Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 11
1.1. Основные виды загрязнений среды обитания человека 11
1.2. Проблемы загрязнения и санации воздушной среды закрытых помещений 17
1.3. Загрязнение среды, окислительный стресс и резистентность организма человека 24
1.4. Методические подходы к оценке радикал-направленной
активности эфирных масел 42
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 52
2.1. Общая схема исследования 52
2.2. Методы оценки химической чистоты и компонентного состава эфирных масел 55
2.2.1. Метод определения химической чистоты эфирных масел „
2.2.2. Метод газовой хромато-масс-спектрометрии эфирных масел 56
2.3. Метод исследования резистентности организма человека 59
2.4. Методы исследования радикал-направленной активности эфирных масел в абиогенных и биогенных условиях in vitro
2.4.1. Метод исследования радикал-направленной активности эфирных масел в абиогенных гидрофильных условиях 64
2.4.2. Метод исследования радикал-направленной активности эфирных масел в абиогенных гидрофобных условиях 65
2.4.3. Метод исследования радикал-направленной активности эфирных масел в биогенных условиях 66
2.5. Методы изучения антимикробной активности эфирных масел 67
2.5.1. Методика выделения микробных тест-культур 67
2.5.2. Метод изучения влияния эфирных масел на активность санитарно-показательных бактерий 69
2.5.3. Метод изучения влияния эфирных масел на численность микроорганизмов в воздухе помещения -
2.6. Методы статистической обработки результатов 71
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение 74
3.1. Активность клеточного звена резистентности организма практически здоровых людей 74
3.2. Радикал-направленная активность эфирных масел в различных условиях in vitro 7„
3.2.1. Влияние эфирных масел на продукцию свободных радикалов в гидрофильных условиях
3.2.2. Влияние эфирных масел на продукцию свободных радикалов в гидрофобных условиях 92
3.2.3. Влияние эфирных масел на резистентность липосомных мембран к окислительному стрессу 1f)
3.2.4. Влияние эфирных масел на продукцию свободных радикалов фагоцитами крови человека in vitro 105
3.2.5. Селективность влияния эфирных масел на продукцию первичных и вторичных свободных радикалов 116
3.3. Влияние эфирных масел на свободнорадикальный баланс in vivo 125
3.4. Антимикробная активность эфирных масел 130
3.4.1. Влияние эфирных масел на санитарно-показательные бактерии in vitro 130
3.4.2. Влияние эфирных масел на численность микроорганизмов
в воздухе помещений 134
Выводы 137
Практические рекомендации 139
Список использованных источников 140
- Загрязнение среды, окислительный стресс и резистентность организма человека
- Метод газовой хромато-масс-спектрометрии эфирных масел
- Метод изучения влияния эфирных масел на численность микроорганизмов в воздухе помещения
- Селективность влияния эфирных масел на продукцию первичных и вторичных свободных радикалов
Введение к работе
Актуальность темы. К числу важнейших проблем биологии относятся экологически обусловленные нарушения здоровья человека, вызванные воздействием стресс-факторов, превосходящих по си даптационные возможности организма. Это приводит к ослаблению неспецифического иммунитета (Троценко, Журавлева, 2006). Состояние внутренней среды современных жилых и производственных помещений зачастую не только не защищает от экологических рисков, но и усугубляет их (Солдатченко, 2003; Лапин, Зеленков, 2007), однако оценка этого влияния и разработка способов компенсации находятся на начальном этапе. Одним из наиболее значимых стресс-факторов является микробиологическое загрязнение воздушной среды помещений. Микроорганизмы могут стать причиной как инфекционных, так и аллергических заболеваний в связи с нарушением микробицидности фагоцитов крови как клеточного звена резистентности организма человека. Поэтому поиск способов защиты воздушной среды помещений от микроорганизмов высоко актуален и отражён в Перечне критических технологий РФ (Пр-899 от 07.07.11): «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных», «Клеточные технологии».
