Pētījumi par augu ekstraktu ķīmisko sastāvu un ietekmi uz patogēniem mikroorganismiem un cilvēka un dzīvnieku dabisko mikrofloru

(LU pētniecības projekts Nr.2006/1-229721; projekta vad. I.Jākobsone.  Ķīmijas fakultāte,Bioloģijas fakultāte; starpfakultāšu projekts)

Kaut gan katram organismam ir sava ekoloģiskā niša, ir zināms, ka daudzi mikroorganismi ir kaitīgi – izraisa infekcijas slimības un toksikozes, turpretim citi pieder pie normālās mikrofloras un stimulē organisma gremošanas un imūnās funkcijas. Bez tam daudzus mikroorganismus plaši izmanto pārtikas pārstrādē vai lieto kā probiotikas. Tātad, zināmā vērā vienkāršojot, varam pieņemt, ka no cilvēka pašreizējo zināšanu viedokļa daļa mikroorganismu ir derīgi un savairojami, bet citi – kaitīgi un iznīcināmi. Šajā projektā pētīta pārtikā izmantojamu augu ekstraktu ietekme uz dažādu mikroorganismu – baktēriju, raugu un pelējumsēņu – augšanu laboratorijas apstākļos (1. att.).

Sakarā ar antibiotiku rezistences izplatīšanos starp patogēniem un nosacīti patogēniem mikroorganismiem pieaug augu antimikrobiālo savienojumu loma, un tie var pasargāt mūs no patogēniem. Vienlaikus jānoskaidro, kā šie savienojumi ietekmē organismam labvēlīgos mikroorganismus.

Iegūti dati par vairāku mūsu ikdienas pārtikā izmantojamo augu (augļu, ogu, dārzeņu un garšaugu) ekstraktu ietekmi uz virkni patogēno un nosacīti patogēno mikroorganismu (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Candida albicans), kā arī pārtikas pārstrādē izmantojamo (Penicillium roquefortii, Saccharomyces cerevisiae) un citu dabā plaši izplatītu mikroorganismu augšanu. Augu ekstraktu inhibējošā vai, tieši pretēji, stimulējošā iedarbība saistīta ar konkrētām augu sastāvā esošām vielām, piemēram, dažādiem fenola savienojumiem, kuri veidojas augos biosintēzes rezultātā un ir pakļauti metaboliskām pārvērtībām un pieder pie vienas no augu valstī visizplatītākajām sekundāro savienojumu grupām.

Ir identificēti vairāki tūkstoši fenola savienojumu un šis skaitlis, pateicoties mūsdienu analītiskās ķīmijas iespējām, nepārtraukti aug. Dabā izplatītākās fenola savienojumu grupas, kurās benzola gredzens saistīts ar hidroksilgrupām, ir sekojošas: hidroksibenzoskābes, hidroksikanēļskābes un to atvasinājumi; kumarīni, kuri veidojas hidroksikanēļskābēm ciklizējoties; flavonoīdi un to glikozīdi, kuru uzbūves pamatā ir difenilpropāns; tannīni, kuri ir augstas molekulmasas savienojumi, kuri veidojas esterificējoties vai kondensējoties fenola savienojumiem; lignīns, kurš ir aizvietotu fenilpropanolu polimērs. Projekta ietvaros iegūtajiem augu ekstraktiem ar Folin-Ciocalteu spektrofotometrisko metodi (spektrofotometrs UVIKON 930) noteikts kopējais fenola savienojumu kvantitatīvais saturs un ar augstefektīvo šķidruma hromatogrāfijas metodi (Beckman augstefektīvais šķidruma hromatogrāfs) noteikti un identificēti individuāli fenola savienojumi. Visos pārbaudītajos augu materiālos pierādīta fenola savienojumu klātbūtne.

Dzīvnieki un cilvēki atšķirībā no augiem fenola savienojumus sintezēt nespēj. Ir pierādīts, ka fenola savienojumi raksturojas ar savu funkcionālo dažādību un bioloģisko aktivitāti: daudzi uzrāda fungicīdu iedarbību, daudzi ir pazīstami kā aktīvi augu sēklu dīgšanas un augu augšanas inhibitori, daudzi inhibējoši iedarbojas uz nukleīnskābju biosintēzi, daudzi atkarībā no fenola savienojuma rakstura, koncentrācijas, citu savienojumu klātbūtnes un reakcijas apstākļiem var darboties gan kā fermentu inhibitori, gan kā aktivatori, daudzi, pateicoties to antioksidatīvai un antiradikālai darbībai ir atraduši plašu pielietojumu medicīnā, piemēram, ļaundabīgo audzēju ārstēšanā un  radiācijas iedarbības negatīvo efektu samazināšanā.

Fenola savienojumu saturs augu valsts produktos lielā mērā atkarīgs no augu sugas, augšanas apstākļiem un pārstrādes veida, un var ievērojami mainīties. Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem un to teorētisko analīzi iespējams plānot zinātniskos pētījumus tēmas ietvaros turpmākajam periodam. Latvijas tautsaimniecību nākotnē šādi zinātniskie pētījumi ietekmēs, jo dos iespēju, pamatojoties uz iegūtajiem datiem, veikt dažādu Latvijā audzētu augu ķīmiskā sastāva un antibakteriālo un antifungālo īpašību salīdzināšanu.

Projekta ietvaros veiktie pētījumi atbilst Eiropas Savienības regulu prasībām, kuras paredz dalībvalstu pētnieciskajām iestādēm veikt pārtikas, uztura un to izejvielu ķīmiskā sastāva izvērtēšanu, sastāvdaļu bioloģiskās un fizioloģiskās aktivitātes izvērtēšanu, tādā veidā nodrošinot patērētāju ar pilnvērtīgu uzturu.

1. attēls. Augu ekstraktu antibakteriālās aktivitātes pārbaude ar agara difūzijas metodi.