Étude sur le bénéfice antibactérien de la canneberge

La résistance aux antibiotiques est devenue un problème mondial. En Chine, le problème est particulièrement grave en raison des patients' Dépendance aveugle aux antibiotiques Et etréglementation inefficace de l’utilisation des antibiotiques. Les méthodes traditionnelles telles que la découverte de nouveaux antibiotiques à partir de bactéries sont confrontées à de nombreux problèmes tels que la difficulté de trouver de nouvelles souches de bactéries. Par conséquent, la recherche de nouveaux antibiotiques à partir d’animaux et de plantes est devenue une orientation importante de recherche et développement.

Les canneberges (Vaccinium macrocarpon Ait.) sont l’un des trois principaux fruits en amérique du nord. Aux etats-unis, la superficie cultivée deCanneberges est d’environ 1.41[unused_word0004] 102 kilomètres carrés, et la superficie cultivée de canneberges dans le monde entier a atteint 1.50×102 kilomètres carrés. Il y a environ 1 200 producteurs, dont les ventes totales dépassent 1,5 milliard de dollars américains. Plus de 90% des produits de la canneberge sont vendus et consommés en amérique du nord [1] [traduction]. En plus de sa valeur nutritive, les canneberges et leurs composants inhibent la croissance bactérienne et l’adhésion bactérienne. De récents rapports de littérature étrangère montrent que les canneberges et leurs préparations peuvent prévenir les infections des voies urinaires et réduire l’incidence de la carie dentaire et de la parodontite [2] [traduction]. Cet article passe en revue les composants des canneberges, leurs effets antibactériens et anti-adhérence, et leurs mécanismes d’action.

1. Composition des canneberges

Les canneberges sont à 88% d’eau, le reste étant composé d’acides organiques, vitamine C, flavonoïdes, anthocyanes, proanthocyanidines et autres substances. Le tableau 1 énumère les principaux composants de la canneberge.

On pense maintenant généralement que les proanthocyanidines sont les principalesComposants antibactériens dans les canneberges....... Les proanthocyanidines sont une grande classe de composés polyphénoliques largement présents dans diverses plantes (comme le ginkgo, la rhubarbe, l’aubépine et le raisin). A Al’origine, ils étaient classés comme tanins condensés ou flavanols. Avec l’avancement de la technologie et la recherche approfondie, ils sont maintenant classés comme un terme général pour une grande classe de substances appelées proanthocyanidines [3]. Leur structure est un polymère de catéchines, d’épicatéchines, ou de catéchines et d’épicatéchines. Les chercheurs ont fait beaucoup de recherche sur les proanthocyanidines, et les proanthocyanidines de canneberge en particulier ont un effet antibactérien, de sorte que leur structure doit être spéciale.

Les proanthocyanidines que l’on trouve dans d’autres plantes (par exemple le raisin) sont des polymères de flavan-3-ols, chaque monomère étant polymérisé de la manière suivante: la position C4 du monomère «supérieur» est liée à la position C6 ou C8 du monomère «inférieur» par une liaison C-C (4β →C6 ou 4β →C8), formant une connexion de type b (B1 et B2). Les proanthocyanidines de canneberge sont également des polymères du flavan-3-ol. En plus des liaisons de type b, les liaisons suivantes sont également présentes: les liaisons C2 et C4 du monomère «supérieur» sont reliées au O du monomère «inférieur» par des liaisons C-O et C-C, respectivement, formant une liaison de type a (voir Figure 1).Proanthocyanidine contenue dans les cannebergesEst nommé proanthocyanidine A. il A été rapporté dans la littérature que la proanthocyanidine A A une adhésion antibactérienne et antibactérienne et des effets anti-inflammatoires [4-5].

2. L’effet antibactérien des canneberges et le mécanisme d’action

Des chercheurs étrangers ont mené un grEt en plusnombre d’études sur l’effet antibactérien des canneberges. Des expériences bactériostatiques ont été menées à l’aide de jus de canneberge, de concentré de canneberge et deExtrait de cannebergeSur plusieurs bactéries gram-positives et gram-négatives, y compris Escherichia coli et Staphylococcus aureus. Différents degrés d’effets bactériostatiques ont été obtenus, confirmant l’existence de l’effet bactériostatique des canneberges. Le tableau 2 énumère certains des chercheurs, des matériaux expérimentaux, des bactéries d’essai et des résultats expérimentaux des expériences sur les effets bactériostatiques de la canneberge.

Après que l’effet antibactérien des canneberges a été confirmé, les chercheurs ont commencé à explorer les composants antibactériens et les mécanismes antibactériens possibles des canneberges.

