Manuka 蜂蜜如何杀死细菌?MGO 背后的科学原理
Manuka蜂蜜能以大多数蜂蜜做不到的方式杀灭细菌,而且这一说法经得起实验室测试,而非仅仅印在标签上。大多数蜂蜜都有一定的抗菌效果,但作用较弱且很快减退。Manuka蜂蜜则不同,原因在于其化学成分。
其中的核心化合物是甲基乙二醛,简称MGO。但MGO并非单独发挥作用。本文将详细说明Manuka蜂蜜如何杀灭细菌、为什么细菌无法对它产生耐药性,以及标签上的MGO数值究竟说明了什么。
要点总结
- Biosota的澳大利亚Manuka蜂蜜经独立实验室检测,MGO含量从150到MGO 2200+不等。MGO含量越高,蜂蜜就越能破坏并使细菌赖以生存的蛋白质失去活性 [1].
- 四种作用会同时发生:MGO、高糖分从细菌细胞中吸走水分、蜂蜜的天然酸性,以及一种称为过氧化氢的化合物。每种作用针对细菌细胞的不同部位 [1, 3, 4].
- 经过数十年的使用和专门的实验室耐药性测试,尚无任何细菌菌株对Manuka蜂蜜产生耐药性 [5, 6].
Manuka蜂蜜与普通蜂蜜有何不同?
大多数蜂蜜都有一定的抑菌能力,主要原因是一种称为过氧化氢的天然化合物,它由蜜蜂在蜂巢内加工蜂蜜时产生。蜜蜂将花蜜转化为蜂蜜时,会缓慢释放少量这种化合物,其含量足以减缓细菌生长,又不会损伤皮肤或组织 [1, 4].
Manuka蜂蜜也有这种作用,但它还拥有第二套独立运作的系统。
为了找到这种物质,研究人员使用了一种能破坏过氧化氢的物质。将它加入大多数蜂蜜后,抗菌效果大幅下降。而加入Manuka蜂蜜后,抗菌效果几乎没有变化 [4]。Manuka蜂蜜的大部分效力并非来自过氧化氢,而是来自另一种物质:MGO。
Manuka蜂蜜的MGO含量远高于其他任何蜂蜜。普通蜂蜜的MGO含量通常只有1.6至24 mg/kg [1]。Biosota的澳大利亚Manuka蜂蜜经独立实验室检测,MGO含量从150到MGO 2200+不等。这种差异解释了为什么Manuka蜂蜜有效,而其他蜂蜜却效果有限。
MGO如何攻击细菌
MGO并非添加到Manuka蜂蜜中的。它是在成熟过程中自然形成的。产出Manuka蜂蜜的树木称为Leptospermum,其花蜜中含有一种天然化合物,会在蜂蜜成熟过程中缓慢转化为MGO [1].
澳大利亚拥有超过80种本土Leptospermum物种。一些药用价值最高的品种,包括Leptospermum liversidgei、Leptospermum Whitei和Leptospermum Polygalifolium,仅见于澳大利亚。原花中的这种化合物含量越高,制成的蜂蜜中MGO含量就越高。
MGO 到达细菌细胞后,会与细胞内蛋白质的特定组成单元结合,并将其锁定在固定且失活的状态】【。 [1]。蛋白质是细菌用来生长、分裂、构建外壁和处理营养物质的工具。当足够多的蛋白质失去作用时,细胞便会停止工作并死亡。
这一作用机制因细菌种类而异。对于金黄色葡萄球菌——许多皮肤和伤口感染的致病菌——MGO 会在细胞分裂周期中途阻止分裂。细胞开始分裂,却无法完成这一过程 [1]。对于常见于伤口和肺部感染中的铜绿假单胞菌,MGO 会损伤细菌外壁上的一种关键保护蛋白,导致细胞壁分解,细胞死亡 [1].
研究还证实,完整的 Manuka 蜂蜜造成的细菌细胞损伤比单独使用纯化 MGO 更严重 [2]。发挥完整抗菌作用的是完整的蜂蜜,而不只是其中的 MGO。
细菌遗传学研究也证实了这一点。缺少用于中和 MGO 的天然酶的细菌,对 Manuka 蜂蜜的敏感程度显著更高,这表明 MGO 在杀菌过程中发挥着核心作用,而非偶然作用 [2].
