© Borgis - Postepy Fitoterapii 4, s. 182-186
*Anna Kędzia
Działanie olejku z mięty pieprzowej ( Oleum menthae piperitae) na bakterie beztlenowe
THE ACTIVITY OF PEPPERMINT OIL (OLEUM MENTHAE PIPERITAE) TO ANAEROBIC BACTERIA
Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej, Katedra Mikrobiologii AM w Gdańsku
Kierownik Zakładu i Katedry: dr hab. prof. nadzw. Anna Kędzia
Summary
The sensitivity to peppermint oil (Avicenna-Oil) 65 strains of anaerobic bacteria isolated from patients with infection of oral cavity and respiratory tract were tested. Susceptibility (MIC) anaerobes was determined by means of plate dilution technique in Brucella agar supplemented with 5% defibrynated sheep blood, menadione and hemin. The inoculum containing 106 CFU per spot was seeded with Steers replicator upon the surface of agar containing various oil considerations as well as upon that with no oil added (strains growth control). Incubation the plates was performed in anaerobic conditions in anaerobic jars in 37°C for 48 hours. The MIC was defined as the lowest concentration of the oil inhibiting the growth of the strains of anaerobic bacteria. The results indicated that the most susceptible to tested aetheric oil from Gram-negative rods were the strains from the genera of Porphyromonas. MIC for 70% of these strains was to the concentrations within the from 0.5 to ≤ 0.12 mg/ml. The strains of Bacteroides and Tannerella were the lowest sensitive (MIC in ranges 2 -≥ 4 mg/ml). The oil was very active against the all Gram-positive anaerobes. The concentrations in ranges from ≥ 0.12 to 0.5 mg/ml inhibited the growth of 100% the cocci and 90% the rods.
Key words: anaerobic bacteria, sensitivity, infections, peppermint oil
Wśród wielu ziół stosowanych do leczenia w starożytności była też mięta. Jej opis zawarty jest w dziełach Dioskuridesa (I w. n.e.) i Pliniusza Starszego (23-79 r. n.e.). Natomiast pierwsze dane dotyczące olejku otrzymanego z ziela mięty pochodzą z XVII wieku.
Mięta pieprzowa ( Mentha piperita) to bylina należąca do rodziny jasnotowatych ( Lamiaceae). Jest rośliną wieloletnią, uprawianą w wielu krajach, a także w Polsce. W lecznictwie znalazło zastosowanie ziele mięty pieprzowej ( Herba Menthae piperitae), liście mięty pieprzowej ( Folium Menthae piperitae), olejek ( Oleum Menthae piperitae) i mentol ( Mentholum).
Liście mięty zawierają około 3% olejku eterycznego oraz garbniki, kwasy fenolowe, tj. chlorogenowy, rozmarynowy; triterpeny i karotenoidy (do 7%), flawonoidy, tj. pochodne apigeniny i diosmetyny (1). Napary otrzymywane z liści mięty znalazły zastosowanie w zaburzeniach trawienia, w schorzeniach wątroby i dróg żółciowych. Jednak w przypadku nadkwaśności żołądka mięta może powodować nasilenie dolegliwości (1). Liście mięty pieprzowej są w składzie wielu mieszanek ziołowych, takich jak Normosan, Cholagoga I i II, Digestosan, Tannosan, Septosan, Dentosan, Septovit, Regulavit, Regulatex-fix, Mentaflos, Laxaflos, Gastrovit, Gastrosan-fix, Gastronervit, Cholavit i Cholagovar.
Olejek z mięty pieprzowej ( Oleum Menthae piperitae) otrzymywany jest na drodze destylacji z parą wodną świeżego, rzadziej suszonego ziela z różnych odmian hodowlanych mięty pieprzowej. Świeżo oddestylowany olejek jest cieczą o charakterystycznym, przyjemnym zapachu i chłodzącym smaku. Zawiera on od 50 do 86% lewoskrętnego mentolu i jego izomerów, estrów mentolu (przede wszystkim octan i izowalerianian), ketony (menton, izomenton, pulegon i piperyton), monoterpeny, mentofuran i tlenki terpenowe (cyneol i jasmon) (1). Lewoskrętny izomer mentolu, (-)-mentol, jest odpowiedzialny za charakterystyczny zapach i smak oraz efekt chłodzenia (2). Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że inne izomery mentolu nie wykazują takich właściwości. Przykładem może być izomer (+)-mentolu, który oddziaływuje 45 razy słabiej chłodząco i różni się zapachem (2).