Lacombe et al. [7] [traduction]Chromatographie sur colonne pour isoler la cannebergeComposants et les diviser en trois groupes: les sucres et les acides organiques, les phénols, et les anthocyanes (anthocyanes, proanthocyanidines, etc.). Les concentrations minimales inhibitrices de ces trois groupes de substances contre Escherichia coli O157:H7 ont été testées à leur pH naturel et à leur pH neutre. Les résultats ont montré que, à l’exception du groupe du sucre et des acides organiques, qui n’avaient aucun effet bactériostatique à pH neutre, les autres groupes avaient de bons effets bactériostatiques à leur pH naturel et à leur pH neutre. L’observation par microscopie électronique à transmission a révélé que les membranes cellulaires des cellules traitées avec du sucre et des acides organiques devenaient floues, la forme cellulaire était irrégulière et le cytoplasme agrégé. Une décomposition partielle de la membrane cellulaire et une fuite du cytoplasme ont également été observées dans les deux groupes de cellules traitées avec des substances phénoliques et des anthocyanes.

Le groupe sucre et acide organique exerce principalement un effet bactériostatique en réduisant significativement le pH intracellulaire et extracellulaire par des acides organiques. Des études ont montré [13] que lorsque le taux d’acétate intracellulaire d’escherichia coli K-12 augmente, il en va de même pour la concentration en ions potassium. Ce phénomène provoque une accumulation d’anions d’acides organiques sur la membrane cellulaire, ce qui entraîne finalement une forte augmentation de la pression osmotique. Les observations de microscopie électronique ci-dessus confirment également cette théorie.

Le groupe phénolique a un bon effet bactériostatique dans des conditions de pH naturel et neutre, ce qui prouve que son effet bactériostatique est indépendant des conditions de pH. L’hydrophobicité du crésol lui permet de se lier à la membrane cellulaire, ce qui entraîne un changement de fluidité de la membrane. Les résultats de la microscopie électronique montrent que la forme des cellules bactériennes traitées avec des phénols est irrégulière, ce qui prouve également qu’il existe une liaison chimique locale à la surface de la membrane cellulaire. Lorsque la membrane cellulaire est pénétrée, de petites molécules de phénols peuvent pénétrer dans la cellule et affecter le métabolisme.

La membrane cellulaire du groupe des bactéries anthocyanes s’est partiellement dégradée, le cytoplasme s’est échappe et la surface de la membrane s’est partiellement agrégée. Il est possible que les proanthocyanidines aient un effet chélateur d’ions métalliques semblable à l’edta, liant Ca2+ et Mg2+ sur la membrane, déstabilisant la membrane cellulaire, libérant des LPS, et augmentant la perméabilité de la membrane cellulaire. De plus, les proanthocyanidines peuvent chélate les LPS, provoquant une polymérisation locale à la surface de la membrane [7].

Ldanset al. [6] [traduction] ont utilisé la technologie de la puce génétique pour observer l’effet de la canneberge sur l’expression génétique d’escherichia coli. Les résultats ont montré que, par rapport à Escherichia coli de culture normale, l’expression génique des bactéries incubées avec desLe jus de canneberge ou les proanthocyanidines des canneberges ont été régulés par le bas, tandis que l’expression génétique liée à l’adaptation aux changements du pH était régulée à la hausse. En raison de l’importance du fer dans la croissance bactérienne, les chercheurs ont accordé une attention particulière aux gènes liés au fer. Les résultats ont montré que l’expression de tous les gènes liés au transport et au métabolisme des ions fer était dérégulée.

On déduit des résultats ci-dessus que l’effet le plus évident deJus de canneberge sur Escherichia coliEst de réduire l’expression des gènes liés au transport d’ions de fer. Certaines études ont suggéré que les tanins et leurs hydrolysats atteignent leur effet antibactérien en bloquant l’approvisionnement en ions métalliques nécessaires à la croissance microbienne. Le jus de canneberge réduit l’expression du gène E. coli pour le transport des ions de fer, tandis que les proanthocyanidines contenues dans le jus de canneberge ont un fort effet chélateur sur les ions de fer, faisant pousser E. coli dans un environnement présentant une grave carence en fer. C’est un mécanisme majeur par lequel les canneberges exercent leur effet antibactérien.

