De antibacteriële activiteit van Mãnuka-honing

< startpagina < terug naar Kennisbank < terug naar Wetenschap over Mãnuka-honing

“Antibacteriële activiteit van Mãnuka-honing en zijn componenten: een overzicht”. 27 november 2018.
Auteurs: Matthew Johnston, Michael McBride, Divakar Dahiya, Richard Owusu-Apenten en Poonam Singh Nigam.

Originele wetenschappelijke (Engelse) tekst van dit onderzoek.

Voorwoord:
Het belang van honing voor medicinale doeleinden is goed gedocumenteerd in enkele van 's werelds oudste literatuur. Honing is bekend en bestudeerd vanwege zijn antimicrobiële eigenschappen. De geneeskrachtige eigenschappen van honing zijn afkomstig van de bloemenbron die door bijen wordt gebruikt. Mãnuka-honing is een donkere monoflorale honing die rijk is aan fenolische inhoud en momenteel veel aandacht krijgt vanwege zijn antimicrobiële activiteit. Onderzoekers hebben ontdekt dat honing effectief is tegen een breed scala aan ziekteverwekkers. De antibacteriële potentie van Mãnuka-honing bleek verband te houden met de Unique Mãnuka Factor (UMF) -classificatie, die gecorreleerd is met het methylglyoxaal- en totale fenolgehalte. Naar verluidt hebben verschillende soorten Mãnuka-honing verschillende effecten en zijn Gram-negatieve bacteriën resistenter dan Gram-positieve bacteriën. Bacteriële resistentie tegen honing als antimicrobieel middel moet nog worden vastgesteld, mogelijk vanwege de aanwezigheid van een complex mengsel van methylglyoxal (MGO) en andere componenten. Van honing wordt ook gemeld dat het de vorm en grootte van een bacterie verandert door verandering van de septale ring, wat de cel morfologie en celgroei beïnvloedt. Onderzoek heeft aangetoond dat Mãnuka-honing met verschillende UMF-waarden geneeskrachtige eigenschappen heeft die van belang zijn en dat het gunstig kan zijn bij gebruik als een combinatiebehandeling met andere antimicrobiële middelen.

Inleiding:
Dit artikel behandelt de geneeskrachtige eigenschappen, voornamelijk antibacteriële werking, van Mãnuka-honing en de hier opgenomen informatie is gebaseerd op het onderzoek dat over dit onderwerp is gepubliceerd. Sommige van de geneeskrachtige eigenschappen van planten kunnen in hun nectar worden gevormd, daarom heeft honing van verschillende oorsprong verschillende eigenschappen. Mãnuka-honing is een monoflorale honing, die onlangs in veel wetenschappelijke laboratoria is onderzocht vanwege zijn unieke eigenschappen, voornamelijk vanwege zijn antimicrobiële activiteit. De reden om de antibacteriële eigenschappen van honing te bestuderen, is om veilige en natuurlijke antibiotica te vinden; aangezien verschillende micro-organismen resistentie hebben ontwikkeld tegen vaak voorgeschreven antibiotica, is er behoefte aan alternatieven.

Farmaceutische bedrijven hebben commercieel een breed scala aan antibiotica geproduceerd en een bepaald type medicijn wordt door artsen aan patiënten voorgeschreven als een specifiek antibioticum om infecties te behandelen die door een bepaalde groep bacteriën worden veroorzaakt. De werking van antibiotica op verschillende soorten bacteriën is niet hetzelfde vanwege de samenstelling van de bacteriële cel omhulling.
Door overmatig gebruik van voorgeschreven antibiotica zijn de afgelopen jaren micro-organismen resistent geworden tegen veel antibiotica. Er is behoefte aan een alternatief therapeutisch middel.

Bacteriële infecties:
Mãnuka-honing kan helpen bij de behandeling van dergelijke infecties, zoals het genezen van diabetische ulcera. Topische toepassingen van Mãnuka-honing worden gebruikt bij de behandeling van brandwonden, zweren en niet-genezende wonden. Het is ook aangetoond dat het antibioticaresistente infectiestammen, zoals MRSA (Methicillin Resistant Staphylococcus aureus). Mãnuka-honing werd in 2007 door de Amerikaanse Federal Drug Administration goedgekeurd als een aanbevolen alternatief en een natuurlijk materiaal voor de behandeling van wonden. Mãnuka-honing heeft naast andere soorten honing het vermogen om waterstofperoxide af te geven, wat een belangrijke factor is om te helpen verminderen en elimineren bacteriële activiteit. (Otto M. Staphylococcus epidermidis - de 'accidentele' ziekteverwekker. Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 555-567).

