© Borgis - Postępy Fitoterapii 4/2015, s. 258-262
*Bogdan Kędzia, Elżbieta Hołderna-Kędzia
Aktywność antybiotyczna miodu manuka i jego działanie na drobnoustroje chorobotwórcze dla człowieka
The antibiotic activity of manuka honey and its activity on human pathogenic microorganisms
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. Grzegorz Spychalski
Summary
It was discussed the antibiotic activity of manuka honey with extraordinary taking into account of UMF and MGO markers for commercial estimation of this product. Moreover are analyzed the methods of determination of antimicrobial activity of manuka honey. Moreover were overviewed the pathogenic microbes for human body in aspect of their sensibility on above mentioned honey variety. It was stated that for growth inhibition of pathogenic microorganisms are enough the concentration of manuka honey within limits of 2-20%. For obtaining of the same result against yeast fungi and dermatophytes the concentration of manuka honey should be higher as 30%. Moreover manuka honey is effective against bacteria resistant for antibiotics.
Aktywność antybiotyczna
Do chwili obecnej do porównywania aktywności antybiotycznej różnych odmian miodów stosuje się określanie tzw. wartości inhibinowej, tj. wypadkowej wszystkich substancji i warunków fizykochemicznych towarzyszących tym produktom w momencie ich oznaczania. Aktualnie stosuje się zmodyfikowaną w latach 60. XX wieku metodę opracowaną przez Rychlik i Doleżala (1). Polega ona na rozcieńczaniu miodu metodą seryjnych rozcieńczeń w podłożu płynnym, użyciu szczepu wzorcowego Staphylococcus aureus ATCC 6538P oraz określaniu najmniejszego stężenia tego produktu całkowicie hamującego rozwój szczepu wzorcowego (MIC). Na tej podstawie określa się stopień aktywności antybiotycznej miodu wyrażony za pomocą wartości od 0 do 5. Do miodów o wartości 0 zaliczano próbki hamujące rozwój szczepu wzorcowego w stężeniu 50%. Wartość inhibinową miodu działającego bakteriostatycznie w stężeniu 25% określano liczbą 1, 12,5% – liczbą 2, w stężeniu 6,25% – liczbą 3, w stężeniu 3,12% – liczbą 4 i w stężeniu 1,56% lub niższym – liczbą 5.
Badania własne (2) obejmujące 50 próbek miodu manuka wykazały, że ich wartość inhibinowa wahała się od 2,0 do 4,5, przy czym liczba próbek miodu manuka o wysokiej wartości inhibinowej (3,5-4,5) wynosiła zaledwie 16 (32%).
Do porównywania aktywności antybiotycznej różnych próbek miodu manuka służył także przez wiele lat wskaźnik UMF (Unique Manuka Factor – wyjątkowy wskaźnik manuka). Został on wprowadzony w 1961 roku przez Allena i wsp. (3) dla określenia nienadtlenkowej (niezależnej od H2O2 wytwarzanego pod wpływem enzymu oksydazy glukozy) aktywności antybiotycznej tej odmiany miodu. Wskaźnik UMF stosowany był do oceny aktywności antybiotycznej miodu manuka do 2007 roku, kiedy stwierdzono, że za tę aktywność odpowiedzialny jest metyloglioksal (4). Wówczas został on zastąpiony wskaźnikiem MGO, tj. wskaźnikiem odpowiadającym zawartości metyloglioksalu w miodzie manuka.
Do określania wskaźnika UMF stosowano zmodyfikowaną metodę studzienkową Allena i wsp. (3), polegającą na mierzeniu (w mm) stref zahamowania wzrostu szczepu wzorcowego Staphylococcus aureus ATCC 25923, powstających wokół otworów w agarze wypełnionych analizowanymi próbami miodu manuka.
Wysokość wskaźnika UMF ustalono w zależności od wielkości stref zahamowania wzrostu szczepu wzorcowego wokół studzienek z miodem, odnosząc je do odpowiednich stężeń fenolu, tworzących identyczne strefy zahamowania w tych samych warunkach doświadczenia.
Wartości wskaźnika UMF mieściły się w granicach od 5+ do 25+, co oznaczało, że miód o współczynniku UMF 5+ odpowiadał sile działania 5% roztworu fenolu, a miód o współczynniku UMF 25+ miał aktywność równą lub wyższą od siły działania 25% roztworu fenolu.
Badania Adamsa i wsp. (5) wskazują na duże zróżnicowanie aktywności antybiotycznej miodu manuka. Wśród 50 przebadanych próbek miodu manuka wysoką aktywność antybiotyczną (UMF 15+, UMF 20+ i UMF 25+) stwierdzono tylko w 14 przypadkach (29%). Pozostałe próbki odznaczały się niską aktywnością antybiotyczną (UMF 10+, UMF 5+ i UMF < 5+).
