kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2024-2/06SSIMRNkurskvest-1362Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИPHARMACEUTICAL SCIENCESБиологически активные соединения листьев и плодов сумаха пушистого (Rhus typhina L.) и их роль в проявлении антимикробной активностиBiologically active compounds of leaves and fruits of staghorn sumac (Rhus typhina L.) and their role in the manifestation of antimicrobial activityhttps://orcid.org/0009-0002-1163-057XПоповИван ВикторовичPopovIvan V.

канд. фарм. наук, доцент кафедры фармакогнозии, ботаники и технологии фитопрепаратов, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск

Cand. Sci. (Pharm.), Associate Professor at the Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations, PMPI - branch of VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation

beegeeslover@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6645-7263ПапаяниОксана ИвановнаPapayaniOksana I.

ст. преподаватель кафедры микробиологии и иммунологии, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск

Senior lecturer at the Department of Microbiology and Immunology, PMPI - branch of VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation

ksuxa011@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1639-1881ЮртаеваЕкатерина АлексеевнаYurtaevaEkaterina A.

канд. фарм. наук, доцент кафедры микробиологии и иммунологии, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск

Cand. Sci. (Pharm.), Associate Professor at the Department of Microbiology and Immunology, PMPI - branch of VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation

tyrkova.katerina@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0004-8235-073XПоповаОльга ИвановнаPopovaOlga I.

д-р фарм. наук, профессор, профессор кафедры фармакогнозии, ботаники и технологии фитопрепаратов, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск

Dr. Sci. (Pharm.), Professor at the Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations, PMPI - branch of VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation

beegeeslover@mail.ruПятигорский медико-фармацевтический институт (ПМФИ) - филиал Волгоградского государственного медицинского университета (ВолгГМУ)РоссияPyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical University (PMPI - branch of VolgSMU)Russian Federation2024291220242445764Copyright © Попов И.В., Папаяни О.И., Юртаева Е.А., Попова О.И., 20252025Попов И.В., Папаяни О.И., Юртаева Е.А., Попова О.И.Popov I.V., Papayani O.I., Yurtaeva E.A., Popova O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1362

Цель - изучение антибактериальной активности извлечений из листьев и плодов сумаха пушистого.

Материалы и методы

Материалы и методы. Извлечения листьев и плодов сумаха пушистого, заготовленных в ботаническом саду Пятигорского медико-фармацевтического института, листья - июнь 2023 г.; плоды - конец октября 2022 г. Определение основных групп биологически активных соединений проводили: по методу Фолина-Чокальтеу - дубильные вещества, методом спектрофотометрии - флавоноиды и антоцианы, методом титрования - органические кислоты и аскорбиновая кислота. Для установления антимикробной активности исследуемых извлечений использовали восемь клинических тест-штаммов. Антимикробную активность проводили методом диффузии в агар. Определение чувствительности микроорганизмов к исследуемым извлечениям, используя метод «колодцев».

Результаты

Результаты. Для листьев сумаха пушистого доминирующими группами биологически активных соединений являются дубильные вещества и флавоноиды. В плодах содержание дубильных веществ меньше, однако отмечается высокое содержание органических кислот и антоцианов. Проведенные скрининговые исследования показали, что полученные извлечения из листьев и плодов сумаха пушистого обладают выраженной антибактериальной активностью. Зоны угнетения роста для всех исследуемых штаммов составили более 10 мм (от 13 мм до 30 мм), что характеризует их активность как высокую.

Заключение

Заключение. Установлена антимикробная активность в отношении наиболее распространенных возбудителей инфекционных заболеваний: Escherichia coli, Salmonella enterica, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae, Shigella flexneri, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes. Полученные химико-аналитические и биологические данные позволяют рассматривать извлечения из листьев и плодов сумаха пушистого (Rhus typhina L.) как потенциальные антимикробные средства.

Objective - study of the antibacterial activity of extracts from leaves and fruits of staghorn sumac.

Materials and methods

Materials and methods. Extraction of leaves and fruits of staghorn sumac harvested in the Botanical Garden of the Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute, leaves - June 2023; fruits - end of October 2022. Determination of the main groups of biologically active compounds was carried out: tannins by the Folin-Chocalteu method, flavonoids and anthocyanins by spectrophotometry, organic acids and ascorbic acid by titration. To establish the antimicrobial activity of the studied extracts, eight clinical test strains were used. Antimicrobial activity was carried out by diffusion into agar. Determination of the sensitivity of microorganisms to the extractions under study using the "well" method.

