*Marcin Ożarowski1, 2, Bogdan Kędzia1, Małgorzata Kania-Dobrowolska1, Justyna Baraniak1, Agnieszka Gryszczyńska1, Bogna Opala1, Aurelia Pietrowiak1, Anna Bogacz1, Przemysław Ł. Mikołajczak1, 3, Barbara Thiem2, Elżbieta Hołderna-Kędzia1
Porównanie aktywności wyciągów z liści Passiflora alata, P. caerulea i P. incarnata wobec wybranych drobnoustrojów klinicznych
Comparison of activity of leaf extracts from Passiflora alata, P. caerulea and P. incarnata on selected clinical microorganisms
1Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań
Dyrektor Instytutu: dr n. ekon. Robert Sobków
2Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej i Biotechnologii Roślin, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. n. farm. Barbara Thiem, prof. nadzw.
3Katedra i Zakład Farmakologii, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. n. farm. Przemysław Ł. Mikołajczak
Streszczenie
Wstęp. W ostatnich latach naukowcy wykazali rosnące zainteresowanie gatunkami z rodzaju Passiflora ze względu na ich potencjalne biologiczne i farmakologiczne właściwości. Gatunki te są agronomicznie ważnymi roślinami uprawowymi, wykorzystywanymi komercyjnie w przemyśle owocowym w Ameryce Południowej. Podczas zbioru owoców z uprawianych roślin ich liście są usuwane. Ten materiał roślinny może być wykorzystywany do celów leczniczych. Nasze poprzednie badania wykazały bowiem, że surowe wyciągi z liści P. alata, P. caerulea i P. incarnata zawierały różne metabolity wtórne, m.in. związki fenolowe, flawonoidy, terpenoidy. Ponadto wyciąg z P. alata wykazał in vitro najsilniejszą aktywność hamującą wobec szczepu Acanthamoeba castellanii.
Cel pracy. Celem badań była ocena i porównanie aktywności przeciwbakteryjnej i przeciwgrzybiczej surowych wyciągów alkoholowych z liści P. alata, P. caerulea i P. incarnata.
Materiał i metody. W badaniach dokonywano pomiaru minimalnego stężenia hamującego (MIC), minimalnego stężenia bakteriobójczego (MBC) i minimalnego stężenia grzybobójczego (MFC) dla wyciągów metodą seryjnych rozcieńczeń.
Wyniki. Wyniki wykazały, że najbardziej aktywnymi wyciągami wobec szczepu Enterococcus faecalis (ATCC 8040) były: P. incarnata = P. alata (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 10,0 mg/ml) > P. caerulea (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 20,0 mg/ml); wobec Escherichia coli (PZH 026B6): P. incarnata (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 10,0 mg/ml) > P. caerulea (MIC = 10,0 mg/ml, MBC = 20,0 mg/ml) > P. alata (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 20,0 mg/ml); wobec Staphylococcus aureus (ATCC 6538P): P. incarnata (MIC = 2,5 mg/ml, MBC > 5,0) > P. caerulea (MIC = 5,0 mg/ml, MBC > 10,0) > P. alata (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 10,0); wobec Candida albicans (PCM 1409PZH): P. caerulea (MIC = 7,5 mg/ml, MBC = 15,0 mg/ml), P. incarnata (MIC = 10,0 mg/ml, MBC > 10,0 mg/ml), P. alata (MIC = 15,0 mg/ml, MBC > 20,0 mg/ml); wobec Microsporum gypseum K1: P. incarnata = P. caerulea = P. alata (MIC = 5,0 mg/ml, MBC = 5,0 mg/ml). Badania fitochemiczne wykazały najwyższą zawartość związków fenolowych w wyciągach: P. alata > P. caerulea > P. incarnata.
Wnioski. Ze względu na to, że wykazano niską aktywność przeciwdrobnoustrojową dla surowych wyciągów, istnieje potrzeba dalszych badań frakcjonowanych wyciągów i wyizolowanych związków w celu oszacowania ich aktywności.
Summary
Introduction. In recent years, researchers have shown increasing interest in species of the Passiflora genus due to their potential biological and pharmacological properties. These species are an agronomically important crops and are used commercially in the fruit industry of South America. During of collection of fruits from cultivated plants, the leaves are removed. This plant material may be used for medicinal purposes. Our previous studies showed that crude extracts from leaves of P. alata, P. caerulea and P. incarnata contained various secondary metabolites such as phenolics, flavonoids, terpenoids. Moreover extract of P. alata showed the most effective activities against Acanthamoeba castellanii strain in vitro.
