На этом сайте используются файлы cookie. Вы не против?
16.08.2022
Противогрибковая активность фитогенного биопрепарата «Phytogenix®»
Оптимальное фунгицидное и фунгистатическое действие фитобиопрепарата «Phytogenix®» обусловлено, прежде всего, синергизмом действия составляющих его компонентов.
Важно заметить, что синергизм активных компонентов в составе биопрепарата «Phytogenix®» в разы снижает минимальные ингибирующие концентрации составляющих биопрепарата, наделяя его максимальной эффективностью в малых дозах. Терпены, терпеноиды, фенилпропены и их соединения, органические кислоты в составе биопрепарата «Phytogenix®» подавляют и замедляют рост бактерий, грибков и плесени, а также подавляют выработку токсичных метаболитов и препятствуют образованию биоплёнок.
Грибковые инфекции вызваны эукариотическими организмами, что затрудняет установить их наличие и применить соответствующее терапевтическое лечение по сравнению с бактериальными инфекциями. Нарушение хитиновой структуры клеточной стенки грибов является основной мишенью для противогрибковых агентов селективного действия. Степень эффективности синтетических противогрибковых препаратов стремительно падает в связи с появлением устойчивых штаммов различных видов патогенов. Эфирные масла и их соединения оказывают сильное противогрибковое действие, не вызывая при этом резистентности.
Благодаря своему природному происхождению эфирные масла, входящие в состав фитопрепарата «Phytogenix®», признаны безопасными и более широко приняты потребителями, чем «синтетические» агенты. Эфирные соединения и другие компоненты фитoбиопрепарата «Phytogenix®» препятствуют росту микробов и развитию биопленки с помощью специальных механизмов. Этот аспект имеет особую ценность: хорошо известно, что микроорганизмы запускают определенный механизм, приводящий к синтезу и продуцированию молекул, микробным коммуникационным сигналам и развитию биопленок.
Противомикробная (противогрибковая) активность эфирных компонентов связана с высокой липофильной природой и низким молекулярным весом терпенов и терпеноидов, которые способны разрушать клеточную мембрану, вызывая гибель клеток и подавляя споруляцию грибов. Многочисленные исследования доказывают первоклассную антибактериальную активность определённых эфирных соединений и их компонентов.
Согласно Freiesleben и Jager, противогрибковые агенты могут деактивировать гриб, нарушая структуру и функцию мембран и органелл грибковой клетки и ингибируя синтез белка. (Рис.1)
Эргостеролы играют важную роль в сохранении целостности и функции клеточной мембраны гриба. Если такие стеролы связаны противогрибковыми компонентами или их биосинтез ингибируется специфическими ингибиторами, целостность клеточной мембраны будет нарушена.
Разрушение клеточной мембраны
Целостность клеточной стенки может быть нарушена путем блокирования образования ß-глюканов.
Ингибирование образования клеточной стенки
Эфирные масла могут ингибировать функцию митохондриальной цепи переноса электронов. Это приводит к снижению потенциала митохондриальной мембраны. Ингибирование также может происходить посредством ингибирования протонных насосов дыхательной цепи, что приводит к снижению производства АТФ и последующей гибели клеток.
Дисфункция грибковой митохондрии
Эффлюксные насосы (ЭН), присутствующие во всех живых клетках, удаляют токсичные вещества из клетки. Транспортировка веществ ЭН часто включает выведение накопленного лекарственного (токсичного) компонента из грибковой клетки. Таким образом, ингибирование ЭН может снизить лекарственную устойчивость патогенной клетки.
Ингибирование эффлюксных насосов
На уровне клеточной мембраны/стенки
Внутри клетки
Рисунок 1. Механизм фунгицидного действия фитобиопрепарата «Phytogenix®».
Разрушение, изменение и ингибирование клеточной стенки (мембраны).