Поскольку большинство возбудителей инфекций адаптированы к искусственным и синтетическим препаратам (Косинец, Стручков, 2004), возрастает интерес к таким природным факторам оздоровления (санации) среды, как эфирные масла. Феномен микробицидности некоторых эфирных масел давно известен, однако научные основы их адекватного применения для оздоровления воздушной среды и внутренней среды организма к настоящему времени разработаны недостаточно. С одной стороны, считается, что эфирные масла не оказывают негативного побочного влияния на организм и не вызывают привыкания, хотя эмпирически установлены ограничения по их использованию при особых физиологических состояниях (беременность) и отклонениях (аллергия, заболеваниях сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной и др. систем) (Дубровская, 2007; Ланкин и др., 2001). Это связывают с «индивидуальной непереносимостью», не имеющей четкого биологического определения, а также с неадекватной дозировкой ароматических препаратов. Однако научно обоснованных методик по расчету эффективных доз в ароматерапии не существует, а имеющиеся рекомендации опираются лишь на органолептические показатели.
С другой стороны, бактерицидное действие воздушной среды может быть обусловлено повышенным образованием аэроинов - супероксид-анион-радикалов (Ару- тюнян, 2000; Гольдштейн, 2002), в то же время порождающих намного более агрессивные вторичные радикалы кислорода. Имеющиеся в литературе данные о влиянии эфирных масел на баланс экзогенных и эндогенных свободных радикалов разрозненны, противоречивы и недостаточны для разработки рекомендаций по эффективному использованию этих природных соединений для повышения резистентности организма человека и оздоровления воздуха помещений.
Цель исследования: оценить влияние природных эфирных масел на реактивность фагоцитов крови и содержание микроорганизмов в воздухе помещения для снижения биологического загрязнения окружающей среды и повышения резистентности организма человека.
Задачи исследования:
-
определить состояние резистентности группы практически здоровых людей по показателям радикал-опосредованной микробицидности фагоцитов крови;
-
установить характер и интенсивность радикал-направленного влияния эфирных масел в зависимости от их концентрации в абиогенных (гидрофобных и гидрофильных) и биогенных условиях in vitro с учетом селективности их влияния на продукцию первичных (супероксиданион-радикал) и вторичных свободных радикалов;
-
оценить влияние in vivo эфирных масел на функционально-метаболическую реактивность фагоцитов крови человека и на активность санитарно-показательных бактерий;
-
изучить антимикробное влияние in situ эфирных масел на численность микроорганизмов воздуха помещения.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
-
Под влиянием эфирных масел, обладающих свойствами гидрофильных проокси- дантов (апельсин, лаванда, кедр), устраняется подавление радикал- опосредованной микробицидной функции фагоцитов крови, что позволяет использовать прогноз in vitro на основе хемилюминесцентного микроанализа крови для индивидуального подбора эфирных масел как природного средства защиты практически здоровых людей от окислительного стресса in vivo.
-
Снижение микробиологического загрязнения воздушной среды помещений достигается с помощью эфирных масел, обладающих свойствами гидрофобных про- оксидантов (мята, лимон, грейпфрут), селективно стимулирующих продукцию супероксидных анион-радикалов как жизненно необходимых микробицидных компонентов воздушной среды.
Научная новизна. С помощью ингибиторного хемилюминесцентного анализа в контрастных экспериментальных условиях выявлены особенности радикал- направленных эффектов эфирных масел, что позволяет прогнозировать направленность и интенсивность их влияния на реактивность клеточного звена резистентности организма человека. Доказано, что для подобного прогноза значимость радикало- тропных свойств выше, чем компонентный состав. На основе системного подхода показано, что эфирные масла могут быть использованы для оздоровления как среды помещений, так и внутренней среды организма посредством стимулирующего влияния на функцию микробицидных клеток крови.
Практическая значимость. Результаты позволяют повысить эффективность практической ароматерапии, профилактики нарушений здоровья и целенаправленной коррекции обратимых нарушений окислительного баланса внутренней среды организма практически здоровых людей с помощью эфирных масел. Снижение функции фагоцитов как ранний маркер нарушения резистентности устраняется под влиянием эфирных масел апельсина, лаванды и кедра, применяемых респираторно в дозовом диапазоне 0,5-1 мкг/кг массы тела. Снижение в 2-5 раз микробиологического загрязнения воздушной среды производственных помещений и других мест скопления людей без вреда для организма человека обеспечивается использованием суспензий эфирных масел мяты, лимона и грейпфрута в концентрациях 8,62; 0,16 и 4,81 мг/мл соответственно.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, - 4. Результаты исследования представлялись на международных, всероссийских, региональных научных и научно-практических конференциях: Красноярск, 2006, 2007, 2008; Ярославль, 2006; Новосибирск, 2006; Томск, 2008; Москва, 2008.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 177 страницах компьютерного текста и включает введение, три главы (обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение), выводы, практические рекомендации, список литературы, приложения. Работа иллюстрирована 44 рисунками и 9 таблицами. Список литературы содержит 272 источника, в т.ч. 72 зарубежных.