Na unikalne działanie pobudzające olejku z mięty pieprzowej lub mentolu na zakończenia nerwów czuciowych, przewodzących bodźce termiczne skóry i błon śluzowych, zwróciło uwagę w publikacjach wielu autorów (3-8). Olejek z mięty pieprzowej pobudza czynności wydzielnicze żołądka i wątroby, ułatwia trawienie, działa rozkurczowo, antyseptycznie i przeciwbólowo (9). Stosowany jest w zaburzeniach górnego odcinka przewodu pokarmowego i w stanach nadwrażliwości jelita grubego. Jako antyseptyk jest używany w zapaleniu zatok, w przeziębieniach, grypie, w nieżytach górnych dróg oddechowych (do inhalacji), do płukania jamy ustnej w stanach zapalnych błony śluzowej i w chorobach przyzębia. Stosowany jest także miejscowo w postaci maści lub balsamu w nerwobólach, bólach mięśniowych oraz w nieżytach górnych dróg oddechowych i zapaleniach skóry. Olejek z mięty pieprzowej lub jego składniki znajdują się w następujących preparatach: Raphacholin, Aromatol, Mentoval, Argol, Sanofil, Amol, Soma, Vic-Vapo-Rub, Dentosan A, Rubarom, Fitolizyna, Krople miętowe, Krople żołądkowe, Mucosit, Bronchicum (krople, pastylki, eliksir), Salvament i Salviasept.
Mentol (alkohol terpenowy) uzyskiwany jest z olejku z mięty pieprzowej (przez wymrażanie). Mentol wywiera uczucie chłodzenia. Stosowany jest w maściach, płynach lub pudrach w zapaleniu skóry, jako środek przeciwświądowy i przeciwbólowy. Wchodzi też w skład preparatów działających żółciopędnie i odkażająco na drogi żółciowe. Jest on zawarty w składzie preparatów Terpichol, Terpinen, Rowatinex i Rowachol.
Preparaty zawierające olejek z mięty pieprzowej lub mentol, u osób w starszym wieku lub u małych dzieci, mogą powodować niepożądane objawy, np. pokrzywkę, wymioty lub niezborność ruchową (1, 8, 9). Takie preparaty nie powinny też być stosowane w pierwszym trymestrze ciąży.
Olejek z mięty pieprzowej, poza zastosowaniem leczniczym, używany jest w przemyśle spożywczym (przyprawa, wyroby cukiernicze, napoje chłodzące, guma do żucia, corrigens) oraz kosmetycznym (pasty do zębów, żele, płyny do płukania jamy ustnej). Dowiedziono, że olejek z mięty pieprzowej, szczególnie jego główny składnik mentol, charakteryzuje się silnym działaniem przeciwdrobnoustrojowym. Wielu autorów podaje, że olejek działa na bakterie tlenowe, tj. Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa (10-17). Według niektórych autorów (10, 18-22) olejek ten wykazuje aktywność wobec grzybów drożdżopodobnych z rodzaju Candida oraz dermatofitów i grzybów pleśniowych. Przeciwdrobnoustrojowe działanie wykazują też składniki olejku z mięty pieprzowej (14, 18, 19, 22-24).
Mechanizm działania olejków eterycznych polega na uszkadzaniu ściany komórkowej i błony cytoplazmatycznej drobnoustrojów, co doprowadza do wycieku cytoplazmy i do śmierci komórki (25-30). Stwierdzono też, że olejki eteryczne hamują syntezę RNA i DNA oraz enzymów (27-29, 31, 32). Ponadto doświadczenia wykazały, że olejki mogą zapobiegać agregacji różnych drobnoustrojów z bakteriami Gram-dodatnimi, przyczyniając się do spowolnienia podziałów bakterii (28). W przypadku grzybów niektóre olejki eteryczne nie tylko hamują ich wzrost, ale też wytwarzanie mikotoksyn (15). Przykładem mogą być olejki z oregano i z mięty pieprzowej, które w stężeniu 1000 ppm całkowicie hamują wytwarzanie ochratoksyny A przez grzyby z gatunku Aspergillus parasiticus (15).
