Противомикробная активность 2-(1′-гидрокси-4′-изопренил-1′-‎‎метилциклогексил-2′-тио)-метилэтаноата (терпенсульфида)‎ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.45

ПРОТИВОМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ

2-(1'-ГИДРОКСИ-4'-ИЗОПРЕНИЛ-1'-МЕТИЛЦИКЛОГЕКСИЛ-2'-ТИО)-МЕТИЛЭТАНОАТА (ТЕРПЕНСУЛЬФИДА)

И. С. Степаненко1, Ю.А. Костина1, И.В. Акулина2, Л.Е. Никитина3, С.А. Ямашкин4, А.И. Котькин4

1ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» г. Саранск, Россия

2ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» г. Чебоксары, Россия

ъГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России г. Казань, Россия

4ФГБОУВПО «МГПИ им. М.Е. Еесевъева», г. Саранск, Россия

Аннотация. В настоящее время большое внимание уделяется исследованию противомикробных средств растительного происхождения. Исследование чувствительности микроорганизмов к соединению терпенсульфид-2-(1'-гидрокси-4'-изопропенил-1'-метилциклогексил-2'-тио)-метилэтаноата проведено в отношении 610 опытных штаммов микроорганизмов, изолированных из материала от больных с различной инфекционной патологией и 11 музейных тест-штаммов микроорганизмов, методами серийных разведений в бульоне и диско-диффузионным методом. Результаты исследования показали широкий спектр противомикробной активности исследуемого соединения, в отношении тест-штаммов микроорганизмов.

Ключевые слова: монотерпены, полусинтетические производные монотерпеноидов, противомикробная активность.

Ведение. Современный фармацевтический рынок предлагает широкий спектр противомикробных средств различного происхождения.

Соединения терпеноидов превосходят все другие классы природных соединений, по спектру биологической активности [1; 6]. Эфирные масла и живица хвойных растений, благодаря высокому содержанию монотерпеноидов, являются важным источником получения биологически активных веществ [8].

Эфирные масла ряда растений, содержащих в качестве основных компонентов карвакрол, тимол, и-цимол, эвгенол, метилэвгенол, 1,8-цинеол

и лимонен, проявляют фунгицидную и противотуберкулезную активность [9—11].

Известно, что терпенсульфид-2-(1'-гидрокси-4 '-изопропенил-1 '-метилциклогексил-2 '-тио)-ме-тилэтаноат обладает фунгицидным и антибактериальным действием [3].

Цель — исследование противомикробной активности 2-(1 '-гидрокси-4'-изопропенил-1 '-метил-цикл огексил-2'-тио)-метилэтаноата (терпенсуль-фида).

Материалы и методы. Исследование терпен-сульфида проведено в отношении 11 музейных тест-штаммов микроорганизмов и 610 опытных

—--—

~ 598 ~

штаммов микроорганизмов, изолированных из материала от больных с различными инфекционными заболеваниями.

Тест-штаммы микроорганизмов являлись музейные культуры: Salmonella enteritidis 5765 ATCC, Shigella sonnei S-форма 20, Pseudomonasae ruginosa 27853 ATCC, Pseudomonasae ruginosa 453, Escherichia coli M17 штамм, Escherichia coli 25922 ATCC, Staphylococcus aureus 29213 ATCC, Staphylococcus aureus 906, Enterococcus faecalis 2919 ATCC, Citrobacter freundii 101/57, Proteus vulgaris 222, Klebsiella pneumoniae 9172, Bacillus cereus 96, Streptococcus pyogenes 1238 ATCC. Культуры микроорганизмов получены из коллекции музея живых культур ФГУН ГИСК им. Л.А. Тарасевича.

Клиническими штаммы являлись штаммы микроорганизмов (N 610), изолированных из материала, взятого от больных ГБУЗ РМ «РИКБ» г. Саранска. Материал исследования — моча, мокрота, слизь из зева, носа и носоглотки, фекалии, секционный материал.

Изучение чувствительности микроорганизмов к исследуемому соединению проводили в соответствии со стандартными методиками определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (методом серийных разведений в бульоне, а также диско-диффузионным методом (ДДМ) [3].

При анализе полученных данных оценка активности исследуемых соединений для метода серийных разведений определялась в крестах по следующей схеме: «+++» — обильный рост; «++» — глубинный или поверхностный рост штаммов менее обилен; «+» — рост слабый — неактивный менее 50—30%; «+/-, 0» — более 70% задержки или отсутствие роста культуры, соответствие «отрицательному контролю» [5].

Для определения чувствительности ДДМ использовали стандартизированные диски НД-ПМП-1 (ФГУН «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Л. Пастера» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека).

Степень активности к исследуемым соединениям методом дисков определялась в крестах по следующей схеме: «+++» высокая активность —

диаметр зоны задержки роста более 25 мм; «++» активное — диаметр зоны задержки роста 16— 25 мм; «+» малоактивное — диаметр зоны задержки роста 10—15 мм; «+/-, 0» — неактивное — диаметр зоны задержки роста менее 10 мм и полное отсутствие [4].

Препараты сравнения — противомикробный препарат диоксидин, а также исследуемые ранее (+)-лимонен и (+)-1,2-оксид лимонена [8].

Полученные результаты обработаны с использованием методов вариационной статистики с применением лицензионного пакета прикладных статистических программ BIOSTAT, STATISTICA v. 5.0, а также с помощью процессора электронных таблиц Microsoft Excel 2003 в составе пакета программ Microsoft Office 2003 for Windows XP.

Результаты исследования. Противомикробная активность терпенсульфида оценивалась МПК по отношению к эталонным штаммам S. aureus 29213, E. coli 25922, P. aeruginosa 27853, S. pyogenes 1238 и составила 0,5 мг/мл, 2,0 мг/мл, 2,0 мг/мл, 2,0 мг/мл соответсвенно.

Для препаратов сравнения диоксидина МПК относительно штаммов Staphylococcus spp. 0,125—1,0 мг/мл; E. coli 0,008—0.25; Pseudomonas spp. 0,125—1,0 мг/мл; Streptococcus spp. 0,064— 250 мг/мл; МПК для (+)-лимонена составили относительно S. aureus 29213—2,0 мг/мл; E. coli 25922 — 4,0 мг/мл; P. aeruginosa 27853 — 16,0 мг/мл; S. pyogenes 1238 — 8,0 мг/мл. Для (+)-1,2-оксида лимонена — S. aureus 29213 — 1,0 мг/мл, E. coli 25922 — 8,0 мг/мл, P. aeruginosa 27853 — 16,0 мг/мл, S. pyogenes 1238 — 2,0 мг/мл, соответственно.

МПК для терпенсульфида — S. aureus 29213 — 0,5 мг/мл, E. coli 25922 — 2,0 мг/мл, P. aeruginosa 27853 — 2,0 мг/мл, S. pyogenes 1238 — 2,0 мг/мл.

В контрольном эксперименте в 100% случаев наблюдался сплошной рост исследуемых микроорганизмов.

Наибольшую активность среди монотерпенов относительно тест-штаммов микроорганизмов проявил терпенсульфид. Его МПК в 4 раза ниже, чем у (+)-лимонена и в 2 раза ниже, чем у (+)-1,2 оксида лимонена в отношении S. aureus; в 2 раза ниже, чем у (+)-лимонена и в 4 раза ниже, чем у (+)-1,2 оксида лимонена в отношении E. coli;

—--—

~ 599 ~

в 8 раз ниже, чем у (+)-лимонена, (+)—1,2 оксида лимонена по отношению к P. aeruginosa и в 4 раза ниже, чем у (+)-лимонена по отношению к S. pyogenes.

Чувствительными к терпенсульфиду оказались тест-штаммы S. aureus 906, S. pyogenes 1238, E. faecalis 2919 ATCC, S. enteritidis 5765 ATCC, S. sonnei S-форма 20, C. freundii 101/57, K. pneumoniae 9172, P. vulgaris 222, P. aeruginosa 453 (P < 0,05).

Терпенсульфид оказался активен относительно 57% клинических штаммов S. aureus (Р < 0,05). Но 43% исследуемых штаммов на фоне его применения дали задержку роста, не превышающую 15 мм.

Статистически значимо чувствительны к 2-(1 '-гидрокси-4 '-изопропенил-1 '-метилциклогексил-2'-тио)-метилэтаноату оказались исследуемые клинические штаммы S. epidermidis (Р < 0,05). Относительно 37% микроорганизмов данного вида терпенсульфид оказался малоактивен.

Представители семейства Streptococcaceae оказались малочувствительны к исследуемому соединению.

Статистически значимо чувствительны к терпенсульфиду оказались исследуемые клинические штаммы S. epidermidis (Р < 0,05). Относительно 37% микроорганизмов данного вида терпенсульфид оказался малоактивен.

Терпенсульфид проявил статистически достоверный противомикробный эффект относительно клинических штаммов S. pyogenes, S. pneumoniae, E. faecalis (P < 0,05). 65% штаммов S. pyogenes, 60% штаммов S. pneumoniae, 80% штаммов E. faecalis были чувствительны к исследуемому препарату. На фоне применения терпенсульфида (I) исследуемые штаммы S. uberis в 63% дализоны задержки роста не более 15 мм, S. salivarius — 75%, S. mitis — 71%, S. agalactia — 100%, S. sanguinis — 65%, S. mutans — 75%, E. faecium — 100%.

