蜂蜜抑菌作用机理研究

目前已经对蜂蜜的抑菌活性进行了大量的研究，但是对蜂蜜抑菌机理的研究还不完善。由于麦卢卡蜂蜜是最常见的一种医用级蜂蜜，因此对其进行了多项针对微生物病原体抑制机理的研究，不仅麦卢卡蜂蜜，其他蜂蜜抑菌机理的研究近几年也不断在开展。

由于蜂蜜成分复杂，由数百种化合物组成。因此有人提出蜂蜜有多个细胞靶标来对抗细菌。也正是由于蜂蜜的这种特性，目前只揭示出了几种蜂蜜的抑菌机制，这也在一定程度上限制了蜂蜜作为抑菌剂的大范围应用。

改变细菌的结构和形态

Henriques等用扫描和透射电子显微技术来揭示蜂蜜的抑菌机理，如在对MRSA研究中发现麦卢卡蜂蜜不会造成细胞的裂解。但是之后有研究运用原子力显微镜和荧光显微镜却得到了与之相反的结果，经麦卢卡蜂蜜处理过的铜绿假单胞菌出现了大面积的结构性损伤，细胞中出现膜泡，这表明麦卢卡蜂蜜损伤了细菌细胞包膜，甚至还会导致细胞裂解和死亡。

后来有研究运用基因组分析进一步发现了麦卢卡蜂蜜通过降低细菌细胞膜膜蛋白OprF基因的表达从而引起细菌细胞膜的结构性损伤。除了麦卢卡蜂蜜，研究还发现一些普通蜂蜜也会引起细菌细胞结构与形态等不同程度的损伤。荞麦蜂蜜和野花蜂蜜可引起大肠杆菌细胞壁的破坏，这与蜂蜜的浓度和作用时间有关。鳄梨、栗子和野花蜂蜜可以破坏金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细胞膜，而且在相似的处理条件下，这三3种蜂蜜样品比麦卢卡蜂蜜更能破坏细胞膜的完整性。

此外，Roberts等的研究表明麦卢卡蜂蜜可以通过抑制铜绿假单胞菌鞭毛基因的表达，从而导致了鞭毛细胞的减少，由于鞭毛对于病原体的建立和产生侵袭性感染至关重要，因此这一发现对细菌细胞的形态变化具有重要的影响，说明蜂蜜还可以降低感染细菌的致病潜力。蜂蜜作用于细菌时可以改变其细胞的生长与形态，但是当不同种类的蜂蜜作用于不同细菌时，结果却有明显的差异。

Lu等发现麦卢卡蜂蜜、卡努卡蜂蜜和三叶草蜂蜜对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的生长和细胞形态具有明显不同的改变。当上述细菌暴露于这些蜂蜜的抑制浓度时，枯草芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出延长的迟滞期，在延长的滞后阶段，细菌细胞的长度变短，而铜绿假单胞菌细胞长度却变长。最近的研究运用流式细胞仪证实了之前的结果，确定了处理时间和蜂蜜浓度是诱导金黄色葡萄球菌和大肠杆菌细胞膜损伤的关键因素。

抑制细菌生物膜的形成

研究表明不同种类的蜂蜜具有抗黏附和抗生物膜特性，而自然界中的许多细菌都是以生物膜形态存在的。细菌生物膜即将细胞包埋在由胞外多糖、天NA、蛋白质和膜囊泡组成的基质中，并因此形成了一种特殊抵抗外来压力的抗性机制，从而对抗生素产生耐药性。有研究表明，在生物膜中细菌对抗生素的抵抗力比游离形态细菌细胞高，这使得它们极难被抑制。因此生物膜也是细菌抵抗外界胁迫的一种保护性机制，最新研究表明4种新西兰蜂蜜可以抑制铜绿假单胞菌生物膜的形成，并且可显著消除已经建立的生物膜。

