Wpływ lucerny na wzrost Trichophyton mentagrophytes w mikrohodowli

Radosław Śpiewak¹, Wiesława Szostak¹, Marian Jurzysta², Zbigniew Biały², Romuald Maleszka³, Bożena Rzepecka³, Maria Mazurek³

¹Instytut Medycyny Wsi, ul. Jaczewskiego 2, 20-090 Lublin
²Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa, ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy
³Oddział Dermatologiczny Szpitala MSWiA, ul. Dojazd 34, 60-631 Poznań.

Wstęp

Saponiny są substancjami mającymi chronić roślinę przed infekcją grzybiczą a aktywność niektórych z nich wobec patogenów roślinnych została dobrze udokumentowana (LEVY i wsp. 1989). Fungitoksyczne działanie saponin lucerny wynika z ich interakcji ze związkami sterolowymi komórki grzybiczej (GESTETNER i wsp. 1972). Związki te budzą zainteresowanie jako potencjalne leki przeciw zakażeniom grzybiczym u ludzi. Do tej pory wykazano in vitro działanie saponin lucerny na patogenne dla człowieka grzyby drożdżopodobne (POLACHECK i wsp. 1986a, b). Udokumentowano również in vitro hamujące działanie jednej z saponin lucerny - oczyszczonego glukozydu kwasu medikagenowego na wzrost ludzkiego dermatofita Trichophyton mentagrophytes (ŚPIEWAK i wsp. 1999) oraz patogennego grzyba pleśniowego Scopulariopsis brevicaulis (ŚPIEWAK i wsp. 2000). Nie ma jednak pewności czy ten właśnie glikozyd jest jedyną saponiną lucerny o działaniu przeciwgrzybicznym. Ponadto, nawet w przypadku potwierdzenia tego efektu in vivo, wdrożenie glukozydu kwasu medikagenowego do leczenia napotkałoby na trudności wynikające z wysokich kosztów uzyskania tej substancji w postaci oczyszczonej. Celem niniejszych badań była ocena wpływu na wzrost grzyba surowca znacznie tańszego i zawierającego również inne saponiny o potencjalnym działaniu przeciwgrzybiczym - sproszkowanych korzeni oraz części nadziemnych wybranych gatunków lucerny.

Materiał i metody

Nasiona lucerny siewnej (Medicago sativa L.) cv. Radius (odmiana polska), M. murex Willd. cv. Zodiak (odmiana australijska) i M. arabica SA 7746 (Australian Medicago Genetic Resource Centre, Adelaide) wysiano 17.05.1999 r. na polu doświadczalnym Kępa w Puławach. Rośliny zebrano w początkowym stadium kwitnienia, wysuszono w 60°C i zmielono.

Badanie efektu biologicznego uzyskanego materiału przeprowadzono na szczepach dermatofita Trichophyton mentagrophytes wyizolowanych od ludzi chorych na grzybicę. Szczepy posiewano w mikrohodowli za pomocą sztancy o średnicy 3 mm. Ogółem wykonano 44 posiewy, każdy na 7 podłożach: na czystym agarze Sabourauda (kontrola) oraz podłożach z dodatkiem po 1 g sproszkowanych suchych korzeni i części nadziemnych Medicago arabica, M. sativa oraz M. murex w 100 ml agaru Sabourauda. Inokulowane hodowle inkubowano w temperaturze 27°C. Czas inkubacji zależał od tempa wzrostu danego szczepu - hodowle mierzono gdy brzeg najszybciej rosnącej kolonii zbliżał się do krawędzi bloczka agarowego, zazwyczaj po 6 - 7 dniach. Analizie statystycznej poddano średnice kolonii.

Wyniki i dyskusja

Wyniki badania przedstawia szczegółowo tabela 1. Najsilniejsze zahamowanie wzrostu T. mentagrophytes spowodowała sproszkowana część nadziemna gatunku M. arabica (mediana 6 mm w porównaniu do 13 mm kontroli), następnie korzeń M. arabica (10 mm) oraz korzeń M. murex (10,5 mm) - stwierdzone różnice w stosunku do kontroli były istotne statystycznie przy p < 0,001. Niewielkie działanie hamujące wywierała również część nadziemna M. murex (mediana 12 mm, p = 0,03). Natomiast dodatek do podłoża sproszkowanego suszu lucerny siewnej (M. sativa) spowodował przyspieszenie wzrostu T. mentagrophytes - mediana dla średnic kolonii hodowanych z dodatkiem korzenia tej rośliny wyniosła 15 mm a z dodatkiem części nadziemnej - 16,5 mm (w obu przypadkach p < 0,001).

