Antimikrobielle, antioxidative und wundheilende Eigenschaften von Kigelia africana (Lam.) Beneth. und Strophanthus hispidus DC.

Abstract

Mikrobielle Infektionen verschiedener Wundarten stellen eine Herausforderung für die Wundbehandlung und Wundheilung dar. Die Studie sollte antimikrobielle und antioxidative Eigenschaften von Methanol-Blatt- und Stammrindenextrakten von Kigelia africana und Methanol-Blatt- und Wurzelextrakten von Strophanthus hispidus untersuchen und auch die wundheilenden Eigenschaften der Extrakte bestimmen. Die antimikrobiellen Aktivitäten der Methanolextrakte wurden gegen zwei grampositive und zwei gramnegative Bakterien und einen Pilz mittels Agardiffusions- und Mikroverdünnungsmethoden bestimmt. Die antioxidative Aktivität wurde nach der 1,1-Diphenyl-2-picryl–hydrazyl (DPPH)-Methode bestimmt. Der Einfluss der Extrakte auf die Wundverschlussrate wurde unter Verwendung des Exzisionswundenmodells untersucht und eine histopathologische Untersuchung von behandelten und unbehandelten Wundgeweben durchgeführt. Die MKS von Blattextrakt von K. africana gegen Testorganismen waren 2,5-7,5 mg / ml und Stammrindenextrakt waren 2,25–7.5 mg/ml. Der Blattextrakt von S. hispidus hatte einen MHK-Bereich von 2,5–7,5 mg / ml und 2,5–10 mg / ml für Wurzelextrakt. Die IC50 von Blatt- und Stammrindenextrakten von K. africana betrug 56,9 bzw. 13,7 µg / ml und Blatt und Wurzel von S. hispidus 49,8 bzw. 45,1 µg / ml. K. africana-Extrakte (7,5% w / w) zeigten eine signifikante () Wundkontraktion an Tag 7 mit 72% des Wundverschlusses, während signifikante () Wundkontraktionen an Tag 11 für Stammrinde von K. africana, Blatt- und Wurzelextrakte von S. hispidus beobachtet wurden. Mit den Extrakten behandeltes Wundgewebe zeigte im Vergleich zu unbehandeltem Wundgewebe eine verbesserte Kollagenbildung, Reepithelisierung und schnelle Granulationsbildung. Die Extrakte enthielten Alkaloide, Saponine, Tannine, Flavonoide, Kohlenhydrate und sapogenetische Glykoside. Die HPLC-Fingerabdrücke der Extrakte wurden entwickelt. Die Blatt-, Stammrinden- und Wurzelextrakte von K. africana und S. hispidus zeigten antimikrobielle, antioxidative und verbesserte wundheilende Eigenschaften, und diese können die medizinische Verwendung der Pflanzen zur Behandlung von mikrobiellen Infektionen und Wunden rechtfertigen.

1. Einleitung

Wunde wird am häufigsten verwendet, wenn es um Verletzungen der Haut oder der darunter liegenden Gewebe oder Organe durch einen Schlag, Schnitt, Rakete oder Stich geht. Die Wunde umfasst auch Verletzungen der Haut, die durch Chemikalien, Kälte, Reibung, Hitze, Druck und Strahlen verursacht werden, sowie die Manifestation innerer Zustände in der Haut, z. B. Druckgeschwüre und Geschwüre . Wunden haben einen enormen Einfluss auf die heilende Gesundheitswirtschaft. Chronische Wunden stellen eine große gesundheitliche Belastung dar und belasten die Gesundheitsressourcen in der Welt, einschließlich Ghana .

Ein großes Problem bei Wunden ist das hohe Infektionsrisiko; wenn also ein Mittel, das gegen diese die Infektion verursachenden Mikroorganismen wirksam ist, im Heilungsprozess verwendet wird, trägt es dazu bei, das Infektionsrisiko zu verringern, und die Gesamtzeit für die Wundheilung kann erheblich verkürzt werden. Zum Beispiel ist es sehr einfach für Bakterien, durch die gebrochene Haut einzudringen und den Rest des Körpers zu durchdringen. Bakterien besiedeln Wunden innerhalb von 48 Stunden nach der Verletzung, und Bakterien wie Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa und Streptococcus spp. können Infektionen verursachen und die Entzündungsphase der Wundheilung verlängern . Daher können geeignete antimikrobielle Mittel entweder topisch oder systematisch eingesetzt werden, um eine Infektion von Wunden zu verhindern und den Wundheilungsprozess zu beschleunigen.

