АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ (ОБЗОР) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ, ОБЗОРЫ

УДК 636.4.054:612.015(.320+348):615.214.22

АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ (обзор)

'Крюков В.С., 2Глебова И.В.

1ООО «Натур-Тек», Гатчина Ленинградской области, Российская Федерация;

2 Курская сельскохозяйственная академия, Курск, Российская Федерация

Цель работы — обобщение данных по свойствам биологически активных веществ лекарственных растений и их действию на патогенную микрофлору. Во многих растениях, наряду с метаболитами основного обмена, в малом количестве присутствуют вторичные метаболиты растений (ВМР), которые обладают высокой биологической активностью. Они необходимы для выживания растений, служат в качестве пассивной защиты от поедания травоядными, противодействия патогенным микроорганизмам, климатическим воздействиям, а также для привлечения насекомых-опылителей. Только в XX веке удалось определить сложный состав биологически активных веществ наиболее известных лекарственных растений, их химическую природу и свойства. Из состава ВМР выделяют большую группу химических веществ — эфирных масел (ЭМ), обладающих летучестью и запахом. Многие из них обладают бактерицидно-стью; их изучают с целью замены лечебных и кормовых антибиотиков и консервантов пищевых продуктов. Показана зависимость бактерицидности от состава ЭМ и соотношения входящих в них отдельных веществ. Установлены отдельные этапы механизма их действия на микрофлору. В связи с разнообразностью микроорганизмов, многие вопросы ещё не нашли ответов. Это направление биологической науки в последние годы является одним из наиболее активно развивающихся в области биохимии растений, микробиологии, ветеринарии, питании животных и фармакологии.

Ключевые слова: вторичные метаболиты растений, эфирные масла, лекарственные растения, патогенные микроорганизмы, бактерицидное действие

Проблемы биологии продуктивных животных, 2017, 3: 5-25

Введение

Растения издавна применяют в народной медицине. Имеются сведения, что неандертальцы, жившие 60 тысяч лет назад, использовали алтей (Althaea officinalis), который широко распространён во многих странах и до настоящего времени применяется в этномедицине. В Америке от четверти до половины лекарств производят на основе растительного сырья. Аборигены Америки в качестве пищи используют 1625 видов растений и 2564 - для лечебных целей (Cowan, 1999). В России пользуются лечебными травами с давних времён, хотя в её разных частях в связи с климатическими особенностями сформировалось многообразие растительного мира, но люди болели одними и теми же болезнями и лечили их местными травами. Изучение лекарственных трав в нашей стране не получило такого развития, как в Америке или в Средиземноморье. По сравнению с антибиотиками и лекарствами химического синтеза, вещества, выделенные из растений, являются натуральными, характеризуются меньшей токсичностью, не аккумулируются в организме и являются идеальным сырьём для создания лекарственных препаратов (Hashemi et al., 2008). Растения представляют собой неограниченный возобновляемый источник биологически активных веществ, включающий до 12 тысяч соединений, из которых описано около 2 тыс.

В ветеринарной медицине препараты из лекарственных растений в России используются ограничено - врачи по программам высшей школы знакомились лишь с теми растениями, которые при потреблении могли вызывать отравления животных. В зарубежных странах интерес к лекарственным растениям в ветеринарии и среди специалистов по кормлению животных возрос после выявления негативных последствий, возникающих в результате применения кормовых антибиотиков. С конца прошлого века начали проводить активные исследования по разработке кормовых добавок на основе растений или экстрактов из них, которые называют фитобиотиками.

Общие сведения о вторичных метаболитах растений

В большинстве случаев используют растительные экстракты из лекарственных растений и специй. Обычно их знают по названиям тех растений, из которых они получены. Биологически активные вещества растительного происхождения условно относят к вторичным метаболитам растений (ВМР), поскольку они не участвуют в основных путях обмена веществ. Вместе с тем они играют важную роль, обладая многообразными функциями, направленными на защиту растений от поедания травоядными, от патогенных микроорганизмов, а также на привлечение насекомых для опыления. Поскольку механизмы противодействия патогенным микроорганизмам часто реализуются одинаковыми путями, то одни и те же индивидуальные соединения могут встречаться в экстрактах растений нескольких видов. Вторичные метаболиты способствуют выживанию и приспособлению к окружающей среде, поэтому их наличие и концентрация в растениях зависят от среды обитания и фазы вегетации. В большинстве случаев это разные по строению вещества, но выполняющие схожие функции. Предполагают, что около 100 тыс. ВМР вовлечено в систему химической защиты и приспособления растений к окружающей среде, которые сложились в ходе эволюции.

Последние десятилетия характеризуются существенным прогрессом в изучении ВМР; современная аналитическая техника позволила установить состав многих экстрактов из ранее используемых лекарственных растений и изучить закономерности их биосинтеза (Cowan, 1999; Ершов, 2005; Benchaar et al., 2009; Борисова и др., 2014; Гричак и др., 2015). Интерес к ним обусловлен их антибактериальным действием и возможностью применения вместо лечебных и кормовых антибиотиков, а также другими свойствами, влияющими на обмен веществ и продуктивность животных (Acamovic, Brooker. 2005; Rochfort et al., 2010; Christaki et al., 2012; Hashemi, Davoodi, 2012; Nazzaro et al., 2013; Odeemelam et al., 2013; Costa et al., 2013; Zeng et al., 2015). ВМР выделяют из растений или их отдельных частей путём экстракции подходящими растворителями, затем растворы упаривают и получают сложную по составу жидкую или пастообразную массу. Эфирные масла (ЭМ) являются частью ВМР и в связи со спецификой их получения, заключающейся в паровой дистилляции, характеризуются летучестью. При нанесении на поверхность бумаги ЭМ образует прозрачное пятно, которое со временем исчезает. Это отличает эфирные масла от масел-ацилглицеролов, пятна от которых остаются. Запах и аромат определяется наличием летучих компонентов с температурами кипения 150-300°С. В состав ЭМ входят терпены и их производные, а так же оксигенированные соединения - спирты, кетоны, альдегиды, кислоты и отсутствуют триглицериды.

Некоторые ЭМ характеризуются высоким содержанием фенолов, относящихся к группе фенилпропаноидов; последние наиболее изучены и нашли широкое применение (Burt, 2004). Их можно получить из любых пахнущих растений. К настоящему времени изучены свойства ЭМ около 5000 растений, из которых для коммерческого использования пригодны около 300 (http://viness.narod.ru/ess_oils.htm). ЭМ имеют внешне однородную жидкую маслянистую консистенцию, за что и были названы маслами. Обычно они представляют собой смеси, содержащие до сотни отдельных веществ, среди которых от 1 до 5 являются главными, занимая по массе 95-98% (Benchaar et al., 2009). На основании химических свойств ЭМ подразделяют на 2 класса: 1) фенилпропаны, состоящие из 6-углеродных ароматических колец, имеющих боковую цепь, 2) терпены, которые подразделяют на моно-, сескви-, и дитерпены

по количеству 5-углеродных изопреновых блоков ^ора1, Narang, 2014). Более подробная классификация ВМР предложена в работе ^Паш, Dicko, 2012), она отражает распределение веществ по основным классам химических соединений и демонстрирует их биологическую активность (табл. 1).

Таблица 1. Основные классы биологически активных веществ, обнаруженных в растениях

Классы веществ

Примеры веществ

Биологическая активность

Источники

Углеводороды

Эфиры

Окислы

Лактоны

Спирты

Фенолы

Альдегиды

Кетоны

Лимонен, мирцен, пи-нен, сабинен, цимен, фелландрен

Борнилацетат, гераниол-ацетат, линалилацетат, эугенолацетат

Аскаридол, бизаболон-оксид, линалоолоксид, склазреолоксид Алантролактон, бергап-тен, дигидронепелактон, костус-лактон, непе-лактон

Борнеол, гераниол, линалол, ментол, нерол, цитронелол

Карвакрол, тимол, эвгинол, чавикол

Бензальальдегид, коричный альдегид, куми-нальдегид, миртеналь, цитраль, цитронеллаль

Вербенон, камфора, карвон, ментон, пуле-гон, фенхон

Антибактериальная, антивирусная, гепатопротекторная, противоопухолевая

Анастезирующая, антимикозная, противовоспалительная, седативная, спазмолитическая

Противовоспалительная

Антивирусная, антибактериальная, гипотензивная, жаропонижающая, обезболивающая, седативная

Антисептическая, обезболивающая, противовоспалительная, спазмолитическая, седативная, спазмолитическая, тонизирующая Антимикробная, антиоксидантная, иммунностимулирующая, обезболивающая, спазмолитическая Антивирусная, антимикробная, гипотензивная, жаропонижающая, про-тивоспалительная, сосудорасширяющая, тонизирующая, успокоительная

Антивирусная, муколитическая, ней-ротоксическая, обезболивающая, регенеративная, тонизирующая, успокоительная

Baser, Buchbauer, 2010; Bowles, 2003; Deans et al., 1992; Erdis, 2007; Griffin et al.,1999; Ozbek, 2003; Pegnelly, 2004; Svoboda et al., 1999

De Sousa, 2011; Ghelardini et al., 1999; Peana et al., 2002; Pegnelly, 2004; Sugawara et al., 1998

De Sousa, 2011; Ghelardini et al., 1999; Pegnelly, 2004

De Sousa et al.. 2011; Gomes et al., 2009; Miceli et al., 2005; Pegnelly, 2004

De Sousa et al. 2011; Ghelardini et al. 1999; Peana et al. 2002; Pegnelly, 2004; Sugawara et al., 1998

De Sousa et al., 2011; Ghelardini et al., 1999; Pegnelly, 2004

Dorman, Deans, 2000; Pegnelly, 2004

De Sousa et al., 2011; De Sousa et al., 2008; Gali-Muhtaasib et al., 2000

Изменчивость состава эфирных масел растений

Подавляющая часть изученных жирорастворимых ВМР представлена альдегидами, ке-тонами, спиртами, терпенами, флавонами, фенолами, хинонами, эфирами. Известен ряд ВМР, растворимых в воде - они тоже обладают биологической активностью, но не относятся к ЭМ. Подразделение по принципу растворимости отражает не только различные физико-химические свойства, но и обусловливает различия в технологиях их получения. Водорастворимые ВМР включают менее изученные соединения — глюкозинолаты, изотиоцианаты, лекти-ны, полиамины, полипептиды, тиосульфинаты. Одно и то же растение может характеризоваться разными хемотипами в зависимости от условий произрастания и времени сбора растений (Djilani, Dicko, 2012). Так, тимьян (Thymus) согласно таксономии включает 213 известных видов, которые в полной мере не изучены. Кроме того, состав ЭМ каждого вида тоже изменчив. Это создаёт дополнительные трудности для получения исследователями воспроизводимых результатов при изучении свойств ЭМ. На примере тимьяна видно, что его ЭМ подразделяются на три группы: 1) тимольный тип (содержит главным образом тимол - до 61% и карвакрол - до 16%); 2) карвакрольный тип (содержит в основном карвакрол - 71% и тимол - до

16%); 3) лимонный тип (содержит цитраль, линалоол, гераниол и имеет лимонный запах). В действительности хемотипов ЭМ тимьяна значительно больше

(http: //viness.narod.ru/thymus.htm).

