ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
1.1. Общая характеристика и физиологические особенности С. albicans 7
1.2. Биохимические компоненты растений, обладающие антимикробным и
фунгицидным действием 12
1.3. Биохимические свойства и антимикотическое действие экстрактов розмарина (Rosmarinus officinalis), можжевельника обыкновенного (Juniperus communisL.), дикого ямса (DioscoreaL.), чистотела (Chelidonium majusL.)..16
1.4. Нанокапсулированные экстракты лекарственных растений, их свойства и
характеристика 27
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 35
2.1. Объекты и методы исследования 35
2.2. Водные и сухие экстракты растений можжевельника, розмарина и дикого
ямса 35
2.2.1. Водные растворы нанокапсулированных экстрактов растений можжевельника, розмарина и дикого ямса 35
2.2.2. Методика приготовления биопленок, и их применение 39
2.2.3. Водные экстракты свежего сырья можжевельника, чистотела, розмарина 41
2.3. Методы статистической обработки результатов 45
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 47
3.1. Влияние растворов и пленок из сухих экстрактов розмарина и можжевельника в нативном и нанокапсулированном виде на рост C. albicans в культуре 47
3.2. Влияние растворов и биопленок из экстракта дикого ямса на рост C.
albicans в культуре 49
3.3. Влияние водных экстрактов розмарина, можжевельника и чистотела в нативном и нанокапсулированном виде на рост C. albicans в культуре 50
ВЫВОДЫ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 60
В настоящее время известно, что экстракты лекарственных растений содержат в своем составе флавоноиды, сапонины, каротиноиды, обладающие терапевтическим действием. Благодаря этим свойствам лекарственные растения используются в фармакотерапии в качестве антимикробных, противовоспалительных, спазмолитических и разных других средств. Кроме того, лекарственные препараты из вытяжек растений обладают относительной безопасностью, то есть исключают некоторые побочные эффекты ряда других лекарственных препаратов. Именно поэтому большое распространение имеет изучение антибактериальных и антимикотических свойств экстрактов растений.
Большую актуальность имеет проблема распространения антибиотикорезистентности микроорганизмов, в том числе грибов. На сегодняшний день миру известен широкий спектр антибиотиков, но антимикотической активностью обладают всего 2 класса соединений - это азолы (кетоконазол, флуконазол, клотримазол) и полиены (амфотерицин). Кроме того, данные препараты обладают высокой токсичностью и выступают как аллергены и раздражители в организме человека. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является поиск новых препаратов, основанных на растительном сырье, которые будут подавлять грибную активность без побочных эффектов для человека.
В литературных источниках (Ермакова, Титов, 2003; Бухарин и др., 2015; Соковнина и др., 2017) не однозначно описано антимикотическое влияние экстрактов лекарственных растений на выбранную нами культуру Candida albicans, часто встречающегося условно-патогенного грибка.
Научные статьи (Бирюков, Лаптев,2017; Ермакова, Титов, 2003) указывают на то, что данный гриб проявляет фунгистическую активность в отношении известных и часто использующихся в практике лекарственных препаратов.
Научных интерес для исследования при этом представляет также установление влияния на культуру C. albicans нанокапсулированных экстрактов лекарственных растений.
Новизна данной работы заключается в использовании нанокапсулированных экстрактов растений и сравнительном анализе нативных экстрактов и их нанокапсулированных форм. Многие исследовательские работы основаны на нативных экстрактах, наша задача оптимизировать методику, установить экстракты (формы и дозы) проявляющие на культуру C. albicans наибольшее антимикотическое действие.
Целью данной работы является сравнительный анализ влияния нанокапсулированных и нативных экстрактов лекарственных растений на рост C. albicans в культуре.
Для достижения поставленной цели, нами были поставлены следующие задачи:
1) Установить влияние растворов и пленок из сухих экстрактов можжевельника и розмарина в нативном и нанокапсулированном виде на рост C. albicans в культуре;
2) Определить влияние водных экстрактов можжевельника, чистотела и розмарина на рост C. albicans в культуре;
3) Оценить влияние растворов и пленок из сухих экстрактов дикого ямса в нативном и нанокапсулированном виде на рост C. albicans в культуре.