Der Entzündungsprozess führt normalerweise zur Freisetzung biologisch aktiver Mediatoren, um Neutrophile, Leukozyten und Monozyten in den Wundbereich zu locken, und diese greifen Fremdkörper und Mikroorganismen durch Phagozytose an. Dies führt dann zur Produktion von sauerstofffreien Radikalen wie Wasserstoffperoxid, Superoxidanion und Hydroxylanion, und ein Überschuss dieser Mittel verursacht Gewebeschäden beim Menschen oder Tier, wenn sie die natürlichen Antioxidantien des Wirts wie Katalase, Superoxiddismutase und Glutathionperoxidase überwältigen. Daher verhindern Antioxidantien die Aktivität der freien Radikale und verhindern dadurch die Schädigung von Zellen und Geweben, schützen Menschen und Tiere und verbessern auch die Heilung infizierter und nichtinfizierter Wunden .

Kigelia africana (Lam.) Beneth. gehört zur Familie der Bignoniaceae. Es ist bekannt als „Nufutene“ in lokalen Asante-Twi in Ghana. Es ist in ganz Afrika verbreitet, einschließlich Ghana, Sierra Leone, Gambia, Sudan und Nigeria, und es kommt in der feuchten Savanne und in der Nähe von Flusskörpern vor, wo es in Hülle und Fülle vorkommt . Es wird verwendet, um Hauterkrankungen wie Pilzinfektionen, Furunkel, Psoriasis und Ekzeme, Lepra, Syphilis und Krebs zu behandeln. Es wurde festgestellt, dass die Wurzeln, das Holz und die Blätter Kigelinon, Glykolsäure, Kigelin, Iridoide, Luteolin und 6-Hydroxyluteolin enthalten . Die Iridoide wirken antibakteriell .

Strophanthus hispidus DC. gehört zur Familie der Apocynaceae und wird im lokalen Asante-Twi „Maatwa“ genannt. Es ist in ganz Afrika und Savannenwälder in Ghana, Senegal, Sudan, Kongo DR, Uganda und Tansania gefunden. Es hat viele medizinische Anwendungen wie Gegenmittel gegen das Gift der Schwarzhalskobra, bei der Behandlung von Syphilisgeschwüren, knöcherner Syphilis und Guinea-Wurm Wunden und Wunden. Die Pflanze enthält ein amorphes Glykosid (Pseudo-Strophanthin) mit Schweröl, zwei Alkaloiden (Trigonellin und Cholin), Harz, Schleim und einem Rhamnosezucker . Ziel der Studie ist es, die antimikrobiellen, antioxidativen und wundheilenden Eigenschaften von Methanolblatt- und Stammrindenextrakten von K. africana und Methanolblatt- und Wurzelextrakten von S. hispidus.

2. Materialien und Methoden

2.1. Pflanzenmaterialien und Chemikalien

Stängelrinde und Blätter von K. africana sowie Blätter und Wurzeln von S. hispidus wurden im Mai 2011 von Krofrom im Bezirk Atwima-Kwanwoma in der Region Ashanti gesammelt und von Dr. A. Asase vom Ghana Herbarium, Abteilung für Botanik, Universität von Ghana, authentifiziert. Belegexemplare der Pflanzen wurden im Ghana Herbarium, University of Ghana, Ghana, hinterlegt. Die verschiedenen Pflanzenteile wurden zwei Wochen bei Raumtemperatur (28-30°C) getrocknet. Die getrockneten Pflanzenteile wurden dann zu pulverförmigen Materialien gemahlen. Sofern nicht anders angegeben, wurden alle Chemikalien von Sigma (Deisenhofen, Deutschland) bezogen.

2.2. Herstellung von Extrakten

Zwanzig Gramm pulverisierte K. africana-Blätter wurden mit 300 ml 70% igem Methanol versetzt und mit Ultra-Turrax T 50 (Janke & Kunkel, Labortenik, Deutschland) unter Eiskühlung bei einer Drehzahl von 24000 U/min für 3-5 min extrahiert. Das erhaltene Gemisch wurde anschließend mit Whatmann-Filterpapier Nr.10 filtriert. Anschließend wurde der Überstand unter 40°C am Rotationsverdampfer eingeengt und lyophilisiert. Das Verfahren wurde für alle verbleibenden pulverförmigen Pflanzenmaterialien (K. africana Stammrinde, S. hispidus Blätter und Wurzeln) wiederholt. Die Ausbeuten des Blattextrakts (KAL) und des Stammrindenextrakts (KASB) von K. africana und des Blattextrakts (SHL) und des Wurzelextrakts (SHR) von S. hispidus betrugen 4,3, 12,8, 13,0 bzw. 11,4 Gew.-% (bezogen auf das getrocknete Material).

