Мед от безсмъртни пчели като естествено средство за заздравяване на рани - общ преглед - FullText - Karger
Фармацевтичен факултет, Международен ислямски университет Малайзия
Куантан, Паханг 25200, Малайзия
Свързани статии за „“
Обобщение
Въведение
Пчели без жало
Родът на безжилните пчели включва около 500 вида, повечето от които са местни в Латинска Америка, континентална Австралия, Африка и Източна и Южна Азия [1]. Безпалните пчели могат да принадлежат и към двата рода Мелипона и Тригона да бъдат групирани. Родът Мелипона е числено голям и включва дори повече видове от обикновената пчела (Apis mellifera Л.) [2]. Безпалните пчели също играят важна екологична, икономическа и културна роля. За много тропически диви и културни растения те са най-важните опрашители [3]. Техните продукти като мед, цветен прашец и церумен са служили на поколения хора като източник на доходи. В допълнение, безжалните пчели са тясно свързани с културата на коренното население, особено на маите, в селските райони на Америка [4].
Фиг. 1
Мед от безсмъртни пчели.
Производство на церумен и мед в съда
Друг продукт от безжилни пчели с положителен ефект е прополисът, или геопрополисът или церуменът, както се нарича предимно, за да се избегне объркване с прополиса A. mellifera да избегна. Прополисът е естествена восъчна смола, която се произвежда от пчелите от този вид A. mellifera Събирайте смоли от различни части на растението и ги смесвайте с пчелен восък [7]. За разлика от него, церуменът е смес, подобна на прополиса, но съдържа и секрет от долната челюст на безбодната пчела [8,9]. Функциите на двата продукта се различават леко: докато церуменът служи като съд за съхранение на меда и за мумифициране на нарушители и за поддържане на стерилна среда в кошера, прополисът се използва от пчелите като вътрешна облицовка и за запечатване на пукнатини в близост до шестоъгълната Използвана пчелна пита. Тъй като медът на безжилните пчели се съхранява в съдовете на церумена, неговият състав зависи и от преноса на вторични растителни вещества от церумена [10,11].
Преди да стане мед, нектарът трябва да премине през три различни процеса на трансформация в бурканите с церумен. Първо, голяма част от водата се отстранява от нектара чрез изпаряване, което води до физическа промяна. Това е последвано от биологично превръщане чрез ферментация с помощта на дрожди и бактерии. Тези микроорганизми произхождат от подходяща микросреда, избрана от пчелата и живеят в симбиоза с пчелното семейство [12,13]. И накрая, нектарът претърпява химическа трансформация, при която ензимите, съдържащи се в секрета на главите на жлезите на работниците, причиняват хидролитично разграждане на захарозата до фруктоза и глюкоза [12,14]. Въпреки че не може да се отрече, че свойствата на меда варират в зависимост от вида на пчелата, източника на нектар и климата, важна обща характеристика на медовете на безжалните пчели е тяхното водно съдържание, което обикновено е по-високо от това на другите видове мед [15,16]. Високото съдържание на вода благоприятства колонизацията и растежа на микроорганизмите в меда. Повечето от тези микроорганизми са пробиотици, чиито положителни ензими, заедно с ензимите на безсмъртните пчели, осигуряват постоянно качество на меда [12,17].
Заздравяване на рани
Заздравяването на рани е много важен биологичен процес за възстановяване на целостта на кожата след нараняване. Може да се раздели на четири припокриващи се фази: хемостаза, възпаление, пролиферация и ремоделиране [18]. Фигура 2 предоставя преглед на основните етапи в процеса на зарастване на раната. Рани, които не преминават през нормалните заздравителни етапи, се наричат закъснели остри рани и хронични рани. Нарушение на зарастване на рани е резултат от забавен, непълен или некоординиран процес на зарастване на рани. Фактори, които допринасят значително за необичаен процес на зарастване на рани, са снабдяването с кислород в тъканите, инфекция, възраст, полови хормони, стрес, диабет, затлъстяване, лекарства, алкохолизъм, тютюнопушене и диета [19].
Фиг. 2
Основни етапи от процеса на зарастване на рани. ROS: реактивни кислородни видове; ECM: извънклетъчен матрикс; MMP: матрична металопротеиназа (матрична металопротеиназа).
Механизми на зарастване на рани чрез мед
маса 1
Компоненти в меда на безсмъртните пчели, които допринасят за подобряване на зарастването на рани.