Results

Results. For staghorn sumac leaves, the dominant groups of bioactive compounds are tannins and flavonoids. The fruit has a lower content of tannins, but there is a high content of organic acids and anthocyanins. Screening studies have shown that extracts from the leaves and fruits of staghorn sumac have a pronounced antibacterial activity. Growth inhibition zones for all studied strains were more than 10 mm (from 13 mm to 30 mm), which characterizes their activity as high.

Conclusion

Conclusion. Antimicrobial activity against the most common pathogens of infectious diseases has been established: Escherichia coli, Salmonella enterica, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae, Shigella flexneri, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes. The obtained chemical, analytical and biological data allow us to consider extracts from the leaves and fruits of staghorn sumac (Rhus typhina L.) as potential antimicrobial agents.

сумах пушистыйанакардиевыебиологически активные соединениятест-штаммыантимикробная активностьstaghorn sumacAnacardiaceaebiologically active compoundstest strainsantimicrobial activityReferencesФриго Н.В. Микробиология против инфекций. Медицинский Вестник. 2015;31(716):18Frigo N.B. Microbiology against infections. Meditsinskiy Vestnik. 2015;31(716):18 (in Russ.)Radulovic N.S., Blagojevic P.D., Stojanovic-Radic Z.Z., Stojanovic N.M. Antimicrobial plant metabolites: structural diversity and mechanism of action. Current Medicinal Chemistry. 2013;20(7):932-952. DOI: 10.2174/092986713805219136.Radulovic N.S., Blagojevic P.D., Stojanovic-Radic Z.Z., Stojanovic N.M. Antimicrobial plant metabolites: structural diversity and mechanism of action. Current Medicinal Chemistry. 2013;20(7):932-952. DOI: 10.2174/092986713805219136.Schilcher K, Horswill AR. Staphylococcal Biofilm Development: Structure, Regulation, and Treatment Strategies. Microbiol Mol Biol Rev. 2020;84(3):e00026-00019. DOI: 10.1128/MMBR.00026-19.Schilcher K, Horswill AR. Staphylococcal Biofilm Development: Structure, Regulation, and Treatment Strategies. Microbiol Mol Biol Rev. 2020;84(3):e00026-00019. DOI: 10.1128/MMBR.00026-19.Borges A., Ferreira C, Saavedra M.J., Simoes M. Antibacterial activity and mode of action of ferulic and gallic acids against pathogenic bacteria. Microb Drug Resist. 2013; 19(4):256-265. DOI: 10.1089/mdr.2012.0244.Borges A., Ferreira C, Saavedra M.J., Simoes M. Antibacterial activity and mode of action of ferulic and gallic acids against pathogenic bacteria. Microb Drug Resist. 2013; 19(4):256-265. DOI: 10.1089/mdr.2012.0244.Fraga C.G., Croft K.D., Kennedy D.O., Tomas-Barberan F.A. The effects of polyphenols and other bioactives on human health. Food and Function. 2019;10:514-528. DOI: 10.1039/c8fo01997e.Fraga C.G., Croft K.D., Kennedy D.O., Tomas-Barberan F.A. The effects of polyphenols and other bioactives on human health. Food and Function. 2019;10:514-528. DOI: 10.1039/c8fo01997e.Smejkal K., Rjasková V. Use of the plant extracts as an effect alternative therapy of respiratory tract infections. Ceska a Slovenska Farmacie. 2016;65: 139-160.Smejkal K., Rjasková V. Use of the plant extracts as an effect alternative therapy of respiratory tract infections. Ceska a Slovenska Farmacie. 2016;65: 139-160.Bisht G., Singh A.K., Kumar A., Kumar P. A review of phytoconstituents as antibacterial agents. Natural Products Journal. 2023;13(5):39-56. DOI: 10.2174/2210315512666220804111049.Bisht G., Singh A.K., Kumar A., Kumar P. A review of phytoconstituents as antibacterial agents. Natural Products Journal. 2023;13(5):39-56. DOI: 10.2174/2210315512666220804111049.Mohamea Khalil M.K. Antimicrobial property of Rhus coriaria seeds [Sumach]. Journal of King Saud University. 2010;8:257-267.Mohamea Khalil M.K. Antimicrobial property of Rhus coriaria seeds [Sumach]. Journal of King Saud University. 2010;8:257-267.Abu-Shanab B. et al. Antibacterial activity of Rhus coriaria L. Extract growing in Palestine. Journal of the Islamic University of Gaza (Natural Sciences Series). 2005;13:147-153.Abu-Shanab B. et al. Antibacterial activity of Rhus coriaria L. Extract growing in Palestine. Journal of the Islamic University of Gaza (Natural Sciences Series). 