Manuka 蜂蜜如何杀死细菌?MGO 背后的科学原理

Manuka honey kills bacteria - honeycomb close-up with scientific overlay

Manuka蜂蜜以大多数蜂蜜无法做到的方式杀死细菌,这一说法不仅体现在标签上,更通过实验室测试得到了验证。大多数蜂蜜具有一定的抗菌效果,但较弱且迅速减退。Manuka蜂蜜不同,其原因在于其独特的化学成分。

核心化合物是甲基乙二醛,更广为人知的名称是MGO。但MGO并非单独发挥作用。本文详细解释了Manuka蜂蜜如何杀死细菌,为什么细菌无法对其产生抗药性,以及标签上的MGO数值实际代表什么。

关键要点

  • Biosota的澳大利亚Manuka蜂蜜经过独立实验室检测,MGO含量从150到MGO 2200+不等。MGO含量越高,蜂蜜对细菌生存所需蛋白质的破坏和失活能力越强。 [1].
  • 四种因素同时发挥作用:MGO、高糖含量通过抽取细菌细胞中的水分、蜂蜜的天然酸性以及过氧化氢化合物。每种因素针对细菌细胞的不同部分。 [1, 3, 4].
  • 几十年来,无论是实际使用还是实验室抗性试验,都没有任何细菌菌株对Manuka蜂蜜产生抗药性。 [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,主要原因是蜂蜜中含有一种天然化合物——过氧化氢,蜜蜂在蜂巢加工过程中产生。蜜蜂将花蜜转化为蜂蜜时,会缓慢释放低浓度的过氧化氢,足以抑制细菌生长而不损伤皮肤或组织。 [1, 4].

Manuka蜂蜜也具有这种作用,但它还有第二套独立于第一套的系统在发挥作用。

研究人员使用了一种能破坏过氧化氢的物质。将其加入大多数蜂蜜中时,抗菌效果显著下降;但加入Manuka蜂蜜时,抗菌效果几乎没有变化。 [4]Manuka蜂蜜的强效主要不是由过氧化氢引起的。真正的原因是MGO。

Manuka蜂蜜中的MGO含量远高于其他任何类型的蜂蜜。普通蜂蜜的MGO含量通常仅为1.6到24毫克/千克。 [1]Biosota的澳大利亚Manuka蜂蜜经过独立实验室检测,MGO含量从150到MGO 2200+不等。这种差异解释了为什么Manuka蜂蜜能发挥作用,而其他蜂蜜则效果有限。

MGO如何攻击细菌

MGO并非添加到Manuka蜂蜜中。它是在成熟过程中自然形成的。生产Manuka蜂蜜的树木称为Leptospermum,其花蜜中含有一种天然化合物,随着蜂蜜成熟,逐渐转化为MGO。 [1].

澳大利亚拥有80多种本土Leptospermum物种。其中一些具有最高药用价值的品种,包括Leptospermum liversidgei、Leptospermum Whitei和Leptospermum Polygalifolium,仅在这里有分布。来源花朵中这种化合物含量越高,成品蜂蜜中的MGO含量也越高。

一旦MGO进入细菌细胞,它会与细胞蛋白中的特定构建块结合,将其锁定在固定且不活跃的位置。 [1]蛋白质是细菌用来生长、分裂、构建外壁和处理营养的工具。当足够多的蛋白质被禁用时,细胞停止工作并死亡。

这种作用方式取决于细菌。针对引起许多皮肤和伤口感染的金黄色葡萄球菌,MGO阻止细胞在分裂中期完成分裂过程。细胞开始分裂但无法完成。 [1]针对常见于伤口和肺部感染的铜绿假单胞菌,MGO破坏细菌外壁中的关键保护蛋白,导致细胞壁崩解,细胞死亡。 [1].

研究还证实,完整的Manuka蜂蜜比纯化的MGO单独使用产生更多的细菌细胞损伤。 [2]完整的蜂蜜,而不仅仅是其MGO含量,驱动了全面的抗菌效果。

细菌遗传学也证实了这一点。缺乏用于中和MGO的天然酶的细菌对Manuka蜂蜜更为脆弱,表明MGO在杀菌过程中的作用是核心的,而非偶然的。 [2].