Мед от безжилни пчели като антиоксидант
Ефекти на реактивните кислородни видове върху рани
Антиоксидантите са съединения, които предпазват клетките от вредното въздействие на реактивните кислородни видове (ROS). Те включват например синглетен кислород, супероксид и пероксилни и хидроксилни радикали. Тези вредни свободни радикали произхождат от ендогенни стресори, които възникват като естествени продукти на разпадането на клетъчния метаболизъм, или от екзогенни стресори като UV светлина, замърсители, лекарства, дим или радиация [31,32]. Както подсказва името, тези реактивни молекули увреждат мембраните, липидите, аминокиселините и ДНК [33]. Увреждането на ДНК може да доведе до разграждане на колаген, което нарушава процеса на разпространение на зарастването на рани.
На етапа на хемостазата в началото на процеса на зарастване на раната се получава вазодилатация около увредената тъкан. Въпреки това, свръхстимулацията на вазодилатация, причинена от индуцируема азотна оксидна синтаза (iNOS), може да доведе до образуването на водороден пероксид и други ROS [34,35]. Тези свободни радикали създават оксидативен стрес, който допълнително влошава състоянието на увредената тъкан. Натрупването на ROS има не само вредно въздействие върху раната, но и върху други органи на тялото. ROS са способни да активират различни хуморални и клетъчни медиатори и по този начин да предизвикат възпалителен процес в по-отдалечени органи [36,37].
Значението на антиоксидантите за подобряване на зарастването на рани
Антиоксидантите защитават клетъчните структури, като неутрализират ROS и по този начин прекъсват увреждащата верижна реакция в тялото. Могат да се разграничат два вида антиоксиданти: ензимни и не-ензимни антиоксиданти [38,39]. Ензимните антиоксиданти превръщат свободните радикали в стабилни молекули, които са по-малко вредни за организма. Те могат да бъдат допълнително подразделени на аскорбатни пероксидази, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатион пероксидаза, глутатион редуктаза и глутатион-S-трансфераза [40,41,42]. За разлика от тях, неензимните антиоксиданти блокират и прекъсват верижната реакция, предизвикана от ROS, или дори предотвратяват образуването на свободни радикали. Такива антиоксиданти са например аскорбинова киселина, токоферол, каротеноиди и фенолни съединения [42].
Антиоксидантни свойства на пчелен пчелен мед
В допълнение, церуменът, който също се произвежда от безжилни пчели, има антиоксидантни свойства [50,51]. При in vitro проучване, използващо безклетъчни анализи на активността на 5-липоксигеназа (5-LOX), екстрактът от полярни церумени успява да потисне разграждането на линоленова киселина. Има силен антиоксидантен ефект и може да предотврати липидното окисляване и да защити целостта на клетъчните мембрани [11]. В допълнение, антиоксидантният анализ, използващ модел на човешки еритроцити, показа, че етаноловият екстракт от церумен има антиоксидантни свойства, които намаляват броя на реактивните кислородни видове и предпазват човешките еритроцити срещу липидна пероксидация [39]. Този ефект се дължи на антиоксидантната активност на фенолните съединения, които са важни за предотвратяване на хемолизата в еритроцитите [52]. Високото съдържание на антиоксиданти в меда на безсмъртните пчели може да го направи интересен за използване при проучвания за зарастване на рани.
Антимикробни ефекти на меда от безсмъртните пчели
При определени обстоятелства микроорганизмите могат да забавят лечебния процес
Микроорганизмите се намират във всички рани, но повечето микроорганизми не заразяват раната и в крайна сметка раната зараства. За това е необходимо имунната система на гостоприемника и зародишното натоварване на раната да са в баланс. Bioburden описва състояние, при което даден обект е замърсен с голям брой бактерии [53]. Ако обаче бактериалното натоварване се увеличи и балансът е дисбалансиран или заздравяването на рани е нарушено, бактериите се размножават и разпространяват в тъканта на гостоприемника [54,55]. Проникването на чужди тела в раната може да наруши лечебния процес и в крайна сметка да доведе до образуването на грануломи или абсцеси. Ако не се лекува, може да възникне допълнителен проблем в по-нататъшния ход, ако келоидите се образуват в резултат на прекомерно образувания колаген по време на забавеното зарастване на рани [56,57].
