CC BY
0
FAR EASTERN MEDICAL JOURNAL / 2024 / № 3 FUNDAMENTAL MEDICINE
Оригинальное исследование УДК 615.322
http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2024-3-8
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛОДОВ VACCINIUM PRAESTANS L. НА МИКРООРГАНИЗМЫ
Анастасия Александровна Саликова1Н, Наталья Васильевна Плаксен2, Елена Александровна Зайцева3, Любовь Викторовна Устинова4, Сергей Викторович Степанов5
'^Тихоокеанский государственный медицинский университет, Владивосток, Россия [email protected], https://orcid.org/0000-0001-7732-4853 [email protected] https://orcid.org/0000-0002-6885-004X [email protected] https://orcid.org/0000-0002-2625-8275 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-0977-7353 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-0664-4272
Аннотация. Определена антимикробная активность сока и экстракта плодов Vaccinium praestans L. (красники) диско-диффузным методом в отношении Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epider-midis, Esherichia coli, Klebsiella pneumoniae и минимальная подавляющая концентрация (МПК) в отношении Enterococcus faecalis и Klebsiella pneumoniae. Диско-диффузным методом подтверждено подавление роста исследуемых микроорганизмов соком Vaccinium praestans L. и экстрактом Vaccinium praestans L., экстракт красники демонстрировал более выраженное действие. Определение минимальной подавляющей концентрации показало, что сок и экстракт Vaccinium praestans L. в отношении E. coli и Kl.pneumoniae проявляют выраженную антибактериальную активность, так как МПК <1 мг/мл.
Ключевые слова: антибактериальная активность, красника, Vaccinium praestans L.
Для цитирования: Экспериментальное исследование влияния плодов Vaccinium Praestans L. на микроорганизмы / А.А. Саликова, Н.В. Плаксен, Е.А. Зайцева и др. // Дальневосточный медицинский журнал. - 2024. -№ 3. - С. 48-52. http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2024-3-8.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE EFFECT OF VACCINIUM PRAESTANS L.
FRUIT ON MICROORGANISMS
Anastasiya A. Salikova1H, Natalya V. Plaksen2, Elena A. Zaitseva3, Lubov V. Ustinova4, Sergey V. Stepanov5
1-5Pacific State Medical University, Vladivostok, Russia [email protected], https://orcid.org/0000-0001-7732-4853 [email protected] https://orcid.org/0000-0002-6885-004X [email protected] https://orcid.org/0000-0002-2625-8275 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-0977-7353 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-0664-4272
Abstract. The antimicrobial activity of the juice and extract of the fruits of Vaccinium praestans L. was determined by the disk-diffusion method against Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and the minimum inhibitory concentration (MICs) against Enterococcus faecalis and Klebsiella pneumoniae. The disk-diffusion method confirmed the suppression of the growth of the studied microorganisms by the juice of Vaccinium praestans L. and the extract of Vaccinium praestans L., the extract Vaccinium praestans L. showed a more pronounced activity compared to the juice. The determination of the minimum inhibitory concentration showed that the juice and extract of Vaccinium praestans L. against E. coli and Kl.pneumoniae exhibit a pronounced antibacterial activity, since the MIC is <1 mg/ml.
Keywords: Vaccinium praestans L., antibacterial activity
For citation: Experimental study of the effect of Vaccinium Praestans L. Fruit on microorganisms / A.A. Salikova, N.V. Plaksen, E.A. Zaitseva, et al. // Far Eastern medical journal. - 2024. - № 3. - P. 48-52. http://dx.doi. org/10.35177/1994-5191-2024-3-8.
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ / 2024 / № 3 fcH^É
ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
Бесконтрольное повсеместное применение синтетических антибактериальных препаратов, особенно в период пандемии COVID-19, усилило без того прогрессирующую антибиотикорезистентность микроорганизмов [1], поэтому поиск и изучение новых средств противомикробной направленности является важным аспектом современной медицины [2].
В этом ключе, все больший интерес вызывают вещества растительного происхождения антимикробного действия, демонстрирующие легкую переносимость и малотоксичность [3].
Красника (Vaccinium praestans L.) - теневыносливый листопадный кустарник, эндемик Дальневосточной
Материалы
Объектами исследования являлись сок и экстракт из плодов Vaccinium praestans L., собранных в Камчатском крае в период созревания плодов. В эксперименте участвовали 3 партии растительного сырья.
В качестве исследуемых культур были использованы грамположительные (Enterococcus faecalis NCTC 12697, Staphylococcus aureus NCTC 13373, Staphylococcus epidermidis NCTC 1336) и грамотрицательные (Esherichia coli ATCC 25922, Klebsiella pneumoniae NCTC 9633) микроорганизмы.
