Ephrem Abiy 1 * și Asefaw Berhe 2

allium

1 Departamentul de sănătate al zonei Wag Himra, Sekota, Etiopia

2 Departamentul de Biologie Aplicată, Colegiul de Științe ale Naturii, Universitatea Hawassa, Hawassa, Etiopia

* Autor corespondent: Ephrem Abiy
Departamentul de sănătate al zonei Wag Himra
Sekota, Etiopia
Tel: +251913020914
E-mail: [e-mail protejat]

Data primirii: 10 octombrie 2016; Data acceptată: 11 noiembrie 2016; Data publicării: 14 noiembrie 2016

Citare: Abiy E, Berhe A. Efect anti-bacterian al usturoiului (Allium sativum) împotriva izolatelor clinice ale Staphylococcus aureus și Escherichia coli de la pacienții care participă la spitalul de referință Hawassa, Etiopia. J Infec Dis Treat. 2016, 2: 2. doi: 10.21767/2472-1093.100023

Abstract

Introducere: Apariția rezistenței la medicamente la meticilină este evidentă și o provocare globală. Căutarea de antibiotice alternative, noi, naturale, pe bază de plante, rentabile și toxice este sarcina actualizată pentru sănătatea globală. Obiectiv: Acest studiu a fost realizat pentru a evalua efectul anti-bacterian al usturoiului împotriva izolatelor clinice și standard ale S. aureus și E. coli de la pacienții care participă la Universitatea Hawassa. Metodologie: Activitatea antibacteriană a extractului brut de usturoi a fost investigată împotriva izolatelor clinice și standard ale S. aureus și E. coli printr-un Agar atât de diluare, cât și tehnici de perforare a plută. Procesul a fost făcut în trei exemplare. Rezultate și concluzii: Rezultatele au arătat că S. aureus standard și E. coli au fost complet inhibate de 10 mg/ml și respectiv 15 mg/ml de mediu agar și izolatele lor clinice au fost complet inhibate de 25 mg/ml, indicând faptul că izolatele standard sunt cele mai sensibile și izolatele clinice sunt cel mai puțin sensibile. Usturoiul ar putea fi folosit ca agent antibacterian eficient pentru aceste microorganisme patogene.

Cuvinte cheie

Staphylococcus aureus; Escherichia coli; Usturoi

Abrevieri

E. coli: Escherichia coli; EPHI: Institutul de Sănătate Publică din Etiopia; EHNRI: Ethiopian Health and Nutrition Research Institute; Laborator: Laborator; MRSA: Staphylococcus aureus rezistent la meticilină; MSA: Agar de sare de manitol; Stafilococ: Stafilococ.

Introducere

Utilizarea plantelor superioare și a preparatelor din acestea pentru tratarea infecțiilor este o practică veche. Interesele pentru plantele cu proprietăți antimicrobiene au devenit din nou folosite datorită apariției tulpinilor de rezistență împotriva antimicrobienilor precum penicilina [1].

Usturoiul (Nech-shinkurt în amharică/Denumire locală) (Allium sativum L.) se află sub familia Liliacea. Este o plantă anuală erectă, cu rădăcini adventive superficiale, bulbii compuși dintr-un disc ca tulpina [2]. Are o lungă tradiție ca plantă medicinală, a început cu o direcție de pregătire a unui remediu medicinal scris cu caracter cuneiform în aproximativ 3000 î.Hr. Investigațiile științifice ale diferitelor preparate de usturoi au început în 1939 [3].

Există o serie de studii efectuate pentru a evalua valoarea remediilor pe bază de plante, inclusiv preparatele de usturoi pentru tratamentul bolilor [1,2,4].

Studii recente efectuate în Etiopia au indicat faptul că usturoiul a fost utilizat în mod obișnuit în medicina tradițională etiopiană pentru boli infecțioase precum tuberculoza, infecții cu transmitere sexuală, răni etc. În plus, numeroasele sale aplicații culinare [1,5].

Efectul antibacterian al usturoiului (Allium sativum) și al altor specii de Allium a fost atribuit S. aureus și E. coli [2].

Acest studiu a confirmat că extractul apos de usturoi a avut efect antibacterian împotriva izolatelor clinice de S. aureus și E. coli.

Revizuire de literatura

Usturoiul ca antibiotic

Usturoiul este un agent antibacterian care poate inhiba de fapt creșterea agenților infecțioși și, în același timp, poate proteja organismul de agenții patogeni. Se știe că cea mai sensibilă bacterie la usturoi este Bacillus anthracis mortal care provoacă bolile antraxului.