Aim. The aim of our study was to evaluate and to compare the antibacterial and antifungal activities of the crude alcoholic extracts from leaf of P. alata, P. caerulea and P. incarnata.
Material and methods. There was measurement of the minimal inhibitory concentration (MIC), the minimal bactericidal concentration (MBC), and the minimal fungicidal concentration (MFC) of the extracts by serial dilution method.
Results. The results showed that the most active extracts against Enterococcus faecalis (ATCC 8040) were as follows from: P. incarnata = P. alata (MIC = 10.0 mg/ml, MBC >10.0 mg/ml) > P. caerulea (MIC = 10.0 mg/ml, MBC > 20.0 mg/ml); against Escherichia coli (PZH 026B6): P. incarnata (MIC = 10.0 mg/ml, MBC > 10.0 mg/ml) > P. caerulea (MIC = 10.0 mg/ml, MBC = 20.0 mg/ml) > P. alata (MIC = 10.0 mg/ml, MBC > 20.0 mg/ml); against Staphylococcus aureus (ATCC 6538P): P. incarnata (MIC = 2.5 mg/ml, MBC > 5.0) > P. caerulea (MIC = 5.0 mg/ml, MBC > 10.0) > P. alata (MIC = 10.0 mg/ml, MBC > 10.0); against Candida albicans (PCM 1409PZH): P. caerulea (MIC = 7.5 mg/ml, MBC = 15.0 mg/ml), P. incarnata (MIC = 10.0 mg/ml, MBC > 10.0 mg/ml), P. alata (MIC = 15.0 mg/ml, MBC > 20.0 mg/ml); against Microsporum gypseum K1: P. incarnata = P. caerulea = P. alata (MIC = 5.0 mg/ml, MBC = 5.0 mg/ml). Phytochemical study showed that the highest concentration of phenolic compounds was shown in extract of P. alata > P. caerulea > P. incarnata.
Conclusions. Due to the fact that low antimicrobial activity has been demonstrated for raw extracts, there is a need for further studies of fractionated extracts and isolated compounds to assess their activity.
Wprowadzenie
Skryningowe badania biologiczne wyciągów roślinnych pozwalają na ocenę ich aktywności i wyznaczanie dalszych etapów badawczych celem poszukiwania nowych rozwiązań terapeutycznych bazujących na surowcach roślinnych. Jest to szczególnie ważne podczas obserwowanej rosnącej oporności szczepów bakterii i grzybów na antybiotyki. Oporność wielolekowa bakterii (ang. multidrug resistance – MDR) jest poważnym zagrożeniem dla zdrowia ludzi, ale także dla roślin uprawnych i zwierząt. I coraz większym wyzwaniem w lecznictwie.
Interesującego materiału roślinnego dostarczają gatunki z rodzaju Passiflora, który jest częścią rodziny Passifloraceae (Męczennicowate) liczącej blisko 650 gatunków (1, 2). Gatunki te są agronomicznie ważnymi roślinami uprawowymi w Ameryce Południowej, głównie w Brazylii, gdzie w warunkach naturalnych rośnie ich ponad 150 gatunków (1). Rośliny te są stosowane w medycynie tradycyjnej nie tylko w Ameryce Południowej, lecz także w Hiszpanii, we Włoszech, Holandii oraz w Polsce (3, 4).
Oprócz zastosowania fitoterapeutycznego rośliny te (m.in. P. alata, P. edulis, P. quadrangularis, P. ligularis) mają duże znaczenie gospodarcze, gdyż są źródłem pożywnych owoców, stąd odgrywają ważną rolę w przemyśle owocowym w Ameryce Południowej. Najbardziej znanymi przedstawicielami są Passiflora alata Curtis (męczennica czerwona), Passiflora caerulea L. (męczennica błękitna) oraz Passiflora incarnata L. (męczennica cielista). P. incarnata jest jedną z najważniejszych roślin leczniczych dostarczającą wartościowego ziela o działaniu uspokajającym (Passiflorae herba), którego monografia zawarta jest w Farmakopei Polskiej (wyd. XI) (5) oraz Europejskiej Agencji Leków (6). Natomiast P. alata, pochodząca z Amazonii, Peru oraz wschodniej Brazylii, jest oficjalnie uznaną rośliną leczniczą opisaną w Farmakopei Brazylijskiej (7), podobnie jak P. edulis (syn. P. incarnata) (8).