Загрязнение среды, окислительный стресс и резистентность организма человека
Воздух - самая общая среда из всех, с которыми человек приходит в соприкосновение, в связи с чем задача оздоровления воздушной среды относится к одной из наиболее важных проблем гигиены [Унгуряну и т.д., 2010]. Воздух играет самую важную роль в повседневном обмене веществ в организме человека. Человек может в течение достаточно длительного времени существовать без пищи и воды, но без воздуха никто не проживет и несколько минут [Келлер, Кувакин, 1998]. Поэтому важнейшим условием здоровой окружающей среды является наличие чистого и комфортного по своим характеристикам воздуха. Воздух является окислительной средой. Исследования воздуха занимали и продолжают занимать ведущее место в исследованиях медико-экологического направления [Авалиани и др., 2001].
Химический состав воздушной среды жилых и общественных зданий определяется составом атмосферного воздуха и специфическими загрязнителями. Это загрязнители антропогенного происхождения, такие как газообразные продукты жизнедеятельности человека (диоксид углерода, аммиак и аммонийные соединения, сероводород, индол, скатол, летучие жирные кислоты и т.д.); токсичные вещества, выделяемые в воздух из полимерных строительных и отделочных материалов (фенол, формальдегид, трибутилфосфат и т.д.); загрязнители, связанные с хозяйственно-бытовым процессом (сжиганием газа, стиркой, приготовлением пищи) [Гольдштейн, 2002]. В конечном счете, состояние воздушной среды в помещении определяется степенью коммунального благоустройства, санитарным состоянием помещения, эффективностью вентиляции и т.д.
Описанные в литературе факты ухудшения самочувствия и снижения трудоспособности у человека после длительного пребывания в замкнутых объемах без естественной вентиляции воздуха и при сохранении в рамках гигиенических норм основных параметров воздушной среды -углекислоты, паров воды и концентрации кислорода [Иванов, 2011], могут служить косвенными свидетельствами физиологической потребности в аэроионах.
Пул отрицательно заряженных атмосферных ионов содержит супероксидный анионрадикал кислорода 02 " [Goldstein, 1992]. Непосредственные «приёмники» радикала 02" - в организме не бронхи или лёгкие (на самом деле ни в бронхи, ни в лёгкие отрицательно заряженные ионы не проникают), а рецепторы слизистой оболочки полости носа. В рецепторах носа 02 - возбуждает сигналы, которые поступают далее в регуляторные центры головного мозга, в первую очередь в гипоталамус. У здорового человека супероксид, воздействуя через гипоталамус на структуры мозга, обеспечивает адаптацию к действию стресс-факторов, нормализацию углеводного и белкового обмена, поддержание активности иммунной и гормональной систем.
Таким образом, проблему очистки воздуха закрытых помещений, массового скопления или длительного пребывания людей можно решить, используя летучие фитонциды в виде эфирных масел. Как естественные, экологически совместимые регуляторы физико-химических свойств воздушной среды. Кроме того, такая коррекция воздуха проводиться для повышения работоспособности, регулирование самочувствия и эмоционального состояния человека. Механизм действия летучих фитонцидов заключается в том, что они вызывают разнообразные изменения микробной клетки: подавляют клеточное дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы. Фитонциды не дают возможности микроорганизмам создать собственные механизмы защиты. Под влиянием фитонцидов повышается бактерицидность воздуха, они способствуют оседанию пылевых частиц, уменьшают электрический показатель загрязненности воздуха и многое другое. К тому же, эти вещества обусловливают неповторимый аромат и свежесть воздуха, что положительно влияет на эмоциональное состояние человека [Георгиевский и др., 1990; Стикс, 1995; Berger, 2007]. Таким образом, эфирные масла являются одним из природных факторов, обусловливающих целебные свойства воздуха.
Знания о лечебных свойствах благовоний накапливались веками и передавались из поколения в поколение, а затем каждый народ преобразовывал свой опыт в традицию [Турищев, 2007; Николаевский, 2000; Солдатченко, 2003].
