Природные антимикробные соединения

Природные антимикробные соединения — это встречающиеся в природе вещества, продуцируемые растениями, грибами, бактериями и другими организмами, которые ингибируют или уничтожают бактерии, грибы, вирусы или паразитов. Исторически они являются источником большинства антибиотиков и остаются основным резервуаром для новых противоинфекционных средств в условиях растущей лекарственной устойчивости.

Definition

Природные антимикробные соединения — это вторичные метаболиты или другие природные вещества, которые ингибируют рост или уничтожают микроорганизмы, нарушая их основные структуры или процессы, и которые служат противоинфекционными агентами или их предшественниками.

Scope

Статья охватывает основные классы антимикробных препаратов природного происхождения (микробные антибиотики, растительные фенолы и терпеноиды, эфирные масла и другие), их основные механизмы действия против микробных мишеней, измерение антимикробной активности и их значимость для поиска соединений, активных против резистентных организмов. Это справочная и образовательная информация, а не клиническое или предписывающее руководство.

Core questions

• Какие классы природных продуктов проявляют антимикробную активность и против каких организмов?
• На какие микробные мишени действуют природные антимикробные препараты?
• Как измеряется и стандартизируется антимикробная активность?
• Как природные продукты могут помочь в борьбе с антимикробной резистентностью?

Key concepts

• Минимальная ингибирующая концентрация (МИК)
• Бактерицидное против бактериостатического действия
• Мишени клеточной стенки и мембраны
• Ингибирование синтеза белка (рибосомальное)
• Эфирные масла и терпеноиды
• Растительные фенолы и танины
• Антимикробная резистентность и природные предшественники

Mechanisms

Природные антимикробные препараты действуют на структуры и процессы, от которых зависят микробы: разрушают клеточные стенки и мембраны (как это делают многие терпеноиды и компоненты эфирных масел), ингибируют синтез белка на бактериальной рибосоме (мишень нескольких микробных антибиотиков), нарушают синтез нуклеиновых кислот или энергетический метаболизм, а также связывают или осаждают белки (как это делают танины и другие фенолы). Активность количественно оценивается с помощью тестирования чувствительности — например, минимальной ингибирующей концентрации — и соединение может быть бактериостатическим, останавливающим рост, или бактерицидным, убивающим организм.

Clinical relevance

Большинство классов антибиотиков, используемых в клинической практике, происходят из природных продуктов, и эта область продолжает исследоваться на предмет поиска агентов, активных против резистентных патогенов, поэтому она занимает центральное место в фармакологии противоинфекционных средств и образовании в области фармакогнозии. Эта статья описывает, как действуют и характеризуются природные антимикробные препараты; это справочная информация, а не основа для выбора, дозирования или назначения антимикробной терапии.

Evidence & guidelines

Доказательства в основном доклинические: тестирование чувствительности (МИК/МБК), исследования механизмов и скрининг экстрактов и чистых соединений. Клиническое использование любого антимикробного препарата природного происхождения соответствует стандартным принципам рационального использования антибиотиков и нормативным требованиям, которые выходят за рамки данной справочной статьи.

History

Природное происхождение антимикробных препаратов иллюстрируется открытием пенициллина из плесени и антибиотиков почвенных актиномицетов середины XX века, которые изменили лечение инфекций. Антимикробные препараты растительного происхождения имеют еще более давнюю этномедицинскую историю, систематически рассматриваемую в современной литературе, и с распространением резистентности природные продукты вновь стали приоритетным источником для новых противоинфекционных структур.

Debates

Могут ли антимикробные препараты природного происхождения помочь преодолеть резистентность?

Природные продукты предлагают химически разнообразные структуры и иногда новые мишени, которые могут обходить существующие механизмы резистентности, но преобразование активности in vitro в клинически полезные, селективные агенты остается сложной задачей, что сохраняет их практический вклад предметом обсуждения.

Key figures

• Marjorie M. Cowan
• Stephen Douthwaite
• David J. Newman
• Gordon M. Cragg

Seminal works

• cowan-1999
• poehlsgaard-douthwaite-2005

Frequently asked questions

Откуда берутся природные антимикробные соединения?

Они продуцируются многими организмами — почвенными бактериями и грибами (источник большинства классов антибиотиков), а также растениями, которые производят фенолы, терпеноиды и компоненты эфирных масел с антимикробной активностью.

Почему исследователи снова обращаются к природным продуктам для поиска антимикробных препаратов?

Широко распространенная антимикробная резистентность снизила эффективность существующих препаратов, а природные продукты предоставляют структурно разнообразные молекулы и иногда новые механизмы, которые могут привести к созданию агентов против резистентных организмов.