Считают, что основным компонентом ЭМ орегано (Origanum vulgare) также является тимол, на долю которого в масле может приходиться до 82% (Adam et al., 1998), хотя в некоторых случаях он может присутствовать в следовых количествах (Sivropoulou et al., 1996). В работе (Kokkini et al., 1996) установлены вариации состава ЭМ, выделенного из орегано (Origanum vulgare), собранного в трех регионах Греции. В образце из Афона летней заготовки тимол был преобладающим компонентом. К осени его концентрация снизилась почти вдвое, но в несколько раз увеличилась доля ^-цимена, при этом выход масла из перерабатываемого сырья уменьшился в 4 раза. В двух других образцах преобладающим компонентом оказался карвакрол, причём его содержание в летних образцах составляло 85-70%. Тимол в ЭМ одного образца не обнаруживался, а в другом не достигал 5%.

В орегано, выращенном в других климатических условиях (в ботаническом саду Литвы), общее содержание ЭМ было в несколько раз ниже, чем в образцах из Греции, и среди его компонентов тимол и карвакрол не обнаружены (Radusiene et al., 2005).

ЭМ чабреца по содержанию тимола и карвакрола похоже на ЭМ душицы, и содержание в нём каждого компонента может составлять от 3 до 60% (Lawrence, Reynolds, 1984). ЭМ шалфея, произрастающего в одной местности, отличается по составу от выросшего в другой. Показана широкая изменчивость концентраций основных компонентов эфирного масла розмарина (Rosmarinus officinalis), произрастающего в различных Средиземноморских странах (http://www.vesex.ru/pdf/rosemary.pdf). Приведенные данные показывают, что за названиями -«масло орегано» (тимьяна, розмарина и др.) в каждом случае могут быть разные по составу продукты. Эти примеры подтверждают чрезвычайно высокую вариабельность состава ЭМ, извлекаемых из одного и того же вида растений. Состав экстрактов из растительного сырья зависит от свойств растворителей, используемых для их получения, в качестве которых применяют воду, метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, хлороформ, дихлорметан, смеси перечисленных растворителей и сжиженную углекислоту. В зависимости от целей и состава сырья подбирают подходящий растворитель (табл. 2). Из этого следует, что при анализе научных публикаций, посвящённых изучению влияния ЭМ, выделенных из разных трав, на микрофлору или на животных, необходимо учитывать реальный состав испытуемых масел.

Таблица 2. Растворители, используемые для экстракции активных компонентов

эфирных масел *

Вода Этанол Метанол Хлороформ Эфир

Антоцианы Таннины Антоцианы Терпеноиды Алкалоиды

Крахмалы Полифенолы Терпеноиды Флавоноиды Терпеноиды

Таннины) Полиацетилены Сапонины Кумарины

Сапонины Флавонолы Таннины Жирные кислоты

Терпеноиды Терпеноиды Ксантофиллы

Полипептиды Стеролы Тотарол

Лектины Алкалоиды Прополис Квассиноиды Лактоны Флавоны Феноны Полифенолы

Примечание: * по: Cowan, 1999.

При отсутствии этих данных, одно лишь указание на источник его происхождения имеет ограниченную ценность. Полученные результаты могут кардинально отличаться по действию ЭМ, выделенного из растения того же вида, произрастающего в другом регионе или из того же региона, но в другой климатической ситуации (сухое и жаркое лето или дождливое, прохладное).

Исследования, в которых изучают действие натуральных лекарственных растений или полученных из них экстрактов, не учитывая их состава, отражают традиции древней или средневековой медицины, когда использовали травы или настои из них, не зная природы действующих веществ и их концентрации. В настоящее время проведение работ с аналогичным подходом, без учёта достигнутых знаний в области биохимии и возможностей аналитической техники, можно сравнить с «кладоискательством». Однако эти «клады» уже найдены и использованы выдающимися учёными древности. Текущие задачи заключаются в том, чтобы разобрать эти «клады» на отдельные вещества и выделить из них значимые для достижения поставленных целей.

Учитывая, что ВМР являются натуральными многокомпонентными продуктами с высоковариабельным составом, их нельзя охарактеризовать чёткими параметрами, регламентирующими качество. Невозможность стандартизации ВМР по требованиям официальной фармакологии тормозит их применение в медицине. В последние годы наметилось решение этой проблемы путём приготовления лекарственных препаратов из индивидуальных компонентов ЭМ (Delaquis et al., 2002).

Действие эфирных масел растений на микрофлору

Действие ЭМ на организм разносторонне, но в первую очередь их применяют для противодействия микрофлоре, являющейся возбудителем заболеваний (табл. 1). Это определило возможность поиска среди них веществ, позволяющих заменить кормовые и лечебные антибиотики. Антисептическое действие ЭМ известно с античных времён, тогда как первые попытки охарактеризовать их действие на основании лабораторных исследований были предприняты только в начале прошлого века (Martindale, 1910; Hoffman, Evans, 1911). Несмотря на столетнюю историю, антибактериальное действие ВМР, в том числе и эфирных масел, изучено недостаточно, потому что не вскрыт механизм причинно-следственных связей их действия, в такой же мере, как в отношении антибиотиков. Последние поколения антибиотиков и других лекарственных средств разрабатываются на основе знаний молекулярной биологии, которые предполагают следующую последовательность действий — изучается механизм развития заболевания, а затем ставится задача по воздействию на него в нужном направлении и, исходя из имеющихся знаний, осуществляют конструирование лекарств, которые окажут воздействие на молекулярный процесс возникновения заболевания. В отличие от целенаправленно создаваемых лекарств, ВМР даны самой природой, то есть исследователи не ставили цель их создания, поэтому на первом этапе необходимо изучить их состав и строение отдельных веществ, в дальнейшем установить их действие, и только так можно обосновать целесообразность их применения.

Считают, что в большинстве случаев основной мишенью их действия является мембрана клетки (Burt, 2004; Di Pasqua et al., 2007). Клеточная мембрана в качестве мишени более доступна для экспериментального изучения, по сравнению с веществами, которые находятся внутри клетки. Преобладающее количество опубликованных статей по изучению роли мембран может создавать впечатление об их большей значимости. Учитывая различия в строении оболочек клеток грамположительных и отрицательных микробов, предполагают, что грамне-гативные более устойчивы к действию ВМР (Burt, 2004). На этом основании можно ожидать, что концентрация грамположительных бактерий кишечника, к которым относятся полезные, такие как Bifidobacterium и Lactobacillus, под влиянием ВМР будет снижаться. Однако в исследованиях было показано, что эти микроорганизмы устойчивы к действию ВМР (Hammer et al., 1999). Последующие исследования (Rusenova, Parvanov, 2009), проведенные на значительном количестве грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (табл. 3), позволили прийти к следующим выводам: 1) диапазон между минимальными и максимальными концентрациями ЭМ, угнетающими рост, был одинаков у грамотрицательных и грамположи-тельных бактерий; 2) независимо от строения клеточной мембраны, у грамотрицательных и

грамположительных бактерий наиболее активно угнетали рост бактерий ЭМ, полученные из коричника цейлонского, лимонного сорго и душицы обыкновенной.

Таблица 3. Минимальная концентрация ЭМ, угнетающая рост микроорганизмов (% v/v)

Микроорганизмы _Эфирные масла*

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Грамположительные

S. aureus ATCC 25923 0.50 0.25 0.03 0.50 1.00 0.50 0.25 0.03 0.06

L. monocytogenes 1.00 0.50 0.06 1.00 1.00 2.00 0.50 0.125 0.06

B. licheniformis 0.25 0.25 0.03 0.50 0.50 0.50 0.25 0.06 0.03

E. faecalis ATCC 29212 1.00 0.50 0,125 1.00 1.00 2.00 1.00 0.125 0.125

Грамотрицательные

E. coli ATCC 25922 0.25 0.125 0.015 0.25 0.50 0.50 0.25 0.06 0.015

P. aeruginosa ATCC 27853 2.00 >2.00 0.125 >2.0 >2.0 >2.0 1.00 0.125 2.00

S. enteritidis 0.50 0.25 0.06 1.00 0.50 >2.0 1.00 0.125 0.03

Y. pseudotuberculosis 0.25 0.125 0.03 0.50 0.50 1.00 0.125 0.06 0.015

P. vulgaris 0.50 0.25 0.03 0.50 0,50 2.00 0.25 0.06 0.03

P. mirabilis 0.25 0.25 0.03 0.25 0.50 2.00 0.25 0.125 0.06

K. pneumoniae ATCC 13883 0.50 0.25 0.03 0.25 0.50 1.00 1.00 0.125 0.03

E. aerogenes ATCC 13048 0.50 0.25 0.06 0.50 0.50 >2.0 0.25 0.06

Примечания: *1 - тимьян (Thymus vulgaris), 2 - гвоздика (Syzygium aromaticum), 3 - коричник цейлонский (Cinnamomum verum), 4 - душица (Origanum majorana) 5 - чайное дерево (Melaleuca alternifolia), 6 - шалфей мускатный (Salvia sclarea), 7 - мята перечная (Mentha piperita), 8 - лимонное сорго (Cymbopogon citratus), 9 - душица обыкновенная (Origanum vulgare); по: Rusenova, Parvanov, 2009.

На ограниченном массиве тестируемых микроорганизмов можно наблюдать более высокую чувствительность грамположительных микроорганизмов, однако по данным табл. 3 можно заметить, что наибольшей чувствительностью к испытанным ЭМ отличается штамм E. coli ATCC 25922, и наименьшей - штамм P. aeruginosa ATCC 27853, которые относятся к гра-мотрицательным микроорганизмам. Выявленный диапазон различий между ними вполне укладывается в размах различий между грамположительными и грамотрицательными бактериями. Определение минимальной угнетающей рост концентрации (МУК) и минимальной бактерицидной концентрации (МБК) ЭМ из разных растений, включая травы, кустарники и деревья, показало, что микроорганизмы в несколько раз отличались по чувствительности, хотя все относились к группе грамотрицательных бактерий (Da Silveira et al., 2012). Общая оценка показывает, что наибольшее угнетение роста микроорганизмов наблюдали под влиянием ЭМ, полученных из базилика, затем из корицы и в 2-4 раза слабее оказались ЭМ из душицы, лавра и розмарина (табл. 4). В ряде случаев МУК совпадала с МБК; возможно, это связано с величиной шага в диапазоне концентраций, выбранных для испытаний. Малый массив данных и отсутствие сведений о составе используемых масел позволяет ограничиться лишь констатацией; приводить дальнейшую подборку данных о большей чувствительности грамположительных бактерий к ЭМ нет особого смысла, так как к желаемому выводу можно прийти путём тенденциозного подбора результатов в опубликованных работах.