Древнейшим искусством лечения с использованием ароматов растений являлась ароматерапия [Валджи, 1997; Валент, 1991; Дудченко и др., 1999; Мак-Гилвери, 1997]. Впервые термин был введен французским химиком доктором Рене-Морис Гаттерфосе в 1928 году. Рене-Морис занимался исследованием эфирных масел как составляющих косметики, а также оценивал их антисептические свойства [Булла, 1997; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 1999].
В XIX веке терапия природными средствами стала сдавать позиции в связи с зарождением и развитием синтетической фармации. Каждый натуральный препарат приобрел своего «химического двойника» [Миргородская, 1998]. При этом некоторые синтетические препараты при их применении убивали не только болезнетворных микроорганизмов, но и сапрофитную микрофлору, необходимую для нормальной жизнедеятельности человеческого организма [Кемпинскас, 1984]. Кроме того они действовали на системы подклеточной регуляции, тогда как действие комплексных фитопрепаратов было направлено на коррекцию внутриклеточных метаболитических процессов [Лагерь, 1993].
Подмены избежали только эфирные масла, поскольку они содержат большое количество компонентов, не поддающихся химическому воспроизведению. С использованием синтетических препаратов, а также с резким ухудшением экологической обстановки возобновился интерес к ароматерапии. Клиники Европы начали применять методики ароматерапии для быстрого восстановления больных после травм, операций и острых патологических процессов [Гари-Янг, 1997; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 1999].
Эфирные масла оказывают антибактериальное, противовоспалительное, анальгезирующее, жаропонижающие, спазмолитическое, нейротропное (стимуляторы, адаптогены, седативные), психотропное, косметическое (сохраняют здоровье и красоту кожи, волос) и тонизирующее действие [Червинская, 1999; Турищев, 2007; Бруд, Конопацкая, 1996; Стикс, 1995; Николаевский, 2000; Сидоров, Турышева, Фалеева, Ясюкевич, 1984]. Таким образом, спектр биологической активности ЭМ очень широк. Кроме того, ЭМ обладают антисептической (противоинфекционной) способностью, направленной против бактерий, грибков и вирусов. Это связано с наличием в маслах биологически активных веществ, относящихся к фитонцидам [Токин, 1960; Дудченко, 1997].
Считается, что эфирные масла оказывают мягкое воздействие на организм, хорошо переносятся больными и почти не вызывают побочных реакций [Лагерь, 1999]. Между тем попытки рекламы утверждают, что «все натуральное безвредно и экологически чисто» не имеют научных оснований. Наряду с положительным эффектом могут быть побочные и негативные реакции [Турищев, 2007].
Метод газовой хромато-масс-спектрометрии эфирных масел
Отсутствие загрязнений и технологических примесей эфирных масел как критерии высокой степени очистки оценивают по показателям преломления и плотности. Показатель преломления эфирных масел определяли с помощью рефрактометра ИРФ-454Б согласно ГОСТ 146 18.10-78. Измерение показателя преломления проводили при длине волны света 589,3 нм (линия D спектра натрия) при строгом соблюдении температурного режима (при 20±0,3С) [Бабаян, 1987].
Плотность эфирных масел определяли по отношению массы-нетто навески эфирного масла в пробирке-эппендорфе к объему пробы масла, взвешивание проводили на аналитических весах ВЛР-200.
Плотность практически всех химически чистых эфирных масел ниже единицы, а показатели преломления расположены в диапазоне 1,400 -1,500 [Ткачев, 2008]. Полученные значения плотности для исследуемых эфирных масел лежали в интервале 0,690 до 0,889, минимальной плотностью обладало эфирное масло пихты (0,572 г/см3). Показатели преломления также соответствовали стандартам химической очистки, что гарантировало отсутствие артефактов при анализе антиоксидантных и антимикробных эффектов эфирных масел.
Компонентный состав эфирных масел определяли с помощью метода газовой хромато-масс-спектрометрии. Разделение компонентов исследуемых эфирных масел проводили на газовом хроматографе серии Agilent Technologies 7890А с mass-det 5975С (рис. 5).
В качестве стандарта использовали смесь нормальных углеводородов Cg, С9 ...С24- Анализируемый образец эфирного масла (1 - 10 мкл) растворяли в ацетоне (500 мкл), к полученному раствору добавляли 100 мкл гексанового раствора смеси, содержащей равные весовые количества нормальных углеводородов Сх, С9 ... С?4, суммарной концентрации 0,1%. После встряхивания получали готовый к анализу раствор, содержащий 0,9-2,0 вес. % анализируемой смеси и примерно 0,001% каждого из алканов Cg, СУ,....С24 Ткачев. 2008]. Хромато-масс-спектометрическое исследование состояло из двух этапов: (1) регистрация масс-спектра электронного удара низкого разрешения и (2) расшифровка хромато-масс-спектограммы приготовленного образца на основании сравнения параметров хроматографического удерживания компонентов и их масс-спектрометрических характеристик с аналогичными характеристиками эталонов в специализированной базе данных [Ткачев, 2008J.
