Антимикробная активность спиртовых экстрактов из плодов моркови дикой и моркови посевной в отношении клинических штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий

Автор: Утяганова Е.В., Юртаева Е.А., Сигарева С.С., Сергеева Е.О., Степаненко И.С., Луценко А.В.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Микробиология

Статья в выпуске: 1, 2025 года.

Бесплатный доступ

Проведена оценка in vitro антимикробной активности этанольных экстрактов плодов Daucus carota subsp. carota (морковь дикая) и Daucus carota subsp. sativus (морковь посевная) в отношении 5 клинически значимых штаммов бактерий: Acinetobacter sp. 12/19, Escherichia coli 83, Streptococcus pneumoniae UEV, Staphylococcus aureus MP1989 и Enterococcus faecalis 26. Антимикробную активность определяли методом серийных разведений с последующим установлением минимальной подавляющей концентрации (МПК₅₀), вызывающей 50% ингибирование роста исследуемых культур. Результаты продемонстрировали выраженную антимикробную активность исследуемых экстрактов. Этанольный экстракт плодов моркови дикой показал более высокую антимикробную активность по сравнению с экстрактом моркови посевной. В частности, в отношении Acinetobacter sp. 12/19 экстракт из плодов моркови дикой проявил бактериостатическое действие при концентрациях, начиная с 2.0 мкг/мл. В отношении E. coli 83 оба экстракта продемонстрировали сопоставимую антибактериальную активность, с МПК₅₀ на уровне 2.0 мкг/мл. В отношении S. pneumoniae UEV оба экстракта демонстрировали сопоставимый уровень подавления роста во всем диапазоне исследованных концентраций, при этом процент ингибирования варьировал от 86 (при низкой концентрации) до 93% (при высокой концентрации). В отношении S. aureus MP1989 оба экстракта проявили бактериостатическую активность в диапазоне концентраций 2.0-135 мкг/мл, с процентом ингибирования от 32.8 до 95.7% для экстракта D. carota subsp. carota и от 49.9 до 92.8% для экстракта D. carota subsp. sativus. В отношении E. faecalis 26 исследуемые экстракты уступали по активности цефтриаксону, однако проявили выраженное бактериостатическое действие, с процентом ингибирования от 69.0 до 96% в диапазоне концентраций 8.0-67.0 мкг/мл. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения фитохимического состава и антимикробного потенциала экстрактов плодов Daucus carota с целью разработки новых антимикробных средств.

Еще

Антимикробная активность, спиртовые экстракты, морковь дикая, морковь посевная, мпк

Короткий адрес: https://sciup.org/147251164

IDR: 147251164   |   УДК: 579.61   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2025-1-49-58

Текст научной статьи Антимикробная активность спиртовых экстрактов из плодов моркови дикой и моркови посевной в отношении клинических штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий

Устойчивость к антимикробным препаратам (АМП) – одна из наиболее серьезных проблем здравоохранения XXI в. [World Health Organization, 2019]. Она угрожает эффективности лечения инфекционных заболеваний, приводит к увеличению заболеваемости, смертности и затрат на здравоохранение [Савченко, 2020].

Особую опасность представляют грамотрицательные бактерии, такие как Acinetobacter spp., Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae и Pseudomonas aeruginosa , а также грамположительные микроорганизмы, включая Staphylococcus aureus и Enterococcus faecalis , в силу их способности быстро приобретать и распространять гены резистентности [Hiltunen et al., 2017]. Многие из перечисленных микроорганизмов относятся к группе ESCAPE-патогенов ( Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae , Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter spp . ), выделенной ВОЗ как приоритетные патогены, требующие разработки новых антибиотиков в связи с их высокой резистентностью и клинической значимостью [World Health Organization, 2017].