Natomiast niewiele wiadomo na temat działania olejku z mięty pieprzowej na bakterie beztlenowe.Celem badań była ocena działania olejku z mięty pieprzowej na bakterie beztlenowe wyizolowane z zakażeń.
Materiały i metody badań
Materiały zostały pobrane od pacjentów z różnymi zakażeniami w obrębie jamy ustnej (21 pacjentów) i dróg oddechowych (11 pacjentów). Materiały posiewano na podłoże wzbogacone i podłoże wybiórcze dla beztlenowców (33, 34). Inkubację podłoży z posiewami prowadzono w temp. 37°C przez 10 dni w anaerostatach w atmosferze gazów: 10% CO2, 10% H2 i 80% N2, zawierających katalizator palladowy oraz wskaźnik warunków beztlenowych. Identyfikacji wyhodowanych bakterii beztlenowych dokonywano na podstawie cech morfologicznych, fizjologicznych i biochemicznych (testy API 20A – bio Merieux, wytwarzanie z glukozy kwasów tłuszczowych od C1 do C6, kwasu bursztynowego i mlekowego) oraz zdolność kolonii do naturalnej fluorescencji w promieniach UV.
Badaniu wrażliwości poddano 65 szczepów należących do rodzajów: Tannerella (1 szczep), Bacteroides (8), Prevotella (19), Porphyromonas (10), Fusobacterium (6), Veillonella (2), Finegoldia (3), Micromonas (5), Actinomyces (3), Propionibacterium (7), Clostridium (1) oraz 3 szczepy wzorcowe z gatunków: Bacteroides fragilis ATCC 25285, Fusobacterium nucleatum ATCC 25585, Propionibacterium acnes ATCC 11827. Wrażliwość (MIC) bakterii beztlenowych na olejek z mięty pieprzowej (Avicenna-Oil, Wrocław) badano metodą seryjnych rozcieńczeń w agarze Brucella, który zawierał 5% odwłóknionej krwi baraniej, menadion i heminę. Olejek rozpuszczano w DMSO (Serva), uzyskując stężenie 100 mg/ml. Dalszych rozcieńczeń dokonywano w jałowej wodzie destylowanej w celu otrzymania następujących stężeń olejku w podłożu: 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25; 0,12 mg/ml. Na powierzchnię podłoża nanoszono aparatem Steersa inoculum, które zawierało 106 CFU na kroplę. Podłoże, które nie zawierało badanego olejku, stanowiło kontrolę wzrostu szczepów. Inkubację podłoży prowadzono w anaerostatach w warunkach beztlenowych w temp. 37°C. Wyniki badań odczytywano po 48 godzinach. Za MIC przyjmowano takie najmniejsze stężenia olejku z mięty pieprzowej, które całkowicie hamowały wzrost bakterii beztlenowych.
Wyniki i ich omówienie
W tabeli 1 zebrano wyniki wrażliwości na olejek z mięty pieprzowej Gram-ujemnych bakterii, a w tabeli 2 wyniki uzyskane dla Gram-dodatnich bakterii.
Tabela 1. Wrażliwość Gram-ujemnych bakterii beztlenowych na olejek z mięty pieprzowej.
| Drobnoustroje | Liczba szczepów | Najmniejsze stężenie hamujące (MIC) w mg/ml |
| ł 4,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,25 | Ł 0,12 |
| Tannerella forsythensis | 1 | 1 | | | | | |
| Bacteroides fragilis | 8 | 7 | | | 1 | | |
| Prevotella bivia | 3 | 1 | | 2 | | | |
| Prevotella denticola | 2 | | | | | 2 | |
| Prevotella intermedia | 11 | 5 | 1 | 1 | | 2 | 2 |
| Prevotella oralis | 3 | 2 | | | | | 1 |
| Porphyromonas asaccharolytica | 3 | | | | | 1 | 2 |
| Porphyromonas gingivalis | 7 | 2 | | 1 | 1 | 1 | 2 |
| Fusobacterium nucleatum | 6 | 2 | 1 | | 1 | 1 | 1 |
| Pałeczki Gram-ujemne łącznie | 44 | 20 | 2 | 4 | 3 | 7 | 8 |
| Veillonella parvula | 2 | 2 | | | | | |
| Gram-ujemne bakterie ogółem | 46 | 22 | 2 | 4 | 3 | 7 | 8 |
Tabela 2. Wrażliwość Gram-dodatnich bakterii beztlenowych na olejek z mięty pieprzowej.