Oprócz zastosowania fitoterapeutycznego, rośliny te (m.in. P. alata, P. edulis, P. quadrangularis, P. ligularis) mają duże znaczenie agronomiczne, gdyż są roślinami uprawowymi będącymi źródłem pożywnych owoców, stąd mają duże znaczenie w przemyśle owocowym w Ameryce Południowej. Podczas zbioru liście i łodygi tych roślin są odrzucane, dlatego badacze zwrócili uwagę na możliwość wykorzystania ich do celów naukowych i leczniczych. Nasze wcześniejsze badania udowodniły, że wyciągi alkoholowe z liści wykazują aktywność przeciwpełzakową wobec Acanthamoeba castellanii in vitro (P. alata) (9), aktywność hamującą wobec linii ostrej białaczki limfoblastycznej (P. alata, P. incarnata) (8) oraz wywierają działanie przeciwutleniające in vitro (P. alata, P. caerulea, P. incarnata) (10). Porównywano również skład fitochemiczny tych wyciągów i stwierdzono, że zawierają one szereg związków flawonoidowych (C-glikozydy flawonowe, O,C-glikozydy flawonowe, O-glikozydy flawonowe), związki fenolowe i terpenoidy (8). Kolejnym krokiem w kilkuetapowej ocenie aktywności biologicznej było porównanie działania przeciwdrobnoustrojowego tych wyciągów roślinnych.
Cel pracy
Celem badań była ocena działania przeciwdrobnoustrojowego wyciągów metanolowych z liści trzech gatunków męczennic: P. alata Curtis, P. caerulea L. i P. incarnata L. pozyskanych z uprawy szklarniowej przy Katedrze i Zakładzie Naturalnych Surowców Leczniczych i Kosmetycznych Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. Aktywność badano wobec szczepów bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych oraz szczepów grzybów drożdżoidalnych i dermatofitów. Okazy zielnikowe tych roślin zdeponowano w Instytucie Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu.
Materiał i metody
Przygotowanie wyciągów
Wysuszone liście (10 g) ekstrahowano trzykrotnie metanolem (1:10) w warunkach opisanych przez Ożarowskiego i wsp. (8). Otrzymane wyciągi oceniano metodami chromatograficznymi według monografii „Passiflorae herbae extractum siccum” Farmakopei Polskiej XI (2017).
Badania mikrobiologiczne
Badania prowadzono, stosując standardowe szczepy bakterii: gronkowców złocistych Staphylococcus aureus ATCC 6538P, enterokoków kałowych Enterococcus faecalis ATCC 8040 (Gram-dodatnie), pałeczek okrężnicy Escherichia coli PZH 026B6 (Gram-ujemne) oraz stosując dwa typowe szczepy grzybów chorobotwórczych: grzyba drożdżoidalnego Candida albicans PCM 1409PZH i dermatofita Microsporum gypseum K1.
Suche wyciągi rozpuszczono w dimetylosulfotlenku (DMSO, Merck) w stężeniu 100 mg/ml (roztwór podstawowy) i przygotowano z nich rozcieńczenia w płynnym podłożu Antibiotic Broth (Merck) (zawierającym heminę oraz dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy = NAD) w stężeniach od 0,1 do 10,0 mg/ml. Następnie, do odpowiednich rozcieńczeń wyciągów roślinnych o objętości 1 ml dodano po 0,1 ml 18-godz. hodowli (zawierającej 105 komórek w 1 ml) szczepów standardowych Staphylococcus aureus ATCC 6538P, Escherichia coli PZH 026B6 oraz Enterococcus faecalis ATCC 8040. Z kolei po 18 godz. inkubacji w temp. 37°C określano najmniejsze stężenie hamujące (ang. Minimal Inhibitory Concentration – MIC) badanych wyciągów wobec szczepów standardowych. W celu oznaczenia najmniejszego stężenia bakteriobójczego (ang. Minimal Bactericidal Concentration – MBC) ze wszystkich rozcieńczeń badanych wyciągów roślinnych poddanych 18-godz. inkubacji w temp. 37°C wykonano posiewy za pomocą ezy na podłoże stałe Antibiotic Agar (1,5% agaru, Merck). Aktywność antybiotyczną badanych wyciągów porównywano z aktywnością substancji referencyjnej – chloramfenikolu (Merck) w zakresie stężeń od 0,001 do 0,1 mg/ml.