Общее число химических компонентов, выявленных с помощью газовой хромато-масс-спектрометрии исследованных эфирных масел, составило 353 наименования (Прил. 1). Большинство обнаруженных соединений являлись к минорными компонентами, поскольку их массовая доля (со) не превышала 0,5%. В то же время содержание шести соединений в ряде образцов доминировало (20 - 96%; например, ЭМ можжевельника содержит 76,302% а-пинена; ЭМ лаванды содержит 22,668% линалоола) или было значительным (4 - 10%; например: ЭМ пихты содержит 4,030% лимонена и 9,230% а-пинена; ЭМ эвкалипта содержит 5,104% лимонена; ЭМ иланг-иланга содержит 8,053% линалоола).
Состав эфирных масел как полиморфного объекта анализировали по показателям компонентного разнообразия и сходства.
Помимо количественного содержания компонентов проанализировали их встречаемость в составе эфирных масел и выявили универсальные и специфические компоненты для дальнейшей группировки объектов исследования по сходству химического состава. В десяти образцах содержался а-пинен, в девяти - Р-пинен, Р-мирцен и бензил-акохол, в восьми - линалоол. Общим для всех исследованных образцов оказался только один монотерпеновый компонент — лимонен. Высоким содержанием лимонена характеризовались ЭМ апельсина (95,781%) и лимона (66,698%), а максимальное его содержание обнаружено в ЭМ грейпфрута (95,862%). По содержанию лимонена эфирные масла располагались в убывающем ряду: грейпфрут - апельсин - лимон - мята -сосна — эвкалипт - пихта - кедр - можжевельник - чайное дерево - лаванда - иланг-иланг.
Наиболее высоким индексом компонентного разнообразия характеризовались ЭМ пихты и сосны, минимальным - ЭМ апельсина и грейпфрута. Индексы разнообразия остальных образцов располагались в диапазоне значений Id от 0,10 до 0,06. Противоположную характеристику (компонентное сходство) определили в результате кластеризации по признакам компонентного сходства (рис. 6).
Меры расстояния определяли с использованием метода полной связи. Из рисунка 6 видно, что чётко выраженные группы сходства (кластеры) образуют эфирные масла апельсина, грейпфрута и лимона, лидирующие по содержанию лимонена); ЭМ сосны и можжевельника - по а-пинену; ЭМ можжевельника и лимона - по (3-пинену; ЭМ лимона, можжевельника и апельсина - по 3-мирцену ЭМ можжевельника, грейпфрута, апельсина, лимона и сосны - по бензил-акохолу; ЭМ иланг-иланга и лаванды - по линалоолу. Эти методические результаты были необходимы для последующего анализа радикал-направленной и антимикробной активности эфирных масел с целью выявления объектов, дающих устойчивые эффекты.
Метод изучения влияния эфирных масел на численность микроорганизмов в воздухе помещения
Судя по полученным результатам, такой «антиоксидантныи синергизм» обеспечивается, в частности, присутствием ЭМ мяты. Напротив, в смесях ЭМ пихты и лаванды, грейпфрута и лимона суммарный эффект имеет прямо противоположный характер, и сочетания этих масел проявляют не антиоксидантныи, а ярко выраженный «прооксидантныи синергизм».
Эти результаты необходимо учитывать при использовании ароматических композиций, поскольку устранение или снижение прооксидантного действия ЭМ мяты, эвкалипта, иланг-иланга, пихты, апельсина, кедра может означать потерю их микробицидности, т.е. приводить к эффектам, противоположным ожидаемым. Напротив, использование сочетаний пихты и лаванды, грейпфрута и лимона может провоцировать аллергенные эффекты, поскольку стимулирует продукцию СР. Поэтому перед использованием ЭМ по отдельности, особенно, в различных сочетаниях необходимо устанавливать величину и направленность их радикалотропной активности.