2005;13:147-153.Alsamri H., Athamneh K., Pintus G., Eid A.H., Iratni R. Pharmacological and Antioxidant Activities of Rhus coriaria L. (Sumac). Antioxidants (Basel). 2021;10(1):73. DOI: 10.3390/antiox10010073.Alsamri H., Athamneh K., Pintus G., Eid A.H., Iratni R. Pharmacological and Antioxidant Activities of Rhus coriaria L. (Sumac). Antioxidants (Basel). 2021;10(1):73. DOI: 10.3390/antiox10010073.Зиявитдинов Ж.Ф., Ощепкова Ю.И., Абдулладжанова Н.Г., Салихов Ш.И. Структура полифенолов листьев сумаха дубильного Rhus coriaria L. Химия растительного сырья. 2020;(1):133-140. DOI: 10.14258/jcprm.2020016316. EDN: FREIIV.Ziyavitdinov Zh.F., Oshchepkova Yu.I., Abdulladzhanova N.G., Salikhov Sh.I. Structure of polyphenols of leaves tanning sumac Rhus coriaria L. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2020;(1):133-140 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2020016316. EDN: FREIIV.Rutledge J., Oh H., Wyss-Coray T. Measuring biological age using omics data. Nature Reviews Genet. 2022;23(12):715-727. DOI: 10.1038/s41576-022-00511-7.Rutledge J., Oh H., Wyss-Coray T. Measuring biological age using omics data. Nature Reviews Genet. 2022;23(12):715-727. DOI: 10.1038/s41576-022-00511-7.de la Iglesia R., Milagro F.I., Campion J., Boque N., Martinez J.A. Healthy properties of proanthocyanidins. Bio-Factors. 2010;36(3):159-168. DOI: 10.1002/biof.79.de la Iglesia R., Milagro F.I., Campion J., Boque N., Martinez J.A. Healthy properties of proanthocyanidins. Bio-Factors. 2010;36(3):159-168. DOI: 10.1002/biof.79.Wei Z.P., Liu J.J. Rhus typhina, a good tree species for protection forest. Protection Forest Science and Technology. 2001;3:81.Wei Z.P., Liu J.J. Rhus typhina, a good tree species for protection forest. Protection Forest Science and Technology. 2001;3:81.Wang S., Zhu F. Chemical composition and biological activity of staghorn sumac (Rhus typhina). Food Chemistry. 2017;237:431-443. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.05.111.Wang S., Zhu F. Chemical composition and biological activity of staghorn sumac (Rhus typhina). Food Chemistry. 2017;237:431-443. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.05.111.Yuan Y., Guo W., Ding W., Luo Y., Wang R., Du N., Liu J., Xu F.Competitive interaction between the exotic plant Rhus typhina L. and the native three Quercus acutissima Carr. in Northern China under different soil N:P ratios. Plant and Soil. 2013;372(1-2): 389-400. DOI: 10.1007/s11104-013-1748-3.Yuan Y., Guo W., Ding W., Luo Y., Wang R., Du N., Liu J., Xu F.Competitive interaction between the exotic plant Rhus typhina L. and the native three Quercus acutissima Carr. in Northern China under different soil N:P ratios. Plant and Soil. 2013;372(1-2): 389-400. DOI: 10.1007/s11104-013-1748-3.Dzhygan O.Р., Mylnikova O.A., Zaitseva I.A. The effect of vehicle exhaust emissions on morphometric and physiological characteristics of Rhus typhina. Biosystems Diversity. 2018;26(3):250-254. DOI: 10.15421/011838.Dzhygan O.Р., Mylnikova O.A., Zaitseva I.A. The effect of vehicle exhaust emissions on morphometric and physiological characteristics of Rhus typhina. Biosystems Diversity. 2018;26(3):250-254. DOI: 10.15421/011838.Kossah R., Zhang H., Chen W. Antimicrobial and antioxidant activities of Chinese sumac (Rhus typhina L.) fruit extract. Food Control. 2011;22(1):128-132. DOI: 10.1016/j.foodcont.2010.06.002.Kossah R., Zhang H., Chen W. Antimicrobial and antioxidant activities of Chinese sumac (Rhus typhina L.) fruit extract. Food Control. 2011;22(1):128-132. DOI: 10.1016/j.foodcont.2010.06.002.Olchowik E., Sciepuk A., Mavlyanov S., Abdullajanova N., Zamaraeva M. Antioxidant capacities of polyphenols from Sumac (Rhus typhina L.) leaves in protection of erythrocytes against oxidative damage. Biomedicine and Preventive Nutrition. 2012;2(2):99-105. DOI: 10.1016/j.bionut.2011.06.008.Olchowik E., Sciepuk A., Mavlyanov S., Abdullajanova N., Zamaraeva M. Antioxidant capacities of polyphenols from Sumac (Rhus typhina L.) leaves in protection of erythrocytes against oxidative damage. Biomedicine and Preventive Nutrition. 2012;2(2):99-105. DOI: 10.1016/j.bionut.2011.06.008.Qiu D.R., Wang D.C., Yang S.X., Zhang Y.M., Zhang M.Z., Sun J.Z., Cong J., Guo J., et al. Chemical constituents from the fruits of Rhus typhina L. and their chemotaxonomic significance. Biochemical Systematics and Ecology. 