AROMAFAUNA

AROMATERAPEUTICKÉ VETERINÁRNÍ PŘÍPRAVKY

Silice ve veterinární péči-review

21.12.2017

Silice ve veterinární péči-review

Článek publikovaný v odborném časopise Veterinářství, zveřejňujeme se souhlasem vydavatele (citace: Vaníčková, A. Silice ve veterinární péči-review. Veterinářství, 2017, 67, 12, 934-938.)

                                                                                        

Silice ve veterinární péči-review

 

Úvod

Silice (v anglicky psané literatuře „essential oils“) obsahují různorodé sloučeniny s širokým spektrem účinků. Proto jsou objektem výzkumu, neboť stoupá zájem o nesyntetické a ekologicky snadno odbouratelné přípravky. Prokázány byly např. účinky antibakteriální, virucidní, antimykotické, repelentní, insekticidní a akaricidní či anthelmintické.1 Jedná se o komplex těkavých látek, které jsou produktem sekundárního metabolismu rostlin, zejména z čeledi Myrtaceae, Lauraceae, Rutaceae, Lamiaceae, Asteraceae či Apiaceae.2 Kvalita i množství obsahových látek produkovaných rostlinami je podmíněna geneticky. Sekundární metabolity jsou rostlinami tvořeny v reakci na vnější prostředí (dle teploty, složení půdy, závlahy, vystavení světlu, napadení plísněmi atd.), vliv na složení má i doba sběru.3 Mezi účinné složky náleží zejména monoterpeny, seskviterpeny, diterpeny, ale také alifatické uhlovodíky, kyseliny, alkoholy, aldehydy či acyklické estery. Silice jsou získávány procesem parní destilace či lisováním.4 Silice o standardizovaném složení jsou i součástí Českého lékopisu.

Typická pro silice je výrazná vůně. Jejich účinky jsou známy již po tisíciletí, často se jedná o rostliny, jejichž části jsou využívány lidmi jako koření (např. tymián, bazalka, hřebíček, pepř, dobromysl). Na organismus působí i jinak než zlepšováním chuti pokrmu-osvědčují se též jako digestiva a karminativa, stomachika, spasmolytika, adstringencia, nervina, mají i antioxidační a protizánětlivé, analgetické či lokálně anestetické účinky.1,5 Studie publikovaná v roce 2014 měla za cíl prokázat pozitivní efekt silic při aplikaci formou spot-on psům trpícím atopickou dermatitidou. Použitý přípravek obsahoval polynenasycené mastné kyseliny a silice ze zederachu indického, levandule, hřebíčku, kajeputu střídavolistého, dobromysli, máty a cedrového dřeva. Po 8 týdnech aplikace bylo zjištěno výrazné zlepšení stavu oproti kontrolní skupině (zmírnění pruritu, zmenšení kožních lézí).6 Působení uvedeného přípravku však nemusí být výsledkem pouze pozitivního vlivu silic. U kontrolní skupiny bylo použito placebo a ne samotné polynenasycené mastné kyseliny, proto nelze stanovit, jak velký podíl mají na zlepšení stavu přímo silice.

Zohlednit při používání je třeba odlišný metabolismus u různých druhů zvířat. Často uváděná je např. citlivost koček na silice z citrusů (zejména na složky D-limonen a linalool používané i v komerčních preparátech proti blechám). Studie publikovaná v roce 1986 uvádí mírné příznaky toxikózy u pětinásobného překročení koncentrace doporučené výrobcem u zkoušeného přípravku, zejména hypersalivace, tremor, ataxie.7 Případy intoxikace jsou zaznamenávány u psů a koček při aplikaci silic z čajovníku se záměrem léčby kožních změn. Jedná se však o použití v nepřiměřené koncentraci nezkušenými majiteli.8

Antibakteriální účinky

Antibakteriální složky silic míří na několik cílů - většina narušuje procesy související s buněčnými membránami (elektronový transport, fosforylace, činnost iontové pumpy), ovlivňují enzymatické reakce.9 Byla potvrzena antibakteriální aktivita proti širokému spektru bakterií z řady Gram-pozitivních i Gram-negativních (Salmonella Typhimurium, S. Enteritidis, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Klebsiella pneumoniae, Listeria monocytogenes, E.coli, atd.).1 Mezi silice s nejvyšší antimikrobiální aktivitou náleží ty extrahované z tymiánu, dobromysli, kajeputu střídavolistého (známého jako tea tree), skořice, voňatky Cymbopogon schoenanthus (neboli citronová tráva), vavřínu či hřebíčku. Díky svému chemickému složení jsou silice účinné i proti bakteriím tvořícím biofilm.10