Синергическая редокс-активность эфирных масел и их смесей определяется химической активностью их компонентов и условиями для проявления этой активности [Галибеев, 2004]. Для смесей эфирных масел, обладающих достоверным антиоксидантным действием, таких механизмов может быть несколько [Эмануэль, 1982]. Так, высокими антирадикальными свойствами будет обладать реакционная смесь, в составе которой один из химических компонентов обрывает цепь окисления путем разрушения гидропероксидов, а другой способен взаимодействовать с пероксидными радикалами с образованием неактивных продуктов [Галибеев, 2004]. С другой стороны, возможно синергическое действие между ингибиторами, обрывающими цепи, и веществами, снижающими скорость инициирования за счет связывания ионов металлов переменной валентности в менее активные соединения или комплексы [Фойгт, 1972].
ЭМ мяты содержит 36,6% ментола, 19,3% эусдемола и большое количество минорных спиртов. Хемотип ЭМ эвкалипта очень беден; 83,7% его состава приходится на спирт цинеол. В гидрофильных условиях спирты являются мощными антиоксидантами, проявляя индивидуальные и синергические антирадикальные эффекты. Поэтому, как и следовало ожидать, АО-эффект сочетания ЭМ мята+эвкалипт оказался максимальным.
Напротив, ЭМ грейпфрута и лимона характеризуются невысоким индексом разнообразия, в качестве доминирующего компонента содержат лимонен (95,9% и 66,7% соответственно). Этот природный олефин способен к аутоокислению кислородом воздуха с образованием липопероксильных радикалов и диеновых коньюгатов, легко включающихся в цепные реакции [Круговое, 2009]. Поэтому неудивительно, что при данном сочетании эфирных масел было обнаружено максимальное увеличение продукции СР.
Таким образом, информация о химическом составе ЭМ может использоваться для прогноза суммарного радикал-направленного действия. Тем не менее, это условие хотя и необходимое, но недостаточное. Чрезвычайная множественность компонентного набора, химическая пестрота подавляющего большинства ЭМ делает необходимым целостное изучение такого сложного объекта в различных модельных условиях, позволяющих получить интегральную, а не мозаичную характеристику объекта.
Таким образом, с помощью ХЛ-анализа в рамках гидрофильной модели Фентона определен характер влияния эфирных масел на свободнорадикальный баланс. Основываясь на полученных данных можно заключить: 1. Из 12 исследованных коммерческих эфирных масел три (лимон, кедр и сосна) оказывали антиоксидантное действие. Наиболее значительным АО-влиянием во всём диапазоне концентраций в гидрофильной среде, обратно пропорциональным концентрации, характеризовалось ЭМ лимона (4-6-тикратное снижение продукции СР). Устойчивое, хотя и менее выраженное АО-действие на всем интервале рассмотренных концентраций обнаружено у ЭМ сосны, тогда как ЭМ кедра проявляло сильный АО-эффект только в максимальной концентрации (0,1 %о) с инверсией эффекта при уменьшении концентрации. 2. Пять эфирных масел (пихта, грейпфрут, апельсин, эвкалипт, лаванда) оказывали прооксидантное действие. Максимальный эффект (увеличение продукции СР на 80%), обратно пропорциональный концентрации, выявлен у ЭМ лаванды. 3. Эфирные масла (можжевельник, иланг-иланг, мята и чайное дерево) в гидрофильных условиях достоверно не влияли на свободнорадикальный баланс. 4. Компонентный состав ЭМ позволяет прогнозировать антиоксидантные или прооксидантные эффекты индивидуальных ЭМ или их сочетаний только в области высоких концентраций, не имеющих практического применения. При разбавлении ЭМ оценка их биологической активности может быть осуществлена по уровню влияния на продукцию свободных радикалов в модельных условиях. 5. Результаты факторного анализа позволяют констатировать, что в области низких (физиологичных) концентраций антиоксидантная активность ЭМ практически не зависит от химической природы их доминирующих компонентов, а определяется уникальным сочетанием множества минорных соединений. Их суммарная биологическая активность, в частности, антиоксидантный потенциал, плохо поддаётся математическим расчётам, однако может быть выявлен в модельных условиях, что и показали описанные выше результаты.