2.3. Vorläufiges phytochemisches Screening

Das phytochemische Screening wurde an den Methanol-Blatt- und Stammrindenextrakten von K. africana und Blättern und Wurzeln von S. hispidus, um das Vorhandensein von Stärke, Tanninen, Glykosiden (sapogenetisch, Anthracen und cyanogenetisch), Flavonoiden, Steroiden und Alkaloiden festzustellen . Der Gerbstoffgehalt wurde nach den Methoden von Glasl und unter Verwendung von Pyrogallol (Merck, Darmstadt, Deutschland, Reinheit 99,5%, HPLC) als Referenzverbindung bestimmt.

2.4. HPLC-Fingerdruck von Extrakten

Der HPLC-Fingerdruck der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) wurde auf einem Thermo Finnigan HPLC-System unter Verwendung von Hypersil Gold C18, Reversed-Phase Column ( mm) durchgeführt. Die Konzentration der Extrakte betrug 10 mg/ml. HPLC optimale Bedingungen: Injektionsvolumen: 10 µL, Detektionswellenlänge: 254 nm, Mobile Phase: Methanol: Wasser/50 : 50 (isokratischer Zustand), Temperatur: 22°C, Pumpendruck: 28 MPa, Flussrate: 1 ml/min und Laufzeit: 10 min.

2.5. Bestimmung der antimikrobiellen Aktivität von Extrakten

2.5.1. Antimikrobieller Empfindlichkeitstest

Die antimikrobiellen Aktivitäten der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) und Referenzarzneimittel (Chloramphenicol und Clotrimazol (Sigma, Deisenhofen, Deutschland) wurden nach der von Agyare und seinen Kollegen beschriebenen Methode bestimmt. Nähragar (Oxoid Limited, Vereinigtes Königreich) und Sabouraud-Agar (Oxoid Limited, Vereinigtes Königreich) Medien wurden für beide Bestimmungen von antibakteriellen bzw. antimykotischen Aktivitäten verwendet. Einhundert Mikroliter (106 kbe/ml) der Testorganismen (Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus subtilis NCTC 10073 und klinisches Pilzmittel Candida albicans) wurden zur Aussaat von Nähragar- bzw. Sabouraud-Agarplatten verwendet. In jeder dieser Platten wurden vier (4) äquidistante Vertiefungen mit einem Durchmesser von 8 mm unter Verwendung eines sterilen Korkenbohrers ausgeschnitten und Vertiefungen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Extrakten und Referenzarzneimitteln gefüllt, die in Dimethylsulfoxid (DMSO) gelöst waren, und 1 h bei Raumtemperatur (28-30 ° C) diffundieren gelassen. Die Messung der Wachstumshemmungszonen erfolgte nach 24 h Inkubation bei 37°C (für die Bakterien) und 3 Tagen bei 30°C (für den Pilz). Die Aktivität von DMSO wurde bestimmt und zeigte keine Aktivität gegen die Testorganismen.

2.5.2. Mikrodilutionsmethode

Die Bestimmung der MICs der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) gegen die Testbakterien erfolgte mit der modifizierten Mikrodilutionstechnik, wie sie von Agyare et al. und Eloff . Testlösungen (100 mg/ml) der Extrakte wurden mit DMSO hergestellt und Testlösung (25-100 µL) wurde seriell auf 100 µg /ml verdünnt und 100 µL (106 kbe/ml) der in Nährbrühe gezüchteten Testbakterien (Oxoid Limited, Vereinigtes Königreich) zu jeder Vertiefung in den Mikroplatten gegeben. Die bedeckten Mikroplatten wurden 24 h bei 37°C inkubiert. Zur Anzeige des Wachstums wurden 30 µL 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid gelöst in Wasser in die Mikroplatten-Vertiefungen gegeben und 30 min bei 37°C inkubiert. Testpilzmittel (C. albicans) wurde in sabouraud-Dextrosebrühe (Oxoid Limited, United Kingdom) kultiviert und anschließend 3 Tage bei 30°C inkubiert. Die MKS von KAL-, KASB-, SHL- und SHR-Extrakten gegen den Testpilz wurden nach den im National Committee for Clinical Laboratory Standards for filamentous fungi beschriebenen Richtlinien bestimmt. Die minimalen Hemmkonzentrationen der Extrakte gegen die Testorganismen wurden als die minimale Konzentration von Extrakten nachgewiesen, die nach Zugabe von MTT zum Medium und Inkubation bei 37 ° C für 20 min kein mikrobielles Wachstum zeigten. Die obigen Experimente wurden dreimal wiederholt.

