ارزیابی ترکیبات شیمیایی و فعالیت ضد باکتریایی، ضد بیوفیلمی و آنتی اکسیدانی اسانس و عصاره ی ساتوریا خوزستانیکا

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسالمی، واحد فالورجان، اصفهان، ایران

2 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسالمی، واحد فالورجان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: در سال‌های اخیر، مشکلات درمان عفونت ناشی از باکتری‌های بیماری‌زای مقاوم، توجه به مواد مؤثره‌ی گیاهی را به همراه داشته است. هدف از این مطالعه، بررسی اثرات ضد ‌بیوفیلمی، ضد ‌باکتریایی و آنتی‌اکسیدانی ساتوریا خوزستانیکا و تعیین ترکیبات شیمیایی آن بود.
روش‌ها: برگ گیاه ساتوریا خوزستانیکا، از منابع طبیعی استان اصفهان تهیه شد. اثر ضد باکتریایی، به روش انتشار چاهک و حداقل غلظت مهارکنندگی به روش میکرو‌دایلوشن روی سویه‌های استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آئروژینوزا بررسی شد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی، به روش اندازه‌گیری کاهش ظرفیت رادیکالی بررسی گردید. ترکیبات شیمیایی گیاه، به روش گاز کروماتوگرافی طیف‌سنجی جرمی تعیین گردید.
یافته‌ها: عصاره‌ی متانولی ساتوریا خوزستانیکا، در غلظت 5/12 میلی‌گرم در میلی‌لیتر، مانع از رشد استافیلوکوکوس اورئوس شد، اما روی رشد سودوموناس آئروژینوزا اثری نداشت. در همه‌ی موارد، رابطه‌ی مستقیمی بین قطر هاله‌ی عدم رشد و غلظت عصاره‌ها و اسانس گیاه وجود داشت. اسانس گیاه، در غلظت 50 میلی‌گرم در میلی‌لیتر به میزان 100 درصد، از تولید بیوفیلم هر دو باکتری مورد مطالعه، ممانعت کرد. همچنین اسانس گیاه، با 86 درصد مهار DPPH، بیشترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی را داشت. میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها با افزایش غلظت، به طور معنی‌داری افزایش نشان داد (001/0 > P). کارواکرول با 61/32 درصد، اصلی‌ترین ترکیب ساتورا خوزستانیکا را تشکیل داد و پس از آن فراوانی سیمن، ترپن و بیزابولن بیشتر از سایر ترکیبات بود.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که اسانس و عصاره‌ی ساتوریا خوزستانیکا، اثر ضد باکتریایی بر استافیلوکوکوس اورئوس و اثر ضد بیوفیلمی بر روی استافیلوکوکوس آرئوس و سودوموناس آئروژینوزا دارند. این گیاه، حاوی ترکیباتی با فعالیت ضد میکروبی و خاصیت آنتی‌اکسیدانی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Chemical Compounds and Antibacterial, Antibiofilm, and Antioxidant Activities of Satureja khuzestanica eEssence and Extracts

نویسندگان [English]

  • Shirin Mohammadi-Sichani 1
  • Maryam Mohammadi-Sichani 2
  • Laleh Hoveida 2
1 MSc, Department of Microbiology, Islamic Azad University, Falavarjan Branch, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Microbiology, Islamic Azad University, Falavarjan Branch, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: In the past decades, problems in treating infections caused by resistant pathogenic bacteria were coupled with an increased focus on herbal active ingredients. The aim of this study was to evaluate the anti-biofilm, antibacterial and antioxidant effects of S. khuzestanica and to determine its chemical composition.
Methods: Satureja khuzestanika leaf was prepared from the Natural Resources Center of Isfahan Province. The antibacterial effect of extracts and essential oils was determined by well diffusion method and their minimum inhibitory concentration (MIC) were determined by microdilution method on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa strains. The antioxidant activity was also investigated by measuring the reduction of radical capacity. The chemical composition of the plant was determined by gas chromatography-mass spectrometry.
Findings: The MIC of methanolic extract and essential oil of S. khuzestanica were 12.5 and 31.25 mg/ml for
S. aureus, respectively. In all cases, there was a direct relationship between the diameter of the growth inhibition zone and the concentrations of the plant extracts. The essential oil of the plant at a concentration of 50 mg/ml inhibited 100% of the biofilm production of both bacteria. Essential oil also had the highest antioxidant activity with 86% inhibition of DPPH. The level of antioxidant activity of extracts showed a significant increase with increasing the concentrations (P < 0.001). Carvacrol with 32.61% was the main compound of S. khuzestanica and then Cymene, Terpinene and Bisabolone was more than other compounds.
Conclusion: The results showed that S. khuzestanika essential oil and extracts have antibacterial effect against
S. aureus and antibiofilm effect on S. aureus and P. aeruginosa. This plant contains compounds with antimicrobial activity and antioxidant properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Satureja
  • Anti-bacterial agents
  • Plant extract
  • Biofilm
  • Antioxidant activity