Сок отжимали из плодов на ручном винтовом прессе. Извлечение получено из высушенного сырья методом перколяции в соотношении 1:1 на 40 % этиловом спирте. Полученный экстракт упаривали на роторном испарителе UL-2000E при температуре 50 °С для полного удаления этилового спирта и доводили до исходного объема водой.
В полученных соках и экстрактах определяли сухой остаток согласно ОФС.1.4.1.0039 «Соки» и ОФС.1.4.1.0021 «Экстракты» Государственной Фармакопее XV издания [9].
Антимикробную активность Vaccinium praestans L. в отношении исследуемых микроорганизмов (МКО) осуществляли с помощью методов диско-диффузии в агар в соответствии с клиническими рекомендациями МАКМАХ «Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам (версия 202101)» [10], и определения минимальной подавляющей концентрации по методике, как описано Тапальским Д.В. и соавторами [11]. Для исследования использовали суточные культуры штаммов в концентрации 0,5 по стандарту МакФарланда [10].
Для постановки диско-диффузионного метода посев микроорганизмов производили стерильными ватными палочками на плотные питательные среды
флоры [4], с уникальными по вкусу и запаху сочными ягодами ярко-красного цвета [5].
Vaccinium praestans L. - перспективный источник ряда ценнейших биологически активных веществ (фенольных соединений [6], дубильных веществ [7], органических кислот [6], аминокислот [8], макро-, микроэлементов [8] и др.), что не может не привлекать внимание с целью поиска антимикробной активности данного растения.
Цель исследования - изучение антимикробной активности плодов Vaccinium praestans L.
и методы
(агар Мюллер-Хинтона, Mast Group, Великобритания) в чашки Петри, после чего в них помещали стерильные диски (диаметр 6 мм), пропитанные концентрируемыми исследуемыми растворами (по 5 мкл сока или экстракта на каждый диск). Культивировали в термостате при температуре 35±2 °С в течение 20 ч. Данное исследование проводилось в трехкратной независимой повторности каждой партии сырья. Учет результатов производили путем замера зон задержки роста (мм) [10]. Параллельно на другие чашки Петри наносили по 5 мкл сока и экстракта без использования дисков.
Определение минимальной подавляющей концентрации (МПК) сока и экстракта красники проводили в 96-луночных планшетах, используя бульон Мюл-лера-Хинтона (HiMedia, Индия) и суточные культуры Esherichia coli ATCC 25922, Klebsiella pneumoniae NCTC 9633 по методике, предложенной Тапальским Д.В. и соавторами [11].
Инкубировали в термостате при температуре 35±2 °С в течение 20 ч. Учет результатов осуществляли с помощью спектрофотометра Multiskan FC 1.00.96 (Германия) при длине волны А=450 нм [12] путем сравнения роста микроорганизма в присутствии исследуемых растворов с ростом микроорганизмов без объектов исследования [10]. Исследование для каждого микроорганизма проводили в трехкратной независимой повторности.
Статистическую обработку данных 3х партий проводили с помощью программы Microsoft Excel 2010 согласно ОФС 1.1.0014.15 «Статистическая обработка результатов определения специфической фармакологической активности лекарственных средств биологическими методами» с расчетом средней арифметической х и доверительного интервала Ах [9].
Результаты и обсуждение
На первом этапе в исследуемых соках и экстрактах был определен сухой остаток, результаты определений представлены в таблице 1.
Диско-диффузным методом определялось наличие влияния сока и экстракта плодов Уасстшш praestans Ь. на задержку роста исследуемых микроорганизмов.
Так, сок и экстракт красники подавляют рост МКО, при этом, экстракт красники демонстрирует более выраженную активность (табл.2). Наибольшее влияние на задержку роста микроорганизмов, как и у экстракта, так у сока Vaccinium praestans L., выявлено в отношении Kl. pneumonia и E. faecalis.
FAR EASTERN MEDICAL JOURNAL / 2024 / № 3 FUNDAMENTAL MEDICINE
Таблица 1 - Сухой остаток в исследуемых соках и экстрактах
Объект исследования Сухой остаток, %
Сок Vaccinium praestans L. 6,25±0,03
Экстракт Vaccinium praestans L. 18,22±0,17
Таблица 2 - Определение антимикробной активности объектов исследования диско-диффузным методом
Объект исследования Зона задержки роста микроорганизмов X ± Ах,мм
E. coli ATCC 25922 Kl. pneumoniae NCTC 9633 E. fae-calis NCTC 12697 S. aureus NCTC 13373 S. epider-midis NCTC 1336
Сок Vaccinium praestans L. 7±0,1 8±0,4 7±0,2 6,5±0,5 -
Экстракт Vaccinium praestans L. 10±0,5 13±0,6 13±0,5 11±0,5 11±0,4
Применение сока и экстракта красники без использования дисков также вызывало ингибирование роста исследуемых микроорганизмов, но из-за неравномерности распределения капли растворов существовали сложности в регистрации диаметра зон задержки роста микроорганизмов.
