Эфирные масла с антимикробными и противовирусными свойствами для медицинской практики

Эфирные масла – летучие продукты вторичного метаболизма растений. Более 17 500 видов цветковых растений вырабатывают эфирные масла, которые придают им характерный запах и вкус. Однако широкое применение нашли чуть более 300 эфирных масел [1].

Эфирные масла имеют очень сложный химический состав: они содержат два или три основных компонента, преимущественно это терпены, терпеноиды и фенилпропаноиды. Основные компоненты эфирных масел составляют примерно 70 % его состава. Оставшаяся часть содержит множество других соединений, такие как жирные кислоты, оксиды и производные серы [2]. Соединения, входящие в состав эфирных масел, синтезируются в цитоплазме и пластидах растительных клеток. Они производятся и хранятся в сложных секреторных структурах, таких как железы, секреторные полости и смоляные канальца и присутствуют в виде капель жидкости в листьях, стеблях, цветках и фруктах, коре и корнях растений.

Антимикробные свойства эфирных масел очень важны для решения проблемы быстро растущей устойчивости микроорганизмов к лекарствам. В 2016 году около 6 миллионов человек во всем мире умерли из-за инфекций верхних дыхательных путей, туберкулеза или диарейных заболеваний. Согласно отчету ВОЗ о лекарственной устойчивости, наиболее серьезную озабоченность вызывают резистентоность Klebsiella pneumoniae к цефалоспоринам третьего поколения и карбапенему, Escherichia coli к цефалоспоринам третьего поколения и фторхинолонам, Staphylococcus aureus к метициллину, Streptococcus pneumoniae к пенициллину и Salmonella sp. к фторхинолонам. Среди грибковых инфекций наиболее распространенной проблемой является кандидоз, вызываемый в основном Candida albicans и реже C. Glabrata и C. parapsilosis, причем более 20 видов Candida могут вызывать инфицирование человека [3].

Для борьбы с антибиотико-резистентными организмами, а также для уменьшения неконтролируемого применения антибиотиков большой интерес представляют эфирные масла. Далее представлен подробный обзор эфирных масел, обладающих наиболее выраженными свойствами в отношении микроорганизмов – возбудителей простудных и иных заболеваний.

Однако прежде чем перейти к обзору, следует подчеркнуть критичность таких параметров как происхождение и качество эфирного масла. Характеристики эфирных масел имеют значительную вариативность даже в пределах одного рода: на них влияет вид растения, время и места сбора, части растения, климат, способ экстракции, хранения эфирного масла. При выборе эфирного масла для медицинских целей в первую очередь необходимо обратить внимание на качество продукта. К сожалению, немало «эфирных масел» имеют весьма сомнительное происхождение. Дешевые масла могут представлять собой смесь растительного масла с небольшим процентом эфирного масла, искусственных ароматизаторов или более дешевых эфирных масел из других растений, близких по аромату, но не обладающих требуемыми свойствами. Подобные средства не обладают антимикробной активностью. Для медицинских целей важно выбирать 100% чистые, натуральные, прошедшие клинические исследования и подтвердившие свою эффективность и безопасность композиции эфирных масел. Примерами могу являться в Германии – Rowachol, в Польше – Rub arom, Herbolen, в России – Масло Дыши.

Эфирное масло тимьяна

Сырье для эфирного масла тимьяна

Род Thymus, насчитывающий более 400 видов, относится к семейству Lamiaceae. Эфирные масла содержат листья и цветки [4,5]. Противомикробная активность наиболее изучена для Thymus vulgaris L. (тимьян обыкновенный) [6]. Высокий внутривидовой полиморфизм позволил обнаружить 6 хемотипов этого вида [7,8]. Эфирное масло тимьяна получают методом паровой дистилляцией свежих надземных частей. Наивысший уровень продукции эфирных масел обычно происходит в период цветения растения [6].

Химический состав эфирного масла тимьяна

Основными компонентами эфирного масла тимьяна являются тимол (36–55%) и п-цимен (15–28%). Тимол характеризуется сильными бактерицидными, грибковыми и противопаразитарными свойствами при относительно низкой токсичности для людей и животных.

