杜 麗,張吉星,漏德寶,李鳳前
(1.上海市第八人民醫(yī)院藥劑科,上海200235;2.上海市徐匯區(qū)大華醫(yī)院,上海200237)
[本文編輯]貢沁燕
病原生物能夠?qū)θ祟愒斐筛鞣矫娴奈:?,其中致病?xì)菌、致病真菌和寄生蟲都可能引起嚴(yán)重的感染性疾病,并在人與人、人與動物以及植物與植物之間傳播。為防治病害,使用化學(xué)藥物殺菌驅(qū)蟲效果較好、持效時間久,但是長期使用這些化學(xué)藥物會產(chǎn)生耐藥性以及造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,并造成人體不良反應(yīng),其毒性與積蓄現(xiàn)象始終令人擔(dān)憂。植物揮發(fā)油作為天然藥物成分,已逐漸用于抑制病蟲害領(lǐng)域,近年來人們對植物揮發(fā)油抗菌及驅(qū)蟲作用的研究顯著增多并取得一定進展,本文綜述該方面的研究概況,以期為揮發(fā)油在該領(lǐng)域的研究提供參考。
病原微生物嚴(yán)重危害人們的生活,細(xì)菌類病原微生物例如葡萄球菌除引起皮膚、軟組織感染外,也可導(dǎo)致病情嚴(yán)重和危及生命的敗血癥、心內(nèi)膜炎、腦膜炎和肺炎等;大腸桿菌能夠引起尿路感染、膽道感染、腹膜炎以及敗血癥等。真菌類病原微生物中的淺部真菌侵犯皮膚、毛發(fā)、指甲;而深部真菌則可侵犯全身臟器,嚴(yán)重者引起死亡;還有些真菌寄生于糧食、飼料、食品中,能產(chǎn)生毒素引起中毒性真菌病。植物揮發(fā)油不僅在醫(yī)學(xué)上具有抗菌活性,在防治重要農(nóng)業(yè)病害方面也能夠抑制病原微生物的生長繁殖[1]。以下將分別從抗菌及抗真菌兩方面分析植物揮發(fā)油對病原微生物的抑制和殺滅作用。
1.1 抗菌作用 從300g山核桃青果皮提取的揮發(fā)油成分對表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門菌、肺炎球菌、痢疾志賀菌5種人類致病菌有明顯抑制作用,其中對表皮葡萄球菌的作用最強,對痢疾志賀菌的作用較差,對上述5種細(xì)菌的抑菌率依次為83.3%、75.4%、70.2%、62.6%和41.1%[2]。采用最小抑菌濃度(MIC)法測得花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對傷寒沙門菌的MIC為0.55%(V/V),對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、福氏志賀菌3a型、乙型副傷寒沙門菌的MIC為0.6%(V/V),說明花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對此6種細(xì)菌有較好的抑制作用[3]。10~420g/ml栓果菊屬植物揮發(fā)油抑菌效果顯著,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、奇異變形桿菌、釀膿鏈球菌的 MIC 為0.09~0.69mg/ml[4]。牛至揮發(fā)油主要成分百里酚對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的 MIC為0.033%、0.025%。丁香揮發(fā)油主要成分丁香酚對這兩種細(xì)菌的MIC分別為0.050%、0.033%[5]。15mg/ml樟芝揮發(fā)油抑制沙門菌的效果明顯好于1000U/ml青霉素的抑菌效果,60mg/ml的抑菌效果與10 000U/ml青霉素相當(dāng)[6]。青皮揮發(fā)油對5種受試菌抑制強度依次為大腸桿菌<枯草芽孢桿菌、傷寒沙門菌<金黃色葡萄球菌<藤黃微球菌[7]。20%(V/V)路路通揮發(fā)油對枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑分別為14.3和8.9mm,相當(dāng)于1.0mg/ml青霉素鈉的84%和53%[8]。