Грибковая клеточная стенка играет важную роль в росте и жизнеспособности грибов. Разрушающее действие противогрибковых препаратов обычно направлено на три основных структурных элемента клеточной мембраны – глюкан, хитин и маннан. Хитин, длинный линейный гомополимер β-1,4-связанного N-ацетилглюкозамина (GlcNAc), синтезируется в реакции, катализируемой хитинсинтазой. Хитин необходим для строительства клеточной стенки и, следовательно, для выживания грибков. Ингибирование полимеризации хитина может влиять на созревание клеточной стенки, образование перегородки и образование зародышевого кольца, препятствуя делению и росту клеток. Различные эфирные соединения в составе фитогенного биопрепарата «Phytogenix®» разрушают клеточную стенку грибов. Так, Bang et al. (2000) обнаружили, что циннамальдегид ингибирует рост клеток S. cerevisiae путём ингибирования синтезирующие клеточную стенку ферменты – β- (1,3) -глюкансинтазу и хитинсинтазу. Карвакрол и тимол проявляют сильный фунгицидный эффект против всех изолятов Candida, и их механизм дейтсвия, по-видимому, связан с ингибированием биосинтеза эргостерола и нарушения целостности мембраны. (Ahmad et al. 2011). Масло гвоздики и эвгенол также вызывали значительное снижение количества эргостерола в клеточной мембране грибов и показали высокую фунгицидную активность против устойчивых к Флуконазолу штаммов грибов. (J Med Microbiol. 2009 Nov;58(Pt 11):1454-62). Отсутствие или пониженное присутствие эргостерола в мембранах грибковых клеток приводит к их осмотической и метаболической нестабильности, нарушая репродукцию и инфекционную активность. Циннамальдегид значительно ингибировал рост Aspergillus flavus и Fusarium verticillioides, вызвав необратимые морфологические и структурные изменения: потерю цитоплазматического содержимого, нарушение целостности и ригидности клеточной стенки, разрушение плазматической мембраны и разрушение митохондрий. Исследования Shreaz et al. (2011) продемонстрировали, что циннамальдегид оказывает свою противогрибковую активность, нарушая биосинтез стеролов грибов рода Candida. Циннамальдегид также ингибирует синтез 1,3-β-D-глюканов клеточной стенки Aspergillus fumigatus. (Jiehua Deng et al. 2018)
Дисфункция митохондрий клеток грибов.
Эфирные масла в составе фитобиопрепарата «Phytogenix®» оказываю влияние на эффективность работы митохондрий, ингибируя действие митохондриальных дегидрогеназ, участвующих в биосинтезе АТФ, таких как лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа и сукцинатдегидрогеназа. Chen et al. показали, что карвон, лимонен, дигидрокарвон, карвакрол, p-цимен, α-фелландрен обладают сильнодействующим противогрибковым эффектом благодаря нарушению цикла Кребса и ингибированию синтеза АТФ в митохондриях C. albicans. Исследование Haque et al. показало, что терпеноиды (тимол, карвакрол, линалилацетат, линалоол, пиперитон, цитронеллаль, гераниол и ментол) могут играть ключевую роль в уменьшении количества митохондрий, что приводит к измененному уровню активных форм кислорода (АФК) и препятствует образованию АТФ.
Эфирные масла в составе фитобиопрепарата «Phytogenix®» оказываю влияние на эффективность работы митохондрий, ингибируя действие митохондриальных дегидрогеназ, участвующих в биосинтезе АТФ, таких как лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа и сукцинатдегидрогеназа. Chen et al. показали, что карвон, лимонен, дигидрокарвон, карвакрол, p-цимен, α-фелландрен обладают сильнодействующим противогрибковым эффектом благодаря нарушению цикла Кребса и ингибированию синтеза АТФ в митохондриях C. albicans. Исследование Haque et al. показало, что терпеноиды (тимол, карвакрол, линалилацетат, линалоол, пиперитон, цитронеллаль, гераниол и ментол) могут играть ключевую роль в уменьшении количества митохондрий, что приводит к измененному уровню активных форм кислорода (АФК) и препятствует образованию АТФ.