Усложняет анализ также и то, что чувствительность разных штаммов одного и того же вида бактерий может различаться на порядок (табл. 8). В действительности в большинстве работ отражаются факты неодинаковой биоцидности различных ЭМ по отношению к бактериям, отличающимся реакцией на окраску по Граму. Принимая во внимание различное строение клеточных стенок, следует согласиться с заключением, что для изучения влияния на бактерии надо брать не любые доступные ЭМ, а отличающиеся такими свойствами, которые обеспечивают эффективное взаимодействие с компонентами клеточных мембран. При этом оба компонента — и бактериальные клетки, и испытуемые масла должны обладать свойствами, обеспечивающими это взаимодействие. На это исследователи ещё раньше обратили внимание (Knobloch et al., 1988). Если априорно выбирать ЭМ, вещества которых не могут взаимодействовать с грамотрицательными бактериями, то теряется смысл обсуждения сравнительной чув-

ствительности к ним грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. При испытаниях различных масел, проведеннных с 1987 г. на большом массиве различных видов микроорганизмов, было установлено, что реакция клеток на окрашивание по Граму не является основанием для заключения об их чувствительности к эфирным маслам (Dean et al., 1988, 1993, 1995, 2000).

Таблица 4. Минимальные угнетающие и минимальные бактерицидные концентрации некоторых

эфирных масел для микроорганизмов, мг/мл

Источники эфирных масел

Бактерии Базилик Корица Лавр Душица Розмарин

МУК МБК МУК МБК МУК МБК МУК МБК МУК МБК

S. aureus 2.5 2.5 5.0 10.0 10.0 >10.0 5.0 5.0 10.0 >10.0

E. coli 1.25 1.25 5.0 10.0 2.5 2.5 5.0 10.0 2.5 5.0

L. monocytogenes 1.25 2.5 2.5 5.0 2.5 10.0 2.5 10.0 2.5 >10.0

B. cereus 1.25 1.25 2.5 5.0 5.0 5.0 2.5 2.5 5.0 10.0

Y. enterocolitica 0.075 0.15 0.075 1.25 0.62 0.62 0.075 2.5 0.075 1.25

S. typhimurium 2.5 2.5 5.0 10.0 5.0 10.0 5.0 10.0 10.0 >10.0

По: Da Silveira et al., 2012.

Попытки связать регистрируемые факты с химическим составом индивидуальных компонентов ЭМ относятся к очередному шагу в этом направлении. С другой стороны, хотя они позволили выявить ранее неизвестные факты, но не привели к выяснению механизма действия многих компонентов. Это оставляет свободу для появления очередных «противоречивых» публикаций, хотя в достоверности приводимых фактов нет оснований сомневаться. Выражение «противоречивые данные» часто употребляют в научных публикациях при описании результатов в области экспериментальной биологии и редко — в точных науках. Данные не могут быть противоречивыми, они могут быть противоречащими или не согласующимися с результатами, полученными в экспериментах, проведенных в других конкретных условиях, и отражают влияние изучаемых факторов в этих других условиях. Для получения повторяющихся результатов необходимо точно повторять условия сравниваемого эксперимента с учётом всех деталей. Несогласующиеся данные - это трудно разрешимая проблема для последующего экспериментирования, если исследователь ограничился констатацией и не нашёл доводов для объяснения различий в полученных результатах.

Изучение активности индивидуальных веществ, входящих в состав ЭМ, позволяет конкретизировать действующий фактор, в отличие от многокомпонентных ЭМ. В названиях публикуемых работ исследователи часто пишут: «изучение влияния (действия) ЭМ на ...». Такая постановка цели ограничивает развитие творческого мышления, поскольку надо изучать не «действие на...», а взаимодействие химических веществ, продуцируемых растениями и обладающими специфическими свойствами, с мембранами клеток или с нуклеиновыми кислотами, или с белками, которые имеют специфическое строение и способность к взаимодействию с ЭМ.

Успешные исследования в этом направлении проведены в работе (Delaquis et al., 2002) по изучению состава ЭМ кинзы, кориандра, укропа и эвкалипта, а также выделенных из них отдельных фракций, на рост грамотрицательных Pseudomonas fragi, E. coli, S. Typhimurium, грамположительных Listeria monocytogenes, S. Aureus, а также Saccharomyces cerevisiae. Наиболее богатым составом отличалось ЭМ кинзы (Coriandrum sativum), основными компонентами которого были линалоол - 25,9%; (£)-2-деценаль - 20,2%; деканаль - 8,4%; Е-2-децен-1-ол - 7,9%; 1-деканол - 3,9%. ЭМ кинзы активно угнетало рост грамположительных бактерий и дрожжей и очень — слабо грамотрицательных. Фракция ЭМ, содержащая линалоол как основной компонент, одинаково слабо влияла на все испытанные микроорганизмы, кроме дрожжей, которые она угнетала. Нонанол, a-пинен, ^-цимен и карвон в испытанных дозах не влияли на

все микроорганизмы, за исключением дрожжей. Торможение роста бактерий вызывали дека-нол, октанол, деценаль, децен-1-ол и карвон, причём деканаль, октанол и карвон активно угнетали грамположительные бактерии и слабо — грамотрицательные; карвон с 2-деценалем так же активно угнетали грамположительные бактерии, но более выраженно - грамотрицатель-ные. Кориандр, несмотря на общее происхождение с кинзой (кинзой называют листья растения (Coriandrum sativum), а его семена - кориандром), отличался по составу; его масло было представлено линалоолом — 69,8%, а также содержались а-пинен — 5,4% и у-терпинен — 5,3%. ЭМ кориандра слабо влияло на рост бактерий, тогда как фракция, представленная на основе линалоола, активно угнетала рост всех бактерий; фракция с а-пиненом намного слабее действовала на все бактерии и дрожжи, хотя несколько активнее — на грамотрицательные бактерии. Линалоол и а-пинен при совместном присутствии в масле кориандра проявляли антагонизм. ЭМ кинзы сильное угнетало рост грамположительных бактерии, по сравнению с действием его составных компонентов, тогда как в отношении грамотрицательных бактерий между ними наблюдался антагонизм.

ЭМ укропа состояло в основном из двух компонентов — D-лимонена - 46,3% и карво-на - 49,5%, оно слабо угнетало рост микроорганизмов, в то же время чистый D-лимонен вы-раженно действовал на грамотрицательные бактерии и слабее - на грамположительные. Кар-вон в 2-3 раза слабее угнетал рост грамотрицательных бактерий и несколько меньше — грам-положительных. D-лимонен и карвон каждый в отдельности в большей мере ингибировали бактерии, чем в составе ЭМ; это свидетельствует о наличии антагонизма между этими веществами при действии на бактерии независимо от их окрашивания по Граму (Delaquis et al., 2002). Авторами статьи высказано предположение, что за угнетение роста грамположитель-ных бактерий ответственны спирты и альдегиды, а грамотрицательных - линалоол.

На 16 грамотрицательных и 9 грамположительных видах бактерий установлено, что ЭМ, полученные из тимьяна (Thymus vulgaris) и душицы (Origanum vulgare), наиболее активно угнетали все взятые для анализа бактерии. ЭМ гвоздики (Syzygium aromatiticum) слабее по сравнению с двумя первыми угнетало рост всех бактерий, причём его действие на грамполо-жительные и грамотрицательные бактерии было одинаковым. Перец чёрный (Piper nigrum) проявлял ещё меньшую активность и не влиял на 3 из 16 грамотрицательных бактерий. Ниже активность была у ЭМ мускатного ореха (Myristica fragrans), тогда как масло герани (Pelargonium aromaticum) слабее других угнетало грамположительные бактерии и только 7 из 16 грамотрицательных (Dorman, Deans, 2000). Эти же авторы, изучив влияние около 20 индивидуальных веществ, входящих в различные ЭМ, установили, что независимо от их строения они угнетали рост бактерий, но ни одно вещество, в отличие от масел, не угнетало рост всех микроорганизмов. 13-16 испытанных микроорганизмов были устойчивы к сабинену, метил-карвакролу, а-терпинену, и борнеолу, причём чувствительность микроорганизмов не зависела от их реакции на окрашивание по Граму. Из всех испытанных веществ наибольшую ингиби-рующую активность в порядке убывания проявляли тимол, карвакрол и эвгенол, относящиеся к группе фенолов, причём ни одно из этих веществ не влияло на рост Leuconostoc cremoris.

При сравнении трёх веществ, имеющих бензольное кольцо, ^-цимен слабо влиял на микрофлору. Введение в его структуру гидроксильной группы привело к превращению вещества в фенольное соединение и резкому увеличению активности (тимол, карвакрол). Важность свободной гидроксильной группы подтверждается существенным снижением активности у метилкорвакрола. Играет роль не только наличие гидроксильной группы, но и положение её связи с бензольным кольцом. Так, тимол и карвакрол имеют одинаковую общую формулу, то есть это изомеры, но их структурное отличие существенно влияет на активность (см. рис.).

Тимол при комнатной температуре представляет собой кристаллическое вещество, тогда как карвакрол - текучая жидкость. Изменение положения гидроксильной группы обусловливало в ряде случаев различия в специфике действия на грамположительные и грамотрица-тельные бактерии (табл. 5 и 6).

борнилацетат 1,&-цинеол

Наиболее распространённые вещества, входящие в состав эфирных масел

На активность ЭМ влияет оптическая изомерия; так, а-пинен оказался намного слабее ß-пинена, изомеры тимол и карвакрол слабо отличаются по токсичности для бактерий, то есть эта закономерность не всегда соблюдается. Действие ЭМ на бактерии зависит от их растворимости в воде — чем выше гидрофобность, тем выраженнее токсичность (Sikkema et al., 1995; Weber et al., 1996), так как липофильные вещества проявляют сродство к липидной фазе мембран клетки, включаются в них и вызывают изменения физико-химического состава (Di Pasqua et al., 2006). Липофильность веществ характеризуется величиной log P, которая отражает его распределение в системе 1-октанол/вода. В ряду — эвгенол, ментол, карвакрол, метиловый эфир карвакрола, значение log P последовательно возрастало — 2,73; 3,38; 3,52; 4,08. При этом с увеличением log P с 2,73 до 3,59 возрастало угнетение роста бактерий. Дальнейшее его увеличение до 4,08 (метиловый эфир карвакрола) привело к потере токсичности (Ben Afra et al., 2006). Структурные изменения мембран ведут к нарушению метаболических процессов, которые в зависимости от их выраженности сопровождаются гибелью клетки.

Установлено, что функциональные группы, входящие с состав веществ ЭМ, такие как спиртовая, альдегидная, особенно формальдегидная и карбонильная, существенно влияют на физико-химические свойства и активность веществ.