Объекты:
• Дрожжеподобные грибы вида C. albicans;
• Водные экстракты нативного можжевельника, розмарина, дикого ямса;
• Водные экстракты и биопленки нанокапсулированного можжевельника, розмарина, дикого ямса.
Предметы:
• Характер роста дрожжеподобных грибов рода Candida;
• Общая характеристика экстрактов растений;
• Антимикотическая активность экстрактов можжевельника, розмарина, дикого ямса.
В результате проведенной исследовательской работы было установлено, что нанокапсулированные водные экстракты можжевельника и розмарина не имели фунгицидного воздействия на C. albicans в культуре, следовательно, не могут рекомендоваться в качестве альтернативы противогрибковым препаратам. Механизм действия нанокапсулы позволяет постепенно высвобождать небольшие дозы вещества, которые оказались не достаточными для подавления роста грибка C. albicans. Напротив, такие малые концентрации часто стимулировали рост грибка, что наблюдалось нами в виде плотного обрастания краев дисков и частично их поверхности.
Также было определено влияние водных экстрактов розмарина, можжевельника и чистотела на рост C. albicans в культуре. Установлено, что данные экстракты растений в не большой степени подавляют культуру микромицетов, однако с учетом статистической обработки эти данные являются, достоверны лишь в крайних концентрациях.
Кроме того, было оценено влияние растворов и пленок из сухих экстрактов дикого ямса в нативном и нанокапсулированном виде на рост C. albicans в культуре. В нашем опыте данное растение не оказало выраженного фунгицидного влияния на рост грибков.
1. Бирюков И.В., Лаптев Ю.В. Воздействие некоторых лекарственных растений на патогенную микрофлору // Аграрная наука - сельскому хозяйству. Сборник статей. - 2017. - С. 246-248.
2. Бухарин О.В., Челпаченко О.Е., Перунова Н.Б и др. Экспериментально-клиническое обоснование выбора антимикотических фитопрепаратов // Вестник Оренбургского государственного университета. - №3. - 2015. - С. 183-191.
3. Быкова Л.П., Седельникова О.А., Корначева Ю.В. и др. Противогрибковая активность некоторых эфирных масел // Проблемы медицинской микологии. - 2011. - Том 13. - №2. - С.66-67.
4. Валышев А.В., Перунова Н.Б., Валышева И.В. и др. Факторы персистенции дрожжеподобных грибов рода Candida // Успехи медицинской микологии: материалы первого всероссийского конгресса по медицинской микологии. М. - Том 1. - 2003. - С.53.
5. Годовалов А.П., Быкова Л.П. Антимикробная активность производных некоторых растений // Современные научные исследования и разработки. - №1. - 2017. - С. 58-61.
6. Ермакова Т.С., Титов Л.П. Антимикотическое действие эфирных масел на дрожжеподобные и плесневые грибы // Успехи медицинской микологии. - №1. - 2003. - С. 95-96.
7. Зорин Е.Б., Сорокина А.А. Изучение эфирного масла розмарина лекарственного // Фармацевтическая химия и фармакогнозия. - № 6. - 2007. - С. 14-16.
8. Ибрагимова А.З., Ловцова Л.Б., Степанова А.П. и др. Исследование подавляющего действия эфирных масел на различные микроорганизмы // Вестник всероссийского научно-исследовательского института жиров. - №1. - 2010.- С. 27-29.
9. Карпунина Т.И., Трухина Е.В. Морфометрический анализ в оценке биологических свойств C. albicans при различных формах вагинального кандидоза // Вестник новых медицинских технологий. - № 2. - 2005. - С. 16-18.
10. Кашкин П.Н., Лисин В.В. Практическое руководство по медицинской микологии. - Л.: Медицина. - 1983. - 192 с.
11. Капустина О.А., Карташова О.Л. Факторы патогенности грибов рода Candida и возможность их регуляции эфирными маслами // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал). - №1. - 2013. - С. 1-10.
12. Кролевец А.А., Тырсин Ю.А., Быковская Е.Е. Применение нано и микрокапсулирования в фармацевтике и пищевой промышленности часть 2. Характеристика инкапуслирования // Вестник российской академии наук. - №1 - 2013. - С. 77-84.