В Российской Федерации, как и во всем мире, наблюдается высокий уровень распространенности условно-патогенных бактерий, устойчивых к АМП. По данным Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения (Росздравнадзора), в 2022 г. в структуре госпитальных инфекций лидировали инфекции дыхательных путей (35.2%), затем следовали инфекции мочевыводящих путей (21.3%), хирургического профиля (18.7%) и инфекции кровотока (12.5%) [Karkman et al., 2018]. Среди возбудителей этих инфекций значительную долю составляли Acinetobacter spp., E. coli , S. pneumoniae , S. aureus и E. faecalis , причем многие из них проявляли мультирезистентность к широкому спектру антибиотиков [Wang et al., 2017]. Например, согласно данным многоцентрового исследования «MARA», проведенного в 18 городах России, уровень резистентности K. pneumoniae к цефалоспоринам III поколения составил 47.6%, а к фторхинолонам – 51.2% [Виноградова и др., 2013]. Среди E. coli , выделенных от пациентов с внеболь-ничной пневмонией, устойчивость к амоксициллину/клавуланату достигала 68.9%, а к ко-тримоксазолу – 42.3% [Martinez, 2014]. Высокой остается частота метициллин-резистентных штаммов S. aureus (MRSA), которая варьирует от 20 до 50% в различных регионах страны [Землянко, Рогоза, Журавлева, 2018]. Распространение устойчивости к АМП среди патогенных микроорганизмов приняло угрожающие масштабы. Возникновение и распространение резистентных штаммов – это естественный эволюционный процесс, однако нерациональное использование антибиотиков в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве значительно ускорило этот процесс, превратив его в одну из наиболее серьезных проблем здравоохранения XXI в. [Hiltunen еt al., 2017]. Последствия антибиотикорезистентности ощутимы уже сегодня:

лечение инфекционных заболеваний становится все более сложным и дорогостоящим, растет число летальных исходов, а экономический ущерб, наносимый этой проблемой, исчисляется миллиардами долларов ежегодно [World Health Organization, 2021]. В связи с этим поиск новых эффективных антимикробных препаратов является приоритетной задачей. Особенно перспективным направлением представляется разработка АМП на основе растительного сырья [Newman et Cragg, 2020]. В частности, плоды дикой моркови ( Daucus carota subsp. carota ) и ее культивируемого подвида, плодов посевной моркови ( Daucus carota subsp. sativus ), традиционно используются в народной медицине благодаря своим антимикробным свойствам [Rokbeni et al., 2013]. Исследования химического состава экстрактов плодов дикой и посевной моркови ( Daucus carota subsp . carota и D. carota subsp . sativus соответственно) выявили наличие широкого спектра биологически активных веществ, включая коричные кислоты, флавоноиды, фенолокислоты и кумарины [Орловская, 2011]. Среди идентифицированных компонентов в полученных экстрактах преобладает галловая кислота (13.51%), обладающая выраженными антимикробными свойствами против широкого спектра грамположительных и грамотрицательных бактерий, включая устойчивые к антибиотикам штаммы [Yang et al., 2010; Орловская, 2011; Jia et al., 2014]. Растения синтезируют широкий спектр биологически активных соединений, обладающих антимикробным действием, таких как алкалоиды, флавоноиды, терпеноиды, кумарины и др. Эти соединения зачастую демонстрируют меньшую токсичность по сравнению с синтетическими антибиотиками, лучшее сродство к организму человека, а также способность преодолевать механизмы резистентности, выработанные бактериями к существующим препаратам [Cowan, 1999; Breitmaier, 2006; Wagner, Ulrich-Merzenich, 2009]. Кроме того, использование растительного сырья открывает возможности для создания новых лекарственных форм и более экономически выгодных методов производства АМП [Harvey, 2008].

Целью данного исследования являлась оценка in vitro антимикробной активности этанольных экстрактов плодов моркови дикой ( D. carota subsp. carota ) и моркови посевной ( D. carota subsp. sativus ) в отношении ряда клинически значимых бактериальных штаммов, а также сравнение их эффективности.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования являлись спиртовые экстракты из плодов моркови посевной и моркови дикой ( Daucus carota L), выращенной в ботаническом саду Пятигорского медико-фармацевтического института – филиала ВолгГМУ Минздрава России. Спиртоводное извлечение из плодов моркови дикой и моркови посевной получали методом перколяции в соотношении сырья и экстрагента 1:1. В качестве экстрагента использовали 70% этиловый спирт.