Chiar și strămoșul medicinii antibiotice Louis Pasture a recunoscut că usturoiul este un antibiotic eficient. Câțiva ani mai târziu, sa demonstrat că usturoiul are un efect/activitate similar cu penicilina. Studiile ulterioare ar trebui să aibă activitate similară cu antibioticul modern, inclusiv cloramfenicolul. Chiar și sângele consumatorilor de usturoi poate ucide bacteriile și se mai raportează că vaporii din usturoiul proaspăt tăiat pot ucide bacteriile la o distanță de 20 cm! Cealaltă, boala obișnuită și aparent tuberculoza a fost tratată cu usturoi cu foarte mare succes, deoarece invadarea Mycobacterium tuberculosis este sensibilă la mai multe dintre componentele de sulf găsite în usturoi [6,7].

Alicină

Alicina este componenta antibacteriană care se găsește în usturoi. Un mecanism molecular poate sta la baza unora dintre efectele terapeutice ale usturoiului. Cercetătorii au putut studia cum funcționează usturoiul la nivel molecular folosind alicina, principala componentă biologică activă a usturoiului [7]. Alicina creată atunci când cățelele de usturoi sunt zdrobite, protejează planta de paraziți și ciuperci din sol și este, de asemenea, responsabilă pentru mirosul usturoi al usturoiului.

Este o armă naturală împotriva infecției care dezactivează dizenteria care provoacă amoebiază prin blocarea a două grupuri de enzime, cisteina proteinaze și alcool dehidrogenaze. Enzimele cisteine ​​proteinaze sunt principalii vinovați ai infecției, oferind organismelor infecțioase mijloacele de deteriorare și invadare a țesuturilor. Enzimele alcoolului dehidrogenază joacă un rol major în supraviețuirea și metabolismul acestor organisme dăunătoare. Datorită acestor grupuri de enzime se găsesc într-o mare varietate de organisme infecțioase precum bacterii, ciuperci și viruși. Această cercetare oferă baze științifice pentru noțiunea că alicina este un antimicrobian cu spectru larg, capabil să protejeze diferite tipuri de infecții.

Este probabil ca bacteriile să dezvolte rezistență la alicină, deoarece acest lucru ar necesita modificarea enzimelor care fac posibilă activitatea lor. Oamenii de știință au descoperit că alicina blochează enzimele reacționând cu una dintre componentele lor importante cunoscute sub numele de grupări autohidil (SH) sau tioli descoperirea are implicații importante, deoarece grupurile sulfhidril sunt, de asemenea, o componentă crucială a unor enzime care participă la sinteza colesterolului „Usturoiul scade nivelul colesterolului dăunător” [7-14].

Analiza organismului testat

Staphylococcus aureus este un agent patogen foarte important care cauzează o varietate de boli, inclusiv infecții ale pielii. Boală gastro-intestinală (* stafilococ) * intoxicație alimentară, sindrom de șoc toxic și infecții nosocomiale dobândite în timpul spitalizării.

Staphylococcus aureus este izolat pe agar de sare de manitol, care este un mediu bogat în sare (75% NaCI) și conține manitol ca sursă de carbon și energie. S. aureus fermentează manitolul și provoacă îngălbenirea mediului.

Escherichia coli este o bacterie care există în mod natural ca parte a intestinului normal al oamenilor sănătoși și al mamiferelor. Provoacă boli enterice. Cu toate acestea, există relativ puține tulpini ale acestor tulpini ale acestui organism, care sunt patogene pentru om și sunt asociate cu boli legate de alimente [10].

Apariția tulpinilor de S. aureus rezistente la meticilină (MRSA)

Există o problemă medicală în creștere din cauza frecvenței tot mai mari a infecțiilor cauzate de stafilococi rezistenți la penicilină. Tulpinile de S. aureus producătoare de B-lactamază, care sunt rezistente la penicilină, au apărut pentru prima dată la specimenele clinice la începutul anilor 1950. Curând după aceea, rezistența multiplă la antibiotice a fost detectată în izolatele chimice de S. aureus; Aceste tulpini au fost rezistente la antibiotice macrolide, amino glicozide și tetraciclină.

Plasmidele și transpozonii sunt în mod clar importante în conferirea și transferarea rezistenței la antibiotice între bacterii.

Deși plasmidele și transpozonii sunt cu siguranță implicați, mecanismele evolutive care stau la baza acestui fenomen nu au fost încă explicate. Una dintre aceste consecințe este apariția tulpinilor de S. aureus din spitale de epidemie, care sunt rezistente la practic toate antibioticele utile, inclusiv meticilina și vancomicina. Aceste tulpini sunt în prezent o cauză semnificativă a infecțiilor nosocomiale (dobândite de spital) în părți ale lumii [11].

Clearance etic

Autorizația etică a fost obținută de la consiliul de etică al Universității Debub și scrisoarea de sprijin a fost livrată Institutului de Sănătate Publică din Etiopia și Spitalului de Referință Hawassa.