13. Куликов С.Н., Шакирова Д.Р., Тихонов В.Е., и др.
Антимикотическая активность хитозана и его производных в отношении Candida albicans // Проблемы медицинской микологии. - №4 - 2012. - С. 50-54.
14. Куркин В.А., Артамонова Е.С. Определение флавоноидов в траве чистотела большого // Фармацевтическая химия и фармакогнозия. - №5. - 2007. - С. 10-12.
15. Лисовская С.А., Глушко Н.И., Халдеева Е.В. Влияние условий культивирования на адгезивную способность Candida albicans // Успехи медицинской микологии. - Том 9. - 2007. - С. 6-8.
16. Мозговая Е.В., Талалаева Н.Е., Маругина Е.А., и др. Антимикотическая терапия кандидозного вульвовагинита у беременных // Гинекология Эндокринология. - №8(96). - 2014. - С. 57-63.
17. Моисейченко В.Ф., Трифонова М.Ф., Заверюха А.Х. и др. Основы научных исследований в агрономии. - Колос. -1996. - 336 с.
18. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия: Учебник. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.:Медицина. -2002. - 656 с.
19. Николенко М.В. Суточная динамика фосфолипазной активности Candida albicans // Проблемы медицинской микологии. - №2. - 2010. - С.49-52.
20. Перунова Н.Б. Модифицирующее влияние эфирных масел растений на биологические свойства Candida albicans // Проблемы медицинской микологии. - Том 8. - №2. - 2006. - С. 75.
21. Погоцкая А.А., Бузук Г.Н., Созинов О.В. Морфометрия Chelidonium Majus L.: взаимосвязь размеров, формы листа и содержания алкалоидов и фенольных соединений // Вестник фармации. - № 3. - 2010. - С. 26-39.
22. Полухина Т.С., Котова В.Ю., Шири Юсри Определение суммы органических кислот в розмарине лекарственном (Rosmarinus Officinalis L.), произрастающем на территории Туниса // Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновации в здоровье нации. - 2016. - С. 500-504.
23. Рамазанова Б.А., Батырбаева Д.Ж., Бекболатова К.А., и др. Антилизоцимная активность грибов рода Candida как один из факторов патогенности // Успехи современной микологии. - №11. - 2013. - С.52-54.
24. Сергеев А.Ю., Сергеев Ю.В. Грибковые инфекции // Руководство для врачей. 2 изд.- М.: Издательство БИНОМ. - 2008. - 480 с.
25. Скоробогатова Р. А., Жебрак И. С., Сайко О. В. и др. Влияние водных настоев растений на дрожжевые грибы // Новые антимикотики и перспективные фунгициды. - № 1. - 2010. - С. 216-235.
26. Соковнина С.В., Танчева А.А., Ильина А.А. Антимикотическая активность эфирных масел // Вестник науки и образования. - №11(35). - 2017. - С. 109-111.
27. Струкова Е.Г., Ефремов А.А., Гонтова А.А. и др. Воздействие эфирных масел сибирского региона на условно-патогенные микроорганизмы // Химия растительного сырья. - №4. - 2009. - С. 79-82.
28. Тохсырова З.М., Никитина А.С., Попова О.И. Аминокислоты побегов розмарина лекарственного (Rosmarinus Officinalis L.), интродуцированного в ботаническом саду пятигорского медико-фармацевтического института // Фармацевтические науки. - № 2. - 2015. - С. 3330-3332.
29. Тохсырова З.М., Никитина А.С., Попова О.И. Изучение антимикробного действия эфирного масла из побегов розмарина лекарственного (Rosmarinus Officinalis L., Lamiaceae) лекарственного // Фармация и фармакология. - № 1(14). - 2016. - С. 66-71.
30. Уткина Т.М., Потехина Л.П. Влияние растительных экстрактов хвойных растений на персистентные свойства Candida albicans // научно-практическая конференция по медицинской микологии. - № 2. - 2014. - С. 110-154.