Экстракция в перколяторе длилась 24 ч до тех пор, пока вытекающий перколят не обесцвечивался. Затем полученную вытяжку упаривали под вакуумом при температуре 50–60℃ и разряжении 600– 650 мм рт. ст. до требуемой консистенции. В качестве препарата сравнения использовали антибиотик цефтриаксон.

Для исследования антибактериальной активности экстрактов использовали клинические штаммы: Acinetobacter sp. 12/19 , Escherichia coli 83, выделенные из кишечника больных, Staphylococcus aureus MP 1989 и Streptococcus pneumonia UEV, выделенные из верхних дыхательных путей, Enterococcus faecalis 26, выделенный из мочи. Клинические штаммы любезно предоставлены авторам сотрудниками ФГБУ «Научно-исследовательский институт по изучению лепры» Минздрава России (с 01.04.2022 реорганизован в форме присоединения к ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России).

Антимикробную активность полученных экстрактов определяли методом серийных разведений в бульоне [EUCAST, 2019 et 2021]. Для оценки чувствительности тест-штаммов использовался бульон Мюллера-Хинтона (МХБ) и агар Мюллера-Хинтона (МХА) (HiMedia Laboratories Pvt. Limited, Индия). Антимикробную активность исследуемых соединений определяли методом серийных разведений в бульоне (макрометод) в соответствии с рекомендациями [МУК 2004; ISO 2006; EUCAST]. Для этого в пробирки с 0.5 мл МХБ вносили по 0.5 мл растворов исследуемых соединений с двукратным уменьшением концентрации в каждой последующей пробирке, создавая ряд десяти разведений. Контролем служила пробирка с 0.5 мл МХБ без исследуемого соединения. В каждую пробирку, включая контрольную, добавляли 0.5 мл стандартизированной микробной суспензии (5×105 КОЕ/мл, соответствующей 0.5 по стандарту McFarland после 100-кратного разведения). После инкубации при 37°C в течение 16–24 ч (в зависимости от микроорганизма) оценивали наличие видимого роста бактерий в каждой пробирке в сравнении с отрицательным контролем (пробирка с инокулятом, хранившаяся при 4°C). На втором этапе проводили пересев с жидкой среды на плотную среду МХА и проводили подсчет выросших колоний. На основании полученных результатов рассчитывали минимальную подавляющую концентрацию соединений – МПК50 (т. е. концентрацию, при которой подавлялось 50% колоний относительно контроля) и МБК90-100 (концентрацию, при которой подавлялось 90% и более колоний). Диапазон концентраций изучаемых экстрактов для оценки антимикробной активности составлял в процентах: 1.4; 0.7; 0.35; 0.175; 0.09; 0.044; 0.022. С целью унификации и последующего сопоставления диапазонов концентраций контрольного антибиотика (цефтриаксона) и исследуемых экстрактов был произведен пересчет концентраций последних в эквиваленте галловой кислоты, которая была идентифицирована как наиболее распространенное фенольное соединение в составе экстрактов. Контрольные эксперименты показали, что используемый рас- творитель (спирт и ДМСО) не оказывал статистически значимого влияния на рост использованных микроорганизмов, исключая его как фактор, ответственный за наблюдаемое отсутствие или подавление роста. Эксперимент проводили в шести повторностях. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы «BioStat2009» (Analist Soft Ins., США).

Чувствительность тест-штаммов к антибактериальным препаратам с целью определения препарата сравнения определяли диско-диффузионным методом [Определение …, 2018]. Учет результатов вели по диаметру зон задержки роста культуры в соответствии со стандартами производителя дисков (ООО «НИЦФ» Санкт-Петербург, РФ).

Результаты и их обсуждение

При изучении резистентности исследуемых клинических изолятов в отношении антимикробных препаратов были получены следующие результаты (табл. 1).