2016;69:261-265. DOI: 10.1016/j.bse.2016.10.011.Qiu D.R., Wang D.C., Yang S.X., Zhang Y.M., Zhang M.Z., Sun J.Z., Cong J., Guo J., et al. Chemical constituents from the fruits of Rhus typhina L. and their chemotaxonomic significance. Biochemical Systematics and Ecology. 2016;69:261-265. DOI: 10.1016/j.bse.2016.10.011.Леонова В.Н., Попов И.В., Попова О.И., Зайцев В.П. Количественное определение суммы фенольных соединений в плодах Rhus typhina (L.). Химия растительного сырья. 2019;(1):225-232. DOI: 10.14258/jcprm.2019014038. EDN: ETAVHC.Leonova V.N., Popov I.V., Popova O.I., Zaitsev V.P. Quantitative determination of the sum of phenolic compounds in fruit of Rhus typhina (L.). Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2019;(1):225-232 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2019014038. EDN: ETAVHC.Попов И.В., Леонова В.Н., Попова О.И. Органические кислоты плодов сумаха пушистого (Rhus typhina L.). Химия растительного сырья. 2023;(3):201-209. DOI: 10.14258/jcprm.20230311734. EDN: LMXYBH.Popov I.V., Leonova V.N., Popova O.I. Organic acids of the fruits of staghorn sumac (Rhus typhina L.). Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2023;(3):201-209 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.20230311734. EDN: LMXYBH.Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Том I. Федеральная электронная медицинская библиотека. URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php.State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XIV edition. Vol. I. Federal'naya elektronnaya meditsinskaya biblioteka (in Russ.). URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php.Попов И.В., Чумакова В.В., Попова О.И., Чумаков В.Ф. Биологически активные вещества, проявляющие антиоксидантную активность, некоторых представителей семейства Lamiaceae, культивируемых в Ставропольском крае. Химия растительного сырья. 2019;(4):163-172. DOI: 10.14258/jcprm.2019045200. EDN: ULYWBC.Popov I.V., Chumakova V.V., Popova O.I., Chumakov V.F. Biologically active substances exhibiting antioxidant activity, some representatives of the Lamiaceae family cultivated in the Stavropol Region. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2019;(4):163-172 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2019045200. EDN: ULYWBC.Тохсырова З.М., Попов И.В., Попова О.И. Исследование фенольных соединений листьев и побегов розмарина лекарственного (Rosmarinus officinalis L.), интродуцированного в ботаническом саду Пятигорского медико-фармацевтического института. Химия растительного сырья. 2018;(3): 199-207. DOI: 10.14258/jcprm.2018033733. EDN: YABUXZ.Tokhsirova Z.M., Popov I.V., Popova O.I. The study of phenolic compounds the leaves and shoots of rosemary (Rosmarinus officinalis L.), introduced in botanical garden of Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya. 2018;(3):199-207 (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2018033733. EDN: YABUXZ.Zhang Y.M., Rock C.O. Evaluation of epigallocatechin gallate and related plant polyphenols as inhibitors of the FabG and FabI reductases of bacterial type II fatty-acid synthase. J Biol Chem. 2004;279(30): 30994-31001. DOI: 10.1074/jbc.M403697200.Zhang Y.M., Rock C.O. Evaluation of epigallocatechin gallate and related plant polyphenols as inhibitors of the FabG and FabI reductases of bacterial type II fatty-acid synthase. J Biol Chem. 2004;279(30): 30994-31001. DOI: 10.1074/jbc.M403697200.Азнабаева Л.М., Михайлова Е.А., Жеребятьева О.О., Киргизова С.Б., Миронов А.Ю., Коваленко А.Л., Таликова Е.В. Новый подход к санации резидентных стафилококковых бактерионосителей с позиции фармакологической коррекции микросимбиоценоза. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2023;86(7):36-40. DOI: 10.30906/0869-2092-2023-86-7-36-40. EDN: FFENNN.Aznabaeva L.M., Mikhailova E.A., Zherebyatieva O.O., Kirgizova S.B., Mironov A.Yu., Kovalenko A.L., Talikova E.V. A new approach to the treatment of resident staphylococcal bacterial carries from the standpoint of pharmacological correction of microsymbiocenosis. Experimental and clinical pharmacology. 2023;86(7):36-40 (in Russ.). DOI: 10.30906/0869-2092-2023-86-7-36-40. EDN: FFENNN.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.