Наиболее выраженную активность исследуемые соединения проявили относительно представителей семейства Enterobacteriaceae.

Терпенсульфид метилэтаноат проявил статистически значимый противомикробный эффект относительно клинических штаммов E. coli, S. enteritidis, S. sonnei, C. freundii, K. pneumoniae, K. oxy-toca (P < 0,05). Исследуемые штаммы E. coli в 67% оказались чувствительны к исследуемому соеди-

нению. 90% штаммов S. enteritidis оказались чувствительны к исследуемому терпенсульфиду. Относительно клинических штаммов S. sonnei терпенсульфид в 87% оказался активным. 100% исследуемых штаммов C. freundii на фоне применения терпенсульфида дали задержку роста от 16 до 25 мм. Исследуемые штаммы K. pneumoniae в 63% оказались чувствительны к исследуемому соединению. 53% исследуемых штаммов K. oxytoca на фоне применения терпенсульфида дали задержку роста от 16 до 25 мм. Терпенсульфид оказался малоактивен относительно исследуемых штаммов P. vulgaris, P. mirabilis, E. cloaceae, E. aerogenes и P. aeruginosa.

Заключение. Терпенсульфид проявил широкий спектр противомикробной активности. Исследуемое соединение представляет интерес в качестве лекарственного препарата для профилактики и лечения инфекционных процессов, вызванных чувствительными микроорганизмами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Акулина И.В. Фармакологические свойства терпенсульфида ментанового ряда / И.В. Акулина, P.C. Га-раев, Л.Е. Никитина, Н.П. Артемова, И. С. Степаненко // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2012. № 2. С. 83;

2. Никитина Л.Е. и др.; Пат. 2431479 РФ, МПК C 07 C 321/24, C 07 C 319/08, A 61 L 2/16, A 61 К 35/78. 2-(1 '-Гидрокси-4'-изопропенил-1 '-метилциклогексил-2'-тио)-метилэтаноат, обладающий фунгицидным и противовоспалительным действием / заявитель и патентообладатель Казанский государственный медицинский университет — № 2010130104/15, заявл. 19.07.2010, опубл. 20.10.11;

3. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Методические указания МУК 4.2.1890-04 // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2004. Т. 6. № 4. С. 306—359.

4. Падейская Е.Н. Антибактериальный препарат диоксидин: особенности биологического действия и значение в терапии различных форм гнойной инфекции // Инфекции и антимикробная терапия. 2011. Т. 3. № 5. С. 105—155.

5. Першин Г.Н. Методы экспериментальной химиотерапии. М.: Медицина, 1971. С. 541.

6. Старцева B.A. Синтез и биологическая активность монотерпеноидов ментанового ряда / В. А. Старцева, Л.Е. Никитина, Е.В. Сиразиева и соавт. // Химия

—--—

~ 600 ~

в интересах устойчивого развития. 2009. Т. 17. Вып. 5. С. 539—545.

7. Степаненко И.С. Изучение антимикробной активности некоторых природных терпеноидов / И.С. Степаненко, C.B. Сяткин, И.В. Акулина, В.Н. Каргаев, Л.Е. Никитина // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы медико-биологических дисциплин». Саранск, 2012. С. 147—150.

8. Степаненко И.С. Антимикробная активность (+)-лимонена и его производного (+)-1,2- оксид лимонена / И.С. Степаненко, C.B. Сяткин, И.В. Акулина, Л.Е. Никитина, P.C. Гараев // Вестник Чувашского университета. 2014. № 2. С. 368—374.

9. Figiel A. Composition of oregano essential oil (Origanum vulgare) as affected by drying method / A. Figiel, A. Szumny, A. Gutierrez-Ortfz [et al.] // Journal of Food Engineering. 2010. Vol. 98. Iss. 2. P. 240—247.

10. Hotta M., Nakata R., Katsukawa M. et al. Carva-crol, a component of thyme oil, activates PPARa and y and suppresses COX-2 expression / M. Hotta, R. Nakata, M. Katsukawa [et al.] // Journal of Lipid Research. 2010. Vol. 51. Iss. 1. P. 132—139.

11. Naceur Ben-Marzoug H. Eucalyptus (gracilis, oleosa, salubris and salmonophloia) essential oils: Their chemical composition and antioxidant and antimicrobial activities / H. Naceur Ben-Marzoug, J. Bouajila, M. Ennajar [et al.] // Journal Med. Food. 2010. Vol. 13. Iss. 4. P. 1005—1012.