Z hlediska zdraví zvířat je významná účinnost extraktů z rostlin proti patogenům postihujícím trávicí systém. Při využití dobromysli (Origanum vulgare) a česneku (Allium sativum) v dietě prasat byl zjištěn následný pokles výskytu bakterie Lawsonia intracellularis ve střevě a snížil se počet zvířat trpících průjmovým onemocněním.11 Výzkum provedený na 150 nosnicích prokázal snížení počtu bakterií E. coli a Salmonella sp. ve střevě po přidávání dobromyslové silice (100 mg na kilogram krmiva). Ve střevě byl oproti kontrolní skupině naopak zjištěn vyšší počet bakterií rodu Bifidobacterium a Lactobacillus. Mj. se zlepšila i konverze krmiva a průměrná váha vajec.12 Výzkum u kuřat chovaných na maso odhalil, že směsi tvořené složkami silic (thymol, eugenol, kurkumin a piperin či karvakrol) omezily kolonizaci střeva Clostridium perfringens a došlo ke stabilizaci střevní mikroflóry u těchto zvířat.13

Antimykotické účinky

Některé silice vykazují antifungální aktivitu, prokázána byla účinnost proti rodům Trichophyton (např. kajeput bělodřevý, citronový plod, vetiver), Microsporum (např. kmín kořenný, blahovičník citroníkový), Malassezia (např. tymián, dobromysl) či Candida (kajeput střídavolistý).14 Vědecká studie prováděná na 60 koních trpících dermatofytózou potvrdila účinnost silice právě z kajeputu střídavolistého proti Trichophyton equinum. Na postiženou kůži byla aplikována 25% silice ředěná v mandlovém oleji. Po 30 dnech bylo klinické uzdravení všech zvířat potvrzeno i mikrobiologickým rozborem.15

Při infekci Microsporum canis lze s úspěchem používat směs mandlového oleje s podílem 5 % dobromyslového, 5 % rozmarýnového a 2 % mateřídouškového oleje po dobu alespoň dvou měsíců. Antimykotický účinek této směsi byl prokázán ve výzkumu publikovaném roku 2012. In vivo bylo testováno 7 koček, z nichž 5 se klinicky uzdravilo, při kultivaci vzorků byli 4 jedinci zjištěni jako negativní.16

Antiprotozoární účinky

V oblasti protozoárních infekcí je pozornost zaměřena zejména na využití silic při kokcidióze drůbeže. Některé druhy kokcidií způsobují závažné poškození střeva, jež může vést až k úhynu. Významné jsou zejména druhy Eimeria tenella, Eimeria maxima a Eimeria acervulina. Bez aplikace kokcidiostatik se v současnosti zejména produkce kuřat chovaných na maso prakticky neobejde. Jako efektivní byla identifikována silice z kajeputu střídavolistého, hřebíčku a tymiánu (in vitro).17 In vivo byl potvrzen účinek dobromysli při infekci E. tenella, ačkoli nedosahoval úrovně u skupiny léčené lasalocidem. Látky obsažené v dobromyslové silici působí na propustnost membrán tohoto parazita.18

Anthelmintické účinky

Důvodem výzkumu je snaha o nahrazení syntetických anthelmintik zejména u hospodářských zvířat novými preparáty s nízkou možností zanechávání reziduí v produktech živočišného původu. Silice jsou slibnými kandidáty, a to i díky malé pravděpodobnosti vzniku rezistence.  In vitro byly prokázány anthelmintické účinky např. proti Haemonchus contortus parazitujícím ve slezu malých přežvýkavců. Silice z pomerančovníku indického (Citrus sinensis) obsahující jako hlavní účinnou složku limonen je mj. schopný inaktivovat i vajíčka. Proti larvám se jeví jako účinnější silice z kajeputu Melaleuca quiquenervia.19 Anthelminticky působí i silice z voňatky Cymbopogon schoenanthus, jejíž hlavní obsahovou látkou je geraniol (prokázáno testy in vitro).20 In vivo studie publikovaná v roce 2012 však účinnost u uměle infikovaných jehňat neprokázala.21 Tymián obecný (Thymus vulgaris), obsahující thymol, při laboratorních zkouškách egg hatching assay, larval developement a larval motility vykázal inhibici ve vybraných dávkách od 90 do 100 %.22

