ФИТОХИМИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ТРАВЫ ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ (NIGELLA SATIVA L.)

Чернушка посевная – Nigella sativa L. является перспективным растительным объектом, лекарственное растительное сырье которой может быть комплексно использовано для разработки препаратов с антимикробной активностью.

Цель. Проведение фитохимического скрининга и сравнения антимикробной активности водно-спиртовых извлечений травы чернушки посевной (Nigella sativa L.) с препаратом сравнения – настойкой эвкалипта.

Материалы и методы. Методом тонкослойной хроматографии в системе хлороформ – этанол – вода (26:16:3) были получены хроматограммы извлечений. Детектирование зон адсорбции проводилось при дневном свете, в УФ-свете при λ=254 нм и λ=365 нм, а также обработкой реактивами – спиртовым раствором алюминия (III) хлорида 3% и раствором диазобензосульфокислоты в 20% растворе натрия карбоната. Далее проводилось определение минимальной ингибирующей концентрации методом двойных серийных разведений в питательном бульоне Мюллера-Хинтона (Bio-Rad, США). В качестве тестовых культур были использованы штаммы микроорганизмов Американской коллекции типовых культур (АТСС): Staphylococcus aureus (АТСС 29213), Escherichia coli (АТСС 25922), Pseudomonas aeruginosa (АТСС 27853), а также Candida albicans (клинический штамм). Параллельно проводили опыт для постановки «отрицательного» контроля. Для сравнительной оценки активности изучаемых проб сопоставляли активность с препаратом сравнения – настойкой эвкалипта с доказанной антимикробной активностью.

Результаты. Для всех водно-спиртовых извлечений и настойки травы чернушки посевной выявлены характерные для флавоноидов зоны адсорбции с Rf₁ = 0,28, Rf₂ = 0,15, Rf₃ = 0,11, также под действием спиртового раствора алюминия (III) хлорида 3% происходит усиление флуоресценции зон адсорбции, что говорит о фенольной природе данных соединений. В ходе проведенного микробиологического исследования установлено, что все водно-спиртовые извлечения травы чернушки посевной оказывают наибольший антимикробный эффект в отношении штамма Pseudomonas aeruginosa. Отмечено, что препарат – настойка травы чернушки посевной на 70% спирте этиловом имеет преимущество по антимикробной активности к штамму Pseudomonas aeruginosa – действие при 16-кратном разведении против 4-кратного у настойки эвкалипта. Действие на штаммы Escherichia coli и Candida albicans сравнимо для обеих настоек.

Заключение. Полученные результаты фитохимического и микробиологического анализа будут использованы в качестве обоснования для внедрения антимикробных препаратов на основе травы чернушки посевной в медицинскую и фармацевтическую практику.

1. Dasgupta А., Krasowski M.D. Chapter 10 – Therapeutic drug monitoring of antimicrobial, antifungal and antiviral agents, Therapeutic Drug Monitoring Data (Fourth Edition). – Academic Press, 2019. – P. 159–197. DOI: 10.1016/B978-0-12-815849-4.00010-4.

2. Larsson D.G.J., Flach C.F. Antibiotic resistance in the environment // Nat. Rev. Microbiol. – 2022. – No.20. – P. 257–269. DOI: 10.1038/s41579-021-00649-x.

3. Walusansa A., Asiimwe S., Nakavuma J.L., Ssenku J.E., Katuura E., Kafeero H.M., Aruhomukama D., Nabatanzi A., Anywar G., Tugume A.K., Kakudidi E.K. Antibiotic-resistance in medically important bacteria isolated from commercial herbal medicines in Africa from 2000 to 2021: a systematic review and meta-analysis. // Antimicrob. Resist. Infect. Control. – 2022. – Vol. 11, No.1. – Art. No.11. DOI: 10.1186/s13756-022-01054-6.

4. Прохоров В.Н. Нигелла – ценная хозяйственно-полезная культура (обзор литературы) // Овощи России. – 2021. – №4. – С. 111–123. DOI: 10.18619/2072-9146-2021-4-111-123.

5. Aftab A., Zubaida Y., Arshad J., Ashiq R., Shakeel A., Farah K. Nigella sativa L. from traditional to contemporary medicine: a review // IJBB. – 2018. – Vol. 15, No. 2. – P. 237–254.