Както е описано по-горе, церуменът съдържа множество микроорганизми по време на производството на мед. Все още не е изяснено дали това ще влоши процеса на заздравяване, когато медът се прилага върху раната. Тъй като това е предимно непатогенни микроби от рода Бацил [58,59] и актиномицетът Стрептомицес[60], тези микроорганизми не възпрепятстват лечебния процес. За разлика от тях многобройни добре познати бактерии като Ешерихия коли, Pseudomonas aeruginosa, Стафилококус ауреус, Клостридий и колиформните видове често водят до нарушения на зарастването на рани [61,62]. Това води до постоянна и необичайна възпалителна реакция с увреждане на тъканите и забавено зарастване на рани. Ако тази ситуация продължи дълго време, тя може да се влоши и да доведе до системно заболяване. Следователно, превантивно лечение трябва да се извършва веднага след нараняване [53]. Целта на лечението на рани е да се предотврати колонизация с патогенни микроби и да се отстранят проникналите микроби, които водят до спиране на зарастването на рани [63].
Антимикробен механизъм на действие на меда от безсмъртните пчели срещу инфекции
Антибактериалният ефект на меда на безсмъртните пчели се влияе от активността на непероксидните компоненти. Медове от A. mellifera рядко показват непероксидна активност, докато Temaru et al. [10] успяха да демонстрират силна непероксидна активност в широк спектър от проби от мед от безсмъртни пчели. Ентомологично проучване на Stow et al. Според [74], кутикуларните антимикробни съединения, открити в меда от безсмъртните пчели, са отговорни за инхибирането на микробния растеж. Въз основа на този резултат Irish et al. [64] откриха връзка между непероксидната активност на меда и анатомичната структура на безсмъртните пчели. Непероксидната активност играе по-важна роля за антимикробния ефект. Тъй като антагонистът на пероксида е ограничен, активността на пероксида е ограничена от наличието на каталаза в човешкото тяло [75]. Поради желаните му антимикробни свойства, прилагането на мед върху безсмъртни пчели в областта на раната може да намали микробните инфекции и да насърчи бързото зарастване на раната.
Противовъзпалително значение на меда от безсмъртните пчели
Ефекти от възпалението върху зарастването на рани
Първоначалното възпаление е полезен биологичен отговор на кръвоносните съдове на потенциална опасност. Това е сложен защитен процес, с който организмът се опитва да отстрани вредния агент и да инициира процеса на оздравяване възможно най-бързо. Макрофагите играят важна роля в този защитен механизъм, тъй като увеличават производството на провоспалителни цитокини, азотен оксид (NO) и простагландин Е2 (PGE2). Всички медиатори на възпалението имат силен цитотоксичен ефект и участват във вродената имунна реакция чрез убиване на целевите клетки [76,77]. Възпалителните медиатори имат благоприятен ефект; обаче прекомерното образуване от активирани макрофаги може да причини увреждане на тъканите, което води до хронични заболявания и нарушено зарастване на рани [78]. Чрез добавяне на противовъзпалително средство, активираните макрофаги и образуването на възпалителни медиатори могат да бъдат контролирани.
За съжаление повечето противовъзпалителни лекарства имат неблагоприятен ефект върху зарастването на рани. Например, нестероидните противовъзпалителни лекарства (НСПВС) са цитотоксични за тъканите, докато кортикостероидите инхибират развитието на епителната тъкан. При различни експерименти с животни употребата на НСПВС като ибупрофен имаше отрицателни ефекти, като антипролиферативен ефект, който може да доведе до намаляване на броя на фибробластите, значително намалено свиване на раната, забавено епителизиране и най-вече нарушена ангиогенеза [19,79,80] . В резултат на това продуктите за лечение на рани имат малко противовъзпалително действие, въпреки че възпалението все още е основната причина за забавено зарастване при хронични рани [81]. Възпалението причинява фиброза, което от своя страна може да доведе до образуване на хипертрофични белези върху кожни рани [82].
Противовъзпалителни механизми на действие на мед от безсмъртни пчели
За разлика от повечето противовъзпалителни лекарства, медът, който има и противовъзпалителни свойства, води до по-малко белези при зарастването на рани от изгаряне [83]. Противовъзпалителното действие на меда от безсмъртните пчели е по-силно изразено при церумен. Massaro et al. [11] установено в проучването in vitro и описания по-горе тест за антиоксиданти, че противовъзпалителният механизъм в екстракта на церумен на продукти от безсмъртни пчели е инхибирането на ензима 5-LOX, който е отговорен за синтеза на възпалителни цитокини . По същия начин Franchin et al. [84] установи, че етаноловият екстракт от Геопрополис (друго име на церумен) значително понижава концентрацията на провоспалителни цитокини.