Антимикробные и противовирусные свойства эфирного масла тимьяна

Эфирное масло тимьяна проявляет противовирусную активность, поскольку он был активен в отношении простого герпеса (HSV1, ДНК-вирус) [10]. Эфирное масло тимьяна продемонстрировало 100% ингибирующую активность в жидкой фазе против вируса гриппа A1 / Denver / 1/57 (H1N1) при 30-минутном воздействии [11]. Но наиболее важный эффект масла тимьяна касается бактерий. Особенно высокую бактериостатическую активность против большинства грамположительных и грамотрицательных бактерий демонстрирует тимоловый хемотип

T. Vulgaris L., описанный во многих обзорах [6,12–14]. Также была исследована активность эфирного масла тимьяна против штаммов, вызывающих острый бактериальный фарингит и воспаление горла. Эта инфекция вызывается штаммами β-гемолитических стрептококков, например S. pyogenes. Эфирное масло тимьяна было активно в отношении штаммов S. pyogenes, выделенных из глотки пациентов [15], подтверждена его эффективность против S. Aureus ATCC 25923 и K. Pneumoniae ATCC 13882.[6].

Эфирное масло мяты перечной

Сырье для эфирного масла мяты перечной

Род Mentha является частью семейства Lamiaceae (Lamiaceae) и включает около 30 видов. Из-за высокой вариабельности видов и простоты скрещивания химический состав получаемых из них эфирных масел очень разнообразен [2]. Один из видов – мята перечная – представляет собой естественный гибрид двух видов: Mentha spicata L. и Mentha aquatic.L. Peppermint. Эфирное масло из мяты перечной получают после перегонки высушенных листьев с водяным паром. [4, 5,16].

Химический состав эфирного масла перечной мяты

В эфирном масле мяты было идентифицировано около 300 соединений. Основные компоненты: ментол (30–55%) и ментон (14–32%). Количественный состав эфирного масла зависит от многих факторов, таких как условия выращивания и дата сбора урожая. [4, 5, 9].

Антимикробные свойства эфирного масла перечной мяты

Эфирное масло мяты перечной показало высокий уровень вирулицидной активности против вируса простого герпеса (HSV-1 и HSV-2) в тестах на вирусную суспензию. Эфирное масло мяты перечной воздействовало на вирус до адсорбции, но не после проникновения в клетку-хозяина [17]. Широкое использование масла перечной мяты связано больше с приятным ароматом мяты и ощущением прохлады, чем с его антимикробными свойствами. Однако считается, что более высокое содержание ментола в эфирном масле перечной мяты обладает большей антимикробной активностью. В тесте на диффузию ЭО перечной мяты подавляло рост бактериальных штаммов, таких как

E. Coli WDCM 00013, L. Monocytogenes WDCM 00020, P. aeruginosa WDCM 00024, S. Enterica WDCM 00030 и S. Aureus WDCM 00032. [18].

Стоит отметить, что хотя один из эфиров масла мяты обладает слабой антибактериальной активностью, он может иметь синергетический эффект с другими эфирными маслами или веществами. Например, он увеличил активность эфирного масла Pongamia pinnata и дополнительно увеличил более чем в 30 раз чувствительность бактерий к гентамицину, плазмиду, несущую pMG309 E. Coli и кодирующую β-лактамазу, KPC-3, на меропенеме, а также вызвал сильный антикандидозный эффект с азольными антибиотиками, такими как флуконазол и кетоконазол. [51]

Еще один механизм действия ментола реализован в препарате для профилактики и лечения острых респираторных инфекций и ринита в Масле Дыши. Эфирные масла входящие в его состав, такие как масла перечной мяты, эвкалипта, каепута показали антибактериальную активность в отношении устойчивого золотистого стафилококка (MRSA) и ванкомицин-резистентного Enterococcus. [20]. Эта активность может быть результатом высокого содержания монотерпенов в его составе, особенно ментола, которые влияют на текучесть и проницаемость клеточной мембраны патогенов.

