Проекты

Сравнительный анализ антибактериальной активности ряда пряных растений (аира, куркумы и имбиря) и оценка перспектив их использования в медицине

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Лекарственные растения»

Направление работы: Фармакогнозия
Авторы работы: ГБОУ Романовская школа
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

В настоящее время предлагаются антибактериальные средства с широким спектром фармакологической активности, различными механизмами действия для профилактики и местного лечения воспалительных заболеваний полости рта. Однако серьёзную угрозу для здоровья и жизни человека представляет развитие устойчивости возбудителей опасных инфекций к антибиотикам, которая существенно повышается с каждым годом.

Многие лекарственные средства природного происхождения обладают антибактериальными свойствами разной степени выраженности и, в отличие от синтетических медикаментов, они редко вызывают выраженные побочные эффекты, например, аллергические реакции, что позволяет их использовать у лиц пожилого и детского возраста, особенно при длительном применении.

Актуальной задачей научных исследований является поиск новых источников лекарственного растительного сырья (ЛРС), сочетающего противовоспалительное, антиоксидантное и антибактериальное действие с целью дальнейшей разработки и длительного применения эффективных и безопасных средств, как для лечения, так и для профилактики инфекционно-воспалительных заболеваний полости рта.

В ряду многих пряных растений перспективными для рассмотрения в качестве официального вида сырья и использования в отечественной научной фармации выделяются аир, куркума и имбирь, обладающие антибактериальной активностью.

Цель

Провести фитохимический и антибактериальный анализ средств для лечения и профилактики инфекционно-воспалительных заболеваний полости рта на основе извлечений из корневищ имбиря, куркумы и аира.

Задачи

1. Провести анализ научной литературы о современном состоянии исследований корневищ аира, имбиря и куркумы.

2. Провести качественный анализ растительного сырья: корневищ аира, имбиря и куркумы с целью обнаружения основных биологически активных веществ (БАВ).

3. Определить антимикробную активность водных и спиртовых извлечений изучаемых растений методом диффузии в агар.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Автоклав

• Электроплита

• Термостат

• Весы электронные

• Спектрофотометр «Specord250 plus»

• Лабораторная посуда

• Химические реактивы тетраборат натрия (Na2B4O7) 0,1 моль/л, хлорид железа (III) (FeCl3) 0,2 моль/л, нитрат свинца (II) (Pb(NO3)2) 0,1 моль/л, гидроксид натрия (NaOH) 6 моль/л, сульфат алюминия (Al2(SO4)3 0,1 моль/л)

Описание

На первом этапе автором на основе научной литературы были изучены анатомо-диагностические, морфологические признаки, химический состав изучаемых растений, способы их применения в современной медицине.

Затем для приготовления экстрактов растений использовали 96% и 70% спирт, соотношение вещества и экстрагента 1:5, экстракцию проводили в течение 48–72 часов в тёмном месте. Затем экстракт отфильтровали для удаления крупных частиц. Готовые фитоэкстракты хранили в холодильнике при температуре +4 °С. Анализ водных и спиртовых извлечений проводился по следующим показателям: описание, pH водного извлечения, определение сухого остатка (по методикам, описанным в Государственной фармакопее РФ XIV издания). Для качественного определения биологически активных веществ использовали методы фитохимического анализа и следующие реактивы: тетраборат натрия, хлорид железа (III), гидроксид натрия, серная кислота, нитрат свинца (II) и сульфат алюминия; pН водно-спиртовых извлечений измеряли при помощи бумаги индикаторной универсальной производства НПО «Биолар».

На следующем этапе проводили исследование антибактериальных свойств in vitro методом диффузии в агар. Для этого в лунки с питательным (мясопептонным) агаром, засеянном тест-штаммами микроорганизмов, вносили спиртовые и водные экстракты растительных препаратов. Через сутки инкубации при температуре +37 °С измеряли диаметр зон задержки роста микроорганизмов в присутствии исследуемых веществ. В качестве тест-микроорганизмов использовали штаммы Escherichia coli M17 и Bacillus cereus 534, которые были выделены из пробиотиков «Колибактерин» и «Бактисубтил» соответственно.

Результаты

1. В результате проведённых качественных реакций в изучаемых растительных объектах обнаружили фенольные соединения – флавоноиды.

2. Интенсивность окраски качественных реакций для всех исследуемых образцов была значительно выше в водно-спиртовых извлечениях по сравнению с водными.

3. Спектрофотометрический анализ водного извлечения из корневища куркумы показал, что интенсивный максимум поглощения исследуемых растворов куркумы наблюдается на длине волны 275 нм, что соответствует наличию фенолкарбоновых кислот, также поглощение наблюдается на длине волн 350 нм и 425 нм, что является показателем наличия флавоноидов.

4. Для водно-спиртовых извлечений из корневищ аира максимум поглощения наблюдается на длине волны 280 нм, что также соответствует наличию фенолкарбоновых кислот.

5. Для водно-спиртовых извлечений из корневищ имбиря максимум поглощения наблюдается на длине волны 275±5 нм, что характерно для наличия фенолкарбоновых кислот.

6. Водные и спиртовые извлечения куркумы длинной, имбиря и аира обыкновенного показали разную степень антибактериальной активности в отношении тестовых микроорганизмов: E. сoli и B. cereus.

Bacillus cereus более чувствительна к действию и водных, и спиртовых экстрактов растений, чем Escherihia coli. Наименьшую антибактериальную эффективность показали водно-спиртовые извлечения аира. Одинаковые по диаметру зоны задержки роста бактерий у водных и спиртовых извлечений иcследуемых образцов (даже в разных концентрациях спирта этилового) показывают, что антибактериальной активностью обладают сами экстрагируемые вещества. Эта зависимость хорошо прослеживается у извлечений корневищ куркумы и имбиря.

Спиртовые извлечения

Выводы

1. На основании анализа данных литературы и проведённых исследований можно предложить использовать в качестве лекарственного растительного сырья для сбора, обладающего антибактериальным действием, корневища аира, куркумы и имбиря.
2. Чем больше масса сухого остатка, тем больше действующих веществ содержится в извлечениях.

3. Можно рекомендовать применять исследуемые образцы в виде гранул для приготовления напитка для профилактики и лечения инфекционно-воспалительных заболеваний полости рта.

Перспективы использования результатов работы

Исследуемые водно-спиртовые образцы корневищ аира, имбиря и куркумы могут быть использованы для разработки противовоспалительных и антисептических средств.

Сотрудничество с вузами при создании работы

1. ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский

Университет).

2. РТУ МИРЭА, детский технопарк «Альтаир».

Награды/достижения

1. II Городская Сеченовская конференция проектных и исследовательских работ школьников – победитель.

2. III Научно-практическая конференция проектных и исследовательских работ «Народная аптека в современном мире» – участник.