辅助机制:渗透作用、低pH值和过氧化氢

MGO是主要驱动力。蜂蜜的其他成分与之协同作用。

蜂蜜大约含有80%的糖分,形成了一个高糖、低水的环境。当细菌接触到它时,高糖浓度会将水分从细菌细胞中抽出。没有水分,细胞无法正常运作并死亡。 [1]所有蜂蜜都有这个特性,但在Manuka蜂蜜中,它与MGO协同作用,而不是主要成分。

Manuka蜂蜜本身也具有天然的酸性,pH值在3.2到4.5之间。 [3]放在背景中看,大多数致病细菌在接近中性的条件下生长最佳。在Manuka蜂蜜的酸度水平下,大多数细菌的内部机能崩溃:营养处理减慢,细胞维持正常功能的能力受损。

过氧化氢增加了第三层保护。正如早期实验所证实的那样,它是Manuka蜂蜜中的次要因素,但在整体效果中仍然发挥着真实作用。 [4].

结果是四种不同机制同时作用。每种机制针对细菌细胞的不同部分。细菌没有单一的薄弱点可以适应。

为什么细菌无法对Manuka蜂蜜产生抗药性

大多数抗生素通过针对细菌细胞的一个特定部分来发挥作用:一个酶、一个细胞壁蛋白或一个内部过程。细菌通过改变那个单一目标来产生抗药性。这是一种可控的进化适应。

Manuka蜂蜜不给细菌留下这种机会。要产生抗性,细菌必须同时改变其蛋白质功能、细胞壁结构、分裂方式以及如何从内部清除MGO。 [4]尚未观察到多系统同时协调变化的这种程度。

证据支持这一点。2020年一项临床研究综述发现,已对多种抗生素产生抗性的细菌对Manuka蜂蜜的敏感性与无抗药性的细菌相同。 [5]对抗生素的抗性并未赋予细菌对Manuka蜂蜜的优势。另一项研究确认,从未记录到对Manuka蜂蜜杀菌效果的抗性。 [2]研究人员还故意通过让细菌在低浓度蜂蜜中多代暴露,试图强制产生抗性。这些实验中未出现抗性细菌。 [6].

关于这如何应用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、艰难梭菌和耐抗生素伤口感染的临床细节,请参见Manuka蜂蜜对耐抗生素感染的抗生素益处

更高的MGO是否意味着更强的抗菌活性?

对大多数细菌来说,确实如此。但有一个显著例外。

研究人员测量了MGO浓度与不同细菌抗菌强度之间的相关性。对大肠杆菌而言,相关性强(r = -0.87);对粪肠球菌更强(r = -0.94);对金黄色葡萄球菌为中等(r = -0.54);对铜绿假单胞菌则无显著相关性。 [7].

抑制细菌生长所需的浓度证实了这一点。纯化的MGO需要128 mg/L才能抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长。抑制铜绿假单胞菌则需要512 mg/L,是前者的四倍。 [7]向标准蜂蜜中添加高达1000 mg/kg的额外MGO并测试其对铜绿假单胞菌的作用,结果几乎没有变化。 [8].

对于铜绿假单胞菌,标签上的MGO数值并非关键因素。关键在于完整的蜂蜜基质。

对于大多数其他临床相关细菌,更高的MGO确实预示着更强的抗菌效力。全蜂蜜中的天然化合物也有贡献,且全蜂蜜在相同浓度下始终优于纯化的MGO。 [4].

最新研究显示(2023-2026年)

Manuka蜂蜜的作用机理科学研究仍在不断发展。

2023年发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》上的一项研究测试了Manuka蜂蜜与传统抗生素联合使用对三种金黄色葡萄球菌的效果。在大多数测试的组合中,蜂蜜使抗生素的效果比单独使用任何一种药物都更有效。 [9].

2024 年发表在 AIMS Microbiology 的综述确认,Manuka 蜂蜜的抗菌能力来自多种因素的协同作用,包括蜂蜜中的天然植物化合物和其 MGO 浓度。 [10]另一种名为 leptosperin 的化合物仅存在于 Leptospermum 蜂蜜中,是鉴别真品 Manuka 蜂蜜的天然标志。早期研究表明,它可能与 MGO 一起对抗菌和抗炎作用有所贡献。 [1].

一项新兴研究表明,MGO 可能还与人体免疫系统相互作用。早期证据显示,蜂蜜中经 MGO 修饰的化合物可能激活皮肤和黏膜中的一组特殊免疫细胞,为 Manuka 的抗菌特性增添了免疫维度。撰写时该初步研究尚未得到独立确认;这是一个值得关注的领域,而非定论。 [11].