На штаммах Campylobacter jejuni, E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes и Salmonella enterica изучена бактерицидность 96 эфирных масел и 23 наиболее распространённых веществ, входящих в их состав (Friedman et al., 2002). Из испытанных масел 52 проявили антимикробную активность. Альдегиды и фенольные соединения проявили высокую бактерицидную активность. При этом пары изомеров эвгенол-изоэвгенол и анетол-эстрагол, которые отличались только расположением двойной связи в алифатической боковой цепи, по-разному действовали на микрофлору. Эвгенол был в 13 раз активнее, по сравнению с изоэвгенолом, против C. jejuni и L. monocytogenes, в то же время эти вещества были одинаково активны в отношении E. coli и S. enterica. Эстрагол был высоко активен по отношению к C. jejuni и весьма умеренно против других микроорганизмов. Изомер эстрагола - анетол оказался в 30 раз слабее по отношению к C. jejuni и не проявлял активности к другим бактериям. Установлена общая закономерность — монотерпены с двойной связью на конце изопреновой цепи более активны, по сравнению с имеющими двойную связь внутри цепи (Friedman et al., 2002).

На проявление активности ЭМ существенно влияют условия, в которых изучают их действие на тестируемые микроорганизмы. При использовании сред с одинаковым содержанием действующих веществ в анаэробных и аэробных условиях, факультативные анаэробы E. coli O157:H7 и S. typhimurium DT104 проявляли разную чувствительность, в зависимости от испытуемых веществ и от вида микроорганизмов. Так, угнетение роста E. coli и S. typhimurium в аэробных условиях под действием карвакрола составило 65 и 99%, в анаэробных условиях -100 и 97% соответственно; под действием тимола в аэробных условиях - 100 и 68%, в анаэробных условиях - 32 и 55%; под действием гераниола в аэробных условиях - 25 и 44%, в анаэробных условиях - 46 и 78% (Si et al., 2006). На основании обширных исследований авторы пришли к заключению, что антимикробная активность индивидуальных веществ ЭМ в связи с их химическим строением изучена недостаточно (Friedman et al., 2002; Si et al., 2006)

Возвращаясь к изучению взаимодействия ЭМ и бактериальных клеток, обратим внимание, что субъект действия — ЭМ представляют собой индивидуальные химические соединения или их смеси, имеют на момент изучения стабильный состав, который может быть определён инструментальными методами, поэтому его можно чётко охарактеризовать. Количественное разнообразие бактериальных клеток велико, и даже штаммы одного и того же вида отличаются разной по интенсивности ответной реакцией на действие ЭМ (табл. 5, 6, 7, 8). Метаболизм клетки зависит от условий окружающей среды, при вариации этих условий в клетках происходят адаптационные метаболические и структурные изменения. Считают, что основной адаптивный ответ клетки заключается в поддержании проницаемости мембран на постоянном уровне, независимо от изменившихся внешних условий (Keweloh, Heipieper, 1996; Heipieper et al., 2003; Fozo et al., 2004). При выходе интенсивности действия за пределы возможных адаптационных возможностей клетка погибает. Объект воздействия - живой организм представляет собой сложную систему, поэтому охарактеризовать его гораздо сложнее и тем более — прогнозировать его реакцию на действие внешних факторов

Изучая влияние тимола, карвакрола, эвгенола, лимонена и коричного альдегида в дозе ниже минимальной угнетающей концентрации и более высокой, чем минимальная угнетающая доза, на E. coli, S. typhimurium, Pseudomonas fluorescens, Brochothrix thermosphacta, Staphylococcus aureus выявили противоположно направленные изменения в составе липидов мембран клеток независимо от их реакции на окрашивание по Граму (Di Pasqua et al., 2006).

Под влиянием компонентов ЭМ в дозе ниже угнетающей рост B. thermosphacta (грам+) и E. coli (грам-), испытанные вещества повышали долю ненасыщенных жирных кислот (НЖК) в клеточной мембране, что свидетельствует об адаптивных изменениях, направленных на поддержание проницаемости клеточных мембран у бактерий этих видов. Чувствительнее других оказалась P. fluorescens, которая относится облигатным аэробам, в её мембране снизилось содержание НЖК и особенно выраженно — под влиянием тимола (табл. 5).

У факультативного аэроба S. aureus содержание НЖК отчётливо снизилось только под влиянием коричного альдегида, на другие бактерии он практически не повлиял или повысил

уровень НЖК. Авторами приведены данные по изменению доли отдельных жирных кислот в составе липидов мембран; эти изменения отличались специфичностью. Аналогичную адаптацию к субминимальной угнетающей концентрации карвакрола наблюдали ранее на В. свгвш (Икее й а1., 2000); этот эффект сопровождался повышением доли НЖК. В то же время включение в среду токсичной дозы карвакрола (0,4 мМ) приводило к быстрому увеличению количества насыщенных жирных кислот (С-13:0 и С-15:0), которое сопровождалось снижением проницаемости мембран; это можно рассматривать как защитную реакцию от проникновения карвакрола внутрь клетки. При этом был выявлен интересный факт — добавление 0,4 мМ кар-вакрола в среду инкубации адаптированных клеток возвращало долю насыщенных жирных кислот до уровня, характерного для интактных клеток.

Таблица 5. Влияние субминимальной угнетающей концентрации компонентов эфирных масел на содержание ненасыщенных жирных кислот в мембранах растущих клеток бактерий, %.

Вещества E. coli S. typh imurium P. fluorescens B. thermosphacta St. aureus

НЖК Д НЖК Д НЖК Д НЖК Д НЖК Д

НЖК НЖК НЖК НЖК НЖК

Контроль 55.85 59,56 67,57 58,05 71,00

Тимол 62,61 6,76 57,93 -1,63 54,91 -12,66 61,26 3,21 72,31 1,31

Лимонен 68,57 12,72 64,98 5,42 64,54 3,06 81,74 23,69 78,55 7,55

Эвгенол 66,16 10,31 70,20 10,63 65,96 -1,61 66,21 8, 16 70,01 -1,00

Карвакрол 57,57 1,72 71,49 11,93 70,75 -3,18 69,42 11,37 66,66 -4,35

Коричный 71,01 15,16 61,78 2,22 66,69 -0,88 70,19 12,15 53,76 -17,25

альдегид

Примечания: НЖК - ненасыщенные жирные кислоты; Д НЖК - разница между контролем и действующим веществом; по: Di Pasqua et al., 2006.

Инкубация микроорганизмов в течение 2 ч с добавлением в среду тимола, карвакрола, эвгенола, лимонена и коричного альдегида в концентрации выше минимальной для ингибиро-вания роста бактерий (0,2 моль/л) вызывала радикальное снижение НЖК в мембранах клеток. Во всех случаях наибольшее влияние оказал коричный альдегид, у которого величина МУК была существенно выше по сравнению с тимолом и карвакролом (табл. 6).

В отличие от тимола и карвакрола, коричный альдегид не относится к фенольным соединениям и не накапливается в мембранах, то есть не изменяет их структуру или внутриклеточный пул АТФ. Он может проникать в глубокие части клетки через внешнюю мембрану (Helander et al., 1998) и благодаря альдегидной группе вступать в реакцию с белками. Среди них можно назвать десатуразы жирных кислот, торможение которых приводит к снижению доли ненасыщенных жирных кислот в мембране и нарушает её функционирование. Коричный альдегид способен изменять внешнюю структуру клетки, но разрушение клеточной стенки и лизис он вызывал только у S. aureus (Di Pasqua et al., 2007). Установлено, что E. coli при пониженном содержании ненасыщенных кислот продолжала рост и синтез фосфолипидов, но затем начиналась утечка метаболитов клетки и её лизис (Cronan, 2003).

Фенольные соединения тимол и карвакрол имеют неспаренные электроны и поэтому при контакте с мембраной вступают во взаимодействие с её компонентами и разрыхляют структуру. Кроме того, они проникают в цитозоль, где вступают в реакцию с сульфгидриль-ными группами ферментов или образуют неспецифичные связи с молекулами белков, приводя к их инактивации (Mason, Wassermam, 1987). Под влиянием одних и тех же веществ у разных видов бактерий могут происходить неодинаковые нарушения клеточных мембран (Rhayour et al., 2003; Di Pasqua et al., 2007). Это даёт основание считать, что механизм антибактериального действия может реализовываться разными путями, включая дестабилизацию мембран.

ЭМ позволяют контролировать микрофлору желудочно-кишечного тракта, но необоснованное их применение может вызвать дисбактериоз, позволяющий развиваться патогенным колиформным бактериям. Это подтверждается разной чувствительностью к ЭМ резистентных

к авиломицину штаммов E. coli (Ouwehand et al., 2010). В условиях эксперимента E. coli 0147 проявил более выраженную чувствительность ко всем испытанным ЭМ и их компонентам в минимальной их концентрации, по сравнению с E. coli 138 (табл. 7).

Таблица 6. Изменение доли ненасыщенных жирных кислот в мембранах бактерий под влиянием угнетающей концентрации компонентов эфирных масел, %

Вещества E. coli S. typhi murium P. fluorescens B. thermosphacta St. aureus

НЖK Д НЖK Д НЖK Д НЖK Д НЖK Д

Контроль 55.71 59,5б б7,4б 58,05 70,бб

Тимол 42,80 -12,91 47,50 -12,0б 30,95 -3б,52 34,23 -23,82 39,73 -30,92

Лимонен 18,38 -37,33 25,59 -33,98 9,80 -57,б7 б4,70 -б,бб 32,23 -38,42

Эвгенол 43,57 -12,14 44,21 -15,35 1,бб -б5,80 48,23 -9,82 53,19 -17,47

Карвакрол 30,99 -24,72 49,38 -10,19 42,б4 -24,82 39,бб -18,39 19,23 -51,43

Коричный 14,12 -41,58 7,75 -51,81 1,13 -бб,33 2,74 -55,31 3,27 -б7,38

альдегид

Примечания: НЖК - ненасыщенные жирные кислоты; Д - разница по НЖК между контролем и действующим веществом; по: Di Pasqua et al., 2007.

Таблица 7. Влияние ЭМ и их составляющих на рост E. coli 138 и E. coli 0147 (единицы плотности суспензии)*

Штаммы E. coli 138 E. coli 0147

Контроль Авиламицин 923 1039 57б 5бб

Концентрация, мг/л 5 50 500 5 50 500

Анетол 928 590 771 455 483 5б5

Гваякол б03 500 445 14б 259

Эвгенол б33 б51 41 134 3б 9

Карвакрол 547 138 2б 304 38б 18

Тимол 31б 300 33 б9 422 23

Крезол 5б1 б04 1б 18б 39б 23

Бензальдегид 78б 722 731 177 454 324

Коричный альдегид б0б 383 113 322 270 95

Лимонен 278 845 б21 253 31б 3б8

Цитраль 525 598 14 4 473 б

ЭМ душицы 570 430 13 1б7 334 10

ЭМ розмарина 351 б31 - 144 27б -

ЭМ чабреца 550 7б5 3 113 284 0

Примечание: * по: Ouwehand et al., 2010.