Powyższe dane zostały potwierdzone również przez nasze badania (2). W obrębie 50 przebadanych próbek miodu manuka wysoką aktywność antybiotyczną stwierdzono tylko w 12 próbkach (UMF 15+, UMF 20+ i UMF 25+). Odpowiada to 24% wszystkich analizowanych próbek miodu manuka. W pozostałych próbkach aktywność antybiotyczna była na poziomie UMF 10+, UMF 5+ i UMF < 5+.
Z chwilą wykrycia przez Marvic i wsp. (4) w miodzie manuka metyloglioksalu jako substancji nienadtlenkowej o wysokiej aktywności antybiotycznej, wskaźnik UMF został zastąpiony wskaźnikiem MGO, który odpowiada zawartości tej substancji w omawianym miodzie. I tak miód o wskaźniku MGO 100+ odpowiada zawartości 100 mg metyloglioksalu w 1 kg, a miód o wskaźniku MGO 800+ odpowiada zawartości 800 mg tego związku w 1 kg produktu.
Opierając się na danych internetowych (6), można przyjąć, że miód o wskaźniku UMF 5+ odpowiada wskaźnikowi MGO 30+, miód o wskaźniku UMF 10+ wskaźnikowi MGO 100+, o wskaźniku UMF 15+ wskaźnikowi MGO 250+, o wskaźniku UMF 20+ wskaźnikowi MGO 400+, a miód o wskaźniku UMF 25+ wskaźnikowi MGO 550+.
Według Marvic i wsp. (4) zawartość metyloglioksalu w miodzie manuka mieści się w granicach od 38 do 761 mg/kg, zdaniem Adamsa i wsp. (5) w granicach od 25 do 725 mg/kg, a według Atrotta i Henle (7) zawartość tego związku w miodzie manuka kształtuje się w zakresie od 189 do 835 mg/kg. Ponadto Atrott i Henle (7) wykazali, że związek ten jest wyłącznie odpowiedzialny w tej odmianie miodu za aktywność antybiotyczną niezależną od oksydazy glukozy i wytwarzanego pod wpływem tego enzymu nadtlenku wodoru (H2O2).
Działanie na drobnoustroje chorobotwórcze
Należy zaznaczyć, że wymienione powyżej metody porównywania aktywności antybiotycznej miodu manuka (UMF i MGO) służą przede wszystkim do oceny handlowej wartości tej odmiany miodu.
Natomiast do określania siły działania miodu manuka na drobnoustroje stosuje się inne wartości, a mianowicie stężenia miodu (% lub mg/ml) oraz jednostki antybiotyczne (JA/g). W praktyce oznacza się najczęściej najmniejsze stężenie miodu hamujące wzrost badanego drobnoustroju (Minimal Inhibitory Concentration – MIC). Wartości te wyraża się zwykle w procentach wagowych (% m/o; masa miodu w g w objętości 100 ml podłoża). Pozwala to na oznaczenie stężenia miodu manuka, które całkowicie hamuje rozwój określonych drobnoustrojów.
Do określania stężeń miodu manuka (MIC), hamujących rozwój drobnoustrojów chorobotwórczych dla człowieka, stosowane są rozmaite metodyki badawcze. W publikacjach spotyka się m.in. następujące techniki:
– metodę rozcieńczeń miodu manuka w podłożu płynnym w próbówkach bakteriologicznych, z posiewem hodowli drobnoustrojów do próbówek,
– metodę rozcieńczeń miodu manuka w podłożu płynnym w studzienkach plastykowych, z posiewem hodowli drobnoustrojów do studzienek,
– metodę rozcieńczeń miodu manuka w podłożu agarowym, z posiewem hodowli drobnoustrojów na powierzchni agarowej,
– metodę rozcieńczeń miodu manuka w podłożu agarowym z posiewem hodowli drobnoustrojów do studzienek wydrążonych w agarze,
– metodę rozcieńczeń miodu manuka w wodzie destylowanej, z umieszczeniem ich w studzienkach wydrążonych w podłożu agarowym i posiewem hodowli drobnoustrojów na powierzchni agaru.