2.6. Bestimmung der Radikalfängeraktivität

Die Radikalfängeraktivitäten der Extrakte wurden nach Methode von Chizzola und seinen Kollegen unter Verwendung von 1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) bestimmt. Es wurde eine Lösung (0,1 mM) von DPPH in Methanol hergestellt und 10 µL dieser Lösung wurden zu 100 µL Methanolextrakten zusammen mit α-Tocopherol in verschiedenen Konzentrationen in 96-Well-Mikrotiterplatten gegeben. Die Platten wurden 30 sec geschüttelt und nach 30 min wurde die Extinktion bei 517 nm gemessen. Der Hemmungsprozentsatz (%) des Radikalfängers wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet. Inhibition , wobei die Extinktion der Kontrolle ist, ist die Extinktion der Probe bei 517 nm und Hemmkonzentration, IC50 ist die Menge (µg / ml), die die Extinktion um 50% reduziert.

2.7. Bewertung der Wundheilungseigenschaften (Exzisionswundenmodell)

2.7.1. Versuchstiere

Fünfunddreißig (weibliche Sprague Dawley) Ratten wurden in Edelstahlkäfigen untergebracht und mit normaler kommerzieller Rattendiät (GAFCO, Tema, Ghana) gefüttert, Wasser ad libitum gegeben und unter Laborbedingungen (Temperatur 28-30 ° C, relative Luftfeuchtigkeit 60-70% und normaler Hell-Dunkel-Zyklus) gehalten. Einen Tag vor dem Experiment wurden die Ratten ins Labor gebracht und an die Handhabung durch den Experimentator und den Apparat gewöhnt, um die Wirkung von Stress und Neuheit zu minimieren. Alle in diesen Studien verwendeten Verfahren und Techniken entsprachen den Richtlinien des National Institute of Health für die Pflege und Verwendung von Labortieren (NIH, Department of Health Services Publication No. 83-23, revised 1985). Die Protokolle für die Studie wurden von der Ethikkommission der Abteilung genehmigt.

2.7.2. Exzisionswundenmodell

Die Tiere (weibliche Sprague-Dawley-Ratten) mit einem Gewicht von 115-120 g wurden vor der Wundbildung subkutan mit Ketamin in einer Menge von 120 mg / kg Körpergewicht anästhesiert. Das Rückenfell der Tiere wurde mittels Rasierklingen auf einen kreisförmigen Durchmesser von etwa 40 mm rasiert und der zu erwartende Bereich der zu erzeugenden Wunde auf der rasierten Haut umrissen. Die Bereiche wurden mit 70%igem Ethanol gereinigt, bevor die Exzisionswunden nach der modifizierten Methode von Bhakta et al. . Hautwunden wurden entlang der Markierungen mit Zahnzangen, chirurgischen Klingen und spitzen Scheren erzeugt. Die gesamten Wunden wurden geöffnet gelassen und die Tiere in sieben (7) Gruppen von jeweils fünf Tieren eingeteilt. Die erste Gruppe wurde topisch mit 1 Gew.-% Silbersulfadiazinsalbe (Arytons Drugs, Ghana) als Referenzarzneimittel behandelt. Die zweite Gruppe wurde mit wässriger Creme (Vehikel allein) behandelt. Die dritte Gruppe blieb unbehandelt und ermöglichte eine normale Wundheilung. Die letzten vier Gruppen wurden mit 7,5% w / w Extraktcremes (KAL, KASB, SHL und SHR) behandelt. Die Wundbehandlung begann am 2. Tag nach der Wundbildung. Die Extrakte und Referenzarzneimittel wurden 24 Stunden lang 24 Tage lang topisch auf die Wunden aufgetragen. Im Verlauf der Behandlung wurden skalierte Aufnahmen der Wundbereiche (mittels hochauflösender Digitalkamera) neben einer Millimetermessung alle 48 h ab dem ersten Tag der Wundbehandlung gemacht. Die Wundbereiche wurden alle zwei Tage bis zum 24.