Штамм E. coli 0147 был в несколько раз чувствительнее к цитралю, тимолу и меньше — к маслу розмарина. Этими же исследователями было установлено, что авиломицин угнетал рост B. longum и B. breve, тогда как на них не действовали ЭМ в дозе 5 мг/л и даже стимулировали их активность при увеличении дозы в 10 раз. Анализ результатов, приведенных в табл. 7, показывает, что только коричный альдегид с увеличением его концентрации в среде снижал рост бактерий обоих штаммов — практически в одинаковой степени. Также «правильно» действовал эвгенол на штамм E. coli 0147. В других случаях такой закономерности не наблюдалось. Преобладающим веществом ЭМ душицы (орегано) был тимол, который в концентрации 5 мг/л несколько активнее по сравнению с содержащим его маслом душицы тормозил рост E. coli 138 и E. coli 0147. При увеличении содержания в среде инкубации, масло чабреца до 50 мг/л активировало рост E. coli 138 в 1,4 и E. coli 0147 в 2,5 раза по сравнению с ростом в среде, содержащей 5 мг/л масла чабреца. Тимол в концентрации 50 мл/л не повлиял на рост E. coli 138.

Совсем другая динамика наблюдалась в отношении E. coli 0147 — доза 5 мг/л снизила рост на 88%, по сравнению с контрольным образцом; при увеличении в среде инкубации кон-

центрации тимола в 10 раз, рост по сравнению с предыдущей дозой повысился в 6,1 раза. То есть более чувствительный штамм проявил большие адаптационные возможности. Доза 500 мг/л практически прекращала рост обоих штаммов. Бензальдегид не влиял на рост E. coli 138, но активно угнетал рост E. coli 0147 при его концентрации в среде 5 мг/л, и его действие резко ослаблялось при увеличении концентрации бензальдегида в среде в 10 раз, по сравнению с контролем. Дальнейшее увеличение его концентрации в среде в 100 раз угнетало рост E. coli 0147 на 44%, по сравнению с контролем, но всё же он оставался выше, чем при дозе 5 мг/л. Аналогичная динамика, т.е. снижение роста при концентрации в среде 5 мг ЭМ /л, затем повышение при 50 мг/л и вновь снижение при 500 мг/л, характерна для ЭМ масел чабреца и розмарина в отношении обоих штаммов и для гваякола, карвакрола, тимола, крезола, бензальде-гида, лимонена и ЭМ душицы — по отношению к штамму E. coli 0147. На этот феномен авторы исследования внимания не обратили, хотя к тому времени уже существовали предпосылки для объяснения наблюдаемого факта (Di Pasqua et al., 2006, 2007).

«Двухфазное» действие ЭМ на микрофлору в вышеописанном эксперименте не является случайным, связанным с условиями проведения исследования, поскольку схожую закономерность наблюдали при изучении влияния геранилгераниола, терпенола и фитола на другой вид микроорганизмов — S. üureus (Inoue et al., 2005). С увеличением в среде концентрации терпенола и геранилгераниола вначале происходило торможение роста, которое достигало максимума при 1,25-5,0 мг/л, а затем рост ускорялся, приближаясь к исходным значениям.

Фитол действовал более устойчиво, достигнув максимума действия при концентрации 2,5-5.0 мг/л и сохранял его в дальнейшем (Inoue et al., 2005; Hada et al., 2003). Механизм описанного процесса также не нашёл объяснения. Позднее были опубликованы результаты исследований, показывающие адаптационные изменения в мембранах клеток под влиянием низких доз компонентов эфирных масел, которые направлены на сохранение функций клеток. Увеличение концентрации тех же действующих веществ в инкубационной среде приводило к повышению в мембранах доли насыщенных жирных кислот, что вызывало нарушение их структуры, потерю внутреннего содержимого и лизис (Di Pasqua et al., 2006, 2007). Исходя из того, что в природе существует неопределённое количество штаммов разных видов бактерий, которые неодинаково чувствительны к действующим веществам в пределах одного вида, прогнозировать действие ЭМ, даже в чётко контролируемых условиях in vitro, представляется достаточно трудным делом.

Изучение действия тимьяна и основных его компонентов на грамположительные и грамотрицательные бактерии позволило подтвердить ранее сделанные выводы и на основе анализа масел, полученных из разных видов тимьяна с разным содержанием в них отдельных компонентов, прийти к дополнительным выводам (Cosentino et al., 1999). Тимол, отличающийся высокой бактерицидностью, при практически равном его содержании в образцах масел из трёх районов Сардинии, не сблизил их активность, и прослеживалась её зависимость от увеличения содержания карвакрола в составе масла. По-видимому, это обусловлено высокой антибактериальной активностью чистого карвакрола (Friedman et al., 2002). В целом феноль-ные соединения — карвакрол и тимол показали более высокую активность, по сравнению с маслами и другими индивидуальными веществами ЭМ, используемыми в работе (Cosentino et al., 1999). Характер распределения по чувствительности к испытанным концентрациям ЭМ показывает, что штаммы каждого вида проявляли низкую чувствительность к а-пинену, p-цимену, f-терпинену, которая находилась в диапазоне концентраций >900 мкг/мл. Несколько сильнее по сравнению с предыдущими соединениями угнетал рост всех штаммов линалоол -его МУК находилась в диапазоне >900 мкг/мл. Карвакрол проявлял наибольшее угнетающее действие в диапазоне минимальных испытанных концентраций 225-112 мкг/мл в отношении штаммов E. eoli и B. eereus.

Тимол угнетал рост E. eoli и B. eereus в диапазоне 450-112 мкг/мл. С нашей точки зрения особый интерес представляют ЭМ, которые угнетали рост бактерий по всему диапазону испытанных концентраций (Thymus capitatus и Thymus herbabarona против S. aureus и B.

cereus; а-терпинол - против E. coli; карвакрол — против S. aureus). Существование в массиве одного вида бактерий штаммов с высокой и низкой чувствительностью дает основание предполагать, что среди бактерий могут появиться штаммы, резистентные к действию ЭМ. Настоящее предположение подтверждается тем, что известные органические растворители очень токсичны для микроорганизмов, так как они накапливаются в клеточных мембранах и разрушают их, но публикуется всё больше данных о том, что появляются штаммы бактерий, которые к ним адаптируются и выживают.

Особенно выражен этот признак у грамнегативных бактерий, которые имеют внешнюю мембрану, состав липосахаридов которой изменяется под влиянием внешних факторов, что позволяет адаптироваться к высоким дозам органических веществ (Aono et al., 1998; Segura et al. 2008); эта способность описана и у грамположительных бактерий (Nielsen et al., 2005). В данном контексте понятия резистентность и адаптация надо различать. Под резистентностью понимают способность микроорганизма инактивировать негативно действующее на него вещество. Под адаптацией понимается выработка микроорганизмом защитных изменений, которые не влияют на действующее вещество, но позволяют выживать бактерии в его присутствии.

Различие в чувствительности разных штаммов бактерий одного вида к ЭМ позволяет сделать заключение, что при их применении в условиях практики необходимо проверять восприимчивость к ним микрофлоры, так же, как и к антибиотикам.

Заключение

Изучение антибактериальной активности ЭМ in vitro демонстрирует значительную разнородность получаемых результатов, которые не следует считать противоречивыми, поскольку они связаны с реальными условиями проведения экспериментов. Результаты зависят от свойств выбранных ЭМ и микроорганизмов. Публикации, в которых не приводится состав масел, на сегодняшнем уровне развития науки имеют ограниченную ценность. ЭМ представляют собой физическую смесь разных по физико-химическим свойствам веществ, которые влияют на растворимость друг друга и в инкубационных средах, и в липидах клеточных мембран. Даже при известном составе ЭМ, учитывая их изменчивость, результаты изучения воздействия на микрофлору не могут быть повторены при использовании других источников того же масла. Невозможность стандартизации состава ЭМ ограничивает их использование в фармакологии. Однозначные результаты могут быть получены в сопоставимых условиях при использовании отдельных компонентов ЭМ, на одних и тех же штаммах микроорганизмов, поскольку чувствительность разных штаммов даже в пределах одного вида бактерий может отличаться в несколько раз. Кроме экспериментальной техники, следует обращать внимание на температуру инкубации и рН среды, поскольку даже небольшое повышение концентрации протонов в среде ведёт к росту проницаемости мембран клеток и к усилению воздействия на них ЭМ. Использование разных доз ЭМ может вызывать разную ответную реакцию - в одних случаях она может сопровождаться адаптацией, а в других, в зависимости от величины дозы и условий эксперимента - угнетением.

Давно установлено, что определение чувствительности микрофлоры к ЭМ с помощью разных лабораторных методов приводит к получению разных результатов при оценке одного и того же вещества. Концентрация микробных клеток в инкубационной среде при проведении исследований также существенно влияет на результаты. Считают, что твердые среды наименее подходят для оценки действия ЭМ, так как действие ЭМ зависит от их диффузии, которая в этом случае ограничена, и оценка действия ЭМ будет при этом занижена. Угнетение микрофлоры различными веществами определяют на основе подсчёта числа живых клеток по завершению инкубации. Однако их уменьшение может произойти как в результате торможения пролиферации, так и гибели части бактерий, что приводит к неверной оценке при установлении минимальной угнетающей концентрации и трактовке механизма действия. Таким обра-

зом, для получения объективных выводов следует уделять большое внимание отработке методологии и техники оценки угнетающего действия ЭМ на микроорганизмы.

REFERENCES

1. Acamovic T., Brooker J.D. Biochemistry of plant secondary metabolites and their effect in animal. Proc. Nutr. Soc. 2005, 64: 403-412.

2. Adam K., Sivropoulou A., Kokkini S., Lanaras T., Arsenakis M. Antifungal activities of Origanum vulgare ssp. hirtum, Mentha spicata, Lavandula angustifolia, and Salvia fruticosa essential oils against human pathogenic fungi. J. Agric. Food Chem. 1998. 46: 1739-1745.

3. Ali-ShtayehM.S., Yaghmour R.M.R., Faidi Y.R., Salem K., Al-Nuri M.A. Antimicrobial activity of 20 plants used in folkloric medicine in the Palestinian area. J. Ethnopharm. 1998, 60: 265-271.

4. Allen P.C., Lydon J., Danforth H.D. Effects of components of Artemisia annua on coccidia infections in chickens. Poult Sci. 1997, 76(5): 1156-1163.

5. Aono R., Tsukagoshi N., Yamamoto M. Involvement of outer membrane protein TolC, a possible member of the mar-sox regulon, in maintenance and improvement of organic solvent tolerance of Escherichia coli K-12. J. Bacteriol. 1998, 180: 938-944.

6. Axe D.D., Bailey J.E. Transport of lactate and acetate through the energized cytoplasmic membrane of Escherichia coli. Biotechn. Bioeng. 1995, 47: 8-19.

7. Bahia P.K., Rattray M., Williams R.J. Dietary flavonoid (2) epicatechin stimulates phosphatidylinositol 3 -kinase-dependent anti-oxidant response element activity and up-regulates glutathione in cortical astro-cytes. J. Neurochem. 2008, 106: 2194-2204.