Ингибирование эффлюксных насосов.
H + -АТФаза плазматической мембраны грибов играет важную роль в физиологии грибковой клетки, поддерживая большой трансмембранный электрохимический градиент протонов через клеточную мембрану, необходимый для поглощения питательных веществ. H + -АТФаза также регулирует внутриклеточный рН и рост грибковых клеток; кроме того, она участвует в определении патогенности грибов, воздействуя на диморфизм, усвоение питательных веществ и кислотность среды. Ингибирование H + -АТФазы приводит к внутриклеточному окислению и гибели клеток. Ahmad et al. показали, что эвгенол и тимол обладают мощным фунгицидным эффектом, в том числе к устойчивым к азолам патогенам, и их действие, скорее всего, направлено на нарушение мембранной проницаемости клеток. Оба соединения ингибируют активность H + -АТФазы. Тимол и карвакрол показали синергетический противогрибковый эффект с азольным антимикотическим препаратом Флуконазол, подавляя избыточную экспрессию генов эффлюксного насоса CDR1 и MDR1 у C. albicans. Оба монотерпена ингибировали отток на 70–90%, демонстрируя их высокую эффективность.
Производство активных форм кислорода.
Бактериальные синтазы оксида азота (bNOS) синтезируют оксид азота (NO) из аргинина. Оксид азота, генерируемый bNOS, повышает устойчивость бактерий к широкому спектру антибиотиков, позволяя бактериям выживать и сосуществовать с микроорганизмами, продуцирующими антибиотики. NO-опосредованная устойчивость патогенов достигается как за счет химической модификации токсичных соединений, так и за счет уменьшения окислительного стресса, вызываемого многими антибиотиками. Таким образом, ингибирование активности NOS может повысить эффективность антимикробной терапии. Недавние исследования показывают, что летальное действие антибиотиков на клетки бактерий и грибов напрямую связано с образованием активных форм кислорода (АФК). Компоненты некоторых эфирных масел могут снизить уровень оксида азота и ограничить выработку H2O2 и синтазу NO, демонстрируя возможность окислительного повреждения. Тимол проявил эффективную фунгицидную активность против Aspergillus flavus будучи акцептором активных форм кислорода, что свидетельствует о его потенциале в качестве эффективного средства для лечения аспергиллеза.
Синергизм компонентов формулы фитогенного биопрепарата «Phytogenix®».
Многочисленные исследования подтвердили, что компоненты эфирных масел могут действовать синергически либо антагонистично. Комбинация определённых эфирных масел может увеличить фунгистатическую активность конечной формулы. Карвакрол и тимол, полученные из p-цимена, проявляют сильный противогрибковый эффект; они вызывают повреждение клеточной мембраны при взаимодействии со стеролами, в частности, с эргостеролом. При самостоятельном тестировании карвакрол проявляет сильную противогрибковую активность. Возможно, что карвакрол способен связываться со стеролами грибковой мембраны, что приводит к повреждению и гибели грибка. Тимол структурно аналогичен карвакролу, но расположение гидроксильных групп различается между двумя молекулами. Данные различия не влияют на их деятельность; подобно эвгенолу, их действие направлено на повреждение клеточной мембраны и взаимодействие с эргостеролом. Тимол влияет на морфологию мицелия грибов, изменяя расположение хитина в гифах. Подобный механизм наблюдался у других монотерпенов, таких как линалоол, который также влияет на стабильность грибков и образование биопленок. Структура и функция плазматической мембраны грибковых клеток является важным ключом для выживания этих микроорганизмов; любое изменение или модификация, действующая на синтез и поддержание клеточной мембраны, может привести к повреждениям клетки и к гибели грибка. Циннамальдегид является активным ингибитором роста бактерий, дрожжей и нитевидных плесеней. Он оказывает свое действие посредством ингибирования активности АТФаз, биосинтеза клеточной стенки и изменения структуры и целостности мембраны. Синергетическое действие молекул эфирных масел особенно присуще маслам листа и коры корицы, лимона, эвкалипта, гвоздики, кедрового дерева, грейпфрута, мяты, тимьяна и розмарина.