Таблица 1

Чувствительность бактериальных штаммов к антибиотикам [Sensitivity of bacterial strains to antibiotics]

Антибиотики

S.pneumoniae UEV

S. aureus MP

1989

Acinetobacter sp. 12/19

Escherichia coli

83

Бензилпенициллин (10 ЕД)

I

I

R

S

Ампициллин (10 мкг)

R

R

S

R

Стрептомицин (300мкг)

S

R

I

I

Гентамицин (120 мкг)

R

R

R

R

Ванкомицин (30мкг)

R

S

I

I

Ципрофлоксацин (5мкг)

R

R

I

S

Норфлоксацин (10мкг)

I

I

R

R

Левофлоксацин (5мкг)

R

R

I

R

Цефтриаксон (30 мкг)

S

S

S

S

Азитромицин (15 мкг)

I

R

R

I

Доксициклин (30 мкг)

S

R

S

R

Левомицетин (30 мкг)

R

S

R

R

Эритромицин (15мкг)

S

I

I

I

Примечание: R – резистентные; I – чувствительные при повышенной экспозиции; S – чувствительные.

В качестве препарата сравнения был выбран цефтриаксон, т. к. все выбранные нами для работы тест-культуры бактерий оказались чувствительными к данному антибиотику.

При изучении активности исследуемых экстрактов методом серийных разведений в отношении бактерий рода Acinetobacter sp. 12/19 были получены следующие результаты (табл. 2).

Таблица 2

Количество колоний Acinetobacter sp. 12/19, выросших на плотной питательной среде (Мюллера-Хинтона агар)

[The number of Acinetobacter sp. 12/19 colonies grown on solid nutrient medium (Mueller-Hinton agar)]

Соединения

Концентрация экстракта, мкг/мл

135.1      \

67.6    \

33.77   \

16.88    \

8.44     \

4.22     \

2.11

Количество колоний

Экстракт плодов моркови посевной

700.6 ± 1.34

***

1091.2 ±

1.86 ***

1106.0 ±

1.34***

1181.0 ±

0.89***

1302.4 ±

1.52***

1345.8 ±

1.72***

1646.8 ±

1.86***

Экстракт плодов моркови дикой

474.0 ± 3.74

***###

520.6 ±

1.34***##

687.0 ±

2.0***##

713.4 ±

2.55***##

782.4 ±

1.02***##

843.2 ±

1.86***##

850.8 ±

2.20***##

Концентрация цефтриаксона, мкг/мл

128.0     \

64.0    \

32.0    \

16.0     \

8.0       \

4.0      \

2.0

Цефтриаксон

Количество колоний

802.8 ±

2.55***

866.6 ±

1.51***

933.6 ±

1.51***

1112.0 ±

0.55***

1151.6 ±

0.55***

1166.0 ±

0.89***

1324.4 ±

1.52***

Контроль

2523 ± 4.23

Примечание: *** – p<0.001; ** – p<0.01; * – p<0.05 относительно отрицательного контроля. Статистически значимые различия между экстрактом плодов моркови дикой и экстрактом плодов моркови посевной: ### – p<0.001; ## – p<0.01; # – p<0.05.

Наблюдалась зависимость между концентрацией экстрактов моркови и количеством колоний Acineto-bacter sp. 12/19: с уменьшением концентрации увеличивалось число колоний. Это свидетельствует об антибактериальной активности обоих экстрактов в отношении данного микроорганизма. При сравнении экстрактов между собой выявлены статистически значимые различия (p <0.001 и 0.01). Экстракт моркови дикой продемонстрировал более высокую, статистически значимую антибактериальную активность (p <0.001 и 0.01), чем экстракт моркови посевной, во всех исследованных концентрациях. Например, при концентрации 2 мкг/мл экстракт моркови дикой допускал рост 850.0 ± 2.20 колоний, тогда как экстракт моркови посевной – 1646.8 ± 1.86 колоний.

Цефтриаксон, использованный в качестве контрольного антибиотика, также продемонстрировал антибактериальную активность. Однако даже в максимальной исследованной концентрации (128.0 мкг/мл) он не полностью ингибировал рост Acinetobacter sp. 12/19. Максимальный процент подавления роста среди всех исследованных образцов был отмечен для экстракта моркови дикой при концентрации 135.1 мкг/мл. В отношении тест-штамма Escherichia coli 83 при пересеве с жидкой среды (МХБ) на плотную среду были получены следующие результаты (табл. 3).