Определения МПК проводили на основании полученных данных (табл. 1). Согласно определениям, сок и экстракт красники в отношении E. coli и Kl. pneumoniae проявляют выраженную антибактериальную активность, так как МПК<1 мг/мл (табл. 3 и рис. 1 и 2).
Таблица 3 - Определение минимальных подавляющих концентраций сока и экстракта красники в отношении исследуемых микроорганизмов, мг/мл
Микроорга- Сок Vaccinium Экстракт Vaccinium
низм praestans L. praestans L.
E.coli 0,39±0,02 0,57±0,01
Kl.pneumoniae 0,39±0,02 0,28±0,01
Установлена антимикробная активность сока и экстракта Vaccinium praestans L. в отношении грамотри-цательных и грамположительных микроорганизмов.
Результаты исследования могут быть использованы для дальнейшего изучения Vaccinium praestans L. в качестве средства противомикробного действия.
а) 1,200
^■OOVOtN^fOO^OMM^^
Кратность разведения
® 0,200 в
о 0,000
б)
М^ОО'ОМ^ООЮГЧМ ^Т'
^ ~ ~ ^ ^ ^ г. Ci tï 2 « ^
Кратность разведения
Рис. 1. Определение минимальной подавляющей концентрации в отношении E. coli: а) сок красники; б) экстракт красники
0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000
а) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
0
б)
Кратность разведения
sr «
" • I ГЧ vo (N ol
ifNi/1®
Кратность разведения
Рис. 2. Определение минимальной подавляющей концентрации в отношении Kl. pneumonia: а) сок красники; б) экстракт красники
Список источников
Ливерко И.В., Мухсинов Ф.М., Ниязова Ф.Н., Ахмедов Ш.М., Гафнер Н.В. Пандемия COVID-19: вызовы, факты и риски развития антибиотикорезистентности // Вестник Ассоциации пульмонологов Центральной Азии. - 2022. - № 3-4. - С. 139-140.
Liverko I.V., Mukhsinov F.M., Niyazova F.N., Akhmedov Sh.M., Gafner N.V. COVID-19 pandemic: challenges, facts and risks of antibiotic resistance development // Bulletin of the Association of Pulmonologists of Central Asia. - 2022. - № 3-4. - P. 139-140.
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ / 2024 / № 3 fcH^I
ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
2. Тарасевич В.Н., Молохова Е.И., Новикова Н.В. Антибиотики для медицинского применения на фармацевтическом рынке Российской Федерации // Медико-фармацевтический журнал «Пульс». - 2019. - Т. 21, № 11. -С. 101-109.
Tarasevich VN., Molokhova E.I., Novikova N.V Antibiotics for medical use in the pharmaceutical market of the Russian Federation // Medical and Pharmaceutical Journal «Pulse». - 2019. - Vol. 21, № 11. - P. 101-109.
3. Налимова Н.В., Ефейкина Н.Б. Содержание биологически активных веществ в Hypericum perforatum L. и фармакотерапевтическое действие препаратов на его основе (обзор) // Acta medica Eurasica. - 2019. - № 3. - С. 24-36.
Nalimova N.V, Efeikina N.B. The content of biologically active substances in Hypericum perforatum L. and the pharmacotherapeutic effect of drugs based on it (review) // Acta medica Eurasica. - 2019. - № 3. - P. 24-36.
4. Саликова А.А., Устинова Л.В., Плаксен Н.В., Степанов С.В. Влияние метеоусловий на накопление антиокси-дантов в плодах Vaccinium praestans // Проблемы региональной экологии. - 2019. - № 5. - C. 6-10. Salikova A.A., Ustinova L.V, Plaksen N.V., Stepanov S.V. The influence of meteorological conditions on the accumulation of antioxidants in the fruits of Vaccinium praestans // Problems of Regional Ecology. - 2019. - № 5. -P. 6-10.
5. Чудецкий А. И. А, Кузнецова И.Б., Макаров С.С., Суров В.В. Получение посадочного материала красники (Vaccinium praestans Lamb.) Методом клонального микроразмножения // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - 2021. - № 2. - С. 122-128.
Chudetsky A.I., Kuznetsova I.B., Makarov S.S., Surov V.V Obtaining planting material of red bilberry (Vaccinium praestans Lamb.) by the method of clonal micropropagation // Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after VR. Filippov. - 2021. - № 2. - P. 122-128.
6. Саликова А.А., Пономарчук С.Г., Плаксен Н.В. Изучение химического состава плодов Дальневосточных видов растений семейства Вересковых (Ericaceae) // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2021. - № 3 (85). -C. 40-44.
Salikova A.A., Ponomarchuk S.G., Plaksen N.V Study of the chemical composition of fruits of Far Eastern plant species of the Heather family (Ericaceae) // Pacific Medical Journal. - 2021. - № 3 (85). - P. 40-44.
7. Чудецкий А.И., Макаров С.С. Влияние росторегулирующих веществ на процесс органогенеза красники (Vaccinium praestans Lamb.) в культуре in vitro // Современные тенденции развития технологий здоровьесбе-режения. - 2020. - С. 160-165.
Chudetsky A.I., Makarov S.S. The influence of growth-regulating substances on the process of organogenesis of red berry (Vaccinium praestans Lamb.) in vitro culture // Modern trends in the Development of health-saving technologies. - 2020. - P. 160-165.
8. Крышняя С.В., Красикова В.И. Химический состав плодов и листьев Vaccinium praestans // Наземные экосистемы острова Сахалина: современное состояние, природно-антропогенное изменение, охрана и рациональное использование природных ресурсов. - Южно-Сахалинск, 1999. - С. 121-128.
Kryshnyaya S.V, Krasikova VI. Chemical composition of fruits and leaves of Vaccinium praestans // Terrestrial ecosystems of Sakhalin Island: current state, natural and anthropogenic change, protection and rational use of natural resources. - Yuzhno-Sakhalinsk, 1999. - P. 121-128.
9. Государственная Фармакопея Российской Федерации. XV издание. - М., 2023. URL: https://pharmacopoeia. regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/1/1-5/1-5-1/opredelenie-vlazhnosti-lekarstvennogo-rastitelnogo-syrya-i-lekarstvennykh-sredstv-rastitelnogo-prois/ (дата обращения 13.02.2024).
State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XV edition. - M., 2023. URL: https://pharmacopoeia.regmed.ru/ pharmacopoeia/izdanie-15/1/1-5/1-5-1/opredelenie-vlazhnosti-lekarstvennogo-rastitelnogo-syrya-i-lekarstven-nykh-sredstv-rastitelnogo-prois/ (Date of access: 13.02.2024).
10. Определение чувствительности к антимикробным препаратам. Клинические рекомендации // Интернет-портал главного внештатного специалиста Минздрава России по клинической микробиологии и антимикробной резистентности. URL: https://www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2021.pdf. (дата обращения 01.02.2022). Determination of sensitivity to antimicrobial drugs. Clinical recommendations // Internet portal of the chief freelance specialist of the Ministry of Health of Russia in clinical microbiology and antimicrobial resistance. URL: https:// www.antibiotic.ru/files/321/clrec-dsma2021.pdf. (Date of access: 01.02.2022).
11. Тапальский Д.В., Бильский И.А. Определение чувствительности к антибиотикам методом микроразведений в бульоне: модификация, доступная для всех // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. - 2018. - Т. 20, № 1. - С. 62-67.
Tapalskiy D.V., Bilskiy I.A. Determination of sensitivity to antibiotics by the broth microdilution method: a modification available to everyone // Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. - 2018. - Vol. 20, № 1. -P. 62-67.
IP^i FAR EASTERN MEDICAL JOURNAL / 2024 / № 3 t^l FUNDAMENTAL MEDICINE
12. Саликова А.А., Зайцева Е.А., Устинова Л.В. Влияние сока из плодов Вакциниума превосходного на грампо-ложительные бактерии // Инновационные технологии в медицине и фармакологии. - 2016. - С. 65-71. Salikova A.A., Zaitseva E.A., Ustinova L.V The effect of juice from the fruits of Vaccinium superb on gram-positive bacteria // Innovative Technologies in Medicine and Pharmacology. - 2016. - P. 65-71.
13. Левин Б.Д., Федюлин А.С. Возможные пути переработки плодов аронии черноплодной // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2006. - № 10. - С. 315-318.
Levin B.D., Fedyulin A.S. Possible ways of processing black chokeberry fruits // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. - 2006. - № 10. - P. 315-318.
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья принята к публикации 12.07.2024. The article was accepted for publication 12.07.2024.
□□□