Разрушающее действие фитогенного биопрепарата «Phytogenix®» на биоплёнку.
Особенностью бактериальных биопленок является генетический обмен, частично обусловленный внеклеточной ДНК. Основной механизм генетического обмена, связанного с биопленкой, включает спаривание и слияние клеток. Большинство исследований биопленки были проведены с неспаривающимися a/α-клетками, однако формирование биопленок из клеток, способных к спариванию, a/a и α/α, выявило уникальный регуляторный путь, тесно связанный с передачей сигналов феромоном. Человеческий грибковый патоген C. albicans, являющийся причиной многих внутрибольничных инфекций, является довольно необычным примером этого. В зависимости от типа спаривания (a/α по сравнению с a/a или α/α), C. albicans образует альтернативные биопленки, которые кажутся морфологически сходными, но демонстрируют существенно разные характеристики. Биопленки, образованные a/α-клетками, непроницаемы для молекул размером от 300 Да до 140 кДа, нечувствительны к полиморфноядерным лейкоцитам человека (PMN) и проявляют устойчивость к противогрибковым препаратам. Грибы рода Candida являются объектом интенсивного изучения, благодаря их фенотипической адаптации в биопленке.
Определённые эфирные масла и компоненты формулы фитогенного биопрепарата «Phytogenix®» способны ингибировать рост биоплёнки. Например, коричное масло, линалоол и эвгенол проявляют высокую активность в отношении клеток C. albicans в биопленках, при минимальной ингибирующей концентрации (MIC80) 0,3 г/л. Эфирные масла эффективны также при лечении полимикробных биопленок, состоящих из бактерий и грибков, обычно встречающихся у пациентов, страдающих хроническими инфекциями. Argawal et al. продемонстрировали, что масла гвоздики и мяты перечной действуют не только как мощные средства против C. albicans и его биопленки, но и обладают более выраженным противогрибковым эффектом по сравнению с Флуконазолом. Уменьшение грибковой биопленки с помощью эфирных масел объясняется присутствием таких компонентов, как 1,8-цинеол, лимонен, линалоол, эвгенол, гермакрен-D и ментол, которые ограничивают развитие биопленки. Исследования также показали, что эфирное масло розмарина значительно ингибирует адгезионную способность и развитие биопленки C. albicans и C. tropicalis.
«Чувство кворума» (Quorum Sensing) и микотоксины.
Так называемое «чувство кворума» (QS) является механизмом бактериальной коммуникации, используемым для выражения различных признаков выживания или вирулентности, ведущих к усилению устойчивости патогенов. Поведением сообщества патогенов управляют сигнальные молекулы, накопление которых можно рассматривать как степень плотности клеток. QS играет решающую роль в формировании биоплёнок всех видов микроорганизмов, в том числе грибов. Manmohit Kalia et al. протестировали анти-QS активность коричного масла против P. aeruginosa, измеряя ингибирование образования биопленки и другие связанные с QS процессы, включая факторы вирулентности. Данное исследование выявило способность масла корицы ингибировать рост биопленки P. aeruginosa PAO1 и сопровождающие её внеклеточные полимерные вещества. Эфирные масла и их компоненты в составе фитобиопрепарата «Phytogenix®» ингибируют экспрессию ферментов, играющих ключевую роль в катаболизме углеводов и синтезе микотоксинов.
Фитобиопрепарат «Phytogenix®»
Совершенно безопасен для людей и животных и может использоваться в их присутствии;
Является важной составляющей в схеме профилактики возникновения и распространения болезней растений вирусной, бактериальной и грибковой этиологии;
Положительно действует на эпителий лёгких при вдыхании;
Эффективен против резистентных штаммов бактерий и грибов;
Обладает 100% биоразлагаемостью без образования вторичных веществ.