Селективность влияния эфирных масел на продукцию первичных и вторичных свободных радикалов
В качестве тест-объектов были выбраны санитарно-показательные бактерии группы кишечной палочки Escherichia coli. Подбор групп микроорганизмов объясняется не только их высокой распространённостью в окружающей среде, но и принадлежностью к санитарно-показательным объектам. Санитарно-показательные микроорганизмы постоянно обитают в естественных полостях тела человека и животных, их обнаружение свидетельствует о биологическом загрязнении среды обитания и указывает на необходимость санационных (оздоравливающих) мероприятий. Для санационного использования эфирных масел необходима информация о степени и характере их антимикробного действия. Объективность подобной информации определяется использованием единых экспериментальных условий, созданных в ходе настоящего исследования.
Для оценки антимикробной активности определяли минимальную подавляющую концентрацию (МІЖ) ЭМ в динамике, как через час, так и через 15 часов после начала инкубации с микробной суспензией. При этом ключевой задачей являлось выявление связи показателей антимикробной и антирадикальной способности масел для разработки рекомендаций по использованию результатов ХЛ-анализа антиоксидантного потенциала ЭМ в прогнозе антимикробной эффективности.
Полученные результаты представлены в таблице 9, из которой видно, что в отношении Е. coli максимальной антимикробной активностью характеризовалось ЭМ мяты (гидрофобный прооксидант).
Величины, обратные значениям МПК, позволяют более наглядно сравнить антимикробные эффекты эфирных масел и сопоставить их с радикалотропной активностью каждого образца.
Как следует из рисунка 43, против кишечной палочки Escherichia coli эффективными оказались прооксиданты как гидрофильные (ЭМ лаванды), так и гидрофобные (ЭМ мяты).
Как показали модельные исследования, эфирные масла, обладающие свойствами гидрофильных антиоксидантов (масло кедра), а также ЭМ сосны, способное взаимодействовать как с супероксиданион-радикалом, так и с гидроксил-радикалом, в отношении санитарно-показательных бактерий были неактивны.
Таким образом, проявление антимикробной активности ЭМ мяты и лаванды в отношении E.coli, по-видимому, связано с прооксидантной активностью против гидрофобных радикалов, в частности, супероксиданион-радикала.
Интересно, что максимальный антимикробный эффект был выявлен не у эфирных масел хвойных деревьев, как принято считать, а у ЭМ иланг-иланга, который не обладал радикалотропными свойствами ни в одной из четырёх использованных экспериментальных моделях. По-видимому, его антимикробное влияние обусловлено механизмами, не связанными с цепными редокс-процессами.
Подобные феномены хорошо известны. Так, классический антибиотик пенициллин останавливает рост бактериальных колоний не за счёт влияния на редокс-баланс, а путём ингибирования фермента, катализирующего синтез полипептидных мостиков в клеточной стенке бактерий [Стейниер, Эдельберг, Ингрэм, 1979]. Нарушение синтеза клеточной стенки ведёт к деградации цитозоля и гибели клетки. Не исключено, что эфирное масло иланг-иланга может влиять на бактериальную клетку Е.соїі в связи с тем, что она вырабатывает фермент гидралазу, под влиянием которого химические компоненты эфирного масла легко модифицируются. Этого может быть достаточно, чтобы нарушить процесс синтеза клеточной стенки, которая у бактерий имеет специфические отличия от растительной и животной (в полипептидном мостике клеточной стенки бактерий присутствует D-аланин, тогда как у высших организмов встречается только L-аланин). Такие химические особенности создают повышенную уязвимость микроорганизмов, что может быть использовано для защиты от биологического загрязнения среды с помощью эфирных масел.
Использование ЭМ мяты, высоко эффективно против санитарно-показательной микрофлоры, что особенно актуально для использования препаратов мяты, имеющих пищевое значение. Мяту широко применяют в виде настоев, чаёв, в традиционных лекарствах. Полученные результаты хорошо согласуются с известными данными по антивирусному, антибактериальному и антиаллергенному действию мяты. В исследованиях на животных показаны анестезирующие и антиспазматические эффекты мяты [Саков, 1994]. Однако клинических испытаний препаратов мяты недостаточно; есть данные о неблагоприятных реакциях на чай с мятой (рефлюкс, дисфункции почек). С учетом литературных данных и описанных выше результатов можно заключить, что санационное использование ЭМ мяты должно учитывать риск угнетения энтеросимбионтных микроорганизмов. Таким образом, можно заключить, что против санитарно-показательных микроорганизмов наиболее эффективны гидрофильные и гидрофобные прооксиданты.
Похожие диссертации на Влияние эфирных масел на повышение резистентности организма человека и санацию воздуха помещения
-