Cependant, lorsque les chercheurs ont ajouté du fer exogène aux bactéries incubées avec le jus de canneberge, le taux de croissance d’escherichia coli n’a pas été complètement rétabli (jusqu’à 65%), ce qui laisse croire qu’il existe d’autres mécanismes synergiques pour l’effet antibactérien des canneberges. Selon les résultats de la puce génétique et des études antérieures, Lin estime que tout d’abord, laCapacité des composants de cannebergeFormer des complexes avec de l’amidon, des protéines, des enzymes digestives, etc. peut conduire à un manque de nutriments nécessaires à la croissance bactérienne. Deuxièmement, le blocage d’autres ions métalliques par les canneberges peut affecter le métabolisme des bactéries et certaines fonctions importantes de la membrane. Deux autres mécanismes possibles sont l’action similaire à celle des tanins, qui inhibent la phosphorylation oxydative et affectent ainsi le métabolisme, et la déstabilisation de la membrane, qui conduit à la destruction des enzymes nécessaires à la synthèse de l’atp [6].

3 l’effet anti-adhérence des canneberges et son mécanisme d’action

Au début, Zafriri et coll. [14] ont observé l’effet deJus de canneberge sur l’adhésion d’escherichia coliÀ différentes cellules (cellules tumorales corticales surrénales de souris Y1, macrophages péritonéaux de souris, et cellules des ovaires de hamster). Les résultats ont montré que le jus de canneberge contient deux inhibiteurs d’adhésion pili de type 1 et un inhibiteur d’adhésion fimbriale de type p non dialyzable (qui a été montré plus tard par Lin et al. [6] comme étant de la proanthocyanidine). Allison et al. [15] ont observé l’effet de la canneberge sur l’adhésion d’escherichia coli, de Staphylococcus aureus, de Salmonella typhimurium, de Campylobacter jejuni et d’adhésion de Listeria monocytogenes aux lessivaires. Les résultats ont montré que les canneberges réduisaient l’adhérence d’escherichia coli, de Staphylococcus aureus et de Salmonella typhimurium aux lèvres.

Plusieurs expériences ont montré que pLes roanthocyanidines dans les canneberges jouent un rôle anti-adhérence....... Foo et al. [16] ont constaté que les proanthocyanidines peuvent inhiber efficacement l’adhésion in vitro, avec une concentration efficace minimale de 75 mg/L. Howellet al. [17] ont utilisé un extrait de proanthocyanidine de cannecranberry pH 6,5 pour observer son effet inhibiteur sur l’adhésion de l’escherichia coli pathogène avec le pili de type P aux cellules épithéliales urinaires. La plage de concentration pour l’anti-adhérence était de 6 à 375 mg/L.

Howell et al. [18] ont comparé la capacité des proanthocyanidines A (trouvées dans les canneberges) et des proanthocyanidines B (trouvées dans les raisins, le thé, les pommes, etc.) à inhiber l’adhésion bactérienne in vitro. Ils ont constaté que les proanthocyanidines A avaient un effet antiadhésif à ≥60 μg/mL, tandis que les proanthocyanidines A avaient un effet antiadhésif à ≥60 μg/mL.Proanthocyanidines de type b contenues dans le raisinOnt un faible effet anti-adhérence (à des concentrations supérieures à 1200 μg/mL), les autres proanthocyanidines de type b n’ont aucun effet anti-adhérence. Dans une autre expérience, Foo et al. [19] ont comparé les effets anti-adhérence des monomères, des dimères et des trimers sur l’adhésion de l’escherichia coli pathogène aux pili de type p. Les résultats ont montré que seul le trimer avait un fort effet antiadhésif.

Lin et al. [6] ont trouvé dans une étude de puce génétique queLe jus de canneberge régit vers le bas l’expression des gènes liés à l’adhésion chez E. coli.Les gènes à régulation descendante comprennent la protéine du corps basale FlgB et la protéine motrice FliG flagellaire, ainsi que la tryptophanase TnaA. La régulation du FlgB et du FliG entraîne une diminution des fimbriae p d’e. coli, réduisant ainsi l’adhésion. L’inactivation du tnaA réduit la capacité de l’e. coli à adhérer à différentes surfaces biologiques.

4 Conclusion

On sait depuis longtemps que les canneberges sont efficaces contre les infections urinaires. De nombreuses études ont été menées sur leurs effets antibactériens et anti-adhérence, mais leur mécanisme d’action est encore mal compris. En fait,Les canneberges inhibent également la formation de biofilmEt résiste à la sécrétion bactérienne de protéases [20]. Les canneberges sont donc de nature&#Ces armes sont d’autant plus précieuses aujourd’hui que le problème de la résistance aux antibiotiques devient de plus en plus grave. D’autres recherches sur le mécanisme antibactérien, le spectre antibactérien, la résistance aux médicaments et d’autres questions jetteront les bases théoriques de l’utilisation des produits de canneberge comme médicament.

Références:

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