Alternative antimicrobial agents of plant origin for the prevention and treatment of periodontal diseases
Alternative antimicrobial agents of plant origin for the prevention and treatment of periodontal diseases
Abstract
Periodontal diseases and dental caries are the most common infectious diseases of the oral cavity. Currently, a limited number of antimicrobial drugs are used in dentistry. This is due to the spread of inflammatory diseases of the oral cavity, the growing resistance of bacteria to antibiotics. Due to the current situation, it is necessary to find reliable, effective and economically affordable medicines for the prevention and treatment of periodontal diseases. Synthetic antibacterial drugs alter the microbiome of the oral cavity, and also cause the staining of tooth enamel. Phytochemicals of plant origin are currently a promising alternative. For information and analytical search of the necessary material, such abstract databases as ResearchGate, PubMed, Web of Science, ScienceDirect, Scopus, Google Scholar, eLibrary were used when writing a review article. The search was carried out on publications for the period from 2000 to 2022, search parameters: phytopreparations, plant extracts, antimicrobial action, periodontal diseases. The article provides generalized information on biologically active compounds of plant origin that can be used in periodontal disease. The results of this review may be useful for determining promising directions for the development of medicines based on plant extracts for the prevention and treatment of periodontal diseases.
1. Введение
Одним из наиболее распространенных заболеваний, поражающих зубы, а также костную ткань и периодонтальные связки, является пародонтит . При отсутствии лечения пародонтит распространяется от десен на более глубокие ткани, изменяя структуру кости и разрушая соединительнотканное прикрепление, что приводит к разрушению альвеолярной кости и, в конечном счете, к потере зуба . Среди взрослого населения значительно распространены заболевания пародонта, особенно в его легких и среднетяжелых формах . Частота возникновение тяжелой формы увеличивается с возрастом, особенно между 30-40 годами . Основными причинами пародонтита были признаны бактериальная биопленка, которая образуется на поверхности зубов, и ее побочные продукты . Патогенные микроорганизмы, классифицируемые как «красный комплекс», наиболее часто ассоциируются с началом и развитием заболеваний пародонта к ним относятся: T. denticola, P. gingivalis и T. forsythia . С другой стороны, периодонтит IV стадии коренного резца и некоторые виды периодонтита III и IV стадий обычно ассоциируются с Aggregatibacter actinomycetemcomitans . На прогрессирование заболевания влияют факторы: зубной налет и зубной камень, общее состояние здоровья пациента, социально-экономический статус, образ жизни, возраст, пол, этническая принадлежность, генетика, факторы окружающей среды. Отсутствие лечения заболеваний пародонта может увеличить риск различных системных заболеваний, включая сердечно-сосудистые, диабет, рак полости рта, осложнения беременности, респираторные инфекции и болезнь Альцгеймера .
Лечение заболеваний пародонта направлено на устранение этиологических причин. Основными методами профилактики и лечения являются механическая чистка, хирургическое лечение, местная и системная лекарственная терапия . Рост числа бактерий с множественной лекарственной устойчивостью к современным антибактериальным средствам является основной причиной неэффективности лечения . Поэтому крайне важно разработать противомикробные препараты, которые предотвращают возникновение резистентности.
Биологически активные соединения растительного происхождения являются перспективными веществами для лечения многих заболеваний человека. Однако клиническое применение этих соединений в пародонтологии сильно ограничено. Целью данной работы является обобщение имеющихся исследований лекарственных растений и их потенциального применения в качестве традиционных лекарственных средств для лечения пародонтита.
2. Результаты исследования
Для информационно-аналитического поиска необходимого материала при написании обзорной статьи использовали такие реферативные базы данных, как ResearchGate, PubMed, Web of Science, ScienceDirect, Scopus, Google Scholar, eLibrary. Поиск осуществлялся по публикациям за период с 2000 по 2022 гг. Параметрами для отбора литературы были выбраны следующие слова и словосочетания: фитопрепараты, растительные экстракты, антибактериальные соединения, противомикробное действие, заболевания пародонта.
Многочисленные биологически активные соединения, экстрагируемые из растений, используются в качестве фармацевтических субстанций для создания лекарственных препаратов. Существует большой потенциал для выявления новых биологически активных соединений, поскольку примерно только 1% из 500 000 видов растений во всем мире подверглись фитохимическим исследованиям. В терапии многих инфекционных заболеваниях полости рта используются лекарственные растения, поскольку фитохимические соединения уменьшают отложение зубного камня, подавляют размножение и адгезию патогенных микроорганизмов ротовой полости (таблицы 1).