Er wordt veel onderzoek gedaan naar alternatieve benaderingen om bacteriële infecties te behandelen. Honing bleek verschillende voordelen te hebben als alternatief medicijn, zoals bij wondgenezing en als anti-kankermiddel (A). Honing wordt al meer dan 2000 jaar als natuurlijk medicijn gebruikt, voornamelijk voor wondgenezing. Hoewel er vele soorten honing zijn, zijn er slechts enkele, zoals Mãnuka-honing en Maleisische Tualang-honing, in detail bestudeerd op hun geneeskrachtige eigenschappen. Uit klinische onderzoeken blijkt dat honing nuttig kan zijn voor de behandeling van schade aan de epitheliale barrières als gevolg van brandwonden (B). Honing bevat geneeskrachtige stoffen die afkomstig zijn van plantennectar. De antimicrobiële eigenschappen zijn afkomstig van het vermogen van de honing om bacteriegroei te remmen, wat is aangetoond met behulp van veel micro-organismen, waaronder S. aureus, S. pyogenes, P. aeruginosa en E.coli (A & B).

De Unieke Mãnuka Factor-honing:
Mãnuka-honing is een monoflorale honing, geproduceerd uit de nectar van bloemen van de Mãnuka-boom (Leptospermum scoparium). Mãnuka-honing wordt meestal beoordeeld met behulp van een classificatiesysteem dat bekend staat als de Unique Mãnuka Factor (UMF), die de equivalente concentratie fenol (%, w/v) weergeeft.
De samenstelling van Mãnuka-honing bestaat uit koolhydraten, mineralen, eiwitten, vetzuren, fenolische en flavonoïde verbindingen. Hoewel dergelijke verbindingen in andere soorten honing ook worden aangetroffen, komen er ook andere unieke kenmerken voor in Mãnuka-honing, zoals een ongewoon hoog niveau van methylglyoxal (MGO) gevormd uit dihydroxyaceton (DHA), dat correleert met Antibacteriële activiteit (C & D). 
Kato et al. merkte ook op dat methyl-syringaat glycoside (leptosperine) voorkomt als een unieke eigenschap voor de authenticatie van Mãnuka-honing (E). Interessant is dat de UMF-beoordeling van Mãnuka-honing sterk correleert met MGO-equivalentie en Antibacteriële activiteit, maar de relatie is niet helemaal duidelijk (F).

Naast Antibacteriële activiteit (G en F) heeft UMF-honing het vermogen om macrofagen (*) te stimuleren door middel van apalbumine 1-eiwit om mediatoren (een lichaamseigen stof die bij een afweerreactie van het lichaam vrijkomt) vrij te maken zoals TNF-α, IL-1β en IL-6, die nodig zijn voor het verminderen van microbiële infecties en helpen bij weefselgenezing (H).
(*) Een macrofaag is een grote mononucleaire cel die in staat is resten van dode of beschadigde lichaamseigen cellen te veranderen in intercellulair materiaal.

Mãnuka-honing vertoont antioxiderende en kanker bestrijdende eigenschappen die worden beschouwd vanwege de bestanddelen ervan - fytochemicaliën die werken als actieve biocomponenten (I & J). Een gedetailleerde in vitro (*) studie meldde dat het totale fenolgehalte en de antioxiderende werking van Mãnuka-honing de cytotoxische effecten op MCF-7-cellen beïnvloeden (K).
(*) In vitro: is een biologische techniek die buiten het lichaam van een organisme wordt toegepast, in een reageerbuis of ander laboratoriumglaswerk.

Er werd vastgesteld dat de MGO-niveaus van Mãnuka-honing 20 keer hoger zijn in vergelijking met andere niet-Mãnuka-honing. Het recent gepubliceerde onderzoek heeft ook geconcludeerd dat de UMF-classificatie voor Mãnuka-honing correleert met zijn antioxiderende capaciteit en met het totale fenolgehalte dat in honing van alle soorten UMF wordt geanalyseerd (L).