V rámci výzkumu silic z česneku kuchyňského (Allium sativum) a pepřovníku dlouhého (Piper longum) byl in vitro prokázán jejich nevratný paralytický efekt na motolice, konkrétně u motolice Fasciola gigantica.23

Bohužel je dostupných málo studií in vivo. Je tedy nutný další výzkum ohledně dávkování, aby byly složky silic následně biologicky dostupné v potřebném místě působení, a zároveň nebyly negativně ovlivňovány trávicí procesy.

Působení proti ektoparazitům a repelentní účinky

Mechanismus insekticidního a akaricidního efektu není zcela objasněn, což je dáno i složitostí silic, které obsahují řadu účinných látek. Jedná se zřejmě o kombinaci neurotoxického a mechanického působení. Např. u sloučeniny terpinen-4-ol, což je monoterpenoid obsažený v čajovníkové silici, byl prokázán inhibiční účinek na acetylcholinesterázu u členovců.24

Jednou ze silic vyznačujících se insekticidními účinky je silice získávaná ze zederachu indického (Azadirachta indica), známého také jako neem.  Její složky narušují hormonální aktivitu a ovlivňuje životní cyklus hmyzu. Je nejen adulticidní, snižuje i líhnutí ze stádia vajíčka a vykazuje larvicidní účinky. Prokázána byla využitelnost proti více než 400 druhům hmyzu, včetně blech, vší, much či komárů. Působí také jako akaricid - hubí tedy i klíšťata. Využívána je zároveň díky svým repelentním vlastnostem. Historické zdroje dokládají používání zederachu na území Indie a Pákistánu již před více než 4500 lety.25,26 Z řady dalších repelentně působících jmenujme alespoň silice pocházející z rostlin rodu Eucalyptus27, tymiánu, hřebíčku, vetiveru, citronové trávy či bazalky Ocimum americanum.28

V neposlední řadě jsou silice aplikovány i ve včelařství. Ve veterinárním přípravku určenému k boji proti varroáze se setkáme s thymolem, složkou tymiánové či mateřídouškové silice.

Krmivářství

Jedním ze směrů výzkumu je ovlivnění střevní mikroflóry a nahrazení v minulosti vyžívaných antibiotických růstových stimulátorů. Používání těchto aditiv bylo v rámci Evropské unie zakázáno od roku 2006 kvůli riziku vzniku rezistence bakterií k antibiotikům.29,30

V chovu prasat byl studován vliv přidávání silic z dobromysli, hřebíčku či skořice. Zvířata následně vykazovala vyšší denní přírůstky a zlepšenou konverzi krmiva. Stejně jako u lidí totiž toto „koření“ lehkou iritací sliznice zvyšuje produkci trávicích enzymů a také hlenu. Hlen je pak jednou z přirozených bariér snižující možnost přichycení patogenních mikroorganismů na stěnu sliznice gastrointestinálního aparátu.31

Další zkoumanou oblastí je snižování ekologických následků chovu přežvýkavců. Chovy skotu jsou celosvětově významným zdrojem methanu, což je jeden z klíčových plynů mající za vinu skleníkový efekt. Při přidávání některých silic bylo u přežvýkavců zjištěno zlepšení trávení a snížení produkce methanu a dusíku.9

Důvodem použití silic jako složky krmiv je také jejich antioxidační aktivita, která pomáhá prodloužit uchovatelnost krmiv. Některé silice jsou navíc známé tím, že pro zvířata zvyšují chutnost krmiv a tím i jejich příjem. Na trhu jsou již dostupné komerční produkty silice obsahující. Při podávání skotu deklarují např. zvýšení tvorby propionátu v bachoru a následné zvýšení hodnoty tuku v produkovaném mléku.29,31