مراجع

  1. Anand U, Jacobo-Herrera N, Altemimi A, Lakhssassi N. A comprehensive review on medicinal plants as antimicrobial therapeutics: Potential avenues of biocompatible drug discovery. Metabolites 2019; 9(11): 258.
  2. Magalhães AP, Jorge P, Pereira MO. Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus communication in biofilm infections: insights through network and database construction. Crit Rev Microbiol 2019; 45(5-6): 712-28.
  3. Jafari R, Karbasizade V, Moghim S. Frequency and resistance patterns of bacterial isolates from burn wounds infections in Isfahan, Iran. J Isfahan Med Sch 2013; 31(246): 1134-40. [In Persian].
  4. Günther F, Scherrer M, Kaiser SJ, DeRosa A, Mutters NT. Comparative testing of disinfectant efficacy on planktonic bacteria and bacterial biofilms using a new assay based on kinetic analysis of metabolic activity. J Appl Microbiol 2017; 122(3): 625-33.
  5. Sefidkon F, Emami Bistgani Z. Integrative review on ethnobotany, essential oil, phytochemical, agronomy, molecular and pharmacological properties of Satureja species. J Essent Oil Res 2021; 33(2): 114-32.
  6. Hadian J, Mirjalili MH, Kanani MR, Salehnia A, Ganjipoor P. Phytochemical and morphological characterization of Satureja khuzistanica Jamzad populations from Iran. Chem Biodivers 2011; 8(5): 902-15.
  7. Yazdani F, Rasooli I, Sefidkon F, Saidi N, Owlia P. The effect of subinhibitory concentrations of satureja spp. essential oils on the biofilm formation and urease activity of Klebsiella pneumoniae. J Med Plants 2020; 19(73): 63-70.
  8. Mahboubi M, Kazempour N. Chemical composition and antimicrobial activity of Satureja hortensis and Trachyspermum copticum essential oil. Iran J Microbiol 2011; 3(4): 194-200.
  9. Golpasand Hagh L, Arefian A, Farajzade A, Dibazar S, Samiea N. The antibacterial activity of "Satureja hortensis" extract and essential oil against oral bacteria. Dent Res J (Isfahan) 2019; 16(3): 153-9.
  10. Marasini BP, Baral P, Aryal P, Ghimire KR, Neupane S, Dahal N, et al. Evaluation of antibacterial activity of some traditionally used medicinal plants against human pathogenic bacteria. BioMed Res Int 2015; 2015: 265425.
  11. CLSI C. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically. 11th Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2018. p. 1-112.
  12. Atef NM, Shanab SM, Negm SI, Abbas YA. Evaluation of antimicrobial activity of some plant extracts against antibiotic susceptible and resistant bacterial strains causing wound infection. Bull Natl Res Cent 2019; 43(1): 144.
  13. Mansouri S, Safa A, Gholamhoseinian Najar S, Gholamhoseinian Najar A. Inhibitory activity of Iranian plant extracts on growth and biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa. Malays J Microbiol 2013; 9(2): 176-83.
  14. Azizkhani M, Puramin S. Antioxidant potential of eugenia caryophyllus, satureja hortensis and artemisia dracunculus essential oils in grape seed oil. Iran J Vet Med 2019; 13(2): 217-27. [In Persian].
  15. Wong YF, Yan D, Shellie RA, Sciarrone D, Marriott PJ. Rapid plant volatiles screening using headspace SPME and person-portable gas chromatography-mass spectrometry. Chromatographia 2019; 82(1): 297-305.
  16. Kudumela RG, McGaw LJ, Masoko P. Antibacterial interactions, anti-inflammatory and cytotoxic effects of four medicinal plant species. BMC Complement Altern Med 2018; 18(1): 199.
  17. Hossan MS, Jindal H, Maisha S, Raju CS, Sekaran SD, Nissapatorn V, et al. Antibacterial effects of 18 medicinal plants used by the Khyang tribe in Bangladesh. Pharm Biol 2018; 56(1): 201-8.
  18. Abbasi A, Bahador A, Esmaeili D, Mahbubi A, Amiri M, Amiri M. The study of inhibitory effects of satureja khuzestanica against MDR isolates of pseudomonas aeruginosa. Int J Cur Microbiol App Sci 2014; 3(2): 614-8.
  19. Mombeshora M, Mukanganyama S. Antibacterial activities, proposed mode of action and cytotoxicity of leaf extracts from Triumfetta welwitschii against Pseudomonas aeruginosa. BMC Complement Altern Med 2019; 19(1): 315.
  20. Livermore DM. Multiple mechanisms of antimicrobial resistance in Pseudomonas aeruginosa: our worst nightmare? Clin Infect Dis 2002; 34(5): 634-40.
  21. Fierascu I, Dinu-Pirvu CE, Fierascu RC, Velescu BS, Anuta V, Ortan A, et al. Phytochemical profile and biological activities of satureja hortensis L.: A review of the last decade. Molecules 2018; 23(10): 2458.
  22. Khaledi A, Meskini M. A systematic review of the effects of satureja khuzestanica jamzad and zataria multiflora boiss against pseudomonas aeruginosa. Iran J Med Sci 2020; 45(2): 83-90.
  23. Kim G, Gan RY, Zhang D, Farha AK, Habimana O, Mavumengwana V, et al. Large-scale screening of 239 traditional chinese medicinal plant extracts for their antibacterial activities against multidrug-resistant staphylococcus aureus and cytotoxic activities. Pathogens 2020; 9(3): 185.
  24. Suntres ZE, Coccimiglio J, Alipour M. The bioactivity and toxicological actions of carvacrol. Crit Rev Food Sci Nutr 2015; 55(3): 304-18.
  25. Mahmoudvand H, Beyranvand M, Nayebzadeh H, Fallahi S, Mirbadie SR, Kheirandish F, et al. Chemical composition and prophylactic effects of Saturja khuzestanica essential oil on acute toxoplacmosis in mice. Afr J Tradit Complement Altern Med 2017; 14(5): 49-55.
  26. Mahboubi M, Kazempour N. The antibacterial activity of satureja khuzestanica essential oil against clinical isolates of E. coli. Jundishapur J Nat Pharm Prod 2016; 11(2): e30034.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 40، شماره 657
هفته 1 فروردین ماه
فروردین و اردیبهشت 1401
صفحه 1-8

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 فروردین 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار