Copyright © 2020. All Rights Reserved

Проучване на антимикробните свойства на водораслите Ламинария

20 февруари 2019
Проучване на антимикробните свойства на водораслите Ламинария

Антибиотичната резистентност е все по-сериозен проблем. Александър Флеминг открива първия антибиотик - Пеницилин през 1928 г. Страничните ефекти от употребата му са свързани с диария, гадене, обрив, невротоксичност, уртикария, свръхинфекция на кандидоза, треска, повръщане, епилептичен припадък, колит и пр. [1]

За първи път антибиотици се използват през 1942 г. Според спектъра си на действие те са тясноспектърни и широкоспектърни.

За да растат и да се делят бактериите непрекъснато обновяват клетъчните си стени. Целта на антибиотиците е да потиснат образуването на специфични части от тези клетъчни стени и да се стигне до осмотична смърт.

Според ефекта си върху микроорганизмите антибиотиците се делят на бактерицидни, които убиват бактериите чрез увреждане на клетъчната стена или пречат на образуването на бактериални ензими и бактериостатични, които прекратяват растежа и размножаването на бактериите чрез увреждане на синтеза на протеини.

В днешно време с напредването на новите технологии повечето антибиотици са полусинтетични. Те са получени с химични модификации на срещащи се в природата изходни вещества. Някои са изцяло синтетични, но съществуват и антибиотици, които се получават от живи организми в контролирана среда.

Преди началото на XX в. лечението на инфекциозните средства е било с методи от народната медицина. Използвали са се смеси със силно антимикробни свойства.

След откриването си антибиотиците са използвани като панацея, която би могла да изкорени всички бактериални заболявания.

Антибиотичната резистентност на микроорганизмите се отчита няколко години по-късно. Това е сериозен проблем, защото все по-често сме изложени на риска да бъдем атакувани от патогени бактерии, а използваните досега антибиотици да не могат да овладеят растежа и развитието на бактериални инфекции и да трябва да търсим други алтернативи за лечението им. Годишно в Европа  около 25 000 души загиват именно поради антибиотична резистентност. Съществува богата гама антибиотици като всеки от тях е ефективен срещу определени бактерии, а срещу други е напълно безполезен. Бактериалните клетки от своя страна също могат да мутират и да се защитят като променят структурата, към която е насочен дадения антибиотик. В мембраните на бактериите се създават специални ефлукс помпи, които да изхвърлят антибиотика. Друг вариант е да се произведат ензими, които да деактивират антибиотика. Освен че тези патогени се стремят да обезвредят клетките на човешката имунна система днес те имат и други цели - да победят в борбата със съвременните медикаменти.

Нормално в човешкото тяло на 1 клетка има 10 бактериални.

Трилиони са бактериите в червата ни, с тегло около 4-5 килограма. Много бактерии виреят и по повърхността на тялото, устната кухина, носа и пр. Те са в определен баланс като има както полезни за здравето (тип пробиотици), така и вредни. При прием на антибиотици този баланс се разрушава като някои щамове са напълно унищожени, а развитието на други процъфтява.

Антибиотичната резистентност може да се прехвърли от едни бактерии на други. Особено опасни са вътреболничните инфекции. При незавършване на пълния лечебен курс макар и да се усеща подобрение организмът не се е изчистил изцяло от бактериите. В подобни случаи инфекцията не само, че се завръща, но и оцелелите микроби вече са развили резистентност към този вид лечение.

Антибиотици се използват и в селското стопанство. В животновъдството се дават по схема още от първите дни на раждане за профилактика на инфекциите и стимулиране на растежа. Освен че тъканите на селскостопанските животни носят следи на антибиотици, са открити следи и млякото и яйцата. Може да се каже, че всекидневно получаваме чрез храната малки дози антибиотици чрез храната, които не убиват бактериите в човешкото тяло, а ги карат да развият устойчивост. Освен това чрез урината и изпражненията на животните се замърсяват почвите и водите, а това може да даде отражение на отглежданите земеделски култури.  

Минало е по-малко от столетие от откриването на антибиотиците, а вече има опасност от появата на супербактерии, при които лечението със съвременните антибиотици ще бъде неефективно.

Световната здравна организация (СЗО) е определила:

  • Критичен риск за Ацинетобактер баумани, Псевдомонас аеругиноза и Ентеробактерии, които вече са резистентни към съществуващите антибиотици.
  • Висок приоритет за Ентерококус фециум, Стафилококус ауреус, Хеликобактер пилори, Кампилобактер, Салмонела и Гонокок.
  • Слабо застрашаващи засега са  Пневмокок, Хемофилус инфлуенце и Шигели.

И ако погледнем годините преди XX в. и преди откриването на антибиотиците и започването на тяхното синтетично производство от фармацевтичните компании ще видим, че бактериалните инфекции в миналото са овладявани от природни смеси, които нямат толкова тежки странични ефекти. От друга страна самите бактерии се стремят да развият резистентност, съответно може би решението би било възвръщането на природни вещества, които са забравени в последните десетилетия и не се използват като природни антибиотици.

Rеактивните кислородни видове и свободните радикали са друг наболял проблем. Те се произвеждат непрекъснато в човешкото тяло като странични продукти на многобройните биохимични, физиологични и метаболитни процеси. Неблагоприятните ефекти от тези свободни радикали се контролират от антиоксидантната защита на самия организъм, но свръхпроизводството им причинява увреждане на ДНК, липиди и протеини. Освен това води до хронични заболявания като диабет, атеросклероза, възпалителни процеси. Според някои учени именно тези реактиактивни кислородни видове са отговорни за ускорените процеси на остаряване на човешкия организъм. Вече споменахме как крайните продукти на гликация (AGEs) се образуват в храните при термичната им обработка, като това зависи и от влажността.

Повишената консумация на храни със силни антиоксидантни свойства може да спомогне за поддържане на баланса между оксиданти и антиоксиданти. Научни изследвания доказват съществуването на естествени антиоксиданти, които могат да неутрализират вредите, нанесени от свободните радикали. Освен това са тествани за приложението им в хранителната, козметичната и фармацевтичната промишленост и различни естествени биоактивни съединения и мастни киселини. Обикновено храните имат определен срок на годност поради действието на различни бактерии, гъбички, вируси и патогени. Те от своя страна могат да причинят хранителни отравяния и инфекции. Паралелно с това са изследвани синтетични вещества и консерванти. Прекомерната им употреба е свързана с риск от различни странични реакции и канцерогенност, както и от отхвърляне от потребителите. Търсят се варианти за храни със силни антиоксидантни качества, както и с антимикробна активност, без бактериите и гъбичките да са развили резистентност към тях.

В изследването от 2010 г.  Evaluation of in vitro antioxidant and antibacterial activities of Laminaria japonica polysaccharides [2] вече е установено, че полизахаридите от водораслите Laminaria Japonica са с противовирусно, противогъбично, антибактериално и антихелминтно действие. Те са активни както към грам положителните, така и към грам отрицателните бактерии като:

  • Staphylococcus aureus
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Escherichia coli
  • Bacillus proteus
  • Fusiform bacillus

Не случайно именно на основата на алгинати, извлечени от кафяви морски водорасли се разработват алгинатни превръзки за рани, които защитават наранените участъци от нахлуване на външни бактерии. Освен това с гелообразната си форма те абсорбират големи количества секрети от раната като същевременно потушават възпалителните процеси.

В публикацията от 2015 г. Chemical Composition and Antioxidant and Antibacterial Activities of an Essential Oil Extracted from an Edible Seaweed, Laminaria japonica L. [3] се разглеждат антибактериалните свойства на водораслото Ламинария Японика, което често служи за хранене. Освен това то притежава ценни антиоксидантни свойства. Отдавна са известни ползите на някои етерични масла като естествени антиоксиданти. Нараства научният интерес към използването на морски организми като източник на ефективни антимикробни и антиоксидантни съединения. Има различни видове водорасли като някои се използват за храна от хилядолетия. Кафявите водорасли от вида Ламинария са известни още и като келп, морско зеле, комбу и пр. Екстрактите от Ламинария Японика са класифицирани като безопасни (GRAS) и могат да бъдат използвани както директно за храна, така и хранително-вкусовата промишленост. Това предполага, че етеричното масло от този вид водорасли може да се използва в хранителни продукти. В настоящото изследване учените правят опит да извлекат етерично масло от изсушени листа за супа, които се продават в Корея.

Оказва се, че етеричното масло съдържа 21 летливи вещества като:

  • мастни киселини (89.66%)
  • кетони (3.43%)
  • алкохоли (2.68%)
  • монотерпени (0.95%)
  • бензипиридин (0.66%).

Научни изследвания доказват, че повечето от съединенията в етеричното масло от Ламинария притежават противогъбични, антибактериални, антиоксидантни, противовъзпалителни и инсектицидни свойства. Някои съединения се използват за ароматизиране или влизат в състава на хранителни добавки.

Миристиновата киселина, която се намира в големи количества, се използва като компонент в много кремове и лосиони за лице, защото е напълно безвредна. Освен това се използва и за изготвяне на медикаменти.

Друга важна съставка на това етерично масло е хексадекановата киселина (палмитинова), която е една от най-често срещащите се наситени мастни киселини при животните и растенията. Тя не се разтваря във вода, но е слаборазтворима в алкохол. Именно тази мастна киселина е първата, която се отделя при дестилация с прегрята водна пара.  От нея могат да се получат по-дълги мастни киселини. В комбинация със стеаринова киселина служи за направа на свещи. Сапуни се получават след добавяне на соли. Тази мастна киселина е с доказани противовъзпалителни и антиоксидантни свойства. Линоловата киселина, която също се съдържа в голямо количество, влиза в състава на много козметични продукти заради благоприятните си въздействия върху кожата.

Етеричното масло от водорасли Ламинария е ефективно срещу:

Staphylococcus aureus ATCC 49444

Bacillus cereus ATCC 10876

Ако се върнем по-нагоре ще видим, че Стафилокок ауреус притежава потенциала да се превърне в бактерия, резистентна на антибиотично лечение. Антибактериалните свойства на етеричното масло от кафяви водорасли може би се дължи на строежа на външната клетъчна стена на бактериите, която улеснява проникването на маслото в клетките и му позволява да ги умъртви.

Външната клетъчна стена на грам-положителните бактерии няма външна мембрана за разлика на грам-отрицателните бактерии.

Етеричните масла се използват в хранителната промишленост главно като ароматизатори, но се оказва, че те са източник на естествени антимикробни съединения, които позволяват консервиране на храните. Освен това мастните киселини в  етеричното масло пречистват свободните радикали и реактивни кислородни видове. Освен в хранителната промишленост, маслото от Ламинария може да бъде използвано в козметичната и фармацевтичната промишленост.

Освен наситени и ненаситени мастни киселини водораслите Ламинария съдържат и фукоидани. Вече писахме за предклиничните изследвания за противораковите им свойства. 

В изследването от 2015 г. Antibacterial activity and mechanisms of depolymerized fucoidans isolated from Laminaria japonica [4] отново се разглеждат антибактериалните свойства на водораслите Ламинария Японика, но този път се отчитат фукоиданите. Те показват своите противомикробни свойства само, ако са деполимеризирани чрез хидролиза под високо налягане. В тези случаи фукоиданите са ефективни срещу

Escherichia coli (Е. coli)

Staphylococcus aureus (S. aureus)

Така приготвени деполимеризираните фукоидани могат частично или напълно да заместят антибиотиците в ежедневието ни.

В изследването от 2009 г.  Diversity of Antibiotic-Active Bacteria Associated with the Brown Alga Laminaria saccharina from the Baltic Sea [5] се търсят начини за откриването на бактерии, които имат антибиотични свойства, извлечени от кафявите водорасли Ламинария от Балтийско море.

Тези водорасли осигуряват местообитание на различни организми и бактерии. Някои от тях се стремят да разрушат ценни вещества, съдържащи се в този вид водорасли като алгинати, ламинаран, манитол, фукоидани и пр. От друга страна някои от бактериите, изолирани от листата на водораслите им помагат да се справят с вредните микроорганизми и дори ускоряват растежа им. Учените събират проби от октомври 2002 г. до юни 2004 г. на 6 метра дълбочина чрез гмуркане.

Те отчитат антимикробната активност срещу:

Escherichia coli

Staphylococcus lentus

Bacillus subtilis

Candida glabrata

Открити са специфични бактерии, които имат силна антибиотична активност. От 210 бактериални изолати, 103 показват антимикробна активност срещу поне 1 от тестовите щамове. 19% от изолатите са активни срещу 3 от бактериите, а 1 е активна срещу всичките тестови щамове. Освен това са открити антибиотични свойства към Staphylococcus aureus и Candida albicans.

Във водораслите Ламинария са открити полезни за човешкия организъм щамове Актинобактерии, които се използват за производство на антибиотици като Тетрациклин, Фосфомицин, Еритромицин и др.

Въпреки голямото разнообразие на антибиотици получени от актинобактерии и фирмикути, продължава откриването на нови лекарствени вещества с цел избягване на антибиотичната резистентност. Учените отчитат, че някои бактерии, свързани с водораслите Ламинария имат огромен потенциал в производството на антимикробни съединения и скоро могат да послужат за разработване на нови антибиотици.
Вече писахме, че съдържащият се единствено в кафявите водорасли Ламинарин е естествен бета глюкан, който подпомага имунната система на хората. В публикацията от 2015 г. Laminarin from Irish Brown Seaweeds Ascophyllum nodosum and Laminaria hyperborea: Ultrasound Assisted Extraction, Characterization and Bioactivity. [6] се доказва, че той потиска бактериалния растеж на Staphylcoccus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli и Salmonella typhimurium.

Споменахме, че антибиотици се използват и в животновъдството. В публикацията от 2014 г. Effect of Sea Tangle (Laminaria japonica) and Charcoal Supplementation as Alternatives to Antibiotics on Growth Performance and Meat Quality of Ducks. [7] се изследват 5 различни терапии върху 150 патици. Те са разделени на групи, като на някои от тях се дава морски водорасли Ламинария Японска в комбинация с активен въглен. Целта е да се проследи растежа и да се направи характеристика на месото. Едната група е без никакви добавки, другата е с антибиотична терапия, а другите са с 0,1%, 0,5% и 1% Ламинария + въглен. Оказва се, че 1% добавка може да се използва като алтернатива на антибиотиците при отглеждането на патици.

Пръстеновидното гниене по картофите е причинено от бактерията Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus. Основният гостоприемник на тази бактерия е картофът, макар че заразата може да се предаде на домати и патладжани. Предаването на болестта става чрез допир на здрави и болни картофени клубени. Заразяване става и чрез разрязване с нож. Заразата може да се предаде и от червеите в почвата, както и оборски тор. През 1970 г. в резултат на развитие и разпространение на болестта  50% от реколтата на картофи в Северна Америка е била похабена. За България това е карантинен патоген, включен в Наредба №1 за фитосанитарен контрол.

В публикацията от 2014 г. Laminaria japonica Extract, an Inhibitor of Clavibater michiganense Subsp. Sepedonicum [8] се оказва, че екстрактът от Ламинария потиска растежът и развитието на тази бактерия.

Продуктите на Вертера са на основата на кафяви водорасли Ламинария Японика и Фукус. Вертера гел и Вертера Гел Форте могат да се приемат вътрешно като лечебни храни (самостоятелно или в състава на вкусни коктейли). Освен това можете да ги изпробвате и като маски за кожата на лицето или тялото, или пък за приготвяне на маски за коса. Козметичните продукти на Вертера се прилагат локално върху кожата. Освен че я подхранват, те имат антибактериален ефект и се борят със свободните радикали. 

Олиото с морски водорасли съдържа масло от водорасли (ламинария, фукус), масло от маслини, тиквено масло, ленено масло, масло от морски зърнастец, масло от шипка, масло от кайсиеви ядки, бадемово масло, масло от пшенични зародиши, хлорофилно - липиден комплекс от морски водорасли ламинария. Екстракти от черен оман, ракитник и дихидрокверцетин. 