Materiale și metode

Materiale vegetale

Soluția de usturoi a fost obținută nu din întreaga parte a plantei, ci mai degrabă pe bulbi. Bulbul de usturoi a fost curățat, cântărit și apoi ligat cu pistil adăugând în același timp o cantitate mică de H2O. Extractele s-au lăsat apoi să înghețe la -18 ° C (congelare) astfel încât să se concentreze substanța chimică (alicină). Apoi, după congelare, filtratul a fost introdus în liofilizator până la o pulbere amorfă ponderată și apoi diluat cu apă distilată și utilizat pentru experiment [12].

Organismul testat

Două organisme testate (S. aureus și E. coli) care au fost izolate clinic de pacienți au fost colectate de la Spitalul de Referință Awasssa.

Două culturi pure standard au fost colectate de la EHNRI (Ethiopian Health and Nutrition Research Institute). Atât clinic cât și standard au fost subcultivați în bulion de nutrienți ulterior și medii definite în care au favorizat, adică, agar de sare manitol (MSA) pentru S. aureus și Mackonkey pentru E. coli au fost preparate pe oblică și pe cutii Petri [10].

Inoculul

Cultivarea organismelor testate a fost menținută pe ambele substanțe nutritive. Pe scurt, patru până la șase colonii au fost culese cu o buclă de inoculare și suspendate în 5 ml de bulion și incubate la 37 ° C timp de 24 de ore. Turbiditatea culturii de bulion a fost apoi echilibrată pentru a se potrivi cu cea a 0,5 standarde Macfarlands. Aceasta asigură organisme cuprinse între 1 × 10 6 și 5 × 10 8 cfu/mol, care este patogen, cel utilizat pentru test [12].

Test de activitate antibacteriană

Testul de activitate antibacteriană a extractului brut de usturoi împotriva izolatelor standard și clinice a fost efectuat prin metoda Agardiffusion [13].

Metoda de difuzie a agarului

Agar topit se va amesteca cu concentrații diferite ale probelor testate la stare topită 45-50 ° C și amestecat aseptic cu diferite cantități de extracte de usturoi la o concentrație de 0,25 ml, 0,5 ml, 0,75 ml și 1,5 ml, care este echivalent cu 5 mg/ml, 10 mg/ml, 15 mg/ml și 25 mg/ml de mediu. Apoi, mass-media pregătită a fost lăsată să se solidifice. O placă de agar separată fără probă sau medicamente a fost, de asemenea, pregătită pentru a asigura o creștere adecvată a organismelor. (În același timp cu controlul) Au fost testate, de asemenea, două medicamente standard ca control pozitiv împotriva acestor microorganisme. Acestea au fost cloramfenicol 0,30 mg și penicilină 0,30 mg. Controlul negativ utilizat în sondă de plută, precum și solventul, adică apa distilată.

Efectul antibacterian a fost determinat prin compararea vizuală directă a creșterii culturilor testate. Toate testele au fost efectuate în trei exemplare și rezultatele au fost raportate ca medii ale acestor replicări.

Metoda Cork Borker

În această metodă, 0,2 ml de extract de usturoi au fost amestecate cu 20 ml de agar nutritiv steril folosind un mixer (vortex) și apoi turnat în cutii Petri sterile. După congelare, agarul însămânțat a fost perforat cu un orificiu steril (gaura din spate cu diametrul pipetei de 10 ml = 9 mm) în poziții egal distanțate pentru a face patru găuri. Patru găuri au fost umplute cu 0,1 ml de soluție de probă de testare, în timp ce al cincilea cu antibiotice standard (cloramfenicol + apă distilată) per gaură. Plăcile au fost apoi lăsate la temperatura camerei timp de 2 ore (pentru a favoriza difuzia asupra creșterii microbiene) și incubate într-un incubator la 37 ° C timp de 24 de ore. Așa cum s-a menționat anterior, fiecare probă a fost realizată în trei exemplare.

Activitatea antibacteriană a fost evaluată prin măsurarea diametrului zonei de inhibiție folosind rigla (mediul din ambele metode a fost pregătit conform instrucțiunilor pe care producătorul le comandă (scrise în balon că pentru câte gm de pulbere cât bani ml apă distilată E deajuns).

Rezultate

Rezultatele susceptibilității organismelor de testat față de extractele de usturoi care sunt enunțate mai jos în Tabelele 1a și 1b. masa 2 a arătat că ambele izolate clinice de S. aureus și E. coli au fost sensibile la concentrația de 15 mg/ml (0,75 ml/20 ml de mediu agar), care este de aproximativ 80%, dar aproximativ 10% din organisme nu au fost sensibile pentru concentrații, adică pentru 0,25 ml în mediu.

Izolează microorganisme Concentrația de usturoi/20 ml 0,25 ml 0,5 ml 0,75 ml 1,5 ml
Clinic S. aureus - + + +
E coli - - + +
Standard S. aureus + + + +
E coli + + + +

Tabelul 1a: Rezultatul activității antibacteriene a extractului apos de usturoi prin metoda de difuzie a agarului.