Каепутовое эфирное масло

Сырье для каепутового эфирного масла

Масло каепута получают из листьев и небольших ветвей дерева каепут (Melaleuca leucadendron L.), которое принадлежит к семейству миртовых и произрастает в Юго-Восточной Азии и Северо-Восточной Австралии [21]. На поверхности листьев видны резервуары с маслом, благодаря чему листья очень ароматны. Их запах ассоциируется с камфорой, розмарином и кардамоном [23]. Эфирное масло каепута получают как из дикорастущих растений, так и из выращиваемых на плантациях. Его получают в результате паровой перегонки из свежих веточек. Содержание эфирного масла каепута составляет 1,5–3,0% [24].

Химический состав каепутового эфирного масла

Одним из наиболее характерных компонентов эфирного масла каепута является 1,8-цинеол (эвкалиптол). Его содержание колеблется в пределах 15–60% [25]. Помимо эвкалиптола, эфирное масло каепута содержит терпены, терпеноиды. Состав эфирного каепутового масла очень сильно зависит от страны произрастания сырья.

Антимикробная активность каепутового эфирного масла

Наиболее активные ингредиенты – 1,8-цинеол, линалоол и терпинен-4-ол. Его действие сопоставимо с действием масла чайного дерева [26]. В концентрации 0,2–0,4% масло каепута подавляет рост грамположительных бактерий: Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium minutissimus, Enterococcus faecium, Listeria monocytocusgenes [22], Micrococcus caplococitis, S. a., S. epidermidis, S. faecalis, Klebsiella spp. и золотистый стафилококк [20]. Более высокая концентрация 0,4–0,6% подавляет грамотрицательные бактерии, такие как Alcaligenes faecalis, Enterobacter cloacae, Escherichia coli и Proteus vulgaris, дрожжи, такие как Candida albicans, C. vaginalis и C. glabrata, и плесень, такие как Aspergillus niger и Penicillium notatum.

Эфирное масло гвоздики

Сырье для эфирного масла гвоздики

Эфирное масло гвоздики получают из гвоздики пряной (Eugenia caryophyllata Thunb). Род Eugenia (Syzygium) принадлежит к семейству Myrtaceae

. Родина гвоздики – Молуккские острова (Индонезия) [27]. Сырье, из которого получают эфирное масло – это неразвитые цветочные почки Eugenia caryophyllata Thunb, которые после измельчения подвергают паровой дистилляции в течение 9–24 ч. Выход эфирного масла высокий и составляет 15–20%. [28].

Химический состав эфирного масла гвоздики

В настоящее время идентифицировано около 100 соединений, входящих в состав этого эфирного масла. Доминирующим компонентом эфирного масла гвоздики является эвгенол, содержание которого колеблется от 30 до 95% [29]. Химический состав зависит от происхождения масла и степени развития листьев или смолы. Масло листьев отличается от масла бутонов низким содержанием эвгенил ацетата. Польская фармакопея определяет содержание в эфирном масле следующих компонентов: β-кариофиллена (5–14%), эвгенола (75–88%) и эвгенола ацетата (4–15%) [4, 5, 9]

Антимикробная активность эфирного масла гвоздики

Противовирусная активность эвгенола, основного компонента эфирного масла гвоздики, была протестирована против вирусов герпеса (HSV-1 и HSV-2). Дополнительные исследования выявили синергетическое взаимодействие в комбинации эвгенола и ацикловира, известного противовирусного препарата. Исследования показали, что применение эвгенола задерживает развитие кератита, вызванного вирусом герпеса [10].

Противомикробное действие эфирного масла гвоздики показало большую эффективность против патогенных штаммов, таких как

Aeromonas hydrophila ATCC 7966 (IZr 8 мм), Candida albicans ATCC 10231 (IZr 7 мм) и Proteus mirabilis ATCC 10005 (IZr 6 мм) ЭО гвоздики также подавляет развитие микроорганизмов, таких как Bacilus subtilis, Morganella morganii, Mycobacterium phlei, Aspergillus niger и Penicillum christopherum [29].