2.8. Histopathologische Studien

Wundgewebeproben von unbehandelten und behandelten Tieren wurden während des Heilungsprozesses am Tag 14 entnommen. Die Wundnarbe in voller Dicke mit einem Querschnitt von etwa 6 mm Dicke aus jeder Gruppe wurde am Ende des Experiments gesammelt, um die histopathologischen Veränderungen zu bewerten . Die Proben wurden in 10% gepuffertem Formalin für 24 h fixiert und mit einer Folge von Ethanol-Xylol-Lösungsreihen dehydratisiert, verarbeitet und mit Paraffin bei 40-60 ° C blockiert und dann in 5-6 µm dicke Abschnitte geschnitten. Die Schnitte wurden mit Hämatoxylin- und Eosin-Färbung, Van-Gieson-Färbung und Toluidinblau-Färbung gefärbt. Hämatoxylin- und Eosin-gefärbte Abschnitte sowie Van Giesons gefärbte Abschnitte wurden auf Kollagenablagerung überprüft. Toluidinblau gefärbte Abschnitte wurden verwendet, um Mastzellen zu färben .

2.9. Statistische Auswertungen

Für alle statistischen Auswertungen wurde GraphPad Prism Version 5.0 für Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) verwendet. Die Daten werden als mean SEM () dargestellt und durch Einweg-ANOVA analysiert, gefolgt von Dunnets Multiple Comparison’s Test. *, ** und *** wurden in allen Analysen als statistisch signifikant angesehen. Die Diagramme wurden mit Sigma Plot für Windows Version 11 gezeichnet.0 (Systat Software Inc., Deutschland).

3. Ergebnisse

3.1. Vorläufiges phytochemisches Screening

Es wurde festgestellt, dass sowohl die Blatt- als auch die Stängelrinde von K. africana und S. hispidus Tannine (mit unterschiedlichen Mengen), Steroide, Saponine, sapogenetische Glykoside und Kohlenhydrate enthalten, während die Blätter der beiden Pflanzen Flavonoide enthalten. Alkaloide waren sowohl im Blatt als auch in der Wurzel von S. hispidus vorhanden (Tabelle 1).

3.2. HPLC-Fingerabdruck von Extrakten

Der HPLC-Fingerabdruck der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) wurde bestimmt, um die Hauptpeaks (Verbindungen) in den verschiedenen Extrakten zum Zwecke der Identifizierung und Qualitätskontrolle zu identifizieren (Abbildungen 1, 2, 3 und 4).

Abbildung 1

HPLC-Chromatogramm (Fingerabdruck) von Methanolblattextrakt (KAL) von K. africana bei 254 nm.

Figure 2

HPLC chromatogram (finger-printing) of methanol stem bark extract (KASB) of K. africana at 254 nm.

Figure 3

HPLC chromatogram (finger-printing) of methanol leaf extract (SHL) of S. hispidus at 254 nm.

Abbildung 4

HPLC-Chromatogramm (Finger-Printing) von Methanol-Wurzelextrakt (SHR) von S. hispidus bei 254 nm.

3.3. Antimikrobielle Aktivität

Es wurde festgestellt, dass die Methanolextrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) gegen die Testorganismen (E. coli, P. aeruginosa, S. aureus, B. subtilis und C. albicans) mit unterschiedlichen mittleren Hemmungszonen aktiv waren und dass P. aeruginosa weniger anfällig für die Extrakte war. Die minimalen Hemmkonzentrationsbereiche von K. africana-Extrakte (KAL und KASB) gegen die Testorganismen betrugen 2,25 bis 7,5 mg/ml und die von S. hispidus-Extrakten (SHL und SHR) 2,5 bis 10 mg/ml (Tabelle 2). In Bezug auf die Agardiffusionsmethode zeigen alle Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) mit Konzentrationen von 20 und 50 mg/ml höhere Hemmzonen gegen die Testorganismen als 10 mg/ml Konzentration (Tabelle 3).

3.4. Antioxidative Aktivität

Alle Extrakte zeigten ein gewisses Maß an antioxidativen Eigenschaften, wobei KASB die niedrigste IC50 und KAL die niedrigste freie Spülaktivität aufwies (Tabelle 4 und Abbildung 5).

Abbildung 5

Radikalfängeraktivitäten von Methanolblattextrakt (KAL) und Stammrindenextrakt (KASB) von K. africana und Blattextrakt (SHL), Wurzelextrakt (SHR) von S. hispidus und -Tocopherol (Referenzantioxidans) bestimmt durch DPPH-Methode.