Podobnie, wyciągi roślinne rozpuszczono w DMSO w stężeniu 100 mg/ml (roztwór podstawowy) i przygotowano z nich rozcieńczenia w płynnym podłożu Sabouraud Broth (Merck) w stężeniach od 0,1 do 20,0 mg/ml wyciągu roślinnego w celu określenia najmniejszego stężenia grzybostatycznego (MIC) oraz minimalnego stężenia grzybobójczego (ang. Minimal Fungicidal Concentration – MFC) dla badanych grzybów. Następnie, do odpowiednich rozcieńczeń ekstraktów roślinnych o objętości 1 ml dodano 0,1 ml 24-godz. hodowli szczepu C. albicans PCM 1409PZH oraz 5-dniowej hodowli M. gypseum K1, zawierających od 103 do 104 komórek w 1 ml. Inkubację próbek prowadzono w temp. 37°C odpowiednio przez 24 godz. i 5 dni. W celu oznaczenia MFC, ze wszystkich rozcieńczeń badanych wyciągów wykonano posiewy na podłoże stałe Sabouraud Agar (Merck). Substancją referencyjną była amfoterycyna B (Serva) w zakresie stężeń od 0,0005 do 0,1 mg/ml.
Wyniki
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. Casierra-Posada F, Jarma-Orozco A. Nutritional composition of Passiflora species. [In:] Simmonds MSJ, Preedy VR (eds.). Nutritional Composition of Fruit Cultivars. Academic Press 2016; 517-34.
2. Wiart C. Medicinal plants classified in the family Passifloraceae. [In:] Medicinal plants of Asia and the Pacific. Taylor & Francis CRC, New York 2006; 101-6.
3. Ożarowski M, Thiem B. Progress in micropropagation of Passiflora spp. to produce medicinal plants: a mini-review. Revista Brasil Farmacogn 2013; 23:937-47.
4. Ożarowski A (red.). Ziołolecznictwo. Poradnik dla lekarzy. Wyd Lek PZWL, Warszawa 1982; 198-9.
5. Farmakopea Polska. Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych I Produktów Biobójczych. Wyd. XI, Warszawa 2017.
6. European Medicines Agency. Assessment report on Passiflora incarnata L., herba. EMA/HMPC/669738/2013, 25 March 2014.
7. Farmacopeia Brasileira, Agência Nacional de Vigilância Sanitária, 5th ed. Ministèrio da Saúde, Brasília 2010.
8. Ożarowski M, Piasecka A, Paszel-Jaworska A i wsp. Comparison of bioactive compounds content in leaf extracts of Passiflora incarnata L., Passiflora caerulea L. and Passiflora alata Curtis and in vitro cytotoxic potential on leukemia cell lines. Revista Brasil Farmacogn 2018; 28(2).
9. Hadaś E, Ożarowski M, Derda M i wsp. The use of extracts from Passiflora spp. in helping the treatment of Acanthamoebiasis. Acta Pol Pharm Drug Res 2017; 74(3):921-8.
10. Ożarowski M, Piasecka A, Sawikowska A i wsp. Aktywność antyoksydacyjna ekstraktów z liści Passiflora incarnata L., Passiflora caerulea L. i Passiflora alata Curtis oraz porównawcza analiza metabolitów wtórnych z zastosowaniem HPLC-DAD-MSn oraz UPLC-MS/MS. Sejmik Zielarski 2016; Abstrakty s. 75-8.
11. Ramaiya SD, Bujang JS, Zakaria MH. Assessment of total phenolic, antioxidant, and antibacterial activities of Passiflora species. Sci World J 2014; 2014:167309.
12. Ripa FA, Haque M, Nahar L i wsp. Antibacterial, cytotoxic and antioxidant activity of Passiflora edulis Sims. Eur J Sci Res 2009; 31(4):592-8.
13. Dzotam JK, Touani FK, Kuete V. Antibacterial and antibiotic-modifying activities of three food plants (Xanthosoma mafaffa Lam., Moringa oleifera (L.) Schott and Passiflora edulis Sims) against multidrug-resistant (MDR) Gram-negative bacteria. BMC Compl Altern Med 2016; 16:9.
14. Razia M, Sivaramakrishnan S. Phytochemical, GC-MS, FT-IR analysis and antibacterial activity of Passiflora edulis of Kodaikanal region of Tamilnadu. World J Pharm Pharm Sci 2014; 3(9):435-41.
15. Madhumathi S, Rajendran A. Antibacterial activity of leaf extract of Passiflora incarnata L. Int J Appl Biol Pharm Technol 2011; 2(2):481-6.