Из-за сходства состава эфирных масел тесты антимикробной активности для гвоздики и листа корицы часто проводят параллельно. Оба эфирных масел показали сильную бактериостатическую активность при концентрациях 0,03–0,05% и бактерицидную активность при концентрациях 0,04–0,1% по отношению к S. aureus, L. monocytogenes, S. enteritidis, C. Jejuni и E. coli. Также сравнивались антимикробные свойства гвоздики, кардамона, корицы и 10% раствора фенола. Эфирное масло гвоздики в данном исследовании было самым активным.

Эвкалипт

Сырье для эфирного масла эвкалипта

Эвкалиптовое масло получают из листьев эвкалипта шаровидного (Eucalyptus globulus Labill) [9], который принадлежит к семейству миртовых и является доминирующим растением в лесах Австралии [30].

Химический состав эфирного масла эвкалипта

Основными компонентами эфирного масла эвкалипта являются 1,8-цинеол (эвкалиптол), лимонен, α-пинен, γ-терпинен и α-терпинеол [31]. Европейская и Британская фармакопеи указывают, что эфирное масло эвкалипта, используемое в лечебных целях, должно содержать не менее 70% 1,8-цинеола [32].

Антимикробная активность эфирного масла эвкалипта

Эфирное масло эвкалипта, богатое 1,8-цинеолом (88%), проявляет активность против HSV-1 in vitro, подавляя размножение вирусов более чем на 96 %, напрямую инактивируя свободные вирусные частицы, а также вмешиваясь в структуры оболочки вириона, необходимые для проникновения в клетки-хозяева [10]. Эфирное масло Eucalyptus globulus проявляло умеренную активность в отношении вируса паротита, выделенного из клинических образцов пациентов с инфекцией дыхательных путей [33]. Эфирное масло эвкалипта проявляет 100% ингибирующую активность при концентрации против вируса гриппа A1 / Denver / 1/57 (H1N1) после 10-минутного воздействия [11].

Антибактериальная активность определена в гораздо большей степени. Эфирное масло эвкалипта активно, например, против таких бактерий, как P. Gingivalis и мутант S., вызывающих пародонтит и другие стоматологические заболевания. Поэтому основной компонент этого масла, 1,8-циненол, используется в продуктах для гигиены полости рта, таких как ополаскиватели [34]. Кроме того, он проявляет токсическое действие против S. Aureus и E. Coli [35]. Эфирное масло эвкалипта более активно против грамотрицательных бактерий, чем грамположительных бактерий. Наиболее чувствительной бактерией к воздействию эвкалиптового масла является Acinetobacter baumannii – возбудитель внутрибольничной инфекции [34].

Выводы

Мы рассмотрели несколько самых изученных на текущий момент эфирных масел, активных в отношении бактерий и вирусов. Из-за их высокой летучести эффективное время действия эфирных масел ограничено, с другой стороны, низкий уровень токсичности, а также естественное происхождение делают их привлекательными для применения в медицинской практике. Целесообразность для борьбы с инфекционными возбудителями уже не вызывает сомнения.

Перспективным направлением можно считать потенцирующее действие различных видов эфирных масел в составе единой композиции. В июне 2020 г было опубликовано исследование, в котором установлена эффективная вирулицидная активность Масла «Дыши» в отношении вируса гриппа H1N1, респираторно-синцитиального вируса А2, риновируса рино/1а суспензионным методом: ссылка. В состав композиции входят: масло мятное – 35,45%, масло эвкалиптовое – 35,45%, масло каепутовое – 18,5%, левоментол – 4,1%, масло винтергриновое – 3,7%, масло можжевеловое – 2,7%, масло гвоздичное – 0,1%. Клинические исследования подтверждают эффективность: так применение Масла «Дыши» методом пассивных ингаляций (или ароматерапии) при острых респираторных инфекциях, в 3 раза снижает заболеваемость и количество осложнений. Кратность и длительность простудных заболеваний снижается на 60% у часто болеющих детей. Поставщиком эфирных масел для производства Масла «Дыши» является немецкая компания Freu&Lau с европейским уровнем контроля качества сырья:

подробнее.