8. Bampidis V.A.; Christodoulou V., Christaki E.; Florou-Paneri P.; Spais A.B. Effect of dietarygarlic bulb and garlic husk supplementation on performance and carcass characteristics of growing lambs. Anim. Feed Sci. Technol. 2005, 121: 273-283.

9. Barnes P.J., Karin M. Nuclear factor-KB: a pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases. N. Engl. J. Med. 1997, 336: 1066-1071.

10. Baser K.H.C., Buchbauer G. Handbook of essential oils: Science, Technology, and Applications. CRC Press NW, 2010, 470 p.

11. Bassole I.H.N., Juliani H. R. Essential Oils in combination and their antimicrobial properties. Molecules. 2012,. 17: 3989-4006.

12. Ben Arfa A., Combes S., Preziosi-Belloy L., Gontard N., Chalier P. Antimicrobial activity of carvacrol to its chemical structure. Lett. Appl.Microbiol. 2006, 43: 149-154.

13. Benchaar Ch., Hristov A.N., Greathead H. Essential oils as feed additives in ruminant nutrition. In: Phytogenics in animal nutrition. T. Steiner (Ed.). Nottingham, 2009, P. 111-146

14. Bento M.H.L., Ouwehand A., Tiihonen C. K., Lahtinen S., Nurminen P., Saarinen M.T., Schulze H., Mygind T., Fischer J. Essential oils and their use in animal feeds for monogastric animals - Effects on feed quality, gut microbiota, growth performance and food safety: a review. Veter. Med. 2013, 58(9): 449-458

15. Biswas A.K., Chatli M.K., Sahoo J. Antioxidant potential of curry (Murraya koenigii L.) and mint (Mentha spicata) leaf extracts and their effect on colour and oxidative stability of raw ground pork meat during refrigeration storage. Food Chem. 2012, 133: 467-472.

16. Booth I.R. Regulation of cytoplasmic pH in bacteria. Microbiol. Rev. 1985, 49: 359-378.

17. Borisova G.G., Ermoshin A. A, Maleva M.G., Chukina N.V. Osnovy biokhimii vtorichnogo obmena rastenii (Fundamentals of biochemistry of secondary metabolism in plants.). Ekaterinburg: Ural University Publ., 2014, 128 p. (In Russian)

18. Botsoglou N.A.; Taitzoglou I.A.; Botsoglou E.; Zervos I.; Kokoli A.; Christaki E.; Nikolaidis EEffect of long-term dietary administration of oregano and rosemary on the antioxidant status of rat serum, liver, kidney and heart after carbon tetrachloride-induced oxidative stress. J. Sci. Food Agric. 2009, 89: 1397-1406.

19. Bowles E.J. The Chemistry of Aromatherapeutic Oils. Griffin Press, 2003, 492 p. Allen & Unwin Academic Copyright (3rd Edition), 2004.

20. Burt S. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods - a review. Int. J. Food Microbiol. 2004, 94: 223-253.

21. Burt S.A., van der Zee R., Koets A.P., De Graaff A.M., van Knapen Gaastra W., Haagsmann H.P., Veldhuizen E.J.A. Carvacrol induces heat shock protein 60 and inhibit synthesis of flagellin in Escherichia coli O157:H7. Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73: 4484-4490.

22. Christaki E., Florou-Paneri P., Giannenas I., Papazahariadou M., Botsoglou N.A. Effect of a mixture of herbal extracts on broiler chickens infected with Eimeria tenella. Anim. Res. 2004, 53(1): 137-144.

23. Christaki E., Bonos E., Giannenas I., Florou-Paneri P. Aromatic plants as a sourse of bioactive comppouds. Agriculture. 2012, 2: 228-243.

24. Cosentino S., Tuberoso C.I.G., Pisano B., Satta M., Mascia V., Arzedi E., Palmas F. In-vitro antimicrobial activity and chemical composition of Sardinian thymus essential oils. Lett. Appl. Microbiol. 1999,. 29: 130-135.

25. Costa L.B., Luciano F.B., Miyada V.S., Gois F.D. Herbal extracts and organic acids as natural feed additives in pig diets. South Afr. J. Anim. Sci. 2013, 43(2): 181-193.

26. Costa L.B., Berenchtein B., Almeida V.V., Tse M.L.P., Braz D.B., Andrade C., Mourao G.B., Miyada V.S. Phytogenic additives and sodium butyrate as growth promoters of weaned piglets. Arch. Zootec. 2011, 60: 687-698.

27. Cox S.D.; Gustafson J.E.; Mann C.M., Markham J.L., Liew Y.C., Hartland R.P., Bell H.C., Warmington J.R., Wyllie S.G. Teat tree oil causes K+ leakage and inhibits respiration in Escherichia coli. Lett. Appl. Microbiol. 1998, 26: 355-358.

28. Cox S.D., Mann C.M., Markham J.L. Interactions between components of the essential oil of Melaleuca alternifolia. J. Appl. Microbiol. 2001, 91: 492-497.

29. Cowan M.M. Plant products as antimicrobial agent. Clin. Microbiol. Rev. 1999, 12: 564-582.

30. Cronan J.E. Bacterial membrane lipids: where do we stand? Annu. Rev. Microbiol. 2003, 57, 203-224.

31. Da Silveira S.M., Cunha A., Scheuermann G.N., Secchi F.L., Vieira C.R.W. Chemical composition and antimicrobial activity of essential oils from selected herbs cultivated in the South of Brazil against food spoilage and foodborne pathogens. Ciencia Rural. 2012, 42(7), 1300-1306.

32. Deans S.G., Ritchie G. Antibacterial properties of plant essential oils. Int. J. Food Microbiol. 1987, 5: 165-180.

33. Deans S.G., Svoboda K.P. Antibacterial activity of French tarragon (Artemisia dracunculus Linn.) essential oil and its constituents during ontogeny. J. Hortic. Sci. 1988, 63: 503-508.

34. Deans S.G., Svoboda K.P., Gundidza M., Brechany E.Y. Essential oil profiles of several temperate and tropical aromatic plants: their antimicrobial and antioxidant activities. Acta Hortic. 1992, 306: 229-232.

35. Deans S.G., Waterman P.G. Biological activity of volatile oils. In: Volatile oil crops: Their biology, biochemistry and production. Hay R.K.M., Waterman P.G. (Eds.). Essex: Longman Sci. Techn., 1993, P. 97-111.

36. Deans S.G., Noble R.C., Hiltunen R., Wuryani W., Penzes L.G. Antimicrobial and antioxidant properties of Syzygium aromaticum (L.) Merr and Perry: impact upon bacteria, fungi and fatty acid levels in ageing mice. Flav. Fragr. J. 1995, 10: 323-328.

37. De Sousa D.P., Júnior G.A., Andrade L.N., Calasans F.R., Nunes X.P., Barbosa-Filho J.M., Batista J.S. Structure and spasmolytic activity relationships of analogues found in many aromatic plants. Z. Naturforsch. 2008, 63: 808-812.

38. De Sousa D.P. Analgesic-like activity of essential oils constituents. Molecules. 2011, 16: 2233-2252.

39. De Sousa D.P., Júnior G.A.S., Andrade L.N., Batista J.S. Spasmolytic activity of chiral monoterpene esters. Rec. Nat. Prod. 2011, 5: 117-122.

40. Di Pasqua R., Hoskins N., Betts G., Mauriello G. Changes in membrane fatty acids composition of microbial cells induced by addiction of thymol, carvacrol, limonene, cinnamaldehyde, and eugenol in the growing media. J. Agric. Food Chem. 2006, 54: 2745-2749.

41. Di Pasqua R., Betts G., Hoskins N., Edwards M., Ercolini D., Mauriello G. Membrane toxicity of antimicrobial compounds from essential oils. J. Agric. Food Chem. 2007, 55: 4863-4870.

42. Djilani A., Dicko A. The Therapeutic Benefits of Essential Oils. In: Nutrition, Well-Being and Health (J. Bouayed, T. Bohn, eds.). 2012. Chapter 7, P. 155-178. DOI: 10.5772/1864.

43. Dorman H.J.D., Deans S.G. Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils. J. Appl. Microbiol. 2000, 88: 308-316.

44. Edris A.E. Pharmaceutical and therapeutic potentials of essential oils and their individual volatile constituents. Phytother. Res. 2007. 21: 308-323.

45. Ershov Yu.V. [Methylarylphosphate (non-malovalate) pathway of isoprenoid biosynthesis]. Uspekhi biologicheskoi khimii - Advances in Biological Chemistry. 2005, 45: 307-354.

46. Faleiro M.L. The mode of antibacterial action of essential oils. In: Science Against Microbial Pathogens. A. Mendez-Villas (Ed.). Badajoz, Spain: Formatex, 2011, P 1143-1156.

47. Fiesel A., Gessner D.K., Most E., Eder K. Effect of dietary polyphenol-rich plant products from grape or hop on pro-inflammatory gene expression in the intestine, nutrient digestibility and faecal microbiota of weaned pigs. BMC Vet. Res. 2014, 10: 196-208.

48. Fozo E.M., Kajafasz J.K., Quivey R.G. Low pH-induced membrane fatty acids alterations in oral bacteria. FEMSMicrobiol. Lett. 2004, 238: 291-295.

49. Friedman N., Henika P.R., Mandrell R.E. Bactericidal Activities of Plant Essential Oils and Some of Their Isolated Constituents against Campylobacter jejuni, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, and Salmonella enteric. J. Food Protection. 2002, 65: 1545-1560.

50. Gali-Muhtasib H., Hilan C., Khater C. Traditional uses of Salvia libanotica (East Mediterranean sage) and the effects of its essential oils. J. Ethnopharm. 2000, 1: 513-520.

51. Gessner D.K., Fiesel A., Most E., Dinges J., Wen G., Ringseis R., Eder K. Supplementation of a grape seed and grape marc meal extract decreases activities of the oxidative stress-responsive transcription factors NR- kB and Nrf2 in the duodenal mucosa of pigs. Acta Vet. Scand. 2013, 55(1): 18-28.

52. Giannenas I., Florou-Paneri P., Papazahariadou M., Botsoglou N.A., Christaki E., Spais A.B. Effect of diet supplementation with ground oregano on performance of broiler chickens challenged with Eimeria tenella. Archiv Geflug. 2004, 68(2): 247-252.

53. Gill A.O., Holley R.A. Disruption of Escherichia coli, Listeria monocytogenes and Lactobacillus sakei cellular membranes by plant oil aromatics. Int. J. Food Microbiol. 2006, 108: 1-9.

54. Ghelardini C., Galeotti N., Mazzanti G. Local anaesthetic activity of the essential oil of Lavandula angustifolia. PlantaMedica. 1999, 65: 700-703.

55. Gomes N.G.M,, Campos M.G., Orfao J.M.C., Ribeiro C.A.F. Plants with neurobiological activity as p o-tential targets for drug discovery. Progr. Neuro-Psychopharm. Biol. Psych. 2009, 33: 1372-1389.