ANTIMICROBIAL ACTIVITY

OF 2-(r-HYDROXY-4'-IZOPROPIL-1'-METHYLCYCLOGEXAL-2'-THYO)-METHYLETANOATA (TERPENSUL'FIDA)

I.S. Stepanenko1, Y.A. Kostina1, I. V. Akulina2, L.E. Nikitina3, S.A. Yamashkin4, A.I. Kotkin4

1 Mordovia state University N.P. Ogarev Saransk, Russia

2Chuvashian state University I.N. Ulyanov Cheboksary, Russia

3Kazan state medical University Ministry of health of Russia

Kazan, Russia

4MGPI n.a. M.E. Evsev'eva

Saransk, Russia

Annotation. Now much attention is paid to research of antimicrobic means of a phytogenesis. Research of sensitivity of microorganisms to connection TepneHcy^b^HA — 2-(1'-hydroxy-4'-isopropenyl-1'-methylcyclohexyl-2'-tio) — a metil-etanoata is carried out concerning 610 skilled strains of the microorganisms isolated from material from patients with various infectious pathology and 11 museum test strains of microorganisms, methods of serial cultivations in broth and the disco — a diffusive method. Results of research have shown a wide range of antimicrobic activity of the studied connection, concerning test strains of microorganisms.

Key words: monoterpenes, semi-synthetic derivatives of monoterpenoid, antimicrobic activity.

REFERENCES

1. Akulina I.V., Garaev R.S., Nikitina L.E., Arte-mova N.P., Stepanenko I.S. Pharmacological properties terpensulfida methane series. International Journal of Applied and Basic Research, 2012, no. 2, p. 83.

2. Nikitin L.E. and etc.; Pat. RF 2431479, IPC C 07 C 321/24, C 07, C 319/08, A 61 L 2/16, A 61 K 35/78. 2-(1 '-th^pokch-4 '-H3onponeHH^-1 '-methnuhk^orekch^-2 '-THo)-MeTH^3TaHoaT, possessing fungicidal and anti-inflam-

matory / applicant and the patentee Kazan State Medical University. № 2010130104/15, appl. 19.07.2010, publ. 20.10.11.

3. Determination of the sensitivity of microorganisms to antibiotics. Guidelines MUK 4.2.1890-04. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2004, vol. 6, no. 4, pp. 306—359.

4. Padeyskaya E.N. Antibacterial drug dioxidine: particular biological activities and importance in the treatment of various forms of purulent infection. Infections and antimicrobial therapy, 2011, vol. 3, no. 5, pp. 105—155.

—--—

~ 601 ~

5. Pershin G.N. Methods of Experimental Chemotherapy. Moscow, Medicine, 1971. P. 541.

6. Startseva B.A., Nikitina L.E., Sirazieva E.V. et al. Synthesis and biological activity monoterpenoids menthane series. Chemistry for sustainable development, 2009, vol. 17, issue 5, pp 539—545.

7. Stepanenko I.S., Syatkin S.V., Akulina I.V., Kar-gaev V.N., Nikitina L.E. The study of the antimicrobial activity of certain natural terpenoids. Proceedings of the All-Russian scientific-practical conference "Actual problems of Biomedical disciplines". Saransk, 2012. P. 147—150.

8. Stepanenko I.S., Syatkin S.V., Akulina I.V., Nikitina L.E., Garayev R.S. Antimicrobial activity of (+)-li-monene and its derivative of (+)-limonene oxide 1,2. Bulletin of the University of Chuvashia, 2014, no. 2, pp. 368—374.

9. Figiel A., Szumny A., Gutierrez-Ortfz A. et al. Composition of oregano essential oil (Origanum vulgare) as affected by drying method. Journal of Food Engineering, 2010, vol. 98, iss. 2, pp. 240—247.

10. Hotta M., Nakata R., Katsukawa M. et al. Car-vacrol, a component of thyme oil, activates PPARa and y and suppresses COX-2 expression. Journal of Lipid Research, 2010, vol. 51, iss. 1, pp. 132—139.

11. Naceur Ben-Marzoug H., Bouajila J., Ennajar M. et al. Eucalyptus (gracilis, oleosa, salubris and salmono-phloia) essential oils: Their chemical composition and antioxidant and antimicrobial activities. Journal Med. Food., 2010, vol. 13, iss. 4, pp. 1005—1012.

¡npoqascin№x nfl®t©G0PERNKUS OAJI asssg G SSÄKSaSS^T

» * T I 1 Hi m. T I « hi a t .nfrt ,-.-

GOUgk^CiteFactor (jg) |f{?Il_ ^