В разгар Гражданской войны Главный хирург Конфедерации заказал руководство по традиционным растительным лекарственным средствам Юга, поскольку врачи на полях сражений столкнулись с высоким уровнем инфекций среди раненых и нехваткой обычных лекарств. Новое исследование трех растений из этого руководства - белого дуба, тополя тюльпана и трости дьявола - обнаружило, что они обладают антисептическими свойствами.
Scientific Reports публикует результаты исследования, проведенного учеными из Университета Эмори. Результаты показывают, что экстракты из растений обладают антимикробной активностью в отношении одного или нескольких из трех опасных видов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, связанных с раневыми инфекциями: Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus и Klebsiella pneumoniae.
«Наши результаты показывают, что использование этих местных методов лечения, возможно, спасло некоторые конечности и, возможно, даже жизни, во время Гражданской войны», - говорит Кассандра Куэйв, старший автор статьи и доцент Центра Эмори. Исследование здоровья человека и отделение дерматологии медицинского факультета.
Куэйв - этноботаник, изучающий, как люди используют растения в традиционной лечебной практике, чтобы выявить многообещающие кандидаты на новые лекарства. «Этноботаника - это, по сути, наука о выживании - о том, как люди выживают, когда они ограничены тем, что доступно в их ближайшем окружении», - говорит она.«Путеводитель по средствам защиты растений времен Гражданской войны - отличный тому пример».
«Наше исследование может однажды принести пользу современному лечению ран, если мы сможем определить, какие соединения отвечают за противомикробную активность», - добавляет Мика Детвейлер, первый автор статьи.
Если активные ингредиенты будут идентифицированы, «я надеюсь, что мы сможем [дальнейше] протестировать эти молекулы в наших всемирно известных моделях бактериальной инфекции», - говорит соавтор Дэниел Зуравски, руководитель отдела патогенеза и вирулентности. для отдела раневых инфекций Армейского исследовательского института Уолтера Рида.
«Я всегда был фанатом Гражданской войны, - добавляет Зуравски. «Я также твердо верю в необходимость изучения всего, что мы можем почерпнуть из прошлого, чтобы теперь мы могли извлечь пользу из знаний и мудрости наших предков».
Дополнительными соавторами статьи являются Райан Реддингер из Армейского исследовательского института Уолтера Рида; Джеймс Лайлс из лаборатории Quave; и Кейт Нельсон из отделения дерматологии Медицинской школы Эмори.
Детвейлер был еще студентом Эмори, когда услышал о справочнике по растениям времен Гражданской войны и решил изучить его для своей дипломной работы. С тех пор он получил степень в области биологии и сейчас работает специалистом-исследователем в лаборатории Quave.
«Я был удивлен, узнав, что гораздо больше солдат Гражданской войны умерло от болезней, чем в бою», - говорит он. «Я также был удивлен тем, насколько распространенной была ампутация в качестве лечения инфицированной раны».
По данным American Battlefield Trust, примерно каждый 13 выживших солдат Гражданской войны вернулся домой с одной или несколькими отсутствующими конечностями.
Во время Гражданской войны, с 1861 по 1865 год, микробная теория находилась на стадии своего развития и лишь постепенно начинала получать признание. Формальная медицинская подготовка врачей также находилась в зачаточном состоянии. Антисептик был просто определен как тонизирующее средство, используемое для предотвращения «омертвения плоти». По данным Национального музея медицины гражданской войны, иногда для лечения инфекций использовались йод и бром, хотя причина их эффективности была неизвестна.
Другие обычные лекарства, доступные в то время, включали хинин для лечения малярии, а также морфин и хлороформ для блокирования боли.
Военные полевые госпитали Конфедерации, однако, не имели надежного доступа к этим лекарствам из-за блокады - военно-морской флот Союза внимательно следил за основными портами Юга, чтобы предотвратить торговлю Конфедерации.
В поисках альтернатив Конфедерация поручила Фрэнсису Порчеру, ботанику и хирургу из Южной Каролины, составить книгу о лекарственных растениях южных штатов, в том числе о растительных средствах, используемых коренными американцами и порабощенными африканцами. «Ресурсы южных полей и лесов», опубликованные в 1863 году, представляли собой большой сборник применений различных растений, включая описание 37 видов для лечения гангрены и других инфекций. Сэмюэл Мур, главный хирург Конфедерации, опирался на работу Порчера для создания документа под названием «Таблица стандартных запасов местных лекарств для полевых служб и больных в больницах общего профиля»."
В текущем исследовании исследователи сосредоточились на трех видах растений, которые Порчер назвал антисептическими и которые растут в заповеднике Луллуотер в кампусе Эмори. Среди них были два обычных лиственных дерева - белый дуб (Quercus alba) и тюльпановый тополь (Liriodendron tulipifera), а также колючий древесный кустарник, широко известный как трость дьявола (Aralia spinosa).
Образцы этих трех растений были собраны из образцов кампуса в соответствии со спецификациями Porcher. Экстракты брали из коры и галлов белого дуба; листья тополя тюльпанового, внутренняя кора корней и кора ветвей; и трость дьявола уходит. Экстракты затем были протестированы на трех видах бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, обычно встречающихся при раневых инфекциях.
Aceinetobacter baumannii, более известный как «иракибактер» из-за его ассоциации с ранеными бойцами, вернувшимися с войны в Ираке, проявляет значительную устойчивость к большинству антибиотиков первого ряда.«Это становится серьезной угрозой для солдат, выздоравливающих от боевых ранений, и для больниц в целом», - говорит Куэйв.
Staphylococcus aureus считается наиболее опасным из многих распространенных стафилококковых бактерий и может распространяться от кожных инфекций или медицинских устройств через кровоток и инфицировать отдаленные органы. Klebsiella pneumoniae - еще одна ведущая причина госпитальной инфекции, которая может привести к опасным для жизни случаям пневмонии и септического шока.
Лабораторные испытания показали, что экстракты белого дуба и тюльпанового тополя ингибируют рост S. aureus, в то время как экстракты белого дуба также ингибируют рост A. baumannii и K. pneumoniae. Экстракты обоих этих растений также препятствуют образованию биопленок S. aureus, которые могут действовать как щит против антибиотиков.
Экстракты из трости дьявола ингибировали как образование биопленки, так и чувство кворума у S. aureus. Чувство кворума - это сигнальная система, которую бактерии стафилококка используют для производства токсинов и повышения вирулентности. Блокирование этой системы по существу «обезоруживает» бактерии.
Традиционные растительные средства часто игнорируются, если они не атакуют и не убивают патогенные микроорганизмы, отмечает Квейв, добавляя: «Есть много других способов помочь вылечить инфекции, и нам нужно сосредоточиться на них в эпоху лекарств. -резистентные бактерии."
«Растения обладают огромным химическим разнообразием, что является еще одной причиной для защиты окружающей среды», - говорит Детвейлер. Он планирует поступить в аспирантуру, сосредоточившись на исследовании растений для медицинских или сельскохозяйственных целей. «Меня интересуют растения, потому что, хотя они и не перемещаются с места на место, они чрезвычайно сильны и важны».
Исследование было поддержано премией Программы научного образования Медицинского института Говарда Хьюза Университету Эмори и грантами Национальных институтов здравоохранения, Национального центра комплементарного и интегративного здоровья и Национального института аллергии и инфекционных заболеваний.