这很可能是通过非特异性机制，例如抑制细菌生长和减少生物膜生物量而形成的。另外，蜂蜜也会显著降低已生成的生物膜的代谢活性，这可能是因为蜂蜜破坏了单个细菌细胞的代谢活性，而且在这个过程中，蜂蜜也会减少活细胞的数量。蜂蜜对与生物膜形成和发育有关的不同基因表达也有影响，而且蜂蜜可能通过下调编码结合蛋白的基因及抑制编码氨基葡萄糖聚合物的表达来阻止宿主组织的定殖。

改变细菌的群体感应

群体感应是用于协调和调节细胞群体行为的细胞间通信系统。许多细菌的生理功能，如发光、毒性、运动性、孢子形成和生物膜形成，都受群体感应系统的调节。由于这个原因，有人认为中断细菌群体感应可以减轻病原菌的毒力，是治疗病原菌所引起感染的一项新选择。多项研究结果表明，与菌群互作机制相关的一些基因以及其他毒力基因在暴露于蜂蜜后显著下调。另有研究发现，当蜂蜜和其他物质联用时(如姜黄素)则显著增强抗群体感应活性。

铁载体是在许多病原微生物中通过群体感应来调节的一组毒力因子，病原菌依靠铁载体与宿主竞争有效铁，使其能够在宿主环境中增殖。铜绿假单胞菌利用铁载体绿脓素螯合人体宿主中的铁，经亚致死浓度蜂蜜处理后，该菌显著减少了铁载体产生，而绿脓素的产生与群体感应调节因子Pv天Q、LasR有关。

类似地，亚致死浓度的蜂蜜通过降低las和rhl调节子及转录调节子MvfR的表达来削弱铜绿假单胞菌的群体感应。除此之外，蜂蜜还可以通过抑制群体感应基因(csgBAC)来干扰大肠杆菌O157:H7形成生物膜。这些也证明了蜂蜜可在基因水平上对病原菌毒力因子的表达产生显著影响。

干扰细菌的代谢

蜂蜜可以干扰许多细菌的代谢活动。有研究运用流式细胞仪证实了麦卢卡蜂蜜、鳄梨、栗子和野花蜂蜜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌代谢的影响。这可能是因为麦卢卡蜂蜜减少了一些与细菌能量代谢有关的基因和蛋白质的表达。但是，有研究表明麦卢卡蜂蜜对细菌代谢的影响是不可逆的，而其他蜂蜜对部分细菌的代谢活性会随着时间逐渐恢复，这可能与不同蜂蜜中的化学成分和蜂蜜的浓度有关。蜂蜜中可能还存在其他潜在机制来影响细菌代谢。在对大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌研究中证实了麦卢卡蜂蜜作为铁螯合剂的作用，这对于细菌的代谢和生存起着至关重要的作用。另外，膜电位也是细菌产生能量的基本过程。蜂蜜会引起膜去极化来阻碍细菌产生生命活动所需要的能量，进而影响细菌的代谢活动。

抑制细菌外排泵活性

多药外排泵是存在于细菌细胞膜上的一类蛋白质，通过外排泵系统细菌可以将进入细菌细胞内的抗菌药物移出细胞，从而使药物浓度低于其活性浓度，使细菌产生耐药。这是细菌产生耐药性的重要机制之一。有研究采用流式细胞仪发现麦卢卡蜂蜜可以降低大肠杆菌AG100后代菌株的外排泵活性，该菌株暴露于高浓度四环素时会表达多个外排泵，但麦卢卡蜂蜜可以遵循剂量效应来阻止其外排泵的活性。

由于抗生素外排依赖于能量，因此他们认为蜂蜜抑制细菌外排泵的活性可能与其破坏细菌代谢有关。对此Bouza等假设麦卢卡蜂蜜可能是通过改变细菌细胞膜的通透性和降低细菌膜电位来增加细菌对抗生素的吸收，从而增强了抗生素的抑菌活性。这也证明了麦卢卡蜂蜜可以恢复一些耐药菌对抗生素的敏感性。

（来源：生态毒理学报.北大核心，蜂蜜抑菌作用的研究进展及其遏制细菌耐药性的潜力，南开大学）