Tipul antibioticului Concentrație Dimensiunea zonei libere Prezența sau absența organismelor
S. aureus E coli
Usturoi 5 mg/ml Mic - -
10 mg/ml Mic + -
15 mg/ml Mediu + +
25 mg/ml Mare + +
Tetraciclină 30 mg/ml Foarte mic - +
Cloramfenicol 10 mg/ml Mare + +
Penicilină 30 mg/ml Mediu - +

Tabelul 1b: Rezultatul activității antibacteriene a extractului de usturoi comparativ cu medicamentele standard împotriva organismelor testate prin difuzie de agar + indică inhibiție-indică creșterea.

În plus, s-au observat zone limpezi mai mari la concentrații mai mari împotriva ambelor microorganisme. Comparativ, extractele de usturoi au inhibat creșterea bacteriană decât Tetraciclină și Penicilină.

Discuţie

Rezultatul a arătat că atât izolatele clinice, cât și cele standard de S. aureus și E. coli au fost extrem de sensibile la concentrațiile de 0,75 ml/20 ml de mediu agar în utilizarea metodei de difuzie și a sondelor de plută. Mai mult, spre deosebire de izolatele clinice de S. aureus, izolatul clinic de E. coli a fost puțin rezistent/nu sensibil/la o concentrație de 0,5 ml/28 ml de mediu. Acest lucru ar putea fi legat de permeabilitatea naturii E. coli, ceea ce înseamnă că 20% din membrana E. coli este formată din lipide, în timp ce cea a S. aureus este formată doar din 2% lipide [2]. Prin urmare, extractul de usturoi a fost mai important pentru prevenirea S. aureus rezistent, care devine în prezent o provocare în dezvoltarea rezistenței la multe medicamente disponibile comercial, cum ar fi penicilina.

În acest studiu am observat că, pe măsură ce concentrația de extract de usturoi crește, am văzut o eficiență crescută și, prin urmare, inhibarea și creșterea bacteriilor testate au fost diminuate. Așa cum se observă din tabelele de mai sus, zone clare mai mari la concentrații mai mari și zone clare mai mici la concentrații mai mici. Aceasta implică faptul că usturoiul are atât efect bacteriostatic, cât și efect bactericid.

Concluzie

Pe baza rezultatelor acestui studiu, care a arătat că usturoiul creează zone clare mari decât antibioticele disponibile în prezent, utilizate în studiu Usturoiul ar putea fi utilizat ca agent antibacterian eficient în Etiopia, unde se știe că S. aureus este rezistent.

Ar putea fi realizat sub formă de tabletă în cele mai bune concentrații și dozaje accesibile, astfel încât să poată fi utilizat ca medicament pentru aceste două enteropatii gastrointestinale patogene. În era acelor bacterii rezistente la medicamente, trebuie să ne concentrăm pe medicamentele alternative care au o istorie lungă pentru a evita astfel de boli emergente și care ar putea fi ușor disponibile și accesibile.

Recomandări

Se poate folosi usturoiul ca membru al dietei zilnice pentru o sănătate mai bună, în special usturoiul proaspăt. Această cercetare poate fi utilizată ca bază pentru a identifica bine concentrația efectivă minimă de inhibare a alicinei.

Consimțământul publicării

Interese concurente

Autorii declară că nu au interese concurente.

EA și AB au conceput metodologiile de studiu, EA a efectuat investigația și AB a editat manuscrisul. Toți autorii au aprobat manuscrisul.

Disponibilitatea datelor și a materialelor

Materialele utilizate pentru studiu au fost depozitate în Universitatea Hawassa, Departamentul de Laborator de Biologie. Dar fișierele sunt prezentate pe deplin în acest manuscris.

Mulțumiri

În primul rând, aș dori să-i mulțumesc Dumnezeului meu care mi-a dat puterea și răbdarea să fac cercetarea. Apoi, aș dori să apreciez membrul personalului Institutului de cercetare în sănătate și nutriție din Etiopia/EHNRI/în special al șefilor laboratorului de cercetare a medicamentelor Dr. Asfaw Debela, Dr. Dawit Dikasso și W/O Hirut Lemma pentru contribuțiile lor valoroase pentru a efectua cercetarea la EHNRI. În continuare, aș dori să mulțumesc consilierului meu Ato Asefaw Berhe, care a facilitat modalități de a lucra la acest proiect și mi-a împărtășit idei importante pentru cercetare. Nu în ultimul rând, îmi place să mulțumesc membrilor personalului departamentului de laborator al spitalului de referință Hawassa și al departamentului de laborator al EHNRI pentru asistență în timp ce pregăteam culturi și colectarea de izolate standard și clinice ale microorganismelor de studiu.