  • Подпомага проникването на натурални биоактивни компоненти, включително и витамини, в дълбоките слоеве на кожата.
  • Съдържа физиологични концентрации на добре усвояеми от кожата биологично активни вещества от водорасли.
  • Увеличава еластичността на кожата.
  • Омекотява, тонизира и защитава кожата.
  • Активира биоенергетиката на кожата.
  • Има ефект на заздравяване на раните.
  • Укрепва защитните свойства на кожата.
  • Поддържа бариерната функция на кожата - да устоява на вредните ефекти от физични, химични и инфекциозни фактори.
  • Стимулира отделителната и детоксикиращата функция на кожата.

както се убедихте водораслите Ламинария могат да се използват като храни за снабдяване на организма с органичен йод, витамини, мастни киселини, алгинати, фукоидани, ламинарин и други полизахариди. Освен това са с доказана ефективност при зарастването на хронични рани. Могат да се използват ефективно при отглеждането на селскостопански растения и животни. С доказаните си антимикробни свойства спрямо често срещащи се патогени, водораслите Ламинария биха предоставили алтернатива на съвремените синтетично произведени антибиотици. 

 

 

 Използвани източници:

1. Антибиотична резистентност - факти и фигури

2. Evaluation of in vitro antioxidant and antibacterial activities of Laminaria japonica polysaccharides

3. Chemical Composition and Antioxidant and Antibacterial Activities of an Essential Oil Extracted from an Edible Seaweed, Laminaria japonica L. 

4.  Antibacterial activity and mechanisms of depolymerized fucoidans isolated from Laminaria japonica 

5.  Diversity of Antibiotic-Active Bacteria Associated with the Brown Alga Laminaria saccharina from the Baltic Sea

6. Laminarin from Irish Brown Seaweeds Ascophyllum nodosum and Laminaria hyperborea: Ultrasound Assisted Extraction, Characterization and Bioactivity. 

7. Effect of Sea Tangle (Laminaria japonica) and Charcoal Supplementation as Alternatives to Antibiotics on Growth Performance and Meat Quality of Ducks.

8. Laminaria japonica Extract, an Inhibitor of Clavibater michiganense Subsp. Sepedonicum 

Ефектът на пептидите върху кожата и човешкото тяло

Пептидите са протеинови фрагменти, съставени от аминокиселини. Когато тези аминокиселини се свързват заедно, те образуват аминопептид, а когато пептидите се свързват заедно, те образуват гръбначния стълб на протеините. Те са добре известни със способността си да насърчават здравата кожа и коса. Те могат да се приемат и през устата, обикновено под формата на колаген на прах или добавки. За увеличаване на мускулната сила и подобряване на възстановяването на тъканите. В допълнение към козметичните цели, проучванията показват, че ползите от пептидите могат да включват борба с диабет тип 2. Както и понижаване на кръвното налягане и понижаване нивата на холестерола.

прочети още
Пептиди и пептидна биорегулация

Пептидите се свързват със специфични, строго определени участъци на молекулата - ДНК /хромозомите/, като предизвикват синтез на специфични белтъчини с биорегулаторно действие, като хормони, ензими, невромедиатори, антитела, клетъчни субстанции, колаген и мн.др! Казано с по-прости думи пептиди ни поддържат млади и здрави. Пептидите отключват резервния потенциал за продукция на нови стволови клетки в таргетни органи и тъкани! Пептидите са „умни” аминокиселини, които носят правилна информация!

прочети още
Сублингвални пептиди Linguals (лингвални пептиди)

Сублингвалното приложение на лекарства е модерна тенденция в медицината. Този метод за въвеждане на пептидни вещества в организма избягва отрицателното въздействие на продуктите върху стомашната лигавица, ускорява абсорбцията на активните вещества в кръвния поток - директно през лигавицата на устната кухина. Нашите препарати в сублингвална форма имат свойството да се абсорбират директно през устната лигавица, което улеснява по-бързото проникване на пептиди. Това води до ускоряване на проявата на ефекта им.

прочети още
Основни видове пептиди : характеристики, цени и начин на приложение

Какви пептиди съществуват и какъв е механизмът им на действие? В интернет има много реклами и сайтове, които предлагат закупуване на различни пептидни биорегулатори. В тази статия бихме искали да охарактеризираме накратко всеки вид, така че потенциалният купувач да знае характеристиките на всяка категория и да може да избере правилния пептиден биорегулатор.

прочети още