Wielorakość stosowanych metod badawczych w dużym stopniu utrudnia możliwości porównywania wyników badań uzyskiwanych przez różnych autorów. Dlatego w opracowaniu wyodrębniono poszczególne metodyki określania stężeń miodu manuka w odniesieniu do drobnoustrojów chorobotwórczych dla człowieka, a także przeanalizowano całość wykorzystanego materiału i wyciągnięto wnioski ogólne.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Rychlik M, Doleżal M. Właściwości inhibinowe niektórych miodów polskich. Pszczeln Zesz Nauk 1961; 5:53-64. 2. Hołderna-Kędzia E, Ostrowski Meissner H, Kędzia B. Ocena aktywności antybiotycznej nowozelandzkiego miodu manuka metodą rozcieńczeń seryjnych w podłożu płynnym. Post Fitoter 2008; 2:70-5. 3. Allen KL, Molan PC, Reid GM. A survey of the antibacterial activity of some New Zealand honeys. J Pharm Pharmacol 1991; 43:817-22. 4. Marvic E, Wittmann S, Barth G i wsp. Identification and quantification of methylglyoxal as the dominant antibacterial constituent of manuka (Leptospermum scoparium) honey from New Zealand. Mol Nutr Food Res 2008; 52:483-9. 5. Adams CJ, Boult CH, Deadman BJ i wsp. Isolation by HPLC and characterization of the bioactive fraction of New Zealand manuka (Leptospermum scoparium) honey. Carbohydr Res 2008; 343:651-9. 6. Miody manuka. http://miodymanuka.pl/index.html. 7. Atrott J, Henle T. Methylglyoxal in manuka honey – correlation with antibacterial properties. Czech J Food Sci 2009; 27:5163-5. 8. Willix DJ, Molan PC, Harfoot CG. A comparison of the antibacterial activity of wound-infecting species of bacteria to the antibacterial activity of manuka honey and other honey. J Appl Bacteriol 1992; 73:388-94. 9. Eick S, Schäfer G, Kwieciński J i wsp. Honey – a potential agent against Porphyromonas gingivalis: as in vitro study. BMC Oral Health 2014; 14:24-32. 10. Cooper RA, Jenkins L, Henriques AFM i wsp. Absence of bacterial resistance to medical-grade manuka honey. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2010; 29:1237-41. 11. Majtan J, Majtan V. Is manuka honey the best type of honey for wound care? J Hosp Infect 2010; 74(3):305-6. 12. Majtan J, Majtanova L, Bohova J i wsp. Honeydew honey as a potent antibacterial agent in eradication of multi-drug resistant Stenotrophomonas maltophilia isolates from cancer patients. Phytother Res 2011; 25:584-7. 13. Lin SM, Molan PC, Cursons RT. The controlled in vitro susceptibility of gastrointestinal pathogens to the antibacterial effect of manuka honey. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2011; 30:569-74. 14. Schmidlin PR, Dunkan W, Belibasakis G i wsp. Antibacterial potential of manuka honey against three oral bacteria in vitro. Swiss Dental J 2014; 124:922-7. 15. Jenkins R, Wootton M, Howe R i wsp. A demonstration of the susceptibility of clinical isolates obtained from cystic fibrosis patients to manuka honey. Arch Microbiol 2015; 197:597-601. 16. Brady NF, Molan PC. Antibacterial activity of honey against enteropathogenic bacteria. Univ Waikato, Hamilton 1997; 1-17. 17. Cooper R, Molan P. The use of honey as an antiseptic in managing Pseudomonas infection. J Wound Care 1999; 8(4):161-4. 18. Cooper RA, Molan PC, Harding KG. Antibacterial activity of honey against strains of Staphylococcus aureus from infected wounds. JR Soc Med 1999; 92:283-5. 19. Cooper RA, Wigley P, Burton NF. Susceptibility of multiresistant strains of Burkholderia cepacia to honey. Lett Appl Microbiol 2000; 31:20-4. 20. Allen KL, Hutchinson G, Molan PC. The potential for using honey to treat wounds infected with MRSA and VRE. First World Wound Healing Congress, 10-13 September 2000, Melbourne (Australia). Handbook and Abstracts; 86. 21. Cooper R. How does honey heal wounds? [In:] Munn P, Jones R (eds.): Honey and healing. Int Bee Res Ass, Cardiff 2001; 27-34. 22. Cooper RA, Halas E, Molan PC. The efficacy of honey in inhibiting strains of Pseudomonas aeruginosa from infected burns. J Burn Care Rehabil 2002; 23:366-70. 23. Cooper RA, Molan PC, Harding KG. The sensitivity to honey of Gram-positive cocci of clinical significance isolated from wounds. J Appl Microbiol 2002; 93:857-63. 24. French VM, Cooper RA, Molan PC. The antibacterial activity of honey against coagulase-negative staphylococci. J Antimicrob Chemother 2005; 56:228-31. 25. Mullai V, Menon T. Bactericidal activity of different types of honey against clinical and environmental isolates of Pseudomonas aeruginosa. J Altern Complement Med 2007; 13(4):439-41. 26. Wilkinson JM, Cavanagh HMA. Antibacterial activity of 13 honeys against Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. J Med Food 2005; 8(1):100-3. 27. Irish J, Carter DA, Shokohi T i wsp. Honey has an antifungal effect against Candida species. Med Mycol 2006; 44:289-91. 28. Somal NA, Coley KE, Molan PC i wsp. Susceptibility of Helicobacter pylori to the antibacterial activity of manuka honey. JR Soc Med 1994; 87:9-12. 29. Brady ANF, Molan PC, Harfoot CG. The sensitivity of dermatophytes to the antimicrobial activity of manuka honey and other honey. Pharm Sci 1996; 2:471-3. 30. Sherlock O, Dolan A, Athman R i wsp. Comparison of the antimicrobial activity of Ulmo honey from Chile and manuka honey against methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. BMC Complement Altern Med 2010; 10:47-51. 31. Hammond EN, Donhor ES. Antibacterial effect of manuka honey on Clostridium difficile. BMC Res Not 2013; 6:188-92.