3.5. Wundheilungsaktivität (Rate of Wound Closure)

Alle mit Extrakten (KAL, KASB, SHL und SHR) behandelten Gruppen zeigten signifikante Aktivitäten auf die Wundverschlussraten im Vergleich zu den unbehandelten und dem Vehikel allein, wobei KAL und SHL signifikante Einflüsse hatten ( bzw.) über die Rate des Wundverschlusses vom 7. bis 15. Tag nach der Behandlung (Abbildungen 6 und 8, Tabelle 5) und KASB und SHR, die signifikante ähnliche Effekte auf die Wundheilung vom 10. bis 18. Tag nach der Behandlung aufweisen (Abbildungen 7 und 9, Tabelle 5).

3.6. Histopathologische Studien

Histologische Studien zeigten eine starke Proliferation von Fibroblasten mit unterschiedlichem Fibrosegrad. Die Proben zeigten 70 bis 80% dichte und verdickte Fibrose für die mit den Extrakten behandelten Wunden, während die 1% w / w Silbersulfadiazinsalbe (Positivkontrolle) 60 bis 70% Fibrose zeigte. Fibroblastenzellen und Kollagenfasern waren in den Referenz- und extraktbehandelten Gruppen im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle prominent vorhanden. Es gab profuse Angiogenese, verstärkte Kollagenation und Reepithelialisierung, Hinweise auf ausgeprägte Behandlungsantworten bei anhaltenden Entzündungen mit mit den Extrakten behandelten Wundgeweben im Vergleich zu unbehandelten Wundgeweben (Abbildung 10).

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Abbildung 10

Histopathologische Untersuchung von mit Vehikel, Extrakten und unbehandelten Geweben behandelten Wundgeweben. Repräsentative Bilder, gefärbt mit Hämatoxylin- und Eosin-Färbung, Van-Gieson-Färbung und Toluidinblau-Färbung, behandelt täglich mit 7,5 gew.-%igen Cremes aus Methanol-Blattextrakt (KAL) von K. africana (a), Methanol-Stammrindenextrakt (KASB) von K. africana (b), Methanol-Blattextrakt (SHL) Creme von S. hispidus (c) und Methanol-Wurzelextrakt (SHR) Creme von S. hispidus (d) und den unbehandelten Wundgeweben (e) für 14 Tage. (a) KAL: profuse Angiogenese, verstärkte Kollagenation und Reepithelialisierung, evident für ausgeprägte Behandlungsreaktionen bei anhaltender Entzündung. (b) KASB: nennenswerte Bildung von Angiogenese- und Granulationsgewebe mit Anzeichen einer Apoptose nach Gewebenekrose mit weniger intensiver Kollagenation und Reepithelialisierung. (c) SHL: Mit nennenswerter intensiver Kollagenation und Reepithelialisierung. (d) SHR: Mit nennenswerter Granulationsgewebebildung, die sich als Nachfüllen von Gewebe manifestiert. Kollagenation und Reepithelisierung waren im Vergleich zum unbehandelten Wundgewebe ebenfalls ernsthaft. (e) Unbehandeltes Wundgewebe mit anhaltender Entzündung mit unvollständiger Wundfläche; hinweise auf eine schlechte Bildung von Granulationsgewebe, Kollagenation und Reepithelialisierung, aber starke Angiogenese. (f) Behandelte Wundgewebe mit 1 Gew.-% Silbersulfadiazin zeigten eine schnelle Granulationsgewebebildung, Kollagenbildung, Nachweis einer verbesserten Wundheilung und eine ungleichmäßige keratinöse Wundoberfläche mit offensichtlicher Reepithelialisierung. Legende: AG: Angiogenese, CO: Kollagenation, DS: Totraum nach Nekrose, GR: Granulationsgewebe nach Apoptose, IC: unvollständiger Wundbereich, IF: entzündetes Gewebe, KE: keratinöses Epithel, ND: nekrotische Trümmer persistierender Entzündung. RE: Reepithelisierung.

4. Diskussion

Die vorliegende Untersuchung beschreibt einige der biologischen Aktivitäten, einschließlich antimikrobieller und wundheilender Eigenschaften der Blätter, der Stammrinde und der Wurzelextrakte der tropischen Pflanzen K. africana und S. hispidus. Pflanzliche Produkte sind potentielle Wundheilmittel und werden wegen ihrer weit verbreiteten Verfügbarkeit, geringen oder keinen Nebenwirkungen und Wirksamkeit als Rohpräparate weitgehend bevorzugt . Das phytochemische Screening der getrockneten Blätter und Wurzeln von S. hispidus zeigte das Vorhandensein von Tanninen, Alkaloiden, Saponinen, Steroiden, Kohlenhydraten und sapogenetischen Glykosiden sowie Flavonoiden in den Blättern. Alkaloide fehlten in den getrockneten Blättern und der Stammrinde von K. africana und Saponine, Steroide, Kohlenhydrate und sapogenetische Glykoside waren in beiden Pflanzenmaterialien vorhanden. Flavonoide wurden auch in den Blättern von K. africana gefunden (Tabelle 1). Der HPLC-Fingerabdruck der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) wurde ebenfalls zu Identifikations- und Qualitätskontrollzwecken entwickelt (Abbildungen 1, 2, 3 und 4).