1. Mérillon J.-M., Rivière C. Natural Antimicrobial Agents. Springer International Publishing AG; Cham, Switzerland: 2018.
2. Stringaro A., Colone M., Angiolella L. Antioxidant, antifungal, antibiofilm, and cytotoxic activities of Mentha spp. essential oils. Medicines. 2018;5:112.
3. Benzaid C., Belmadani A., Djeribi R., Rouabhia M. The effects of Mentha × piperita essential oil on C. albicans growth, transition, biofilm formation, and the expression of secreted aspartyl proteinases genes. Antibiotics. 2019;8:10.
4. Góra J., Lis A. Najcenniejsze Olejki Eteryczne Czesc 1. Monografie Politechniki Lódzkiej, Wydawnictwo Politechniki Lódzkiej; Lodz, Poland: 2012.
5. Lis A. Najcenniejsze Olejki Eteryczne Czesc 2. Monografie Politechniki Lódzkiej, Wydawnictwo Politechniki Lódzkiej; Lodz, Poland: 2013.
6. Salehi B., Abu-Darwish M.S., Tarawneh A.H., Cabral C., Gadetskaya A.V., Salgueiro L., Hosseinabadii T., Rajabi S., Chandak W., Sharifi-Rad M., et al. Thymus spp. plants — Food applications and phytopharmacy properties. Trends Food Sci. Technol. 2019;85:286–306.
7. Thompson J.D., Chalchat J.C., Michet A., Linhart Y.B., Ehelers B. Qualitative and quantitative variation in monoterpene co-occurrence and composition in the essential oil of Thymus vulgaris chemotypes. J. Chem. Ecol. 2003;29:859–880.
8. Mancini E., Senatore F., Del Monte D., De Martino L., Grulova D., Scognamiglio M., Snoussi M., De Feo V. Studies on chemical composition, antimicrobial and antioxidant activities of five Thymus vulgaris L. essential oils. Molecules. 2015;20:12016–12028.
9. Polish Pharmacopoeia VIII. Rzeczpospolita Polska Minister Zdrowa, Urzad Rejestracji Produktów Leczniczych wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych; Warszawa, Poland: 2008.
10. Astani A., Reichling J., Schnitzler P. Comparative study on the antiviral activity of selected monoterpenes derived from essential oils. Phytother. Res. 2010;24:673–679.
11. Vimalanathan S., Hudson J. Anti-influenza virus activity of essential oils and vapors. Am. J. Essent. Oil Nat. Prod. 2014;2:47–53.
12. Kalemba D., Kunicka A. Antibacterial and antifungal properties of essential oils. Curr. Med. Chem. 2003;10:813–829.
13. Piatkowska E., Rusiecka-Ziólkowska J. Influence of essential oils on infectious agents. Adv. Clin. Exp. Med. 2016;25:989–995.
14. Sienkiewicz M., Denys P., Kowalczyk E. Antibacterial and immunostimulatory effect of essential oils. Int. Rev. Allergol. Clin. Immunol. 2011;17:1–2, 40–44.
15. Fani M., Kohanteb J. In vitro antimicrobial activity of Thymus vulgaris essential oil against major oral pathogens. J. Evid. Based Complem. Altern. Med. 2017
16. Spirling L.I., Daniels I.R. Botanical perspectives on health peppermint: More than just an after-dinner mint. J. R. Soc. Promot. Health. 2001;121:62–63.
17. Schuhmacher A., Reichling J., Schnitzler P. Virucidal effect of eucalyptus oil on the enveloped viruses herpes simplex virus type 1 and type 2 in vitro. Phytomedicine. 2003;10:504–510.
18. Marjanovic-Balaban Z., Stanojevic L., Kalaba V., Stanojevic J., Cvetkovic D., Cakic M., Gojkovic V. Chemical composition and antibacterial activity of the essential oil of Mentha piperita L. Qual. Life. 2018;9:5–12.