1.2 抗真菌作用
1.2.1 對人體和動物真菌的抑制作用 花椒和珊瑚姜揮發(fā)油對紅色毛癬菌、紫色毛癬菌、白念珠菌、石膏樣小孢子菌、石膏樣毛癬菌、絮狀表皮癬菌6種常見真菌的 MIC 為0.3%~0.8%(V/V);其中0.7%濃度藥物對6種真菌抑制有效率為100%,0.6%濃度藥物抑制有效率為83.3%,0.3%濃度藥物抑制有效率為66.7%[3]。山蒼子油對念珠菌、毛癬菌、曲霉菌等10多種真菌均有很好的抑制和殺滅作用,是已知抗菌譜最廣且藥力強勁的天然植物之一[9]。香薷、百里香、小魚仙草、白花茵陳等植物中的主要化學(xué)成分為百里香酚和香荊芥酚,實驗證明這類主要成分對白念珠菌、曲霉菌、皮膚癬菌等真菌具有較強的抑制作用[10,11]。10g/ml漢藥魚腥草地下部分提取的揮發(fā)油對煙曲霉、白念珠菌和釀酒酵母菌3種真菌的 MIC為0.312~5.0mg/ml,效果優(yōu)于其地上部分提取的揮發(fā)油(MIC為0.312、10和>10mg/ml)[12]。
1.2.2 對植物真菌的抑制作用 八角茴香精油對棉花枯萎病菌的菌絲生長有明顯抑制作用,濃度>1.00μl/ml時,抑制率>93.3%,濃度<0.50μl/ml時,抑制率<30.0%,半數(shù)抑制濃度(IC50)為0.50~1.00μl/ml[13]。樟芝揮發(fā)油濃度<10mg/ml時,沒有明顯的抑制真菌作用;而當(dāng)其濃度>15mg/ml時,抑制5種病原真菌的作用由強到弱的順序為棉花枯萎病菌>葡萄黑豆病菌>番茄早疫病菌>蘋果腐爛病菌[10]。相同濃度的白花曼陀羅揮發(fā)油對5種植物病原菌的抑制作用大小順序為蘋果干腐病菌>草燕麥鐮孢霉>茄腐皮病鐮孢霉>棉花立枯病菌>煙草赤星病菌,并且隨著揮發(fā)油濃度的增加,抑制病原菌作用增強[14]。意大利傘松揮發(fā)油對包括鐮刀菌、絲核菌、雪霉葉枯病菌在內(nèi)的10種植物病原真菌均有明顯抑制作用[15]。薄荷油對甜瓜灰霉病菌、甜瓜枯萎病菌、西瓜炭疽病菌和柑橘黑腐病菌4種病原真菌有很強的抑菌效果,其中對柑橘黑腐病菌的抑制作用最強,IC50最?。?69.68mg/L)[16]。
媒介昆蟲能夠傳播各種傳染性疾病,危害非常嚴(yán)重。例如,中華按蚊主要傳播瘧疾,淡色庫蚊主要傳播班氏絲蟲病,白紋伊蚊主要傳播登革熱等。植物體寄生蟲小菜蛾取食葉肉,麥蚜傳播小麥黃矮病等。植物揮發(fā)油對這些危害人畜及農(nóng)作物的媒介昆蟲驅(qū)避殺滅作用良好,極具開發(fā)利用潛力。
2.1 對蚊蠅及人體寄生蟲的驅(qū)避作用 希臘本土6種刺柏屬植物揮發(fā)油對傳播西尼羅河病毒的尖音庫蚊有顯著的殺幼蟲活性,并且此種屬植物資源豐富,是很好的天然驅(qū)蟲劑來源[17]。小冠薰葉較黃果茄葉的揮發(fā)油對熱帶家蚊的驅(qū)避保護時間長,涂于人體表面進行驅(qū)蚊試驗均未發(fā)現(xiàn)皮疹和對皮膚的刺激反應(yīng)[18]。Zhu等[19]研究發(fā)現(xiàn),貓薄荷油的驅(qū)避效果顯著強于化學(xué)驅(qū)避劑避蚊胺,要獲得6h的保護時間,避蚊胺的濃度需468μg/cm2,而貓薄荷油的濃度只需23μg/cm2即可。白豆蔻、望春花和高良姜純揮發(fā)油驅(qū)避白紋伊蚊的有效保護時間分別為0.5~1.0h、1.0~1.5h和2.0~2.5h,具有用于研制驅(qū)蚊劑的潛力[20]。地中海地區(qū)的香薄荷屬植物對瘧原蟲D10和W2的IC50分別為17~26和9~11μg/ml。其中植物S.thymbraL.在開花前、開花期及開花后3個時期提取的揮發(fā)油,對岡比亞按蚊幼蟲的半數(shù)致死濃度(LC50)分別為(0.15±0.002)、(0.21±0.013)及(0.15±0.087)μg/ml,可作為抗瘧疾植物藥,具有廣闊的應(yīng)用前景[21]。此外,Kumar等[22]研究表明,甜桔揮發(fā)油熏蒸家蠅幼蟲24h和48h的LC50分別是0.071和0.053μl/ml,效果優(yōu)于接觸毒性實驗。