探索Biosota Manuka 蜂蜜的全部健康益处,涵盖肠道健康、免疫力、伤口护理和皮肤支持。

客户评价

“我感染了铜绿假单胞菌。医生无法杀死它,它对抗生素有抗药性。我的女儿买了你们的强效蜂蜜两次,回家六周多后,终于战胜了它。我真的认为是你们美丽的蜂蜜帮了忙。谢谢你们,蜜蜂们!”

Heather B. ★★★★★

“我一直用它来治疗手术后口腔感染。之前用过抗生素,但后来复发了,不想再让身体承受更多。我觉得这真的帮了大忙!”

Caitlin H. ★★★★★

“非常好。买来用于伤口愈合,效果让我惊讶。以后再也离不开它了。”

Jacki H. ★★★★★

常见问题:关于 Manuka 蜂蜜和细菌的常见疑问

Manuka 蜂蜜能杀死所有细菌吗?

Manuka 蜂蜜对多种细菌有效,包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和粪肠球菌。一些细菌,特别是铜绿假单胞菌,对 MGO 的反应较弱。对于这些菌种,蜂蜜的整体成分,包括糖分、酸度和天然植物化合物,比单纯的 MGO 等级更为重要。 [7, 8].

我需要什么水平的 MGO 才能达到抗菌效果?

MGO 250+ mg/kg 是伤口和口腔护理应用中常引用的可靠抗菌效力水平[12]。对于皮肤感染和更高要求的使用场景,推荐使用 MGO 1200+。有关实用指导,请参见Manuka 蜂蜜用于伤口和溃疡

我可以用Manuka蜂蜜代替抗生素吗?

不会。Manuka蜂蜜不能替代处方抗生素。研究显示,与抗生素联合使用时,它能增强抗生素的效果。 [9],使其成为补充而非替代。更改任何治疗方案前请务必咨询医疗专业人员。

抗菌效果会被加热破坏吗?

MGO比过氧化氢更耐热。其抗菌活性在会破坏其他蜂蜜成分的加热处理后仍保持完整[1]。Biosota Manuka蜂蜜采用冷提取,且从不经过加热处理。另请参见Manuka蜂蜜对皮肤感染的抗菌益处,了解局部使用指导。

参考文献

  1. Roberts等,“Manuka蜂蜜抗菌效应的机制洞察”,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
  2. 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
  3. 抗菌机制及pH研究,PLOS ONE: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0224495
  4. Maddocks等,“Manuka蜂蜜及其成分的抗菌活性”,PMC 2018: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6613335/
  5. Nolan等,关于多重耐药菌对蜂蜜敏感性的系统综述,PMC 2020: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7693943/
  6. Johnston等,“Manuka蜂蜜治疗综述”,微生物学前沿 2016: https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2016.00569/full
  7. Sherburn等,“MGO活性相关性与MIC数据”,PLOS ONE 2022: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9333225/
  8. Sherburn等,“MGO补充实验”,PLOS ONE 2022: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0272376
  9. Alkathiri等,“Manuka蜂蜜与抗生素联合使用”,细胞与感染微生物学前沿 2023: https://www.frontiersin.org/journals/cellular-and-infection-microbiology/articles/10.3389/fcimb.2023.1219984/full
  10. “Manuka蜂蜜抗菌活性:多组分综述”,AIMS微生物学 2024: https://www.aimspress.com/article/doi/10.3934/microbiol.2024015?viewType=HTML
  11. Malaghan研究所,“MAIT细胞与Manuka蜂蜜”(总结Food & Function研究;主要论文未独立确认): https://www.malaghan.org.nz/news-and-resources/news/mait-cells-and-manuka-honey-scientists-uncover-novel-antibacterial-mechanism
  12. 澳大利亚Manuka,MGO阈值参考: https://www.australiasmanuka.com.au/mgo-manuka-honey/

所述声明未经TGA(澳大利亚治疗用品管理局)或FDA(美国食品药品监督管理局)评估。所售产品不用于诊断、治疗、治愈或预防任何疾病。Manuka蜂蜜不应替代其他药物或建议,最好与现有治疗方案结合使用。开始任何治疗前请咨询您的医疗专业人员。有关医用级Manuka蜂蜜天然疗愈特性的所有科学支持和循证信息,请参阅最新发布的Manuka蜂蜜研究,并自行斟酌使用。请注意,生物活性水平在加热时会被破坏,Biosota Organics Manuka蜂蜜未经加热处理、巴氏消毒或灭菌。


发表评论

请注意,评论必须经过审核后才能发布。

此站点受 hCaptcha 保护,并且 hCaptcha 隐私政策服务条款适用。