Таблица 3

Количество колоний Escherichia coli 83 , выросших на плотной питательной среде (Мюллера-Хинтона агар)

[The number of Escherichia coli 83 colonies grown on solid nutrient medium (Mueller-Hinton agar)]

Соединения

Концентрация экстракта, мкг/мл

135.1    1

67.6     1

33.77    1

16.88    \

8.44     \

4.22     \

2.11

Экстракт плодов моркови посевной

Количество колоний

334.2 ±

1.64***

777.8 ±

1.27***

927.0 ±

1.79***

1010.4 ±

0.94***

1156.6 ±

1.30***

1212.2 ±

1.74***

1264.0 ±

2.65***

Экстракт плодов моркови дикой

280.6 ±

12.97***

483.0 ±

34.41***#

840.2 ±

14.05***

893.8 ±

14.98***

1098.8 ±

9.02***

1199.6 ±

4.48***

1248.2 ±

10.85***

Концентрация цефтриаксона, мкг/мл

128.0    \

64.0     \

32.0     \

16.0     \

8.0       \

4.0

2.0

Цефтриаксон

Количество колоний

129.4 ±

2.20***

298.6 ±

3.54***

351.6 ±

12.63***

372.2 ±

3.54***

379.8 ±

8.80***

381.2 ±

3.35***

561.8 ±

4.74***

Контроль

3076 ± 3.2

Примечание: *** – p<0.001; ** – p<0.01; * – p<0.05 относительно отрицательного контроля. Статистически значимые различия между экстрактом плодов моркови дикой и экстрактом плодов моркови посевной: ### – p<0.001; ## – p<0.01; # – p<0.05.

Обнаружена корреляция между концентрацией экстрактов моркови и количеством колоний E. coli 83: снижение концентрации приводило к увеличению числа колоний. Это свидетельствует о дозозависимом антибактериальном эффекте обоих экстрактов. Экстракты моркови дикой и посевной продемонстрировали сравнимую антибактериальную активность против E. coli 83. Подавление роста при концентрации 135.1 мкг/мл составило 90.8% и 89.1% соответственно. Различия в количестве колоний при одинаковых концентрациях экстрактов незначительны и могут быть обусловлены естественной вариабельностью эксперимента.

Цефтриаксон, использованный в качестве контрольного антибиотика, проявил высокую антибактериальную активность против E. coli 83 даже в низких концентрациях (2–8 мкг/мл), с максимальным подавлением роста 95.7%. Однако при концентрации 16 мкг/мл и выше наблюдалось плато, что может свидетельствовать о наличии у данного штамма E. coli определенной степени устойчивости к цефтриаксону.

Активность исследуемых экстрактов в отношении грамположительных кокков представлена в табл. 4, 5 и 6.

Экстракты моркови продемонстрировали высокую антибактериальную активность в отношении S. pneumoniae UEV. Количество колоний оставалось относительно стабильным во всем диапазоне исследованных концентраций (от 135.1 до 2.11 мкг/мл), не превышая 143.2 ± 1.48 даже при минимальной исследованной концентрации экстракта (2.0 мкг/мл).

Экстракты моркови дикой и посевной показали практически одинаковый уровень антибактериальной активности, что подтверждается отсутствием статистически значимых различий между ними в большинстве концентраций.

Цефтриаксон, использованный в качестве контрольного препарата, проявил выраженную бактерицидную и бактериостатическую активность. В концентрации 128.0 мкг/мл цефтриаксон полностью подавлял рост S. pneumoniae UEV. В более низких концентрациях (64.0 мкг/мл и ниже) наблюдалось значительное снижение количества колоний.

Экстракты моркови продемонстрировали дозозависимую антибактериальную активность: с уменьшением концентрации экстрактов наблюдался закономерный рост количества колоний S. aureus MP 1989.