Effect van honing op bacteriegroei en cel morfologie:
De antimicrobiële activiteit van honing wordt toegeschreven aan het gehalte aan MGO en waterstofperoxide (M & N). Andere factoren zoals osmotische druk, pH, laag proteïnegehalte, bijen defensine-1, het hyperosmolaliteitseffect, verschillende niveaus van flavonoïden en fenolische complexen, evenals de hoge koolstof/stikstofverhouding zijn ook in overweging genomen om bij te dragen aan zijn activiteit (O). Er zijn publicaties uit recente studies die de antibacteriële werking van honing hebben aangetoond in termen van minimale remmende concentratie (MIC), dat wil zeggen de minimale concentratie honing die nodig is om de microbiële groei te remmen (P & Q). Mãnuka-honing heeft bewezen de koploper te zijn van honing voor niet-peroxide antimicrobiële activiteit. Afhankelijk van de bacteriesoort kan Mãnuka-honing de vorm en grootte van een bacterie veranderen (R).

Een effectieve toepassing bij wondgenezing is het gebruik van Mãnuka-honing afgeleide hydrogels (*), die in de belangstelling staan ​​als preventieve maatregel bij het aanpakken van mogelijke infecties. Er werden geen cytotoxische (celdodende) effecten waargenomen op menselijke mesenchymale stamcellen toegepast op Mãnuka-hydrogels, die de groei van S. aureus en S. epidermidis remden (S). Dit is onderzocht dat Mãnuka-honing van verschillende Unique Mãnuka Factor (UMF) selectieve activiteit vertoont tegen verschillende bacteriën. De UMF-waarde verwijst naar het methylglyoxal (MGO) gehalte van de honing en er wordt gesuggereerd dat dit verantwoordelijk is voor veel van de antibacteriële eigenschappen van de honing.
(*) Hydrogels zijn complexe netwerken van polymeren verbindingen, waarbinnen het uitzettende medium (water) wordt vastgehouden. Het is een steriele gel.

Onderzoekers hebben ontdekt dat Mãnuka-honing een hogere antibacteriële activiteit had tegen twee soorten S. aureus stammen, met een sterker effect van de honing met een hogere UMF. Er werd gesuggereerd dat de reden voor hun antibacteriële potentie komt van het feit dat ze een hoger totaal aantal fenolen hebben, die in staat zijn om superoxide vrije radicalen op te vangen (T & U). Hoewel de polyfenolen mogelijk geen grote invloed hebben op de antibacteriële activiteit en op grond van eerdere bevindingen, konden ze niet volledig bijdragen aan de antibacteriële activiteit, of was de concentratie van fenolische verbindingen mogelijk te laag om een ​​antimicrobieel effect uit te oefenen. Er is significant bewijs voor een verband tussen de MGO-concentratie en antibacteriële activiteit, terwijl er aanwijzingen zijn voor een lichte antibacteriële activiteit in het hoge suikergehalte en de zuurgraad (C & V). De onderzoeker heeft de bijdragende factoren besproken, zoals de bron van nectar, de geografische locatie van bloemen en het weer, evenals de opslagperiode en opslagomstandigheden; daarom werden de geteste monsters in het donker en onder koude omstandigheden in flessen bewaard (G). De bevindingen van deze studie komen overeen met bevindingen uit rapporten waarin honing werd gebruikt tegen antibioticaresistente bacteriën in brandwonden (U). Rapport concludeerde dat de MGO of de niet-peroxide-activiteit de bron/oorzaak kan zijn van de antibacteriële activiteit van de honing, maar de exacte verbinding die verantwoordelijk is, moet nog worden bevestigd. In een recente studie testten onderzoekers drie specifieke chemische markers (methylglyoxaalgehalte, methyl-syringaat en fenylmelkzuur) en ontdekten in de schijfdiffusietest dat MGO antibacteriële activiteit uitoefende.
In vitro studies suggereren dat honing de resistentie tegen antibiotica kan omkeren. Daarom zou honing kunnen worden gebruikt als onderdeel van een combinatiebehandeling voor resistente bacteriële infecties. Synergetische activiteiten van antibiotica en Mãnuka-honing is een interessant onderzoeksgebied. Daarom experimenteerden de onderzoekers door Mãnuka te combineren met conventionele antibiotica voor de behandeling van dergelijke chronische infecties veroorzaakt door de biofilms (W).
(Een biofilm wordt gedefinieerd als een gemeenschap van micro-organismen die onomkeerbaar aan een oppervlak zijn gehecht en ingekapseld in een EPS (extracellulaire polymere stoffen), met verhoogde weerstand tegen cellulaire en chemische reacties van de gastheer). Medihoney, de wereldwijde toonaangevende lijn van honingproducten van medische kwaliteit voor de behandeling van wonden en brandwonden, geproduceerd uit het Leptospermumsoort Mãnuka-plant in Nieuw-Zeeland, werd gecombineerd met standaard antibiotica.

