Антимикробная и антиоксидантная активность экстрактов, выделенных из растений Казахстана

Т.С. Кустова¹, Т.А. Карпенюк¹, А.В. Гончарова¹, Л.К. Мамонов²

E-mail: kus_talya@yahoo.com

Исследованы антимикробные и антиоксидантные свойства экстрактов, выделенных из растений флоры Казахстана. Выявлены перспективные растительные экстракты с высокой антиоксидантной и антимикробной активностями. К ним относятся дихлорметановые экстракты Rhodiola quadrifida (все растение), Epilobium hirsutum (надземная часть) и Rumex confertus (корни), этанольный экстракт Atraphaxis replicate Lam. (надземная часть).

Кроме антимикробной активности БАВ растений обладают и другим рядом важных свойств, они связывают излишние свободные радикалы, препятствуют ускоренному окислению липидов и образованию нежелательных продуктов окисления, что может быть полезно для лечения ряда заболевания не только с инфекционной этиологией.

В связи с этим, в задачи нашего исследования входил поиск экстрактов, выделенных из растений флоры Казахстана, сочетающих в себе как антимикробную, так и антиоксидатную активности.
Материалы и методы

Объектом исследований являлись дикорастущие растения флоры Казахстана, принадлежащие к разным семействам: Epilobium hirsutum (Onagraceae), Rumex confertus (Polygonaceae), Vexibia alopecuroides (L.) Jakovl. (Fabaceae), Atraphaxis replicata Lam. (Polygonaceae), Sanguisorba officinalis L. (Rosaceae Juss), Polygonum undulatum Murr. (Polygonaceae Lindl.), Rhodiola quadrifida (Pall.) Fisch. et Mey.

Растения были собраны в фазу цветения в 2013 г. в Алматинской области и Восточном Казахстане. Идентификация видов растений проводилась сравнением их с коллекционным материалом Гербария Института ботаники и фитоинтродукции МОН РК и по определителям [4, 5].

В работе использовали стандартные методы заготовки, фиксации и подготовки к дальнейшим исследованиям образцов растений. Для извлечения веществ из растительного сырья применяли дихлорметан и этанол. Суммарные экстракты выделяли из различных частей растений (надземная часть, корни, целое растение) и использовали для исследования их антимикробного и антиокидантного потенциала.

Антимикробную активность суммарных экстрактов определяли методом серийных разведений в бульоне [6, 7] с использованием следующих штаммов патогенных и условно патогенных микроорганизмов: бактерии Staphylococcus aureus ATCC № 29213, Methicillin-resistant S. aureus ATCC №43300, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, дрожжеподобные грибы Candida albicans ATTC № 90028, Candida krusei ATCC 6258, Candida glabrata ATTC 90030. Препаратами сравнения были антибиотики «Ципрофлоксацин» и «Амфотерицин B».

Антиоксидантный потенциал суммарных экстрактов определяли с использованием радикал-катионов ABTS^•+ по методу Re et al. [8]. Принцип метода заключается в совместном инкубировании ABTS (2,2'-азино-бис-(этилбензтиазолино-6-сульфонат)) с персульфатом аммония, что приводило к образованию катион-радикала ABTS^•+. Полученный раствор имел относительно стабильный зелено-голубой цвет за счет катион-радикала ABTS^•+, который обладал максимумом поглощения при длине волны 734 нм. Антиоксиданты, содержащиеся в тестируемой пробе, уменьшали оптическую плотность пропорционально их концентрации в образце. Исследование проводили в трех независимых повторах. В качестве положительного контроля использовали аскорбиновую кислоту. Полученные результаты выражали через значения параметров IС₅₀ — концентрации анализируемых экстрактов, при которой происходило 50%-ное ингибирование свободного радикала ABTS^•+.