Таблица 4

Количество колоний S. pneumoniae UEV , выросших на плотной питательной среде (Мюллера-Хинтона агар)

[The number of S. pneumoniae UEV colonies grown on solid nutrient medium (Mueller-Hinton agar)]

Соединения

Концентрация экстракта, мкг/мл

135.1    1

67.6     1

33.77    1

16.88    1

8.44     1

4.22     \

2.11

Экстракт плодов моркови посевной

Количество колоний

72.6 ±

1.7 ***

74.2±

0.58 ***

78.8 ±

0.75 ***

80.8 ±

0.75***

97.4 ±

0.55***

106.6 ±

0.89***

114.8 ±

1.2***

Экстракт плодов моркови дикой

87.0 ±

0.84***

94.6 ±

0.89***

102.6 ±

1.33***

112.6 ±

0.89***

135.0 ±

1.41***

137.6 ±

0.89***

143.2 ±

1.48***

Концентрация цефтриаксона, мкг/мл

128.0    \

64.0     \

32.0     \

16.0     \

8.0       \

4.0      1

2.0

Цефтриаксон

Количество колоний

0

2.2 ±

0.75***

4.0 ±

0.55***

4.4 ±

0.55***

4.6 ±

0.55***

34.6 ±

1.51***

24.8 ±

0.75***

Контроль

1026 ± 0.5

Примечание: *** – p<0.001; ** – p<0.01; * – p<0.05 относительно отрицательного контроля. Статистически значимые различия между экстрактом плодов моркови дикой и экстрактом плодов моркови посевной: ### – p<0.001; ## – p<0.01; # – p<0.05.

Таблица 5

Количество колоний S. aureus MP 1989 , выросших на плотной питательной среде (Мюллера-Хинтона агар)

[The number of S. aureus MP 1989 colonies grown on solid nutrient medium (Mueller-Hinton agar)]

Соединения

Концентрация экстракта, мкг/мл

135.1

67.6

33.77

16.88

8.44

4.22

2.11

Экстракт плодов моркови посевной

Количество колоний

103.4±

0.36***

161.0±

0.62***

237.1±

0.64***

329.0±

0.59***

484.5±

0.43***

524.0±

0.69***

718.3±

1.15***

Экстракт плодов моркови дикой

62.0±

0.67***#

68.5±

0.52***##

135.2±

1.20***##

165.7±

0.12***##

256.2± 0.64***##

259.8± 0.84***##

963.4±

1.19***

Концентрация цефтриаксона, мкг/мл

128.0    \

64.0     \

32.0     \

16.0     \

8.0      \

4.0      \

2.0

Цефтриаксон

Количество колоний

0

0

0

3.4 ±

0.01***

4.0 ±

0.06***

12.1±

0.18***

31.1±

0.24***

Контроль

1434 ± 3.89

Примечание: *** – p<0.001; ** – p<0.01; * – p<0.05 относительно отрицательного контроля. Статистически значимые различия между экстрактом плодов моркови дикой и экстрактом плодов моркови посевной: ### – p<0.001; ## – p<0.01; # – p<0.05.

Экстракт плодов моркови дикой статистически достоверно (p<0.01) был более эффективным в средних концентрациях (от 67.6 мкг/мл до 4.0 мкг/мл), подавляя рост S. aureus MP 1989 активнее, чем экстракт плодов моркови посевной.

Однако при концентрации 2.0 мкг/мл наблюдалось резкое снижение антибактериальной активности экстракта плодов моркови дикой (963.0 ± 1.19 колоний) по сравнению с экстрактом моркови посевной (718.0 ± 1.15 колоний).

Цефтриаксон, использованный в качестве контрольного антибиотика, продемонстрировал высокую антибактериальную активность против S. aureus MP 1989, полностью подавляя рост бактерий в концентрациях от 32.0 до 128.0 мкг/мл.

Экстракты моркови оказали дозозависимое ингибирующее действие на рост E. faecalis : с понижением концентрации экстрактов отмечалось увеличение числа колоний.