Rozważenia wymaga pytanie, jakie związki zawarte w badanym materiale roślinnym odpowiadają za stwierdzony efekt hamujący lub stymulujący wzrost dermatofita T. mentagrophytes. Interesujących informacji dostarczyć może tutaj zestawienie danych własnych z wynikami badań JURZYSTY i WALLERA (1996) nad efektami biologicznymi oraz charakterystyką chemiczną saponin w nadziemnych częściach poszczególnych gatunków lucerny (Tabela 2). Otóż obydwa gatunki, które w niniejszej pracy wykazały działanie przeciwgrzybicze, cechują się wysokim indeksem hemolitycznym (M. murex: 1778, M. arabica: 1464) oraz silnym działaniem hamującym wzrost grzyba Trichoderma viride (zahamowanie wzrostu przy stężeniu 0,1 g roztworu wodnego/100 ml podłoża wyniosło dla M. murex oraz M. arabica po 69%). Tymczasem gatunek M. sativa, którego dodatek do podłoża wykazał działanie stymulujące wzrost T. mentagrophytes, cechuje się niskim indeksem hemolitycznym (150) oraz brakiem działania hamującego na wzrost T. viride. Jeszcze ciekawszych danych dostarcza zestawienie działania porównywanych 3 gatunków na T. mentagrophytes z podanymi w tej samej pracy JURZYSTY i WALLERA stężeniami saponin: M. murex i M. arabica zawierają bardzo wysokie stężenia glikozydów hederageniny a nie zawierają wykrywalnych ilości glikozydów kwasu medikagenowego i sojasapogenolu A. Natomiast część nadziemna M. sativa, której dodatek stymulował wzrost T. mentagrophytes, nie zawierał wykrywalnych ilości glikozydów hederageniny, za to zawierał średnie ilości glikozydów sojasapogenolu A oraz kwasu medikagenowego. Obecność glikozydów kwasu medikagenowego w gatunku sprzyjającym wzrostowi T. mentagrophytes jest zaskakująca w świetle wcześniejszych badań własnych wykazujących wyraźny wpływ hamujący tej saponiny w postaci czystej na wzrost T. mentagrophytes (ŚPIEWAK i wsp. 1999). Być może M. sativa zawiera inne związki na tyle silnie stymulujące wzrost dermatofita, że znoszą one działanie kwasu medikagenowego. Ponadto, pozostałe gatunki mogą zawierać inne substancje o jeszcze silniejszym działaniu przeciwgrzybiczym. W świetle uzyskanych danych substancją taką mogłaby być hederagenina.

Podsumowując, poszczególne gatunki lucerny różnią się wpływem na wzrost grzyba Trichophyton mentagrophytes - najsilniejsze działanie hamujące wykazuje Medicago arabica, nieco słabsze - M. murex, natomiast dodatek M. sativa wykazuje działanie przyspieszające wzrost dermatofita.

Literatura

1. GESTETNER B, ASSA Y, HENIS Y, TENCER Y, ROTMAN M, BIRK Y, BONDI A. 1972. Interaction of lucerne saponins with sterols. Biochim. Biophys. Acta 270: 181-187.
2. JURZYSTA M, WALLER GR. 1996. Antifungal and hemolytic activity of aerial parts of alfalfa (Medicago) species in relation to saponin composition. W: Waller GR, Yamasaki H (Red). Saponins Used in Traditional and Modern Medicine. New York: Plenum Press: 565-274.
3. LEVY M, ZEHAVI U, NAIM M, POLACHECK I, EVRON R. 1989. Structure-biological activity relationships in alfalfa antimycotic saponins: the relative activity in medicagenic acid and synthetic derivatives thereof against plant pathogenic fungi. J. Phytopatol. 125: 209-216.
4. POLACHECK I, ZEHAVI U, NAIM M, LEVY M, EVRON R. 1986 a. Activity of compound G2 isolated from alfalfa roots against medically important yeasts. Antimicr. Agents Chemother. 30: 290-294.
5. POLACHECK I, ZEHAVI U, NAIM M, LEVY M, EVRON R. 1986 b. The susceptibility of Cryptococcus neoformans to an antimycotic agents (G2) from alfalfa. Zbl. Bakt. Hyg. A 261: 481-486.
6. ŚPIEWAK R, SZOSTAK W, JURZYSTA M, BIAŁY Z. 1999. The effect of medicagenic acid 3-O-ß glucopyranoside on different strains of pathogenic fungus Trichophyton mentagrophytes obtained from skin lesions in humans - preliminary results. W: Saponins in Food, Feedstuffs and Medicinal Plants. Book of Abstracts. Puławy: Institute of Soil Science and Plant Cultivation: 106.
7. ŚPIEWAK R, SZOSTAK W, JURZYSTA M, BIAŁY Z. 2000. Hamujące działanie 3-glukozydu kwasu medikagonowego na wzrost Scopulariopis brevicaulis in vitro. Mikol. Lek. 7(Supl. 1):112-113.

© Radosław Śpiewak