6. Ijaz H., Tulain U.R., Qureshi J., Danish Z., Musayab S., Akhtar M.F., Saleem A., Khan K.K., Zaman M., Waheed I., Khan I., Abdel-Daim M. Review: Nigella sativa (Prophetic Medicine): A Review // Pak. J. Pharm. Sci. – 2017. – Vol. 30, No. 1. – P. 229–234.

7. Datta A.K., Saha A., Bhattacharya A., Mandal A., Paul R., Sengupta S. Black cumin (Nigella sativa L.) – a review // J Plant Dev Sci. – 2012. – Vol. 4. – P. 1–43.

8. Рудь Н.К., Сампиев А.М., Давитавян Н.А. Основные результаты фитохимического и фармакологического исследования чернушки посевной // Научные ведомости Белгородского государственного университета. – 2013. – № 25(168). – С. 207–212.

9. Salehi B., Quispe C., Imran M., Ul-Haq I., Živković J., Abu-Reidah I.M., Sen S., Taheri Y., Acharya K., Azadi H., Del Mar Contreras M., Segura-Carretero A., Mnayer D., Sethi G., Martorell M., Abdull Razis A.F., Sunusi U., Kamal R.M., Rasul Suleria H.A., Sharifi-Rad J. Nigella Plants – Traditional Uses, Bioactive Phytoconstituents, Preclinical and Clinical Studies // Frontiers in Pharmacology. – 2021. – Vol. 12. – Art. ID: 625386. DOI: 10.3389/fphar.2021.625386.

10. Pop R.M. Future Perspectives on Nigella Sativa: Characterization and Pharmacological Properties // Series: Herbs and Herbalism. – New York: Nova Biomedical, 2018. – 280 р.

11. Hanafy M.S., Hatem M.E. Studies on the antimicrobial activity of Nigella sativa seed (black cumin) // J. Ethnopharmacol. – 1991. – Vol. 34, No.2–3. – P. 275–278. DOI: 10.1016/0378-8741(91)90047-h.

12. Hariharan P., Paul-Satyaseela M., Gnanamani A. In vitro profiling of antimethicillin-resistant Staphylococcus aureus activity of thymoquinone against selected type and clinical strains // Lett. Appl. Microbiol. – 2016. – Vol.62, No.3. – P. 283–289. DOI: 10.1111/lam.12544.

13. Arici M., Sagdic O., Gecgel U. Antibacterial effect of Turkish black cumin (Nigella sativa L.) oils // Grasas y Aceites. – 2005. – Vol. 56, No. 4. – Р. 259–262. DOI: 10.3989/gya.2005.v56.i4.90.

14. Amin B., Hosseinzadeh H. Black Cumin (Nigella sativa) and Its Active Constituent, Thymoquinone: An Overview on the Analgesic and Anti-inflammatory Effects // Planta Med. – 2016. – Vol. 82, No.1–2. – P. 8–16. DOI: 10.1055/s-0035-1557838.

15. Chaieb K., Kouidhi B., Jrah H., Mahdouani K., Bakhrouf A. Antibacterial activity of Thymoquinone, an active principle of Nigella sativa and its potency to prevent bacterial biofilm formation // BMC Complement. Altern. Med. – 2011. – No.11. – Art. No.29. DOI: 10.1186/1472-6882-11-29.

16. Udu R., Oyweri J., Gathirwa J. Antimalarial Activity of Nigella sativa L. Seed Extracts and Selection of Resistance in Plasmodium berghei ANKA in a Mouse Model // J. Pathog. – 2021. – Vol. 2021. – Art. ID: 6165950. DOI: 10.1155/2021/6165950.

17. Khazdair M.R., Ghafari S., Sadeghi M. Possible therapeutic effects of Nigella sativa and its thymoquinone on COVID-19 // Pharm. Biol. – 2021. – Vol. 59, No.1. – P. 696–703. DOI: 10.1080/13880209.2021.1931353.

18. Xu H., Liu B., Xiao Z., Zhou M., Ge L., Jia F., Liu Y., Jin H., Zhu X., Gao J., Akhtar J., Xiang B., Tan K., Wang G. Computational and Experimental Studies Reveal That Thymoquinone Blocks the Entry of Coronaviruses Into In Vitro Cells // Infect. Dis. Ther. – 2021. – Vol. 10, No.1. – P. 483–494. DOI: 10.1007/s40121-021-00400-2.

19. Tohidpour A., Sattari M., Omidbaigi R., Yadegar A., Nazemi J. Antibacterial effect of essential oils from two medicinal plants against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) // Phytomedicine. – 2010. – Vol. 17, No.2. – P. 142–145. DOI: 10.1016/j.phymed.2009.05.007.