辅助机制:渗透作用、低 pH 值和过氧化氢
MGO 是主要作用因素。蜂蜜基质中的其他成分则与之协同作用。
蜂蜜约有 80% 是糖,因此形成了高糖、低水分的环境。细菌接触到蜂蜜时,高浓度的糖会从细菌细胞中吸出水分。失去这些水分后,细胞便无法正常运作,最终死亡 [1]。所有蜂蜜都具有这一特性,但在 Manuka 蜂蜜中,它与 MGO 协同发挥作用,而不是主要作用因素。
Manuka 蜂蜜天然呈酸性,pH 值介于 3.2 和 4.5 之间 [3]。作为背景说明,大多数致病细菌在接近中性的环境中生长最好。在 Manuka 蜂蜜的酸度下,大多数细菌的内部运作会受到破坏:营养物质处理速度减慢,细胞维持正常功能的能力也会受损。
过氧化氢构成第三层作用。正如早期实验所证实的,它是 Manuka 蜂蜜中的次要因素,但在整体作用中仍发挥着实际作用 [4].
因此,四种截然不同的机制会同时发挥作用,每种机制都针对细菌细胞的不同部位。细菌没有单一的薄弱环节可以通过适应来绕过。
为什么细菌无法对 Manuka 蜂蜜产生耐药性
大多数抗生素通过靶向细菌细胞的某个特定部位发挥作用:一种酶、一种细胞壁蛋白,或一种内部过程。细菌通过改变这个靶点产生耐药性。这是一种可以控制的进化适应。
麦卢卡蜂蜜不会给细菌这种可乘之机。要产生耐药性,细菌必须同时改变蛋白质的功能、细胞壁的构造、分裂方式,以及从内部清除 MGO 的能力。 [4]. 尚未观察到多个系统同时发生这种程度的协调变化。
证据支持这一结论。2020 年一项临床研究综述发现,已经对多种抗生素耐药的细菌,对麦卢卡蜂蜜的易感程度与完全不具备抗生素耐药性的细菌相同。 [5]. 对抗生素产生耐药性并不会让细菌在面对麦卢卡蜂蜜时占据优势。另一项独立研究证实,从未有研究记录过细菌对麦卢卡蜂蜜的杀菌作用产生耐受性。 [2]. 研究人员还曾通过在多代细菌中持续施加低浓度蜂蜜,刻意尝试诱导耐药性。这些实验中没有出现耐药细菌。 [6].
关于这对 MRSA、艰难梭菌和抗生素耐药性伤口感染的临床意义,请参阅麦卢卡蜂蜜对抗生素耐药性感染的抗菌作用。
MGO 含量越高,抗菌活性就越强吗?
对大多数细菌来说,是的。但有一个值得注意的例外。
研究人员测量了不同细菌中 MGO 浓度与抗菌效力之间的相关程度。对于大肠杆菌,相关性很强(r = -0.87);对于粪肠球菌,相关性更强(r = -0.94);对于金黄色葡萄球菌,相关性中等(r = -0.54);对于铜绿假单胞菌,两者之间则没有明显相关性。 [7].
阻止细菌生长所需的浓度也印证了这一点。纯化 MGO 需要达到 128 mg/L,才能阻止金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生长。要阻止铜绿假单胞菌生长,则需要达到 512 mg/L,是前者的四倍。 [7]. 在普通蜂蜜中额外添加最高 1,000 mg/kg 的 MGO,再测试其对铜绿假单胞菌的效果,几乎没有改变结果。 [8].
对于铜绿假单胞菌,标签上的 MGO 数值并非关键因素。重要的是蜂蜜的完整基质。
对于大多数其他具有临床相关性的细菌,MGO 含量越高,抗菌效力通常越强。整蜜中的天然化合物也有助于抗菌,而且在相同浓度下,整蜜的效果始终优于纯化 MGO。 [4].
最新研究发现(2023-2026)
关于麦卢卡蜂蜜作用机制的科学研究仍在不断发展。
2023 年发表在《细胞与感染微生物学前沿》上的一项研究测试了麦卢卡蜂蜜与常规抗生素联用对三种葡萄球菌的效果。在大多数受测组合中,蜂蜜都增强了抗生素的效果,联用效果优于单独使用任一药剂。 [9].
AIMS Microbiology 于 2024 年发表的一篇综述证实,Manuka 蜂蜜的抗菌效力来自多种因素的共同作用,包括蜂蜜中的天然植物化合物及其 MGO 浓度 [10]另一种名为 leptosperin 的化合物仅存在于 Leptospermum 蜂蜜中,可作为真正 Manuka 蜂蜜的天然标志。初步研究表明,除了 MGO 外,它也可能有助于抗菌和抗炎 [1].