56. Gowan M.M. Plant products as antimicrobial agents. Clin. Microbiol Rev. 1999, 12(4): 564-582.

57. Greathead H. Plants and plant extracts for improving animal productivity. Proc. Nutr. Soc. 2003, 62: 279-290.

58. Griffin S.G., Wyllie S.G., Markham J.L., Leach D.N. The role of structure and molecular properties of terpenoids in determining their antimicrobial activity. Flav. Fragr. J. 1999, 14: 322-332.

59. Gunchak A.V., Gunchak V.M., Ratich I.B. [Biological effects of plants extracts in poultry]. Naukovii visnik LNUVMBT imeni S.Z. Gzhits'kogo - Scientific Journal LNUVMBT. 2015, 17(3): 19-28. (In Ukrainian).

60. Hada T., Shiraishi A., Furuse S., Inoue Y., Hamashima H., Matsumoto Y., Masuda K., Shiojima K., Shi-mada J. Inhibitory effects of terpenes on the growth of Staphylococcus aureus. Nat. Med. 2003, 57(1): 64-67.

61. Hammer K.A., Carson C.F., Riley T.V. Antimicrobial activity of essential oils and other plant extracts. J Appl. Microbiol. 1999, 86: 985-990.

62. Hashemi S.R., Zukifli I., Hair-Bejo M., Farida A., Somchit M.N. Acute toxicity study and phytochemical screening of selected herbal aqueous extract in broiler chickens. Int. J. Pharmacol. 2008, 4: 352-360.

63. Hashemi S.R., Davoodi H. Herbal plants as new immune-stimulator in poultry industry: A review. Asian J. Anim. Vet. Adv. 2012, 7: 105-116.

64. Hay R.K., Waterman P.G. Volatile oil crops: their biology, biochemistry and production. New York: John Wiley and Sons Inc., 1993, 341 p.

65. Heipieper H. J., Meinhardt F., Segura A. The cis-trans isomerase of unsaturated fatty acids in Pseudomonas and Vibrio: Biochemistry, molecular biology and physiological function of a unique stress adaptive mechanism. FEMSMicrobiol. Lett. 2003, 229: 1-7.

66. Helander I.M., Alakomi H.L., Latva-Kala K., Mattila-Sandholm T., Pol I., Smid E.J., Gorris I.G.M., Von Wright A. Characterization of the action of selected essential oil components on Gram-negative bacteria. J. Agric. Food Chem. 1998, 46: 3590-3595.

67. Ibrir F., Greathead H.M.R., Forbes J.M. Effect of dietary thymol/carvacrol mixture at a range of concentrations on coccidial infection in broiler chickens. In: Proc. 2ndMediterr. Summit of WPSA. Antalya, Turkey, 2009, P. 309-317.

68. Inoue Y., Hada T., Shiraishi A., Hirose K., Hamashima H., Kobayashi Sh. Biphasic effects of geranylgeraniol, teprenone, and phytol on the growth of Staphylococcus aureus. Antimicr. Agents Chemother. 2005, 49(5): 1770-1774.

69. Iwami Y., Kawarada K., Kojima I., Miyasawa H., Kakuta H., Mayanagi H., Takahashi N. Intracellular and extracellular pHs of Streptococcus mutants after addition of acids: loading and efflux of a fluorescent pH indicator in streptococcal cells. OralMicrobiol.Immunol. 2002, 17: 239-244.

70. Janssen A.M., Scheffer J.J., Ntezurubanza L., Baerheim Svendsen A. Antimicrobial activities of some Ocimum species grown in Rwanda. J. Ethnopharmacol. 1989, 26: 57-63.

71. Kadri A.; Zarai Z.; Chobba I.B.; Bekir A.; Gharsallah N.; Damak M.; Gdoura R. Chemical constituents and antioxidant properties of Rosmarinus officinalis L. essential oil cultivated from South-Western Tunisia. J. Med. Plants Res. 2011, 5: 5999-6004.

72. Kamel C. A novel look at a classic approach of herbal extracts. Int. J. Feed Nutr. Technol. 2000, 9(6): 19-24.

73. Kantas D., Papatsiros V.G., Tassis P.D., Athanasiou L.V., Tzika E.D. The effect of a natural feed additive (Macleaya cordata), containing sanguinarine, on the performance and health status of weaning pigs. Anim. Sci. J. 2015, 86: 92-98.

74. Keweloh H., Heipieper H.J. Trans unsaturated fatty acids in bacteria. Lipids. 1996, 31: 129-136.

75. Kneen M., Farinas J., Li Y., Verkman A.S. Green flourescent protein as a noninvasive intracellular ph indicator. Biophys. J. 1998, 74: 1591-1599.

76. Knobloch K., Paul A., Iberl N., Weis H.M., Weigand N. Modes of action of essential oil components on whole cells of bacteria and fungi in plate tests. In: Bioflavour (P. Schreier, ed.). Berlin: Walter de Gruyther, 1988, P. 287-299.

77. Knowles J. R., Roller S., Murray D.B., Naidu A.S. Antimicrobial action of carvacrol at different stages of dual-species biofilm development by Staphylococcus aureus and Salmonella enterica serovar Typhimurium. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71: 797-803.

78. Kokkini S.V., Karousou R. Morphological and chemical variation of Origanum vulgare L. in Greece. Bot. Chron. 1991, 10: 337-346.

79. Kokkini S., Karousou R., Dardioti A., Krigas N., Lanaras T. Autumn essential oils of Greek oregano (Origanum vulgare subsp. hirtum). Phytochemistry. 1996, 44: 883-886.

80. Lambert R.J. Susceptibility testing: inoculum size dependency of inhibition using the Colworth MIC technique. J. Appl. Microbiol. 2000, 89: 275-279.

81. Lambert R.J., Skandamis P.N., Coote P.J., Nychas G.J. A study of the minimum inhibitory concentration and mode of action of oregano essential oil, thymol and carvacrol. J. Appl. Microbiol. 2001, 91: 453-462.

82. Lange B.M., Lange I., Turner G.W., Herron B.K. Utility of aromatic plants for the biotechnological production of sustainable chemical and pharmaceutical feedstocks. Med. Aromat. Plants. 2013, 2(5): 133- 143.

83. Lawrence B.M., Reynolds R.J. The botanical and chemical aspects of oregano. Perfum. Flavor. 1984, 9: 41-51.

84. Li P., Piao X., Ru Y., Han X., Xue Lu, Zhang H. Effects of adding essential oil to the diet of weaned pigs on performance, nutrient utilization, immune response and intestinal health. Asian-Austral. J. Anim. Sci. 2012, 25(11): 1617-1626.

85. Luciano F.B., Holley R.A. Enzymatic inhibition by allyl isothiocyanate and factors affecting its antimicrobial action against Escherichia coli O157:H7. Int. J. Food Microbiol. 2009, 131: 240-245.

86. Mason T.L., Wasserman B.P. Inactivation of red beet beta-glucan synthaase by native and oxidized phenolic compounds. Phytochemistry. 1987, 26: 2197-2202.

87. Miceli N., Taviano M.F., Giuffrida D., Trovato A., Tzakou O., Galati E.M. Antiinflammatory activity of extract and fractions from Nepeta sibthorpii Bentham. J. Ethnopharmac. 2005, 97: 261-266.

88. Mirzaei F. Effect of herbal feed additives on performance parameters of ruminants and especially on dairy goat: a review. Rep. Opin. 2011, 3: 18-36.

89. Mitsch P., Zitterl-Eglseer K., Köhler B., Gabler C., Losa R., Zimpernik I. The Effect of two different blends of essential oil components on the proliferation of clostridium perfringens in the intestines of broiler chickens. Poult. Sci. 2004, 83: 669-675.

90. Nair S., Doh S.T., Chan J.Y., Kong A.N., Cai L. Regulatory potential for concerted modulation of Nrf2- and Nfkb1-mediated gene expression in inflammation and carcinogenesis. Br. J. Cancer. 2008, 99: 2070-2082.

91. Nascimento G.G. F., Locatelli J., Freitas P.C., Silva G.L. Anibacterial activity of plant extracts and phy-tochemicals on antibiotic-resistant bacteria. Braz. J. Microbiol. 2000, 31: 247-256.

92. Nazzaro F., Frantianni F., De Marino L., Coppala R., De Feo V. Effect of essential oils on pathogenic bacteria. Pharmaceuticals. 2013, 6: 1451-1474.

93. Navarrete P., Toledo I., Mardones P., Opazo R., Espejo R., Romero J. Effect of Thymus vulgaris essential oil on intestinal bacterial microbiota of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (Walbaum) and bacterial isolates. Aqua. Res. 2010, 41: 667-678.

94. Nielsen L.E., Kadavy D.R., Rajagopal S., Drijber R., Nickerson K.W. Survey of extreme solvent tolerance in gram-positive cocci: membrane fatty acid changes in Staphylococcus haemolyticus grown in toluene. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71: 5171-5176.

95. Nofrarías M., Manzanilla E.G., Pujols J., Gibert X., Majó N., Segalés J., Gasa J. Effects of spray-dried porcine plasma and herbal extracts on intestinal morphology and on leukocyte cell subsets of weaned pigs. J. Anim. Sci. 2006, 84: 2735-2742.

96. Ocak N., Erener G., Burak A.F., Sungu M., Altop A., Ozmen A. Performance of broilers fed diets supplemented with dry peppermint (Mentha piperita L.) or thyme (Thymus vulgaris L.) leaves as growth promoter source. Czech J. Anim. Sci. 2008, 53: 169-175.

97. Odoemalam V.U., Etuk I.F., Ndelekwute E.K. Iwuji T.C. Ekwe Ch.C. Herbs and spices: Option for sustainable animal production. J. Biol. Agric. Healthcare. 2013, 3(7): 116-124.

98. Oetting L.L., Utiyama C.E., Giani P.A., Ruiz U.S., Miyada V.S. Effects of herbal extracts and antimicrobials on apparent digestibility, performance, organs morphometry and intestinal histology of weanling pigs. Rev. Bras. Zootec. 2006a, 35: 1389-1397.

99. Oetting L.L., Utiyama C.E., Giani P.A., Ruiz U.S., Miyada V.S., Effects of antimicrobials and herbal extracts on intestinal microbiology and diahrrea incidence in weanling pigs. Rev. Bras. Zootec. 2006b, 35: 2013-2017.

100. Ozbek H., Ugras S., Dulger H., Bayram I., Tuncer I., Ozturk G., Oztürk A. Hepatoprotective effect of F. vulgare essential oil. Fitoterapia. 2003, 74: 317-319.

101. Oussalah M., Camlet S., Lacroix M. Mechanism of action of Spanish oregano, Chinese cinnamon, and savory essential oils against cell membranes and walls of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes. J. FoodProt. 2006, 69(5): 1046-1055.

