白蔹抗菌活性的研究[文献综述]

毕业论文文献综述

生物工程

白蔹抗菌活性的研究

1 前言

微生物耐药性已成为全球关注的严峻问题,由多重耐药菌和许多新的病原微生物引起

的感染对人类健康造成极大威胁。随着抗微生物药物的广泛应用,医院感染性微生物耐药性问题日趋严重,细菌感染在临床上也有逐年上升趋势[1]。微生物的耐药性产生速度,远远大于抗生素研制速度。与此同时,中草药具有清热解毒、滋补、抗菌等作用, 且毒副作用小、耐药性小, 也开始得到人们的关注。

白蔹为葡萄科植物自蔹 Ampelopsis japonica(Thunb)akino的干燥块根 ,又名白根 ,

五爪藤 ,山地瓜。始载于《神农本草经》 ,性微寒,味苦,具有清热解毒、生肌止痛之功效。用于痈肿疮疡、瘰疬、烫伤、扭挫伤;外用于痈、疖、蜂窝组织炎、淋巴结炎等。白蔹入药历史悠久,早在《名医别录》中已有记载 ,是历代医家治疗疔痈的重要药物[2]。

临床报道白蔹用于治疗化脓性皮肤感染、细菌性痢疾等疾病,疗效显著[3]。现代研究表明,白蔹含有大黄素甲醚、大黄酚、大黄素、富马酸、没食子酸等多种抗细菌和抗真菌成分,与其临床应用相一致[4]。

2 植物提取物的抑菌活性

人类自从古代就记载了许多具有杀虫或控制害虫、抗菌或杀菌作用的植物, 如中国、印度等东南亚以及一些非洲国家的劳动人民积累了许多利用植物杀虫防病的经验。几个世纪前, 我国人民就已知道植物中含有抗菌物质, 在许多实例中,这些化合物能以天然的抗性或防御体系来抵抗微生物或其他病害。某些化合物具有特殊味道或气味, 已经在香料工业中使用, 使用药草和香料作为调味品或食品防腐剂, 许多文献已报道了它们的特性及活性成分[5~6]。

不同的抗菌、杀菌植物, 其有效成分分布在植物根、茎、叶、花、果、种子等不同部位, 如厚扑存在于叶中、苦瓜存在于果实中等。同种植物不同部位活性成分的含量亦存在差异, 黄梁绮龄等对香港地区四种红树植物的根、茎分别用95%乙醇浸取, 其浸取物对三种植物病菌抑制活性存在一定差异[7]。研究有效成分在植物中分布, 应针对具体的杀菌、抗菌植物, 分成根、茎、叶、花、果实等部分, 采用生物测定法来分析活性成分在植株中的部位, 只有

研究清楚有效成分在植物中的分布, 才能有的放矢地对其开发利用。

2.1 植物提取物的体外抑菌作用机制

目前，植物提取物添加剂的抗菌作用机制仍没有彻底明了。由于植物提取物所用的植物种类繁多，其活性成分也很多，因此，植物提取物添加剂抗菌机制可能有多种机制。这些作用机制包括:

(1)干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁的重要组分为肽聚糖 ,抗菌剂对细胞壁的干扰作用 ,主要是抑制多糖链与四肽交联的连结 ,从而使细胞壁失去完整性和对渗透压的保护作用 ,损害菌体而死亡。

(2)可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞生命活动的重要结构部分 ,因此当细胞膜受损伤、破坏时 ,将导致细菌死亡。

(3)抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成需要活化的氨基酸 ,且在各种酶参与下在核糖体上完成。抑制、阻碍和改变其中任何一组结构或其合成环节之一 ,都能导致蛋白质合成过程变更、停止 ,使细菌死亡。

(4)干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制 ,包括 DNA、 RNA的合成以及按DNA 模板转录 mRNA等。