Экстракты моркови дикой и посевной продемонстрировали сравнимую антибактериальную активность против E. faecalis, за исключением самой большой из исследованных концентраций 135.1 мкг/мл, где экстракт плодов моркови дикой был статистически достоверно (p<0.01) лучше экстракта из плодов моркови посевной.

Таблица 6

Количество колоний E. faecalis 26 на плотной питательной среде (Мюллера-Хинтона агар) [The number of E. faecalis 26 colonies grown on solid nutrient medium (Mueller-Hinton agar)]

Соединения

Концентрация экстракта, мкг/мл

135.1

67.6

33.77

16.88

8.44

4.22

2.11

Экстракт плодов моркови посевной

Количество колоний

132.2 ±

0.64 ***

157.0±

1.25 ***

334.2±

1.39 ***

429.0±

0.78 ***

484.3±

1.27 ***

629.2±

0.99 ***

818.8±

0.38 ***

Экстракт плодов моркови дикой

75.3±

1.18 ***##

233.4±

1.31 ***

471.6±

0.96 ***

468.8±

0.84 ***

572.0±

0.82 ***

718.1±

0.93 ***

768.5±

1.25 ***

Концентрация цефтриаксона, мкг/мл

Цефтриаксон

128.0    \

64.0     \

32.0     \

16.0     \

8.0       \

4.0      \

2.0

Количество колоний

0

0

34.4±

0.37 ***

60.2±

0.42 ***

62.1±

0.39 ***

169.4±

1.02 ***

196.6±

0.66 ***

Контроль

1850 ± 3.28

Примечание: *** – p<0.001; ** – p<0.01; * – p<0.05 относительно отрицательного контроля. Статистически значимые различия между экстрактом плодов моркови дикой и экстрактом плодов моркови посевной: ### – p<0.001; ## – p<0.01; # – p<0.05.

Максимальное подавление роста составило 96% для экстракта плодов моркови дикой и 92.8% – для экстракта плодов моркови посевной. Небольшие различия в числе колоний при одинаковых концентрациях могут быть обусловлены естественной вариабельностью экспериментальных условий. В отличие от экстрактов моркови, препарат сравнения цефтриаксон начинал подавлять рост E. faecalis только при более высоких концентрациях (64.0–128.0 мкг/мл). Это может указывать на пониженную чувствительность данного штамма E. faecalis к цефтриаксону.

Сравнение антимикробной активности экстрактов плодов моркови дикой и моркови посевной показало неоднозначные результаты. В целом, для большинства исследованных бактерий МПК и МБК экстрактов плодов дикой моркови были сопоставимы или незначительно выше, чем у экстрактов плодов моркови посевной. Однако в отдельных случаях наблюдались существенные различия. Таким образом, происхождение моркови (дикая или посевная) оказывает влияние на антимикробную активность её экстракта, но характер этого влияния не является однозначным и зависит от вида тестируемой бактерии.

В таблице 7 отражены данные, показывающие минимальную концентрацию, при которой подавляется рост 50 % колоний тестируемой культуры относительно контроля, а также концентрация, при которой подавляется как минимум 90 % колоний микроорганизмов на плотной питательной среде МХА.

Таблица 7

Минимальные подавляющие и минимальные бактерицидные концентрации экстрактов плодов моркови посевной и моркови дикой в отношении изученных клинических изолятов

[Minimum inhibitory and minimum bactericidal concentrations of cultivated and wild carrot fruit extracts against the studied clinical isolates]

Тест-культура S.pneumoniae UEV S. aureus MP 1989 Acinetobacter sp. 12/19 Escherichia coli 83 E. faecalis spp. экстракт плодов моркови посевной, мкг/мл
МПК50-55 мкг/мл - 2.0 ± 1.0 16.0 ± 1.25 2.0 ± 0.13 2.0± 0.23 МБК90-100 мкг/мл 8.0 ±1.11 67.0 ± 0.67 - 135.0 ± 1.14 67.0 ± 1.90 экстракт плодов моркови дикой, мкг/мл

