茶树精油的抗菌活性和作用机制你了解吗

1.茶树精油的抗菌活性

茶树精油具有良好的抗菌活性,澳大利亚新南威尔州北部Bundjalung原住民将茶树叶子打碎,吸入其碎叶以治疗感冒和咳嗽,或者将碎叶撒在伤口上,敷在伤口表面。Penfold最早测定了茶树精油及其主要成分的抑菌活性并和苯酚的抑菌活性做了对比。茶树精油对一些常见细菌的最小抑菌浓度(MIC)及最小杀菌浓度(MBC)如表2所示。数据表明茶树精油对大多数细菌的MIC值在0  %以下,并且多数细菌的MIC值与MBC值相当,这说明茶树精油对大多数细菌起杀菌作用,但对于部分细菌在低浓度情况下只起抑菌作用。

近年来,随着细菌耐药性日趋严重,植物精油由于其独抗菌谱广、毒副作用小而进入了研究人员的视野,Walsh首先提出茶树精油具有杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的潜力,和化学药物相比,茶树精油的成分更为复杂;Carson通过实验证明了茶树精油及其主要成分松油烯-4-醇不会影响细菌的耐药性以及不会使细菌产生新的耐药性,在延缓抗生素耐药性的发展具有良好的应用前景。同时,茶树精油作为一种广谱、低毒、性能优异并具有一定芳香气味的抗菌剂,对于控制医院获得性感染和在家庭卫生消毒中具有很好的应用前景。

 2.茶树精油的抗菌作用机制

从茶树精油大部分成分的亲脂性中可以推测出茶树精油的抗菌机理可能是破坏细胞膜的生物功能,而Cox等的茶树精油可以渗透脂质体系统的数据也支持这个观点。目前大多数研究也都集中在茶树精油对细菌细胞膜的影响上,具体表现为在形态学上,细菌细胞膜以及生物膜被破坏,在功能上表现为钾离子外流,碘化丙啶(PI)摄入增加,培养液中可溶性蛋白含量增加,DNA、RNA以及其它大分子物质的渗出。Ce等发现暴露于茶树精油的单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌的细胞膜发生严重损伤,使用碘化丙啶染色后发现暴露于茶树精油的细菌的细胞膜损伤可以达到95%以上,同时钾离子的外流增加也抑制了细菌的呼吸作用,进一步促进了细菌的死亡。扫描电镜拍照也观察到了大肠杆菌菌体的溶解与对细胞表面电子致密物质的破坏。以上结果均证明了茶树精油通过破坏细菌膜的结构和功能完整性导致细菌的死亡。

细菌生物被膜(BF)是一种自我合成、表面附着的细胞群可以显著增强细菌对抗生素的耐药性并促进其逃脱机体免疫。茶树精油可以有效破坏金黄色葡萄球菌等细菌的生物膜,通过激光共聚焦显微镜可清晰观察到所引起的生物膜损伤。松油烯-4-醇处理后的金黄色葡萄球菌也可发生类似的生物膜损伤现象。多糖胞间粘附素(PIA)是细菌形成生物膜的关键物质之一,相关研究指出,金黄色葡萄球菌经茶树精油处理后,SarA和icaADBC基因均显著下调,SarA基因可以促进icaADBC基因的表达,进一步促进PIA的形成;同时,与丝氨酸和苏氨酸代谢途径相关的  个基因的表达也显著上调,丝氨酸与苏氨酸的代谢可以产生更多的纤溶蛋白,从而防止细菌粘附在表面,破坏生物膜基质的结构,导致细菌释放及死亡。以上研究表明茶树精油可以通过破坏细菌的生物膜起到杀菌作用。

茶树精油对细菌毒素也有一定的影响,Liu等发现茶树精油可以抑制李斯特杆菌的毒素,并进一步验证了茶树精油通过抑制李斯特杆菌溶血素O(LLO)的p60蛋白的分泌和相关基因Hly以及IAP的表达,并有效抑制李斯特菌刺激的巨噬细胞激活的NLRP3炎症途径蛋白的表达。

茶树精油可以通过多种方式抑制以及杀灭细菌,并对生物膜中和浮游的细菌均表现出良好的抑菌活性,可以有效地降低细菌耐药性的发展。目前对其作用机制的研究还不是特别透彻,尤其是茶树精油中各种单体的作用以及它们之间的相互作用仍需要进一步的深入研究。