31. Фролова А.В. Эфирные масла - перспективные источники при разработке антимикробных лекарственных средств для местного лечения гнойных ран // Вестник ВГМУ. - №1. - 2010. - С. 1-10.
32. Фролова А.В., Косинец А.Н., Бузук Г.Н. Сравнительный анализ антимикробной активности лекарственных растений // Вестник фармации. - №4 (34). - 2006. - С. 54-61.
33. Чарушина И.П., Фельдблюм И.В., Воробьева Н.Н., и др. Инвазивный кандидоз у ВИЧ-инфицированных пациентов // Федеральные клинические рекомендации. - Москва. - 2017 - 46 с.
34. Челпаченко О.Е., Перунова Н.Б., Иванова Е.В. и др. Микробиологические аспекты антимикотической фитотерапии (обзор) // Проблемы медицинской микологии. - №3. - 2014. - С. 13-19.
35. Шакалите Ю., Пашкявичюс А., Ложене К. Действие натуральных фунгицидных средств на рост видов дрожжеподобных грибов Candida // Материалы второго съезда микологов России. Современная микология в России. Том 2. М.: Национальная академия микологии. - 2008. - С.305-306.
36. Швядене Ю., Пашкявичюс А., Швядас А. Чувствительность
дрожжей рода Candida к эфирным маслам // Успехи медицинской микологии. Том 12. Издательство: Общероссийская общественная организация
"Общественная национальная академия микологии" (Москва). - 2014. - С. 436- 438.
37. Abdullah Ijaz Hussainl, Farooq Anwar, Shahzad Ali Shahid Chathal Rosmarinus officinalis essential oil: antiproliferative, antioxidant and antibacterial activities // Brazilian Journal of Microbiology. - № 41. - 2010. - P. 1070-1078.
38. Acevedo-Fani, Salvia-Trujillo, Rojas-Grau et. al. Edible films from
essential-oil-loaded nanoemulsions: Physicochemical characterization and
antimicrobial properties // Food Hydrocolloid. - № 47. -2015. - P. 168-177.
39. Ahmad A. In vitro synergy of eugenol and methyleugenol with fluconazole against clinical Candida isolates // J. Med. Microbiol. - Vol. 59. - 2010. - P. 1178-1184.
40. Al-Haj N.A., Shamsudin M.N., Alipiah et. al. Characterization of Nigella sativa L. essential oil-loaded solid lipid nanoparticles // American Journal of Pharmacology and Toxicology. - №5. - 2010. - P.52-57.
41. Alvarez-Paino M., Munoz-Bonilla A., Fernandez-Garcia M. Antimicrobial polymers in the nano-world // Nanomaterials. - №7. - 2017. - P. 1¬44.
42. Almadiy A. A., Nenaah G. E., Al Assiuty et. al. Chemical composition and antibacterial activity of essential oils and major fractions of four Achillea species and their nanoemulsions against foodborne bacteria // Food Science and Technology. - №69. - 2016. - P. 529-537.
43. Atrooz O. M. Effects of alkylresorcinolic lipids obtained from acetonic extract of Jordanian wheat grains on liposome properties // International Journal of Biological Chemistry. - №5. - 2011. - P. 314-321.
44. Beyki M., Zhaveh S., Khalili et. al. Encapsulation of Mentha piperita essential oils in chitosan-cinnamic acid nanogel with enhanced antimicrobial activity against Aspergillus flavus // Industrial Crops and Products. - №54. - 2014. - P. 310-319.
45. Bozzuto G., Molinari A. Liposomes as nanomedical devices // International Journal of Nanomedicine. - №10. - 2015. - P. 975-999.
46. Bruce C.C., Kathleen L.C., Jong H.K. Chemosensitization as a means to augment commercial antifungal agents // Front. Microbiol. - №7 9. - 2012. - P.1-20.
47. Bucar F., Wube A., Schmid M. Natural product isolation-how to get from biological material to pure compounds // Natural Product Reports. - №30. - 2013. - P. 525-545.
48. Calo J. R., Crandall P. G., O'Bryan et. al. Essential oils as antimicrobials in food systems - A review // Food Control. - №54. - 2015. - P. 111-119.