Conclusie:
De beoordeling van geselecteerd gepubliceerd werk levert een sluitende informatie op dat het potentiële belang van honing voor medicinale doeleinden niet kan worden onderschat. De onderzoeksgegevens hebben bevestigd dat de antibacteriële activiteit van Mãnuka-honing, in vergelijking met niet-Mãnuka-honing, te wijten is aan een hoger fenol- en methylglyoxaalgehalte (MGO). Mãnuka-honing kan veilig worden gebruikt als een alternatief natuurlijk antibioticum, dat een stimulerend effect heeft op macrofagen om mediatoren vrij te maken die nodig zijn voor weefselgenezing en het verminderen van microbiële infecties. Unieke Mãnuka Factor (UMF), die afhankelijk is van het methylglyoxalgehalte (MGO), is ook belangrijk voor de antibacteriële werking van honing. Andere actieve componenten zijn onder meer waterstofperoxide, zure pH-waarde, hyper osmolaliteitseffect en het ‘bee defensin-1’ (een positief geladen eiwit), enz.
Ten slotte is de conclusie dat honing een natuurlijk en veilig antibioticum is!

Daarom is het, op basis van bovenstaande conclusie, een interessant aspect voor verder onderzoek dat de synergetische combinatie van Mãnuka-honing met verschillende UMF-waarden met commerciële antibiotica zou kunnen worden bestudeerd om een ​​alternatieve benadering te vinden voor de behandeling van antibiotica-resistente micro-organismen.

Bronnen:

1.  Saeed S, Farkhondeh T, Fariborz S. Honing en gezondheid: een overzicht van recent klinisch onderzoek. Pharmacogn Res. 2018; 9: 121-127.
2. Wijesinghe M, Weatherall M, Perrin K, et a.; Honing bij de behandeling van brandwonden: een systematische review en meta-analyse van de werkzaamheid ervan. NZ Med J. 2009; 122: 47-60.
3. Mavric E, Wittmann S, Barth G, et al.; Identificatie en kwantificering van methylglyoxal als het dominante antibacteriële bestanddeel van Mãnuka (Leptospermum scoparium) honing uit Nieuw-Zeeland. Mol Nutr Food Res. 2008; 52: 483-489.
4. Atrott J, Henle T. Methylglyoxal in Mãnuka-honing - correlatie met antibacteriële eigenschappen. Tsjechische J Food Sci. 2009; 27: S163-S165.
5. Kato Y, Fujinaka R, Ishisaka A, et al.; Aannemelijke authenticatie van Mãnuka-honing en aanverwante producten door leptosperine te meten met methylspuitaat. J Agr Food Chem. 2014; 62: 6400-6407.
6. Molan PC. Een verklaring waarom het MGO-gehalte in Mãnuka-honing de antibacteriële activiteit niet vertoont. New Zeal Imker. 2008; 16: 11-13.
7. Alvarez-Suarez J, Gasparrini M, Forbes-Hernández T, et al.; De samenstelling en biologische activiteit van honing: een focus op Mãnuka-honing. Voedingsmiddelen. 2014; 3: 420-432.
8. Tonks AJ, Dudley E, Porter N, et al.; Een component van 5,8 kDa van Mãnuka-honing stimuleert immuuncellen via TLR4. J Leukocyte Biol. 2007; 82: 1147-1155.
9. Henderson K, Aldhirgham T, Nigam P, et al.; Evaluatie van de oestrogeenactiviteit van Mãnuka-honing met behulp van de MCF-7-celproliferatietest. J Adv Biol Biotechnol. 2016; 10: 1-11. ​
10. Intraveneuze toediening van Mãnuka-honing remt de tumorgroei en verbetert de overleving van de gastheer bij gebruik in combinatie met chemotherapie in een melanoom-muismodel. Fernandez-Cabezudo MJ, El-Kharrag R, Torab F, Bashir G, George JA, El-Taji H, al-Ramadi BK PLoS One. 2013; 8 (2): e55993.
11. Adams CJ, Manley-Harris M, Molan PC. De oorsprong van methylglyoxal in Mãnuka- honing (Leptospermum scoparium) uit Nieuw-Zeeland. Carbohyd Res. 2009; 344: 1050-1053.
12. Een universeel gekalibreerde microtiterplaat-ferri-reducerende antioxidant-power (FRAP) -test voor voedingsmiddelen en toepassingen op Mãnuka-honing. Bolanos de la Torre AA, Henderson T, Nigam PS, Owusu-Apenten RKFood Chem. 1 mei 2015; 174 (): 119-23.
13. Saeed S, Farkhondeh T, Fariborz S. Honing en gezondheid: een overzicht van recent klinisch onderzoek. Pharmacogn Res. 2018; 9: 121-127. ​
14. Wijesinghe M, Weatherall M, Perrin K, et al.; Honing bij de behandeling van brandwonden: een systematische review en meta-analyse van de werkzaamheid ervan. NZ Med J. 2009; 122: 47-60.
15. Verschillen in de samenstelling van honingmonsters en hun impact op de antimicrobiële activiteiten tegen multiresistente bacteriën en pathogene schimmels. AL-Waili N, Al Ghamdi A, Ansari MJ, Al-Attal Y, Al-Mubarak A, Salom K Arch Med Res. 2013 mei; 44 (4): 307-16.
16. Intraveneuze toediening van Mãnuka-honing remt de tumorgroei en verbetert de overleving van de gastheer bij gebruik in combinatie met chemotherapie in een melanoom-muismodel.Fernandez-Cabezudo MJ, El-Kharrag R, Torab F, Bashir G, George JA, El-Taji H, al-Ramadi BKPLoS One. 2013; 8 (2): e55993.
17. Kwok T, Kirkpatrick G, Yusof H, et al.; Snelle colorimetrische bepaling van methylglyoxal-equivalenten voor Mãnuka-honing. J Adv Biol Biotechnol. 2016; 7: 1-6
18. Lu J, Carter D, Turnball L, et al. Het effect van Nieuw-Zeelandse Kanuka-, Mãnuka- en klaverhoning op de dynamiek van bacteriegroei en cellulaire morfologie varieert per soort. PLoS One. 2013; 8: e55898. ​
19. Antibacteriële effectiviteit ontmoet verbeterde mechanische eigenschappen: Mãnuka honing/gellangom composiet hydrogels voor kraakbeenherstel.Bonifacio MA, Cometa S, Cochis A, Gentile P, Ferreira AM, Azzimonti B, Procino G, Ceci E, Rimondini L, De Giglio E Carbohydr Polym. 2018 15 oktober; 198 (): 462-472.
20. Antimicrobiële werking van verschillende soorten honing op <i> Staphylococcus aureus </i>. Almasaudi SB, Al-Nahari AAM, Abd El-Ghany ESM, Barbour E, Al Muhayawi SM, Al-Jaouni S, Azhar E, Qari M, Qari YA, Harakeh S Saudi J Biol Sci. September 2017; 24 (6): 1255-1261.
21. Chitosan actuele gelformulering bij de behandeling van brandwonden.Alsarra IA Int J Biol Macromol. 1 juli 2009; 45 (1): 16-21
22. Molan PC. Een verklaring waarom het MGO-gehalte in Mãnuka-honing de antibacteriële activiteit niet vertoont. New Zeal Imker. 2008; 16: 11-13. ​
23. Rifampicin-Mãnuka Honey Combinations Are Superior to Other Antibiotic-Mãnuka Honey Combinations in Eradicating <i>Staphylococcus aureus</i> Biofilms. Liu MY, Cokcetin NN, Lu J, Turnbull L, Carter DA, Whitchurch CB, Harry EJ Front Microbiol. 2017; 80:2653.