Vliv silic na chování zvířat

Často používanou je levandulová silice, ze jejíž biologickou aktivitu je zodpovědný zejména linalool a linalylacetát. Uklidňující až sedativní účinek byl potvrzen u psů, myší či ovcí. V roce 2013 byl publikován výzkum zaměřený na použití levandulové silice u koní vystavených akutnímu stresu. Po dobu 15 minut měřených od stresové situace byli koně vystaveni parám produkovaným zvlhčovačem vzduchu naplněným směsí vody a 20 % silice. Proti kontrolní skupině byl zjištěn významný rozdíl v poklesu srdeční frekvence měřené před a po aplikaci. Levandulovou silici je tak možné využít pro zklidnění stresovaného koně.32

Pozitivní důsledek týkající se zvládání stresových situací byl předmětem zkoumání i u hospodářských zvířat. Potvrzen byl u selat v období odstavu, u drůbeže pak při naskladňování do nových chovných prostor. Silice byly aplikovány jako přídavek do krmiva.31

Závěr

Silice nabízejí široké spektrum možného využití i při péči o zvířata - ať už v zájmovém chovu či hospodářská. Při výzkumu se však jeví jako problematické různé složení různých šarží, což je dáno tím, že úroveň tvorby sekundárních metabolitů rostlinami není konstantní a složení se může lišit. Známé je synergické působení jednotlivých složek. Je třeba provést další studie in vivo pro potvrzení laboratorních výsledků, aby bylo možno využít účinnost silic ve vyšší míře. Díky působení odlišnému od syntetických sloučenin využívaných při boji s různými patogeny se jedná i o důležitou „zálohu“ např. při rozvoji rezistence patogenních agens proti současným přípravkům.

 

Literatura:


1. Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., Idaomar, M. Biological effects of essential oils-A review. Food and Chemical Toxicology. 2008;46:446-475.
2. Tripathi, A. K., Upadhyay, S., Bhuiyan, M., Bhattacharya, P. R. A review on prospects of essential oils as biopesticide in insect-pest management. Journal of Pharmacognosy and Phytotherapy. 2009;1:52-63.
3. Tomko, J. a kol. Farmakognózia: Učebnice pre farmaceutické fakulty. 2.vydání, Martin; Osveta, 1999:422.
4. Dorman, H. J. D., Deans, S. G. Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils. Journal of Applied Microbiology. 2000;88:308-316.
5. Ali, B., Al-Wabel, N. A., Shams, S., Ahamad, A., Khan, S. A., Anwar, F. Essential oils used in aromatherapy: A systemic review. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2015;5:601-611.
6. Blaskovic, M., Rosenkrantz, W., Neuber, A., Sauter-Louis, C., Mueller, R. S. The effect of spot-on formulation containing polyunsaturated fatty acids and essential oils on dogs with atopic dermatitis. The Veterinary Journal. 2014;199:39-43.
7. Hooser, S. B., Beasley, V.R., Everitt, J. I. Effects of an insecticidal dip containing d-limonene in the cat. Journal of the American Veterinary Medical Association. 1986;189:905-908.
8. Villar, D., Knight, M.J., Hansen, S.R., Buck, W.B. Toxicity of melaleuca oil and related essential oils applied topically on dogs and cats. Veterinary and Human Toxicology. 1994;36(2):139-42.
9. Benchaar, C., Calsamiglia, S., Chaves, A. V. A review of plant-derived essential oils in ruminant nutrition and production. Animal Feed Science and Technology. 2008;145:209-228.
10. Sambyal, S. S., Sharma, P., Shrivastava, D. Anti-biofilm Activity of Selected Plant Essential Oils against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2017;6:444-450.
11. Papatsiros, V. G., Tzika, E. D., Papaioannou, et al. Εffect of Origanum vulgaris and Allium sativum extracts for the control of Proliferative Enteropathy in weaning pigs. Polish Journal of Veterinary Sciences. 2009;12:407-414.
12. He, X., Hao, D., Liu, Ch. et al. Effect of supplemental oregano essential oils in diets on production performance and relatively intestinal parameters of laying hens. American Journal of Molecular Biology. 2017;7:73-85.
13. Mitsch, P., Zitterl-Eglseer, K., Köhler, B., Gabler, C., Losa, R., Zimpernik, I. The effect of two different blends of essential oil components on the proliferation of Clostridium perfringens in the intestine of broiler chickens. The Journal of Poultry Science. 2004;83:669–675.
14. Harris, R. Progress with superficial mycoses using essential oils. The International Journal of Aromatherapy. 2002;12:83-91.
15. Pisseri, F., Bertoli, A., Nardoni, S. et al. Antifungal activity of tea tree oil from Melaleuca alternifolia against Trichophyton equinum: An in vivo assay. Phytomedicine. 2009;16:1056-1058.
16. Mugnaini, L., Nardoni, S., Pinto L. et al. In vitro and in vivo antifungal activity of some essential oils against feline isolates of Microsporum canis. Journal de Mycologie Médicale. 2012;22:179-184.
17. Remmal, A., Achahbar, S., Bouddine, L., Chami, N., Chami, F. In vitro destruction of Eimeria oocysts by essential oils. Veterinary Parasitology. 2011;182:121-126.
18. Giannenas, I. A., Florou-Paneri, P., Papazahariadou, M., Botsoglou, N. A., Christaki, E., Spais, A. B. Effect of diet supplementation with ground oregano on performance of broiler chickens challenged with Eimeria tenella. Archiv Für Geflügelkunde. 2004;68:247 – 252.
19. Gaínza, Y. A., Domingues L. F., Perez, O. P., Rabelo, M. D., López, E. R., de Souza Chagas, A. C. Anthelmintic activity in vitro of Citrus sinensis and Melaleuca quinquenervia essential oil from Cuba on Haemonchus contortus. Industrial Crops and Products. 2015;76:647-652.
20. Katiki, L. M., Chagas, A. C. S., Bizzo, H. R., Ferreira, J. F. S., Amarante, A. F. T. Anthelmintic activity of Cymbopogon martinii, Cymbopogon schoenanthus and Mentha piperita essential oils evaluated in four different in vitro tests. Veterinary parasitology. 2011;183:103-108.
21. Katiki, L. M., Chagas, A. C. S., Takahira, R. K., Juliani, H. R., Ferreira, J. F. S., Amarante, A. F. T. Evaluation of Cymbopogon schoenanthus essential oil in lambs experimantally infected with Haemanchus contortus. Veterinary parasitology. 2012;186:312-318.
22. Ferreira, L. E., Benincasa, B. I., Fachin, A. L. et al. Thymus vulgaris L. essential oil ond its main component thymol: Anthelmintic effects against Haemonchus contortus from sheep. Veterinary parasitology. 2016;228:70-76.
23. Singh, T. U., Kumar, D., Tandan, S. K., Mishra, S. K. Inhibitory effect of essential oil of Allium sativum and Piper longum on spontaneus muscular aktivity of liver fluke, Fasciola gigantica. Experimental parasitology. 2009;123:302-308.
24. Lopez, M. D., Pascual-Villalobos, M. J. Mode of inhibition of acetylcholinesterase by monoterpenoids and implication for pest control. Industrial Crops and Products. 2010;31:284-288.
25. Tiwari, R., Verma, A. K., Chakraborty, S., Dhama, K., Singh, S. V. Neem (Azadirachta indica) and its potential for safeguarding health of animals and humans: A review. Journal of Biological Sciences. 2014;14:110-123.
26. Maciel, M. V., Morais, S. M., Bevilaqua, C. M. et al. In vitro insecticidal activity of seed neem oil on Lutzomyia longipalpis. Brazilian Journal of Veterinary Parasitology. 2010;19:7-11.
27. Batish, D. R., Singh, H. P., Kohli, R. K., Kaur, S. Eucalyptus essential oils as a natural pesticide. Forest Ecology and Management. 2008;256:2166-2174.
28. Tisgratog, R., Sanguanpong, U., Grieco, J. P., Ngoen-Kluan, R., Chareonviriyaphap, T. Plants traditionally used as mosquito repellents and the implication for their use in vector control. Acta Tropica. 2016;157:136-144.
29. Rofiq, M. N. The use of plant essential oils as feed additives for ruminants. Wartazoa. 2016;26:9-16.
30. NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY (ES) č. 1831/2003 ze dne 22. září 2003 o doplňkových látkách používaných ve výživě zvířat.
31. Franz, C., Baser, K. H. C., Windisch, W. Essential oils and aromatic plants in animal feeding-a European perspective. A review. Flavour and Fragrance Journal. 2010;25:327-340.
32. Ferguson, C. E., Kleinman, H. F., Browning, J. Effect of lavender aromatherapy on acute-stressed horses. Journal of Equine Veterinary Science. 2013;33:67-69.