102. Oussalah M., Caillet S., Saucier L., Lacroix M. Antimicrobial effects of selected plant essential oils on the growth of a Pseudomonasputida strain isolated from meat. Meat Sci. 2006, 73: 236-244.

103. Ouwehand A.C., Tiihonen K., Kettunen H., Peuranen S., Schulze H., Rautonen N. In vitro effects of essential oils on potential pathogens and beneficial members of the normal microbiota. Veter. Medic. 2010, 55(2): 71-78.

104. Oviedo-Rondón E.O., Hume M.E., Hernández C., Clemente-Hernández S. Intestinal microbial ecology of broilers vaccinated and challenged with mixed Eimeria species, and supplemented with essential oil blends. Poult. Sci. 2006, 85: 854-860.

105. Peana A.T., D'Aquila P.S., Panin F., Serra G., Pippia P., Moretti M.D.L. Antiinflammatory activity of linalool and linalylacetate constituents of essential oils. Phytomedicine. 2002, 9: 721-726.

106. Pengelly A. The Constituents of Medicinal Plants. Allen and Unwin, 2004, 346 p.

107. Radusiené J., Stankeviciené D., Venskutonis R. Morphological and chemical variation of Origanum vulgare L. from Lithuania. Proc. WOCMAPIII. Bioprosp. Ethnopharmacol. 2005, 1: 197-203.

108. Rhayour K., Bouchilkhi T., Tantaoui-Elaraki A., Sendide K., Remmal A. The mechanism of bactericidal action of oregano and clove essential oils and of their phenolic major components on Escherichia coli and Bacillus subtilis. J. Essent. Oil Res. 2003, 15: 356-362.

109. Rochfort S., Parker A.J. Dunshea F.R. Plant bioactives for ruminant health and productivity. Phytochemistry. 2010, 69: 299-322.

110. Rusenova N., Parvanov P. Antimicrobial activites of twelve essential oils against microorganisms of veterinary importance. Trakia J. Sci. 2009, 7(1): 37-43.

111. Saini R., Davis S., Dudley-Cash W. Oregano essential oil reduces the expression of coccidiosis in broilers. In: Proc. 52nd Western Poultry Disease Conference. Sacramento, USA, 2003, P. 97-98.

112. Seongwei L., Najiah M., Wendy W., Nadirah M. Chemical composition and anti-microbial activity of the essential oil Syzyglum aromaticum flower bud (clove) against fish systemic bacteria isolated from aquaculture sites. Front. Agric. China. 2009, 3: 332-333.

113. Schilcer H. Effects and side-effects of essential oil. In: Essential oils and aromatic plants (A. Baerheim-Svendsen, J.J.C. Scheffer, Eds.). Ordrecht: Martinus Nijhoff. Dr. W. Junk Publisher, Leiden, The Netherlands, 1985, P. 217-231.

114. Segura A., Hurtado A., Rivera B., Lazaroaie M.M. Isolation of new toluene-tolerant marine strains of bacteria and characterization of their solvent-tolerance properties. J. Appl. Microbiol. 2008, 104: 1408-1416.

115. Shehzad A., Ha T., Subhan F., Lee Y.S. New mechanisms and the anti-inflammatory role of curcumin in obesity and obesity-related metabolic diseases. Eur. J. Nutr. 2011, 50: 151-161.

116. Si W., Gong J., Tsao R., Zhou T., Yu H., Poppe C., Johnson R., Du Z.. Antimicrobial activity of essential oils and structurally related synthetic food additives towards selected pathogenic and beneficial gut bacteria. J. Appl. Microbiol. 2006, 100: 296-305.

117. Sikkema J., De Bont J., Poolman B. Mechanisms of membrane toxicity of hydrocarbons. Microbiol. Rev. 1995, 59: 201-222.

118. Sivropoulou A., Papanikolaou E., Nikolaou C., Kokkini S., Lanaras T., Arsenakis M. Antimicrobial and cytotoxic activities of Origanum essential oils. J. Agric. Food Chem. 1996, 44: 1202-1205.

119. Skandamis P.N., Tsigarida E., Nychas G.J. Ecophysiological attributes of Salmonella typhimurium in liquid culture and within a gelatin gel with or without the addition of oregano essential oil. World J. Microbiol. Biotechnol. 2000, 16: 31-35.

120. Svoboda K., Hampson J., Hunter T. Secretory tissues: Storage and chemical variation of essential oils in secretory tissuees of higher plants and their bioactivity. Int. J. Aromather. 1999, 9: 124-131.

121. Sugawara Y., Hara C., Tamura K., Fujii T., Nakamura K., Masujima T., Aoki T. Sedative effect on humans of inhalation of essential oil of linalool: Sensory evaluation and physiological measurements using optically active linalools. Anal. Chim. Acta. 1998, 365: 293-299.

122. Szabo I.A., Varga G.Z., Hohmann J., Schelz Z., Szegedi E., Amaral L., Molnar J. Inhibition of quorum-sensing signals by essential oils. Phytother. Res. 2010, 24: 782-786.

123. Trombetta D., Castelli F., Sarpietro M.G., Venuti V., Cristani M., Daniele C., Saija A., Mazzanti G., Bisignano G. Mechanisms of antibacterial action of three monoterpenes. Antimicrob. Agents Chem. 2005, 49: 2474-2478.

124. Turgis M., Han J., Caillet S., Lacroix M. Antimicrobial activity of mustard essential oil against Escherichia coli O157:H7 and Salmonella typh. Food Control. 2009, 20: 1073-1079.

125. Ultee A., Kets E.P.W., Smid E.J. Mechanisms of action of carvacrol on the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65(10): 4606-4610.

126. Ultee A., Kets E.P.W., Alberda M., Hoekstra F.A., Smid E.J. Adaptation of the food-borne pathogen Bacillus cereus to carvacrol. Arch Microbiol. 2000, 174: 233-238.127. Ultee A., Bennik M.H., Moezelaar R. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action

against the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl. Environ. Microbiol. 2002, 68: 1561-1568.

128. Utiyama C.E., Oetting L.L., Giani P., Ruiz U.S., Miyada V. Effects of antimicrobials, prebiotics, probiot-ics and herbal extracts on intestinal microbiology, diahrrea incidence and performance of weanling pigs. Rev. Bras. Zootec. 2006, 36(6): 2359-2367.

129. Volpatti D., Bulfon C., Tulli F., Galeotti M. Growth parameters, innate immune response and resistance to Listonella (Vibtio) anguillarum of Dicentrarchus labrax fed carvacrol supplemented diets. Aquat. Res. 2013, 45: 31-44.

130. Wang J.P., Kim I.H. Effects of herbal extracts on growth performance, fecal microbiota, nutrient digestibility, and blood profiles in weaning pigs. J. Anim. Sci. 2010, 12: 49-52.

131. Williams R.B. Laboratory tests of phenolic disinfectants as oocysticides against the chicken coccidium Eimeria tenella. VetRec. 1997, 141(3): 447-448.

132. Windisch W., Rohrer E., Schedle K. Phytogenic feed additives to young piglets and poultry: Mechanisms and application. In: Phytogenics in animal nutrition: natural concepts to optimize gut health and performance (T. Steiner, ed.). Nottingham: Nottingham University Press, UK, 2009, P. 19-38.

133. Wink M. Functions of plant secondary metabolites and their explotation in biotechnology. Sheffild: Sheffield Acad. Press, UK, 1999, 362 p.

134. Wondrak G.T., Villeneuve N.F., Lamore S.D., Bause A.S., Jiang T., Zhang D.D. The cinnamon-derived dietary factor cinnamic aldehyde activates the Nrf2-dependent antioxidant response in human epithelial colon cells. Molecules. 2010, 5: 3338-3355.

135. Yan, L., Kim I.H. Effect of dietary grape pomace fermented by Saccharomyces boulardii on the growth performance, nutrient digestibility and meat quality in finishing pigs. Asian - Austral. J. Anim. Sci. 2011, 24(12): 1763-1770.

136. Yan L., Meng Q.W., Kim I.H. The effects of dietary Houttuynia cordata and Taraxacum officinale extract powder on growth performance, nutrient digestibility, blood characteristics and meat quality in finishing pigs. Livest. Sci. 2011, 141: 188-193.

137. Yang Ch, Kabir Chowdhury M.A., Yongqing Hou, Joshua Gong. Phytogenic compounds as alternatives to in-feed antibiotics: potentials and challenges in application.// Pathogens. 2015. Vol. 4. P. 137-156.

138. Yang Ch., Chowdhury K.M.A., Hou Y., Gong J. Phytogenic compounds as alternatives to in-feed antibiotics: potentials and challenges in application. Pathogens. 2015, 4(1): 137-156.

139. Yap P.S.X., Yiap B.C., Ping H.C., Lim S.H.E. Essential oils, a new horizon in combating bacterial antibiotic resistance. Open Microbiol. J. 2014, 8: 6-14.

140. Yousef R.T., Tawil G.G. Antimicrobial activity of volatile oils. Pharmazie. 1980, 35: 698-701.

141. Zeng Z., Zhang S., Wang H., Piao X. Essential oil and aromatic plants as feed additives in non-ruminant nutrition: a review. J. Anim. Sci. Biotechnol. 2015, 6: 7 -18.

АпйЬас!епа1 effects of the volatile oils of drug plants

1Kiyukov V.S., 2Glebova IV.

1 ООО Natur-Tek, Gatchina, Leningrad oblast, Russian Federation; 2Kursk Agricultural Academy, Kursk, Russian Federation

ABSTRACT. The aim of the work is to generalize data on the properties of biologically active substances of drug plants and their effect on the pathogenic microflora. In many cases, in addition to metabolites of basic metabolism, secondary plant metabolites (SPM) are present in small amounts, which have a high biological activity. They are necessary for the survival of plants, serve as passive protection from eating herbivores, counteracting pathogenic microorganisms, climatic influences, and also to attract pollinator insects. Only in the XX century it was possible to determine the complex composition of biologically active substances of the most known drug plants, their chemical nature and properties. A large group of chemicals, essential oils (EO), which have volatility and odor, are isolated from the SPM composition. Many of them are bactericidal; they are being studied to replace drug and feed antibiotics and food preservatives. The dependence of bactericidal activity on the composition of EO and the ratio of the individual substances entering into them is shown. Separate stages of the mechanism of their action on microflora are established. In connection with the diversity of microorganisms, many questions have not yet found answers. This direction of biological science in recent years is one of the most actively developing in the field of plant biochemistry, microbiology, veterinary, animal nutrition and pharmacology.

Keywords: secondary plant metabolites, essential oils, medicinal plants, pathogenic microorganisms, bactericidal action

Problemy biologii productivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology, 2017, 3: 5-25

Поступило в редакцию: 13.06.2017 Получено после доработки: 22.07.2017

Крюков Валерий Сергеевич, д.б.н., т. +7 926 532 4070; kryukov.v.s@mail.ru; Глебова Илона Вячеславовна, д.с.-х.н., зав каф., т. +7 910 277 1070; snow1968@inbox.ru