20. Mulyaningsih S., Sporer F., Reichling J., Wink M. Antibacterial activity of essential oils from Eucalyptus and of selected components against multidrug-resistant bacterial pathogens // Pharm. Biol. – 2011. – Vol. 49, No.9. – P. 893–899. DOI: 10.3109/13880209.2011.553625.

21. Рябов Н.А., Рыжов В.М., Куркин В.А. Методика количественного определения суммы флавоноидов в почках дуба черешчатого Quercus robur L. // Фармация и фармакология. – 2021. – Т. 9, №5. – С. 356–366. DOI: 10.19163/2307-9266-2021-9-5-356-366.

22. Golus J., Sawicki R., Widelski J., Ginalska G. The agar microdilution method – a new method for antimicrobial susceptibility testing for essential oils and plant extracts // J. Appl. Microbiol. – 2016. – Vol. 121, No.5. – P. 1291–1299. DOI: 10.1111/jam.13253.

23. Atef N.M., Shanab S.M., Negm S.I., Abbas Y.A. Evaluation of antimicrobial activity of some plant extracts against antibiotic susceptible and resistant bacterial strains causing wound infection // Bull. Natl. Res. Cent. – 2019. – Vol. 43. – Art. No. 144. DOI: 10.1186/s42269-019-0184-9.

24. Pailhoriès H., Munir M.T., Aviat F., Federighi M., Belloncle C., Eveillard M. Oak in Hospitals, the Worst Enemy of Staphylococcus aureus? // Infect. Control. Hosp. Epidemiol. – 2017. – Vol. 38, No.3. – P. 382–384. DOI: 10.1017/ice.2016.304.

25. Козлова И.В., Лекарева Л.И., Быкова А.П., Мялина Ю.Н., Островская Л.Ю. Кандидоз желудочно-кишечного тракта // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2016. – № 3(127). – С. 40–46.

26. Aftab A., Yousaf Z., Aftab Z.E., Younas A., Riaz N., Rashid M., Shamsheer H.B., Razzaq Z., Javaid A. Pharmacological screening and GC-MS analysis of vegetative/reproductive parts of Nigella sativa L. // Pak. J. Pharm. Sci. – 2020. – Vol. 33, No.5. – P. 2103–2111.

27. Parveen A., Farooq M.A., Kyunn W.W. A New Oleanane Type Saponin from the Aerial Parts of Nigella sativa with Anti-Oxidant and Anti-Diabetic Potential // Molecules. – 2020. – Vol. 25, No.9. – Art. No.2171. DOI: 10.3390/molecules25092171.

28. Шарофова М.У., Нуралиев Ю.Н., Шабанов П.Д., Сагдиева Ш.С., Сухробов, П.Ш. Нуъмонов С.Р. Исследование антидиабетических свойств надземных частей чернушки посевной (Nigella sativa L.) // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2018. – Т. 21, № 10. – С. 112–118. DOI: 10.29296/25877313-2018-10-21.

29. Bourgou S., Ksouri R., Bellila A., Skandrani I., Falleh H., Marzouk B. Phenolic composition and biological activities of Tunisian Nigella sativa L. shoots and roots // C.R. Biol. – 2008. – Vol. 331, No.1. – P. 48–55. DOI: 10.1016/j.crvi.2007.11.001.

30. Borges A., Ferreira C., Saavedra M.J., Simões M. Antibacterial activity and mode of action of ferulic and gallic acids against pathogenic bacteria // Microb. Drug. Resist. – 2013. – Vol. 19, No.4. – P. 256–265. DOI: 10.1089/mdr.2012.0244.

31. Папаяни О.И., Духанина И.В., Сергеева Е.О. Изучение химического состава и антимикробной активности сухого экстракта из цветков бархатцев распростертых (Tagetes patula L.) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2012. – № 5(3). С. 742–744.

32. Мубинов А.Р., Куркин В.А., Авдеева Е.В. Разработка подходов к стандартизации травы чернушки посевной // Фармация. – 2021. – Т. 8б, №70. – С. 36–41. DOI: 10.29296/25419218-2021-08-06.

33. Куркин В.А., Куприянова Е.А. Сравнительное исследование флавоноидного состава листьев фармакопейных видов рода Populus // Химия растительного сырья. – 2020. – № 1. – С. 117–124. DOI: 10.14258/jcprm.2020015818.