В работе было исследовано 7 растительных экстрактов. Полученные данные (таблица 1) показали, что взятые в эксперимент экстракты обладали разной антимикробной активностью. Часть экстрактов обладали антигрибковой, а часть – антибактериальной активностями. Так суммарный экстракт, выделенный из надземной части Epilobium hirsutum дихлорметановым растворителем, показал хорошую активность по отношению к Candida glabrata (IC₅₀ составила 2 мкг/мл), суммарный экстракт, выделенный дихлорметановым растворителем из всего растения Rhodiola quadrifida, показал хорошую активность против C. glabrata (IC₅₀ 2,9 мкг/мл) и C. krusei (IC₅₀ 9,2 мкг/мл), дихлорметановый суммарный экстракт из корней Rumex confertus обладал хорошей активностью против C. glabrata (IC₅₀ 2,9 мкг/мл), спиртовый суммарный экстракт, полученный из корней Sanguisorba officinalis L. проявил активность по отношению C. glabrata (IC₅₀ 2,47 мкг/мл), C. krusei (IC₅₀ 8,7 мкг/мл) и небольшую активность по отношению C. albicans (IC₅₀ 19,2 мкг/мл). Дихлорметановый экстракт, выделенный из надземной части Polygonum undulatum Murr., проявил слабую активность только по отношению C. glabrata (IC₅₀ 36,9 мкг/мл). Два дихлорменатовых экстракта, выделенные из корней растений Rumex confertus и Vexibia alopecuroides, проявили антибактериальную активность: экстракт из корней Rumex confertus показал хорошую активность против Staphylococcus aureus (IC₅₀ 10,8 мкг/мл) и Methicillin-resistant S. aureus (IC₅₀ 16,2 мкг/мл), а самая высокая антибактериальная активность среди испытанных растительных экстрактов была показана Vexibia alopecuroides в отношении Staphylococcus aureus (IC₅₀ 3,05 мкг/мл) и Methicillin-resistant S. aureus (IC₅₀ 2,9 мкг/мл).

Согласно существующей практике [7] экстракт считается активным, если IC₅₀ ≤ 20 мкг/мл. Поэтому для дальнейших исследований были отобраны экстракты, полученные из Rhodiola quadrifida (все растение), Epilobium hirsutum (надземная часть), Rumex confertus (корни), Vexibia alopecuroides (корни), Sanguisorba officinalis L. (корни).

Для определения антиоксидантной активности растительных экстрактов использовали реакцию с ABTS, основанную на способности восстанавливать ABTS^•+ радикал. Можно отметить, что 4 растительных экстракта (таблица 2) проявили высокую антиоксидантную активность: Rhodiola quadrifida (все растение, растворитель дихлорметан), Epilobium hirsutum (надземная часть, растворитель дихлорметан), Rumex confertus (корни, растворитель дихлорметан), Atraphaxis replicate Lam. (надземная часть, растворитель спирт). Наибольшей антиоксидантной активностью среди проверенных растительных экстрактов обладали экстракты Rumex confertus (корни, растворитель дихлорметан) и Atraphaxis replicate Lam. (надземная часть, растворитель спирт), IC₅₀ которых составила 3,8 мкг/мл. 3 экстракта с антимикробной активностью антиоксидантной активностью не обладали.

Таблица 2 – Скрининг растительных экстрактов на антиокидантную активность

Таким образом, проведенный скрининг позволил выявить наиболее перспективные растительные экстракты с высокой антиоксидантной и антимикробной активностями. К ним относятся дихлорметановые экстракты Rhodiola quadrifida (все растение), Epilobium hirsutum (надземная часть) и Rumex confertus (корни), этанольный экстракт Atraphaxis replicate Lam. (надземная часть). Они могут быть рекомендованы в качестве основы для создания препаратов профилактического и лечебного характера.

1. 
   Cseke L.J., Kirakosyan A., Kaufman P.B., Warber S.L., Duke J.A., Brielmann H.L. Natural products from plants. - Boca Raton, London: New York, 2006. – 611 p.
   
2. 
   Биологически активные вещества растительного происхождения. – Москва: Наука, 2001, 2002. - т. 1-3.
   
3. 
   Dillard C.J., German J.B. Phytochemicals: nutraceuticals and human health // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2000. – P. –V. 80. – P. 1744-1756.
   
4. 
   Флора Казахстана. - Алма-Ата, 1956, 1966. - Т. I-IX.
   
5. 
   Иллюстрированный определитель растений Казахстана. -Алма-Ата, 1969. -Т.1. - С. 243.
   
6. 
   National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) (Wayne, Pa.): Reference method for broth dilution antifungal susceptibility testing of yeasts; Approved Standard – Second Edition. Document M27-A2, 2002. – 22 p.
   
7. 
   NCCLS: Methods for dilution antimicrobial susceptibility test for bacteria that grow aerobically, approved Standard – Seventh edition. Document M7-A7. – 2006. – 26 p.
   
8. 
   Re R., Pellegrini N., Proteggente A. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation depolarization assay // Free Radical Biology and Medicine. – 1999. – Vol. 26. - N9/10. – P. 1231–1237.