МПК 50-55 мкг/мл

-

-

2.0 ± 0.67

2.0 ± 0.98

2.0 ± 0.12

МБК 90-100 мкг/мл

33.0 ±0,75

33.0 ± 0.60

-

135.0 ± 1.85

67.0 ± 1.89

Заключение

Настоящее исследование было направлено на оценку in vitro антимикробной активности этанольных экстрактов из плодов моркови дикой (Daucus carota subsp. carota) и моркови посевной (Daucus carota subsp. sativus) в отношении ряда клинически значимых бактериальных штаммов. Полученные результаты продемонстрировали выраженную антимикробную активность обоих экстрактов против всех протестированных бактерий, что подтверждает наличие биоактивных соединений в составе моркови, обладающих антибактериальным потенциалом [Орловская, 2011; Newman, Cragg, 2020]. В целом экстракт из плодов моркови дикой показал несколько более высокую антимикробную активность по сравнению с экстрактом из моркови посевной, особенно в отношении Acinetobacter sp. 12/19 и S. aureus MP1989. Этот факт может быть связан с различиями в фитохимическом составе экстрактов, как предполагают Rokbeni и др. [2013], поскольку содержание биологически активных веществ в дикорастущих и культивируемых растениях может отличаться. Данное наблюдение подчеркивает важность изучения разнообразия растительного сырья для поиска новых антимикробных средств.

Оба экстракта проявили бактериостатическое действие в отношении всех исследованных штаммов, что подтверждается анализом МПК 50 (минимальная подавляющая концентрация) и МБК (минимальная бактерицидная концентрация). Заметна тенденция к более высокой чувствительности грамположитель-ных бактерий ( S. aureus MP1989 и E. faecalis 26) к действию экстрактов, что может быть связано с особенностями строения их клеточной стенки. Интересно отметить, что Acinetobacter sp.12/19 показал наименьшую чувствительность к исследуемым экстрактам, несмотря на их выраженную активность, полученную in vitro . Возможно, механизмы резистентности этого вида бактерий, часто встречающиеся в клинической практике, могут нивелировать действие экстрактов в более сложных биологических условиях [Hiltunen et al., 2017]. E. coli 83 показала сопоставимую чувствительность к обоим экстрактам, а S. pneumoniae UEV также продемонстрировал аналогичный уровень подавления роста при всех исследованных концентрациях.

В качестве референсного препарата был использован цефтриаксон, который, как и ожидалось, показал высокую антимикробную активность, особенно в отношении E. coli и S. pneumoniae . Однако интересно отметить, что оба экстракта в определенных концентрациях также демонстрировали выраженную антибактериальную активность в отношении этих микроорганизмов. При этом экстракты показали бактериостатический эффект, в то время как цефтриаксон как антибиотик широкого спектра действия оказывал и бактерицидный эффект. Это подчеркивает потенциал растительных экстрактов как источника антимикробных веществ, а их бактериостатическая активность является важным механизмом, снижающим бактериальную нагрузку [Cowan, 1999].

Значения МПК 50 и МБК 90-100 продемонстрировали вариабельность в зависимости от типа бактерий, хотя в целом значения были сопоставимы для обоих экстрактов. Стоит отметить, что МБК для обоих экстрактов была определена на уровне 135 мкг/мл, что указывает на то, что бактериостатический эффект является основным механизмом воздействия экстрактов на микроорганизмы.

Полученные данные о выраженной антимикробной активности экстрактов из плодов моркови дикой и посевной, позволяют заключить, что они представляют интерес как потенциальные источники для разработки новых антимикробных средств. Результаты также подчеркивают перспективность дальнейшего изучения фитохимического состава экстрактов, а также механизмов их действия на клеточном и молекулярном уровнях [Harvey, 2008; Wagner, Ulrich-Merzenich, 2009].

Данное исследование показало, что экстракты из плодов моркови дикой и посевной обладают выраженной in vitro антимикробной активностью, особенно в отношении грамположительных бактерий. Экстракт из плодов моркови дикой показал несколько более высокую антимикробную активность. Перспективным направлением дальнейших исследований является углубленное изучение фитохимического состава экстрактов и механизмов их действия, а также оценка их потенциала для разработки новых антимикробных средств на основе натурального сырья.