一项新兴研究方向表明,MGO 也可能与人体免疫系统相互作用。初步证据显示,蜂蜜中经 MGO 修饰的化合物可能激活皮肤和黏膜中的一类专门免疫细胞,为 Manuka 蜂蜜的抗菌特性增添了免疫方面的作用。撰写本文时,这项主要研究尚未得到独立验证;这是一个值得关注的领域,目前尚无定论 [11].
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顾客怎么说
"后来我感染了铜绿假单胞菌。医生也无法杀死这种细菌,它对抗生素有耐药性。我女儿给我买了两次你们的强效蜂蜜,在家休养了六周多之后,感染终于被控制住了。我真的觉得是你们优质的蜂蜜起了作用。谢谢你们,蜜蜂!"
"手术后,我一直用它治疗口腔感染。我服用过抗生素,但后来感染复发了,不想让身体再承受更多药物。我觉得它真的帮了大忙!"
"非常好。我买来用于伤口愈合,效果令人惊喜。我以后离不开它了。"
常见问题:关于 Manuka 蜂蜜与细菌的常见疑问
Manuka 蜂蜜能杀死所有细菌吗?
Manuka 蜂蜜可以对抗多种细菌,包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和粪肠球菌。有些细菌,尤其是铜绿假单胞菌,对 MGO 的反应较弱。对于这些菌种,蜂蜜的整体基质(包括糖分、酸度和天然植物化合物)比单看 MGO 等级更重要 [7, 8].
抗菌效果需要多少 MGO?
MGO 250+ mg/kg 通常被认为是伤口护理和口腔护理中具有可靠抗菌效力的水平 [12]。对于皮肤感染和要求更高的使用场景,建议选择 MGO 1200+。请参阅用于伤口和溃疡的 Manuka 蜂蜜,了解实用指南。
我可以用 Manuka 蜂蜜代替抗生素吗?
不可以。Manuka 蜂蜜不能替代处方抗生素。研究表明,配合抗生素使用时,它可以增强抗生素的效果 [9],因此它是辅助选择,而非替代品。更改任何治疗方案前,务必咨询医疗专业人员。
抗菌效果会因受热而被破坏吗?
MGO 比过氧化氢更耐热。经过会破坏蜂蜜中其他化合物的热处理后,其抗菌活性仍能保持完整 [1]。Biosota Manuka 蜂蜜采用冷提取工艺,从不进行热处理。另请参阅Manuka 蜂蜜对皮肤感染的抗菌益处,了解外用指导。
参考文献
- Roberts 等,“关于 Manuka 蜂蜜的抗菌作用:机制见解”,卡迪夫大学: https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/134665/1/RRB-75754-on-the-antibacterial-effects-of-manuka-honey--mechanistic-in_102915%20(1).pdf
- Pettit 等,“Manuka 蜂蜜具有广谱抗微生物活性”,mSystems 2020: https://journals.asm.org/doi/10.1128/msystems.00106-20
- 抗菌机制与 pH 研究,《PLOS ONE》: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0224495
- Maddocks 等,“Manuka 蜂蜜及其成分的抗菌活性”,PMC 2018: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6613335/
- Nolan 等,蜂蜜对多重耐药菌易感性的系统综述,PMC 2020: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7693943/
- Johnston 等,“Manuka 蜂蜜的治疗用途综述”,《Frontiers in Microbiology》2016: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2016.00569/full
- Sherburn 等,“MGO 活性相关性与 MIC 数据”,《PLOS ONE》2022: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9333225/
- Sherburn 等,“MGO 补充实验”,《PLOS ONE》2022: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0272376
- Alkathiri 等,“Manuka 蜂蜜与抗生素联合使用”,《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》2023: https://www.frontiersin.org/journals/cellular-and-infection-microbiology/articles/10.3389/fcimb.2023.1219984/full
- “Manuka 蜂蜜的抗菌活性:多成分综述”,《AIMS Microbiology》2024: https://www.aimspress.com/article/doi/10.3934/microbiol.2024015?viewType=HTML
- Malaghan 研究所,“MAIT 细胞与 Manuka 蜂蜜”(概述《Food & Function》研究;未独立确认原始论文): https://www.malaghan.org.nz/news-and-resources/news/mait-cells-and-manuka-honey-scientists-uncover-novel-antibacterial-mechanism
- 澳大利亚 Manuka 蜂蜜 MGO 阈值参考: https://www.australiasmanuka.com.au/mgo-manuka-honey/
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