Die phytochemischen Bestandteile einer Pflanze bestimmen oft die physiologische Wirkung auf den menschlichen Körper. Antioxidantien sind Wirkstoffe, die Zellen vor Schäden durch Moleküle schützen, die als freie Radikale bekannt sind. Die antioxidativen Aktivitäten von Extrakten sind hauptsächlich auf das Vorhandensein phenolischer Verbindungen wie Flavonoide, Phenolsäuren, Tannine und phenolische Diterpene zurückzuführen . Daher spielen die Bestandteile der Extrakte, wie Tannine und Flavonoide, eine wichtige Rolle bei der Wundheilung, indem sie oxidative Schäden durch freie Radikale verhindern und schützen .

Die antimikrobielle Aktivität der Methanolextrakte aus K. africana Blättern und Stängelrinde sowie S. hispidus Blättern und Wurzeln wurde gegen vier Bakterien, zwei grampositive Bakterien (S. aureus und B. subtilis), zwei gramnegative Bakterien (E. coli und P. aeruginosa) und einen Pilz (C. albicans) mittels der Cup-Plate-Agar-Diffusionsmethode bestimmt. Die Methanolextrakte der beiden Pflanzen waren gegen alle getesteten Organismen wirksam (Tabelle 2). Die minimale Hemmkonzentration (MHK) wurde als niedrigste Konzentration des Rohextrakts bestimmt, bei der kein mikrobielles Wachstum und MHK von KAL gegen S. aureus, B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa und C. albicans 5, 2,5, 5,5, 7,5 bzw. 2,5 mg / ml und die von KASB 5, 5,5, 5,25, 7,5 bzw. 2,25 mg / ml betrug. SHL- und SHR-Extrakte zeigten ebenfalls eine ähnliche antimikrobielle Aktivität und ihre MICs lagen im gleichen Bereich wie die K. africana-Extrakte (Tabellen 2 und 3). Die antibakteriellen und antimykotischen Aktivitäten der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) ähnelten der Aktivität von Blattextrakten von Kigelia pinnata (Jacq.) DOMÄNENCONTROLLER. wie von Binutu et al. . Die antimikrobielle Wirkung der Extrakte kann auf die adstringierende Natur der phenolischen Bestandteile einschließlich Tannine und anderer Polyphenole zurückgeführt werden, die in den Extrakten vorhanden sind .

Das Eindringen pathogener Bakterien wie Staphylococcus, Streptococcus und Pseudomonas in Wunden kann normalerweise zu Wundinfektionen führen, die zur Bildung chronischer Wunden führen können . Aus dieser Studie wurde erkannt, dass die Extrakte von K. africana und S. hispidus eine starke und breite antimikrobielle Aktivität gegen diese Erreger aufwiesen. Da die meisten MICs der Extrakte gegen die Testorganismen unter 8 mg / ml lagen, konnte gefolgert werden, dass die Extrakte laut Fabry und seinen Kollegen eine starke antimikrobielle Aktivität aufwiesen . Die topische Applikation von antimikrobiellen Wirkstoffen oder Extrakten ist aufgrund der Verfügbarkeit der Wirkstoffe an der Wundstelle ein effizientes Therapieverfahren zur Zerstörung mikrobieller Populationen, was zu einer verstärkten Wundheilungsaktivität führt.

Die IC50-Werte der Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) betrugen 1,5, 56,9, 13,7, 49,8 bzw. 45,1 µg/ml (Tabelle 4). Diese Ergebnisse legen nahe, dass diese Extrakte antioxidative Eigenschaften mit Ausnahme von Extrakten von S. hispidus besitzen und dies die Wundheilung erleichtern könnte . Dies kann darauf hindeuten, dass die traditionelle Verwendung von S. hispidus als Wundheilmittel kann nicht unbedingt auf seine antioxidative Aktivität zurückzuführen sein, sondern auf anderen biologischen Wirkungen beruhen. Die IC50-Werte von Blättern und Stängelrinde von K. africana ähnelten den Ergebnissen von Gathirwa und seinen Kollegen .