2.2 抗菌性能及其检测

抗菌性是衡量抗菌剂性能的重要指标 ,科学的测试评价方法是客观反映抗菌性测定结果的关键。应根据抗菌剂的亲(疏)水性、所用抗菌剂的溶出性及其外在形态使用相应的测试方法。在抗菌剂应用中,抗菌性能是材料和制品的特殊功能 ,要求高效、广谱、长效、安全、耐热耐光 ,在相关环境中适用。抗菌性能的检测属微生物试验范围。

2.3 中草药提取物抗菌优势

抗菌药物是现代医疗中不可缺少的一大类药品，临床应用十分广泛。但是，目前在应用这类药物时存在着许多问题，如毒副反应、变态反应、细菌耐药性的产生等，尤其是细菌耐药性的迅速上升，使得由这类病菌所致的严重感染没有有效的药物可供选用，对人类健康造成极大的威胁。由于中草药的特殊性，细菌较少对中草药产生耐药。因此，研究和开发抗菌中药对解决耐药菌株的产生和抗生素短缺问题具有重要意义[8]近年来，从天然资源中寻找新的抗菌活性的药物成为目前研究中的一个热点。

2.4 抗菌检测——MTT法

MTT法又称MTT比色法，是一种检测细胞存活和生长的方法。其检测原理为活细胞中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒（Formazan）并沉积在细胞

中，而死细胞无此功能。二甲基亚砜（DMSO）能溶解细胞中的甲瓒，用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值，可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内，MTT结晶形成的量与细胞数成正比。该方法已广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。它的特点是灵敏度高、经济。[9]

2.5植物抗菌活性的展望

植物中的化学成分有数十种甚至数百种化合物, 但其中具有抗菌、杀菌活性成分可能只有一种或几种, 为了开发利用植物杀菌、抗菌活性资源, 并从中获得有效成分, 鉴定结构, 直至产业化应用, 今后需要在以下几个方面进行更深入的研究:

（1）加强杀菌、抗菌植物资源的调查研究。通过历年大规模药用植物调查, 我国药用植物的种数为8 000 种左右, 而作过抗菌、杀菌活性研究的植物仅仅涉及菊科、唇形科等十多个科植物, 尤其在一些偏远地区、山区中可能存在着较多与自然界协同进化的抗菌、杀菌植物资源。另外, 一些具有杀虫活性的植物资源也可以进行抗菌、杀菌活性方面研究。植物中具有抗菌、杀菌活性物质主要是香精油类即酯、醛、酮、酚和萜烯等。植物作为天然的化合物宝库, 其中的氨基酸、生物碱也可能具有抗菌、杀菌活性, 值得作为研究对象。

（2）建立快速、准确的活性物质筛选方法。杀菌、抗菌活性物质筛选方法正确与否对发现新的化合物具有重要作用,在天然产物农药研究过程中, 常规的筛选方法难以对微量的分离物进行抗菌活性跟踪; 另外, 在对化合物进行抗菌活性测定时, 目前应用较多的是离体活性筛选, 这种方法有可能导致一些活性物质的漏筛。而植株筛选法通常是决定该化合物是否具有实际应用价值的有效方法, 在活性物质筛选中值得重视。由于天然产物研究本身没有固定的方法论, 所以需要根据每个研究对象的特点, 采用灵活的研究方法, 如科学合理的提取分离体系和检测方法, 同时要加强与生物学科、化学学科之间的交叉与合作, 这样才能推动植物源杀菌剂研究的深入发展。

(3) 植物源杀菌剂的产业化技术研究与应用。现今登记的植物源农药几乎都是杀虫剂, 而杀菌剂产品却甚少, 可见植物源杀菌剂的产业化还相当薄弱。为此, 第一, 要加快实验室的提取分离技术工厂化的步伐, 例如在实验室中采用超临界萃取技术提取活性成分; 第二, 可以利用生物技术如组织培养技术、细胞培养技术, 对植物资源进行快速繁殖, 满足工厂化对原材料的需求; 第三, 以实验室分离到的活性物质为先导化合物, 合成一系列的结构相似的化合物进行活性物质的结构优化, 获得高活性的化合物, 最后工厂化生产。