49. Chang Y., McLandsborough L., McClements D. J. Physical properties and antimicrobial efficacy of thyme oil nanoemulsions: influence of ripening inhibitors // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - №60. - 2012. - P. 12056-12063.
50. Donsi F., Annunziata M., Sessa M. et. al.Nanoencapsulation of essential oils to enhance their antimicrobial activity in foods // LWT-Food Science and Technology. - №44. - 2011. - P. 1908-1914.
51. Donsi F., Cuomo A., Marchese E., et. al. Infusion of essential oils for food stabilization: Unraveling the role of nanoemulsion-based delivery systems on mass transfer and antimicrobial activity // Innovative Food Science & Emerging Technologies. - №22. - 2014. - P. 212-220.
52. Espina L., Somolinos M., Loran S., et. al. Chemical composition of commercial citrus fruit essential oils and evaluation of their antimicrobial activity acting alone or in combined processes // Food Control. - №22. - 2011. - P. 896¬902.
53. Gomes C., Moreira R. G., Castell-Perez E. Poly
(DL-lactide-co-glycolide) nanoparticles with entrapped trans-cinnamaldehyde and eugenol for antimicrobial delivery applications // Journal of Food Science. - №76. - 2011. - P.16-24.
54. Hemaiswarya S., Krutiventi A.K., Doble M. Synergism between natural products and antibiotics against infectious diseases // Phytomedicine. - Vol. 15. - 2008. - P. 639-652.
55. Hosseini S. F., Zandi M., Rezaei M. et. al. Two-step method for encapsulation of oregano essential oil in chitosan nanoparticles: preparation, characterization and in vitro release study // Carbohydrate Polymers. - № 95. - 2013. - P. 50-56.
56. Jamil B., Abbasi R., Abbasi S. et. al. Encapsulation of Cardamom Essential Oil in chitosan nano-composites: In-vitro efficacy on antibiotic-resistant bacterial pathogens and cytotoxicity studies // Frontiers in Microbiology. - № 7. -
2016. - P. 1-10.
57. Jemaa M. B., Falleh H., Serairi R. et. al. Nanoencapsulated Thymus capitatus essential oil as natural preservative // Food Science & Emerging Technologies. - 2017. - P. 1-21.
58. Kavanaugh N. L., Ribbeck, K. Selected antimicrobial essential oils eradicate Pseudomonas spp. and Staphylococcus aureus biofilms // Applied and Environmental Microbiology. - № 78. - 2012. - P. 4057-4061.
59. Kujur A., Kiran S., Dubey N. K., Prakash B. Microencapsulation of Gaultheria procumbens essential oil using chitosan-cinnamic acid microgel: Improvement of antimicrobial activity, stability and mode of action // LWT-Food Science and Technology. - № 86. - 2017. - P. 132-138.
60. Langford M.L. et al. Activity and toxicity of farnesol towards Candida albicans are dependent on growth conditions // Antimicrob. Agents. Chemother. - Vol. 54. - 2010. - P. 940-942.
61. Liang R., Xu S., Shoemaker, C. F., Li Y., Zhong, F., Huang, Q. Physical and antimicrobial properties of peppermint oil nanoemulsions // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - № 60. - 2012. - P. 7548-7555.
62. Mahboubi M.M., Ghazian B.F. In vitro synergistic efficacy of combination of amphotericin B with Myrtus communis essential oil against clinical isolates of Candida albicans // Phytomedicine. - Vol. 17. - 2010. — P. 771-774.
63. Liolios C. C., Gortzi O., Lalas S. et. al. (Liposomal incorporation of carvacrol and thymol isolated from the essential oil of Origanum dictamnus L. and in vitro antimicrobial activity // Food Chemistry. - № 112(1). - 2009. - P. 77-83.
64. Prabuseenivasan S., Jayakumar M., Ignacimuthu S. In vitro antibacterial activity of some plant essential oils // BMC Complem. and Altern. Med. - № 39. - 2006. - P. 1-8.