Die Extrakte (KAL, KASB, SHL und SHR) hatten einen signifikanten Einfluss auf die Wundverschlussrate basierend auf den verschiedenen Behandlungstagen der Wunden mit den Extrakten im Vergleich zu den unbehandelten. SHL-Extrakt zeigte eine signifikant verbesserte Wirkung auf den Wundheilungsprozess am Tag 11 () mit einem prozentualen Wundverschluss von 90.13 (Abbildung 8) im Vergleich zu den unbehandelten Wunden. Der Einfluss von SHL auf die Wunden war ähnlich dem von SHR-Extrakt mit signifikant erhöhter Wundkontraktionsrate am Tag 11 () und Wundverschluss von 91,72% (Abbildung 9). Der Einfluss von KASB-Extrakt (Abbildung 7) war ähnlich wie bei SHL- und SHR-Extrakten. KAL-Extrakt verbesserte jedoch die Wundkontraktion von Tag 7 () mit einem Wundverschluss von 85,1% (Abbildung 6) bis zum 17. Die histopathologische Untersuchung des Wundgewebes ergab im Vergleich zu den unbehandelten Wunden eine starke Angiogenese, eine verstärkte Kollagenation und Reepithelialisierung (Abbildung 10). Diese biologischen Aktivitäten der Extrakte können auf die verstärkte Proliferation von Fibroblasten und Keratinozyten und die erfolgreiche Reduktion pathogener Bakterien durch die Extrakte zurückzuführen sein und diese können auf die phytochemischen Bestandteile der Extrakte zurückzuführen sein.

Die Effekte, die bei nur behandelten und unbehandelten Wunden beobachtet wurden, waren im Vergleich zu den mit Extrakten oder Silbersulfadiazin (Referenz) behandelten Wunden statistisch nicht signifikant. Dies kann auch darauf hindeuten, dass die Komponenten der wässrigen Creme die Aktivität der Extrakte nicht störten, und daher können die verstärkten Wirkungen der Extrakte ausschließlich auf die in diesen Extrakten vorhandenen bioaktiven Prinzipien zurückzuführen sein. Die wundheilenden Wirkungen der Extrakte können auf die verschiedenen phytochemischen Bestandteile zurückzuführen sein, die in ihnen vorhanden sind. Es ist bekannt, dass Tannine wie Proanthocyanidine und andere Tannine, einschließlich Gerbsäure, Geraniin und Furosin, die Wundheilung erleichtern . Es wurde festgestellt, dass die Extrakte Flavonoide und Saponine enthalten, und es wurde festgestellt, dass diese Sekundärmetaboliten die Wundheilung verbessern, und daher kann die verstärkte Wundheilungswirkung der Extrakte auf ihre phytochemischen Bestandteile zurückgeführt werden.

Die obigen Befunde können die Behauptungen stützen, dass mit Pflanzenextrakten behandelte Wunden schneller und besser heilen als unbehandelte Wunden und die Verwendung dieser Pflanzen zur Behandlung mikrobieller Infektionen. Die Isolierung und Charakterisierung von bioaktiven Verbindungen, die für diese pharmakologischen Eigenschaften verantwortlich sind, muss jedoch durchgeführt werden.

5. Schlussfolgerung

Die Methanol-Blatt- und Stammrinde von K. africana und die Methanol-Blatt- und Wurzelextrakte von S. hispidus zeigten antioxidative, antimikrobielle Aktivitäten mit MHK-Bereichen von 2,25 bis 7,5 mg / ml bzw. 2,5 bis 10 mg/ ml gegen die Testorganismen, verbesserte wundheilende Eigenschaften und diese pharmakologischen Eigenschaften können die medizinische Verwendung dieser Pflanzen zur Behandlung von mikrobiellen Infektionen und Wunden rechtfertigen. Bioaktivitätsgesteuerte Fraktionierung und Isolierung der bioaktiven Verbindungen, die für die biologischen Aktivitäten verantwortlich sind, würden durchgeführt.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.

Danksagung

Die Autoren danken Herrn Thomas Ansah vom Department of Pharmacology, KNUST, Kumasi, Ghana für seine technische Unterstützung und Nana Yaw Atefah für die Sammlung der Pflanzen. Sie bestätigten auch Dr. Paul Ossei von der Abteilung für Pathologie, Komfo Anokye Teaching Hospital, Kumasi, Ghana für seinen Beitrag zur pathologischen Beurteilung von Wundgewebe.