Противовъзпалителният ефект на меда се основава, наред с други неща, на фенолни съединения. Различни проучвания показват, че фенолните съединения могат да инхибират прекомерното образуване на възпалителни медиатори като азотен оксид (NO) [78], TNF-α и PGE2 [86]. В допълнение, фенолните съединения улавят свободните радикали и по този начин защитават клетките срещу цитотоксичните ефекти на провоспалителните медиатори [87,88]. Това съкращава продължителността на възпалителната фаза и подобрява скоростта на заздравяване. В допълнение, медът е в състояние да намали отока и по този начин да намали микроваскуларното хидростатично налягане върху раневата тъкан. Съществуващият оток възпрепятства притока на кислород и хранителни вещества, които са от съществено значение за растежа на тъканите по време на зарастването на рани [89]. Противовъзпалителните агенти са сравними с антиоксидантите по отношение на ефекта им върху ROS. Тъй като медът на безбодливите пчели има и двата компонента, той е особено добър в противодействието на негативните ефекти от възпалителния процес.
Мед от пчели без ужилване като естествен овлажнител при лечение на рани
Овлажнител за подобряване на зарастването на рани
В миналото лечението на рани се е фокусирало върху покриването на раната, за да се запази околната среда суха. Това беше постигнато чрез отстраняване на излишния ексудат и предпазване на раната от инфекция [91]. Въпреки това, от 2003 г. клиницистите и учените следват концепцията TIME (тъкан, инфекция/възпаление, влага, ръб) (премахване на некроза и покрития на рани, лечение и профилактика на инфекции, управление на ексудат, защита на ръба на раната) [91,92]. Този подход, основан на влага, сега се превърна в стандарт за лечение на рани.
Влажната среда за рани може да предотврати вторични инфекции и позволява ефективна циркулация на кислорода [93]. В допълнение, влажната среда за рани предпазва от дехидратация и некроза и освен това насърчава образуването на кръвоносни съдове и съединителната тъкан, но също така гарантира, че изсушената тъкан се рехидратира [55,90]. В допълнение към осигуряването на облекчаване на болката, прилагането на овлажнител може следователно да намали риска от прекомерни белези по-късно [94]. Защитата на раната от изсушаване е от решаващо значение, тъй като сухата среда за рани забавя миграцията на епидермалните клетки и може да забави автолизата и протеолитичната активност, необходими за регенерация на тъканите [95].
Овлажняващ ефект на мед от безсмъртни пчели
Подобно на другите видове мед, медът от безсмутни пчели има високо съдържание на вода. Физикохимичен анализ от Oddo et al. [44] показа, че съдържанието на вода в меда на безсмъртните пчели (T. carbonaria) е относително по-висока, отколкото в меда от A. mellifera. Изразените овлажняващи свойства на меда се дължат на хидроксилни групи, а основните компоненти на меда - захар, протеини и млечна киселина - също могат да имат овлажняващ ефект [96]. В допълнение, глицеринът, пропиленгликолът и сорбитолът, съдържащи се в меда, които често се използват като разтворители в козметиката, могат да подобрят овлажняващите свойства на меда [97,98]. Според няколко проучвания, съставки като витамини В, Е и К, както и различни полезни минерали като калий, фосфат и калций, които се намират в почти всички видове мед, допринасят за хидратиращите свойства на меда [99,100,101].
Високото съдържание на вода в меда на безсмъртните пчели предотвратява дехидратирането на раната, тъй като тя непрекъснато отделя течност в раневата тъкан чрез осмотичния ефект [88, 102]. По този начин зоната около раната остава влажна и заздравяването се ускорява, както е описано по-горе. В случай на постоянна влага обаче може да се развие плачещо състояние, което може да доведе до мацерация [103]. За щастие, високата осмоларност на меда предпазва кожата от мацерация и непрекъснато снабдява околната среда с влага [102].
заключение
Настоящото проучване е проведено с финансовата подкрепа на Министерството на образованието на Малайзия (FRGS16-043-0542).