| Drobnoustroje | Liczba szczepów | Najmniejsze stężenie hamujące (MIC) w mg/ml |
| ł 4,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,25 | Ł 0,12 |
| Finegoldia magna | 3 | | | | 1 | | 2 |
| Micromonas micros | 5 | | | | | 1 | 4 |
| Gram-dodatnie ziarniaki łącznie | 8 | | | | 1 | 1 | 6 |
| Actinomyces israelii | 3 | | | | | | 3 |
| Propionibacterium acnes | 5 | 1 | | | | 1 | 3 |
| Propionibacterium granulosum | 2 | | | | | | 2 |
| Gram-dodatnie pałeczki łącznie | 10 | 1 | | | | 1 | 8 |
| Clostridium perfringens | 1 | | | | | 1 | |
| Gram-dodatnie bakterie ogółem | 19 | 1 | | | 1 | 3 | 14 |
Spośród Gram-ujemnych pałeczek beztlenowych największą wrażliwość na olejek wykazały szczepy z rodzaju Porphyromonas. W niskich stężeniach wynoszących od 0,5 do ≤ 0,12 mg/ml olejek hamował wzrost 70% szczepów. Kolejne miejsce zajęły wrzecionowce. MIC dla połowy szczepów wynosiło 0,5 - ≤ 0,12 mg/ml lub mniej. Niższą wrażliwością charakteryzowały się pałeczki z rodzaju Prevotella. Wzrost 67% tych drobnoustrojów był hamowany w zakresie stężeń od 1 do 4 mg/ml lub więcej. Jedynie szczepy gatunku Prevotella denticola wykazały wysoką wrażliwość. MIC dla tych szczepów wynosiło 0,25 mg/ml. Najmniej wrażliwe na olejek z mięty pieprzowej okazały się szczepy z rodzaju Bacteroides i Tannerella. Stężenia hamujące wzrost tych szczepów wynosiły 4 mg/ml lub więcej, z wyjątkiem 1 szczepu z rodzaju Bacteroides (MIC = 0,5 mg/ml). Niską wrażliwość wykazały też szczepy Gram-ujemnych ziarniaków z rodzaju Veillonella. Wzrost tych szczepów nie był hamowany w zakresie badanych stężeń (MIC> 4 mg/ml).
Badane szczepy Gram-dodatnich bakterii beztlenowych charakteryzowały się wysoką wrażliwością na olejek. Wykazał on największą aktywność wobec Gram-dodatnich ziarniaków i laseczek. Stężenia hamujące wzrost wymienionych drobnoustrojów wynosiły od 0,5 do ≤ 0,12 mg/ml. Tylko nieznacznie niższą wrażliwość wykazały Gram-dodatnie pałeczki reprezentowane przez rodzaje Actinomyces i Propionibacterium. Wzrost 90% tych pałeczek był hamowany w zakresie stężeń wynoszących od 0,5 do 0,12 mg/ml lub niżej. Crociani i wsp. (35) badając wrażliwość szczepów Gram-dodatnich pałeczek z rodzaju Bifidobacterium na różne olejki eteryczne wykazali, że olejek z mięty pieprzowej był aktywny wobec tych drobnoustrojów w stężeniach wynoszących od 0,6 do> 2,0 mg/ml. Wyniki innych autorów (25), którzy oceniali przeciwbakteryjne działanie olejków otrzymanych z 20 roślin leczniczych wobec szczepów z rodzaju Bacillus, Lactobacillus, Clostridium i Bifidobacterium wskazują, że olejek z mięty pieprzowej hamował wzrost tych drobnoustrojów w stężeniu wynoszącym od 0,4 do 2,0 mg/ml. Natomiast Filoche i wsp. (23) udowodnili, że bakterie wyizolowane z jamy ustnej, tj. Streptococcus mutans i Lactobacillus plantarum, były wrażliwe na mentol w stężeniu wynoszącym> 0,42 mg/ml.
Zbadane w tej pracy szczepy wzorcowe, poza gatunkiem Propionibacterium acnes ATCC 11827 (MIC = 0,25 mg/ml), nie wykazały wrażliwości na oceniany olejek (MIC> 4 mg/ml). Warto też zwrócić uwagę na fakt, że oceniane Gram-dodatnie bakterie beztlenowe były znacznie bardziej wrażliwe na testowany olejek eteryczny, w porównaniu z drobnoustrojami Gram-ujemnymi.Wzrost tych bakterii hamowany był przez olejek miętowy w zakresie stężeń ≤ 0,12 – 0,5 mg/ml odpowiednio w 95 i 39%. Potwierdzają to wyniki badań innych autorów oceniających aktywność przeciwbakteryjną różnych olejków eterycznych (16, 19, 36).
Wnioski
1. Spośród Gram-ujemnych pałeczek beztlenowych największą wrażliwość na olejek z mięty pieprzowej wykazały szczepy z rodzaju Porphyromonas, a najniższą szczepy z rodzaju Bacteroides i Tannerella.
2. Ziarniaki Gram-ujemne z rodzaju Veillonella nie wykazały wrażliwości na olejek w zakresie badanych stężeń.
3. Wszystkie oceniane Gram-dodatnie bakterie były wysoce wrażliwe na olejek.
4. Bakterie Gram-dodatnie charakteryzowały się wyższą wrażliwością na olejek z mięty pieprzowej niż bakterie Gram-ujemne.
Piśmiennictwo
1. Lamer-Zarewska E., Kowal-Gerczak B., Niedworok J. (red.): Fitoterapia i leki roślinne. PZWL, Warszawa 2007. 2. Eccles R., Jawad M.S., Morris S.: The effect of oral administration of (-)-menthol on nasal resistance to airflow and nasal sensation of airflow in subject suffering from nasal congestation associated with the common cold. J. Pharm. Pharmacol. 1990, 42, 652. 3. Watson H.R., Hem S.R., Rowsell D.G. et al.: New compounds with the menthol cooling effect. J. Soc. Cosmet. Chem. 1978, 29, 185. 4. Eccles R., Griffiths D.H., Newton C.G. et al.: The effects of d and l isomers of menthol upon nasal sensation of airflow. J. Laryngol. Otol. 1988, 102, 508. 5. Andersson D.A., Chase H.W., Bevan S.: TRPM8 activation by menthol, icilin, and cold in differentially modulated by intracellular pH. J. Neurosci. 2004, 24, 5364. 6. Swandulla D., Schafer K., Lux H.D.: Calcium channel current inactivation is selectively modulated by menthol. Neurosci. Lett. 1986, 68, 23. 7. Simon S.A., Sostman A.L.: Electrophysiological responses to nonelectrolytes in lingual nerve of rat and lingual epithelic of dog. Arch. Oral Biol. 1991, 36, 805. 8. Mc Kemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D.: Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation. Nature. 2002, 416, 52. 9. Lutomski J., Alkiewicz J.: Leki roślinne w profilaktyce i terapii. PZWL. Warszawa. 1993. 10. Hammer K.A., Carson C.F., Rile T.V.: Antimicrobial activity of Essentials oils and other plant extracts. J. Appl. Microbiol. 1999, 86, 985. 11. Yousef R.T., Rawil G.: Antimicrobial activity of volatile oils. Pharmazie. 1980, 35, 698. 12. Pattnaih S., Subranayam V.R., Bapaji M. et al.: Antibacterial and antifungal activity of aromatic consistuents of essential oils. Microbios. 1997, 83, 39. 13. Arnal-Schnebelen B., Hadji-Minaglou F., Peroteau J-F. et al.: Essential oils in infections ginecological disease: a statistical study of 658 cases. Int. J. Aromather. 2004, 14, 192. 14. Inouye S., Takizawa T., Yamaguchi H.: Antibacterial activity of essential oils and their major constituents against respiratory tract pathogens by gaseous contact. J. Antimicrob. Chemother. 2001, 47, 565. 15. Kalemba D., Kunicka A.: Antibacterial and antifungal properties of essential oils. Curr. Med. Chem. 2003, 10, 813. 16. Inouye S., Yamaguchi H., Takizawa T.: Screening of the antibacterial oils on respiratory tract pathogens, using a modified dilution assay method. J. Infect. Chemother. 2001, 7, 252. 17. Jasper C., Maruzella C., Sicurella N.A.: Antibacterial activity of essential oil vapors. J. Am. Pharm. Assoc. 1960, 49, 692. 18. Pauli A.: Antimicrobial properties of essential oil constituents. Int. J. Aromather. 2001, 11, 3, 126. 19. Kalemba D.: Przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze właściwości olejków eterycznych. Post. Mikrobiol. 1998, 38, 2, 185. 20. Pawar V.C., Thaker V.S.: In vitro efficacy of 75 essential oils against Aspergillus niger. Mycoses. 2006, 49, 316. 21. Jasper C., Maruzzella C., Liguori L.: The in vitro antifungal activity of essential oils. J. Am. Pharm. Assoc. 1956, 47, 4, 250. 22. Inouye S., Uchida K., Ae S.: Volatile composition and vapour activity against Trichophyton mentagrophytes of 36 aromatic herbs cultivated in Chichibu district in Japan. Int. J. Aromather. 2006, 16, 159. 23. Filoche S.K., Soma K. et al.: Antimicrobial effects of essential oils in combination with chlorhexidine gluconate. Oral Microbiol. Immunol. 2005, 20, 221. 24. Yousef R.T., Aggag M.E., Gisele G.T.: Evaluation of the antifungal activity of some components of volatile oils against dermatophytes. Mycosen. 1978, 21, 6, 190. 25. Ferrini A.M., Mannom V., Hodzic S. et al.: Antimicrobial activity of bergamot oil in relation to chemical composition and different origin. Rev. Ital. EPPOS. 1998, 9 (Spec. Num.), 140. 26. Cleason P., Radstrom P., Strom O. et al.: Bactericidal effect of the sesquiterpene T-cadinol on Staphylococcus aureus. Phytother. Res. 1992, 6, 94. 27. Knobloch K., Pauli A., Iberi B. et al.: Antibacterial oil components. J. Essent. Oil. Res. 1989, 1, 119. 28. Fine D.H.: Mouthrinses as adjunct for plaque and gingivitis management. A status raport for the American Journal of Dentistry. J. Dent. 1988, 1, 259. 29. Kubert D., Rubin M., Barnet M.L. et al.: Antiseptic mouthrinse-induced microbial cell surface alternations. Am. J. Dent. 1993, 6, 277. 30. Zambonelli A., Zechini-D´Aulerio A., Bianchi A. et al.: Effect of essential oils on phytopathogenic fungi in vitro. J. Phytopathol. 1996, 144, 491. 31. Zani F., Massimo G., Benvenuti S. et al.: Studies on the genotoxic properties of essential oils with Bacillus subtilis rec-assay and Salmonella /microsome reversion assay. Planta Med. 1991, 57, 237. 32. Thoroski J., Blank G., Biliaderis C.: Eugenol induced inhibition of extracellular enzyme production by Bacillus subtilis. J. Food Prot. 1989, 52, 399. 33. Crociani F., Biavati B., Alessandrini A. et al.: Growth inhibition of essential oils and other antimicrobial agents towards Bifidobacterium from dental caries. 27th Int. Symp. on Essential Oils. Vienna 1996, Sept. 8-11. 34. Smith-Palmer A., Stewart J., Fyte L.: Antimicrobial properties of pathogens. Lett. Appl. Microbiol. 1998, 26, 118.
otrzymano/received: 2007-12-01
zaakceptowano/accepted: 2007-12-20
Adres/address:
*Anna Kędzia
Zakład Mikrobiologii Jamy Ustnej
Katedra Mikrobiologii AM w Gdańsku
ul. Do Studzienki 38, 80-227 Gdańsk
tel.: (0-58) 349-21-85
e-mail: zmju@amg.gda.pl