Таблица 1 - Исследования антимикробных препаратов на растительной основе in vitro и in vivo при заболеваниях пародонта
Лекарственные растения | Подопытные объекты | Условия эксперимента | Результаты | Источник литературы |
Acacia nilotica | Кролики-альбиносы с пародонтитом, вызванным лигатурой | G1: Дист. вода G2: Группа полож. контроля G3: Водный экстракт A. nilotica (300мг/кг) G4: Водный экстракт A. nilotica (500мг/кг) G5: Амоксициллин (15 мг/кг) | Терапия в течение 14 дней экстрактом A. nilotica способствовала значительному улучшению состояния тканей пародонта | 9 |
Allium sativum | P. gingivalis, F. nucleatum | Gs: Водный экстракт | Экстракт A. sativum ингибировал рост F. nucleatum 17,3 ± 1,0, и P. gingivalis 30,3 ± 1,7 и 21,2 ± 2,3 мм. Для F. nucleatum и P. gingivalis был получен MIC 17,2 и 4,3 мг/мл соответственно. MBC составил 34,4 и 8,6 мг/мл соответственно | 10 |
Amphipterygium adstringens | S. mutans, P. gingivalis, E. coli, C. albicans, C. dubliniensis | Gc: хлоргесидин 0,12% Gs: метанольный экстракт | Метанольный экстракт проявлял антимикробную активность в диапазоне от 0,125 до 63 мг/мл, в отношении всех протестированных штаммов. S. mutans являлся наиболее чувствительным штаммом (MIC - 0,125 мг/мл, MBC - 0,31 мг/мл). MIC и MFC штаммов Candida составляли 0,4 и 1,6 мг/мл. Значение MIC/MBC, равное 37 мг/мл, наблюдалось для P. gingivalis и E. coli | 11 |
Cinnamomum zeylanicum | F. nucleatum, P. gingivalis, S. salivarius, S. mitis, S. mutans | Gs: масло коры коричного дерева + коричный альдегид | Для масла корицы наблюдался уровень MIC 0,21–0,63 мг/мл, а для циннамальдегида – 0,8-0,15 мг/мл в отношении тестируемых бактерий | 12 |
Citrus sinensis | P. gingivalis | Gs: апельсиновое дерево | C. sinensis проявлял низкую цитотоксичность и высокую антибактериальную активность. Он продемонстрировал значение IC50, равное 512 мкг/мл | 13 |
Coffea canephora | P. gingivalis | Gs: Экстракт кофе и хлорогеновая кислота | Хлорогеновая кислота в отношении P. gingivalis, имела MIC 4 мг/мл и MBC 16 мг/мл | 14 |
Coptidis rhizoma | A. naeslundii A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. nigrescens, P. intermedia | Gs: Экстракт C. rhizomа | MICs в дозе 0,031–0,25 мг/мл подавляли рост указанных бактерий, в то время как MIC в дозе 0,5–2 мг/мл подавляли рост лактобацилл и стрептококков | 15 |
Garcinia mangostana | Крысы линии Вистар | G1: гель тетрациклина (0,7%) G2: Мукоадгезивный пластырь G2: Экстракт кожуры мангустина, нанесенный на мукоадгезивный пластырь | Остеокласты и остеобласты были значительно снижены во всех группах по G3 (р < 0,05). Экстракт кожуры мангустина подавлял остеокласты и стимулировал остеобласты, предотвращая, таким образом, повреждение альвеолярной кости при пародонтите | 16 |
Juglans regia | G. adiacens, S. sciuri, Kocuria spp | Gc: Ципрофлоксацин (5 мкг/мл) + цефотаксим (30 мкг/мл) Gs: Неочищенный водный экстракт Juglansregia (250 мг/мл) | Эктракт проявлял бактериостатический эффект в отношении всех штаммов бактерий. Наиболее чувствительной к действию экстракта оказалась Kocuria spp | 17 |
Ocimum sanctum | A. actinomycetemcomitans P. intermedia, P. gingivalis | Gc(+): доксициклин Gc(-): диметилформамид Gs: Этаноловый экстракт листьев базилика (0.5%, 1%, 2%, 5%, и 10%) | Было обнаружено, что экстракты базилика проявляют зоны ингибирования, сходные с доксициклином в концентрациях 5% и 10%, с аналогичной антимикробной активностью в отношении A. actinomycetemcomitans (р > 0,05). Однако P. gingivalis и P. intermedia устойчивы к экстракту (р < 0,05) | 18 |
Salvadora persica | P. gingivalis, ВПГ-1 | Gs: экстракт сальвадоры | MIC в отношении P. gingivalis составила 62,5 мкг/мл. Терапевтический индекс 11,3 мкг/мл наблюдался в отношении ВПГ-1. IC50 - 18,6 мкг/мл | 19 |
Satureja hortensis | P. gingivalis, P. micra, T. forsythia, F. nucleatum, P. Intermedia, P. nigrescens | Gc: раствор хлоргексидина 0,05% Gs: экстракт чабера | Не смотря на низкое значение MIC (0,125 мкл/мл) экстракт подавлял рост всех протестированных бактерий. Однако, ингибирование образования биопленки наблюдалось только у P. nigrescens | 20 |
Terminalia chebula | S. mutans | Gс: Диметилсульфоксид (0,01%) Gs: Этанольный экстракт терминалии | Эктракт подавлял рост S. mutans и стимуляцию PGE2, ЦОГ-2, воспалительных цитокинов. В остеобластах экстракт стимулировал липополисахарид, ингибирующий резорбцию кости | 21 |
Примечание: Gs: Основная группа; Gc: Контрольная группа; MIC: минимальная ингибирующая концентрация; MBC: минимальная бактерицидная концентрация
Анализ данных источников литературы подтверждает эффективность растительных экстрактов в лечении заболеваний пародонта, однако многие из них не тестировались in vivo. Из-за ограниченной информации об их механизмах действия, потенциальных побочных эффектах, противопоказаниях и взаимодействии с лекарственными препаратами и пищевыми продуктами, тяжело обосновать безопасное использование средств растительного происхождения. В связи с этим дополнительные клинические исследования и международное партнерство поможет повысить уровень доказательства безопасности и эффективности фитосредств.
3. Заключение
Согласно результатам проведенного обзорного исследования, фитотерапия является эффективной альтернативой традиционной медицине. Индивидуальные соединения и растительные экстракты могут быть потенциальными фармацевтическими субстанциями при производстве антибактериальных лекарственных препаратов для профилактики и лечения заболеваний пародонта. Однако необходимы дополнительные исследования безопасности и эффективности фитопрепаратов как для монотерапии, так и в сочетании с традиционными методами лечения, для преодоления глобальной проблемы заболеваний полости рта.