19. Rathod T., Padalia H., Chand S. Chemical constituents of Mentha piperita and Pongamia pinnata essential oils and their synergistic anticandidal activity with some antibiotics against multidrug resistant clinical isolates of Candida. J. Pharm. Phytochem. 2017;6:579–589.
20. Hamoud R., Sporer F., Reichling J., Wink M. Antimicrobial activity of a traditionally used complex essential oil distillate (Olbas® Tropfen) in comparison to its individual essential oil ingredients. Phytomedicine. 2012;19:969–976.
21. Sadgrove N., Jones G. A Contemporary introduction to essential oils: chemistry, bioactivity and prospects for australian agriculture. Agriculture. 2015;5:48–102.
22. França K.R.S., Silva T.L., Cardoso T.A.L., Ugulino A.L.N., Rodrigues A.P.M., de Mendonça Júnior A.F. In vitro effect of essential oil of peppermint (Mentha x piperita L.) on the mycelial growth of Alternaria alternata. J. Exp. Agric. Int. 2018;26:1–7.
23. Tran D.B., Dargusch P., Moss P., Hoang T.V. An assessment of potential responses of Melaleuca genus to global climate change. Mitig. Adapt. Strat. Glob. Chang. 2013;18:851–867.
24. Ireland B.F., Hibbert D.B., Goldsack R.J., Doran J.C., Brophy J.J. Chemical variation in the leaf essential oil of Melaleuca quinquenervia (Cav.) S.T. Blake. Biochem. Syst. Ecol. 2002;30:457–470.
25. Retnosari S., Retnosari R., Poerwandar Asmaningrum H. Profile of the Indonesian essential oil from melaleuca cajuputi. Adv. Eng. Res. 2018;171:14–19.
26. Cuong N.D., Xuyen T.T., Motl O., Stránský K., Presslová J., Jedlicková Z., Serý V. Antibacterial properties of vietnamese cajuput oil. J. Essent. Oil Res. 1994;6:63–67.
27. Kapadiya S.M., Parikh J., Desai M.A. A greener approach towards isolating clove oil from buds of Syzygium aromaticum using microwave radiation. Ind. Crop. Prod. 2018;112:626–632.
28. Kaur K., Kaushal S. Phytochemistry and pharmacological aspects of Syzygium aromaticum: A review. J. Pharmacogn. Phytochem. 2019;8:398–406.
29. Nowak K., Ogonowski J., Jaworska M., Grzesik K. Clove oil—Properties and applications. Chemik. 2012;66:145–152.
30. 30. Külheim C., Padovan A., Hefer C., Krause S.T., Köllner T.G., Myburg A.A., Degenhardt J., Foley W.J. The Eucalyptus terpene synthase gene family. BMC Genom. 2015;16:450. 31. Tyagi A.K., Bukvicki U.D., Gottardi D., Tabanelli G., Montanari C., Malik A., Guerzoni M.E. Eucalyptus essential oil as a natural food preservative: In vivo and in vitro antiyeast potential. Biomed. Res. Int. 2014:969143.
31. Aldoghaim F., Flematti G., Hammer K. Antimicrobial activity of several cineole-rich Western Australian Eucalyptus essential oils. Microorganisms. 2018;6:122.
32. Cermelli C., Fabio A., Fabio G., Quaglio P. Effect of eucalyptus essential oil on respiratory bacteria and viruses. Curr. Microbiol. 2008;56:89–92.
33. Tyski S., Bocian E., Mikucka A., Grzybowska W. Antibacterial activity of selected commercial products for mouth washing and disinfection, assessed in accordance with PN-EN 1040. Med. Sci. Monit. 2013;19:458–466
34. Bachir R.G., Benali M. Antibacterial activity of the essential oils from the leaves of Eucalyptus globulus against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Asian Pac. J. Trop. Biomed. 2012;2:739–742.