65. Prakash, B., Kedia, A., Mishra, P. K., et. al. Assessment of chemically characterised Rosmarinus officinalis L. essential oil and its major compounds as plant-based preservative in food system based on their efficacy against food-borne moulds and aflatoxin secretion and as antioxidant // International Journal of Food Science & Technology. - № 50. - 2015. - P. 1792-1798.
66. Rao A. et al. Mechanism of antifungal activity of terpenoid phenols resembles calcium stress and inhibition of the TOR pathway // Antimicrob. Agents Chemother. - Vol. 54. - 2010. - P. 5062-5069.
67. Rattanachaikunsopon P., Phumkhachorn P. Assessment of factors influencing antimicrobial activity of carvacrol and cymene against Vibrio cholerae in food // Journal of Bioscience and Bioengineering. - № 110. - 2010. - P. 614¬619.
68. Sacchetti G., Maietti S., Muzzoli M et. al. Comparative evaluation of 11 essential oils of different origin as functional antioxidants, antiradicals and antimicrobials in foods // Food Chemistry. - № 91. - 2005. - P. 621-632.
69. Shah B., Davidson P. M., Zhong Q. Nanodispersed eugenol has improved antimicrobial activity against Escherichia coli O157: H7 and Listeria monocytogenes in bovine milk // International Journal of Food Microbiology. - № 16191. - 2013. - P. 53-59.
70. Shidhaye S. S., Vaidya R., Sutar S., et. al. Solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers-innovative generations of solid lipid carriers // Current Drug Delivery. - № 5. - 2008. - P. 324-331.
71. Shirtliff M.E. Farnesol-induced apoptosis in Candida albicans // Antimicrob. Agents Chemother. - Vol. 53. - 2009. - P. 2392-2401.
72. Sotelo-Boyas M. E., Correa-Pacheco Z. N., Bautista-Banos S., Corona-Rangel, M. L. Physicochemical characterization of chitosan nanoparticles and nanocapsules incorporated with lime essential oil and their antibacterial activity against food-borne pathogens // LWT-Food Science and Technology. - № 77. - 2017. - P. 15-20.
73. Stepan Pepeljnjaki, Ivan Kosalec, Zdenka Kalo, Era Nikola Antimicrobial activity of juniper berry essential oil (Juniperus communis L., Cupressaceae) // Acta Pharm. - № 55. - 2005. P. -417-422.
74. Valencia-Sullca, C., Jimenez, M., Jimenez, A., Atares, L., Vargas, M., Chiralt, A. Influence of liposome encapsulated essential oils on properties of chitosan films // Polymer International. - № 65. - 2016. - P. 979-987.
75. Van Vuuren, S. F., du Toit, L. C., Parry, A., Pillay, V., Choonara, Y. E. Encapsulation of essential oils within a polymeric liposomal formulation for enhancement of antimicrobial efficacy // Natural Product Communications. - № 5. - 2010. - P. 1401-1408.
76. Yang Jiang, Nan Wu, Yu-Jie Fu, Wei Wang,Meng Luo, Chun-Jian Zhao, Yuan-Gang Zu, Xiao-Lei Liu Chemical composition andantimicrobial activity of the essential oil of Rosemary // Environmental Toxicology and Pharmacology. - №32. - 2011. - P. 63-68.
77. Yu L.H. Possible inhibitory molecular mechanism of farnesol on the development of fluconazole resistance in Candida albicans biofilm // Antimicrob. Agents Chemother. - Vol. 56. - 2012. - P.7 70-775.
78. Zhaveh, S., Mohsenifar, A., Beiki, M., Khalili, S. T., Abdollahi, A., Rahmani-Cherati, T., Tabatabaei, M. Encapsulation of Cuminum cyminum essential oils in chitosan- caffeic acid nanogel with enhanced antimicrobial activity against Aspergillus flavus // Industrial Crops and Products. - № 69. - 2015. - P. 251-256.
79. Xu I. The antibacterial mechanism of carvacrol and thymol against Escherichia coli // Lett. Appl. Microbiol. - Vol. 47. - 2008. - P. 174-179.
80. Zore G.B. Terpenoids inhibit Candida albicans growth by affecting membrane integrity and arrest of cell cycle // Phytomedicine. - Vol. 18. - 2011. - P. 1181-1190.