверхности шпателем Дригальского. Затем формировали лунки, в которые заливали образцы сока и экстрактов, не допуская переливания через край лунки.
После инкубации чашек Петри наблюдали за образованием светлой зоны вокруг лунки, что соответствует антимикробной активности тестируемых соединений. Для этого использовали трехступенчатую шкалу оценки зоны ингибирования роста микроорганизмов (табл. 1).
Оценка зоны ингибирования роста микроорганизмов
Уровни антимикробной активности
Диаметр зон ингибирования роста, мм
Источник
XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019
ИЗУЧЕНИЕ БАКТЕРИЦИДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Заживление кожных ранений была и остается одной из проблем современного мира. Данной проблеме посвящено достаточно большое количество монографий и исследований. Ученые всего мира изучают многообразные морфологические аспекты раневого процесса, механизмы и закономерности развития и способы его оптимизации . Существует огромное количество способов, предназначенных для лечение кожных ран, например, такие как антибиотики, мази для заживления ран и растительные экстракты. Лечение антибиотиками – это самый распространенный способ лечения, но уже не самый эффективный, так как на сегодняшний день существует проблема антибиотикорезистености . Микроорганизмы, которые являются возбудителями гнойных воспалений в ране, приобретают устойчивость к антибиотикам и на данный момент все сложнее и сложнее подобрать такой антибиотик, который бы полностью соответствовал нескольким критерием: экономичность и эффективность. Также существует огромное количество разнообразных ранозаживляющих мазей, некоторые содержат в себе антибиотики, другие эссенциальные элементы или экстракты растений. У всех есть ряд достоинств и недостатков по тому или иному критерию. Так мази, содержащие, эссенциальные элементы, например, цинковая мазь, снимает воспаление, заживляет и восстанавливают нормальную структуру тканей, но обладает слабым антисептическим эффектом, это и является ее недостатком 1.
В последние годы большое внимание уделяется традиционной медицине, которая предполагает использование для лечения кожных ран растительных экстрактов или их активных компонентов . П одобный метод заживление ран был наиболее распространенным в минувшем веке, так как приобрести какое-либо лекарство было довольно непросто, и поэтому людям приходилось использовать растения и их активные компоненты для лечения кожных ранений [3]. Например, люди верили в силу исцеления подорожника, его прикладывали на рану в качестве повязки. Также считали, что и чистотел является незаменимым при различных кожных болезнях: экземе, дерматите, прыщах, угрях, тромбофлебите. Чистотел хорошо заживляет раны, язвы, ожоги и другие заболевания. Несомненно, преимущество также отдавали коре дуба, так как она обладает уникальными целебными и восстанавливающими свойствами, является прекрасным антисептиком и анаболиком. Кроме этого, дубовая кора способствует заживлению ран, снятию воспалительных процессов, остановке кровотечения, славится своими седативными качествами. Часто используют ромашку, алоэ, они обладают противовоспалительным действием, что ускоряют процесс заживления ран.
Таким образом, выше изложенное является критерием для изучения влияния растительных экстрактов на рост микроорганизмов, но по результатам данных не все растения обладают бактерицидным эффектом по отношению к микроорганизмам.
Для реализации поставленной задачи в качестве объектов исследования нами были использованы 4 пробиотических препаратов на основе бактерий рода Bacillus: Споробактерин (B. subtilis 534), Ветом 1.1 (B. subtilis 10641), Ветом 3 (B. amyloliquefaciens 10642), Ветом 4 (B. amyloliquefaciens 10643), условно-патогенные микроорганизмы: E . coli , M. luteus , S . aureus , а также патогенный штамм: P. aeruginosa . В качестве регулирующих факторов в работе использовались различные экстракты растений (кора дуба, чистотел, базилик, алое, подорожник).
1 – P. aeruginosa , 2 – M. luteus , 3 – S. aureus
Рисунок 1 – Влияние экстракта дуба на рост исследуемых микроорганизмов.
Прежде чем приступить к выполнению работы, следует сделать экстракты из исследуемых растений, для этого использовали метод выделение экстракции биологически активных веществ из растительных тканей. Методика выполнения заключается в следующем: органы растений – листья, стебли, корни – предварительно разрезанные на мелкие части, измельчают на механической мельнице в порошок с размером частиц в 1-2 мм. Вытяжку готовят путем настаивания порошка в 50% этаноле в соотношении 1:20 (1 г растительного порошка настаивают на 20 мл 50% этанола). Экстракцию проводят в течение 24 ч при температуре воздуха +4 С. Удаление неразрушенных частиц, клеток, ядер и прочего проводят путем фильтрования тканевого гомогената или центрифугированием при 7000 g в течение 10 – 15 мин при температуре 2 – 4 С. Затем прозрачный раствор (фильтрат или супернатант) подвергают химическим исследованиям [4].
Для выполнения следующего этапа работы использовали метод агаровых лунок, выбор данного метода объясняется тем, что он позволяет не только визуально, но и качественно оценить влияние растительных экстрактов на рост исследуемых микроорганизмов. Методика выполнения заключается в следующем: изучаемый микроорганизм высевали сплошным «газоном» на поверхность агаровой пластинки (1,5 % МПА) в чашке Петри. После этого, пробочным сверлом (диаметр 5 мм) вырезали агаровые блочки, при этом на одной чашке Петри можно разместить до 7 агаровых лунок в которые в последующем вносили исследуемые концентрации веществ для оценки их ингибирующего и субингибирующего эффекта. Чашки помещали в термостат на 24 часа при температуре 37 C (благоприятной для развития исследуемого тест-организма). После инкубирования производили визуальную оценку действия исследуемого металла на рост популяции. Отсутствие зон подавления роста свидетельствовало о отсутствии влияния либо экстракта растения в целом, либо определенной концентрации (именно такие концентрации в дальнейшем использовались в качестве рабочих). В том случае если исследуемое вещество обладало высокой активностью в отношении исследуемого микроорганизма регистрировали значительные зоны подавления роста вокруг лунки.
Данные представленные на рисунке 1 свидетельствуют о том, что низкие концентрации растительных экстрактов не оказывают выраженного бактерицидного эффекта в отношении исследуемых микроорганизмов, однако при более высоких концентрациях наблюдается отсутствие роста популяции бактерии, что в свою очередь свидетельствует о ингибирующем эффекте высоких концентраций растительных экстрактов. Обобщенные данные по изучению влияния растительных экстрактов на исследуемые микроорганизмы представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Оценка влияния экстрактов растений на рост исследуемых микроорганизмов
Источник