丁香、枳殼、細(xì)辛、桂皮、良姜、花椒6種中藥的揮發(fā)油,在體外對皮脂蠕形螨和毛囊蠕形螨具有較強的抑殺作用,良姜對前者的抑殺時間(給藥后蠕形螨死亡時間)為(8.3±0.86)min,抑殺作用明顯強于對毛囊蠕形螨的(14.42±1.14)min[23],但丁香、細(xì)辛2種中藥對毛囊蠕形螨的抑殺效果優(yōu)于皮脂蠕形螨,其中丁香揮發(fā)油體外抗蠕形螨活性較強,且具有皮膚安全性[24]。
2.2 對植物體寄生蟲的驅(qū)避作用 檸檬油、薄荷油、飛機草揮發(fā)油以及松節(jié)油對荔枝蒂蛀蟲的觸角電生理活性和嗅覺行為反應(yīng)差異顯著。荔枝蒂蛀蟲對植物揮發(fā)油的觸角電位反應(yīng)大小順序是:檸檬油>薄荷油>飛機草揮發(fā)油>松節(jié)油;對荔枝蒂蛀蟲驅(qū)避反應(yīng)大小依次為薄荷油>飛機草揮發(fā)油>檸檬油>松節(jié)油[25]。不同濃度的飛機草揮發(fā)油可顯著影響柳毒蛾幼蟲的死亡率,飛機草揮發(fā)油處理7d的LC50為原液的41%。1/10原液、1/5原液和原液對柳毒蛾幼蟲半數(shù)致死時間(LT50)分別為135、93、56h[26]?;ń贰⒔燮?、青蒿、姜黃、大蒜揮發(fā)油對朱砂葉螨具有一定的殺滅作用,其中浸了桔皮揮發(fā)油后72h,朱砂葉螨的致死率為100%,浸了姜黃和大蒜揮發(fā)油后72h,朱砂葉螨的校正死亡率也在50%以上。制得的桔皮揮發(fā)油乳油對朱砂葉螨的LC50為1.711ml/L,殺蟲作用在浸藥24h后即基本發(fā)揮,作用迅速、效果良好[27]。植物揮發(fā)油對倉儲害蟲也有顯著的驅(qū)避滅殺作用,花椒揮發(fā)油對赤擬谷盜的LD50遠(yuǎn)小于農(nóng)藥馬拉硫磷及凱安保[28]。木香薷揮發(fā)油對玉米象、谷蠹、雜擬谷盜、赤擬谷盜有很強的熏殺作用,其致死程度順序為:玉米象>谷蠹>雜擬谷盜>赤擬谷盜[29]。
植物揮發(fā)油應(yīng)用廣泛,羅勒、丁香花、萬壽菊、香蜂花、鳳仙花、紫羅蘭、夜來香、茉莉花、廣藿香都可作為驅(qū)蠅防蚊的花卉普及養(yǎng)殖。以黃花蒿為主要原料研制成的蚊香抑菌驅(qū)蚊,綠色環(huán)保。過江藤屬植物葉中提取的揮發(fā)油制備成20%的混懸液外用能夠治療疥瘡、殺虱子、殺螨蟲。以色列鮑塔諾卡普公司的植物精油殺蟲劑、美國Whffmire Micro-Gen公司的PureSpray Gree和Ultra-Pure精油殺蟲劑都受到廣泛好評。
植物揮發(fā)油的抗菌特性可以應(yīng)用于天然食品防腐劑的開發(fā)生產(chǎn),其驅(qū)蟲特性還能夠應(yīng)用于各種驅(qū)避劑的開發(fā)生產(chǎn)。應(yīng)用對環(huán)境具有較高和諧度的植物性物質(zhì)特別是植物揮發(fā)油成分,將成為未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。植物揮發(fā)油將在人類發(fā)展及其生存環(huán)境改善的過程中扮演十分重要的角色。
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