ГРИП И РОЛЯТА НА ЕТЕРИЧНИТЕ МАСЛА В ЛЕЧЕНИЕТО МУ

Падането на зимата е и началото на сезона на остри респираторни заболявания и много хора започват да страдат от кихане, възпалено гърло, кашлица, треска и простуди.Често има объркване около причините за тези заболявания, а обичайните термини като “студ”, “грип”, “пневмония” и “стомашен грип” се използват за описване на различни бактериални, вирусни или гъбични инфекции (Таблица 1). Подходящите диагнози са от ключово значение за ефективното лечение, тъй като лечението на инфекции е много различно в зависимост от това дали инфекцията е причинена от бактерии, вируси или гъбички. В някои случаи коинфекцията (бактериална и вирусна) може допълнително да усложни диагнозата. Респираторен синцитиален вирус (RSV) и бактерия Haemophilus influenzae и грип и бактерия Streptococcus pneumoniae са открити заедно при деца, страдащи от респираторни инфекции (O’Grady et al 2016), изискващи многократно лечение за разрешаване на инфекцията.
Въпреки че грипните вируси не са толкова смъртоносни през последните десетилетия, както в миналото, все още е жизнено важно да се търсят нови начини за борба с грипните епидемии. Разработването на лечения, насочени към множество етапи от жизнения цикъл на вируса на инфлуенца A (IAV), ще бъде най-ефективният начин за борба с IAV инфекцията, клинични усложнения и предотвратяване на разпространението на IAV. Етеричните масла и техните съставки са доказано ефективни антибактериални средства (Tisserand 2015) и изясняването на тяхното действие като антивирусни препарати е от решаващо значение. Лечението с етерични масла и други аромати, като допълнение към алопатичните лекарства, е било полезно за облекчаване на симптомите на грипа като неразположение, главоболие и хрема (Price and Price 2007). Въпреки това, има доказателства, че етеричните масла могат да играят активна роля в намаляването на грипните усложнения и разпространението им. Този преглед ще опише жизнения цикъл на грипа, неговото взаимодействие в клетката гостоприемник и обещаващи изследвания, които предполагат, че ароматните съединения са ефективни лечения за грипна инфекция и превенция на разпространението на грипа.

Преглед на грипа и история на пандемиите
Грипните вируси се класифицират като тип А, В или С от хемаглутининовите (НА) и невраминидазните (NA) протеини на вируса и се наричат с предполагаемото място на произход. Грип А и Б причиняват типичните симптоми на грип, но грип С обикновено не е грижа за човешкото здраве. Въпреки че понякога грипът може да бъде фатален, като цяло смъртните случаи от грип се дължат на усложнения от инфекцията, включително увреждане на белите дробове, пневмония и вторични бактериални инфекции. Пациентите с висок риск от усложнения от грипна инфекция включват малки деца, възрастни над 65 години, бременни жени и такива с хронично здравно състояние, засягащи дихателната и кръвоносната системи. Тези пациенти обикновено развиват индуцирана от грип пневмония, вторична бактериална пневмония или остър респираторен дистрес синдром, което може да доведе до смърт (Tesini 2018).
От 1889 г. са настъпили шест големи пандемии от грип (световни огнища). Грипната пандемия от 1918 г. („испански грип“) е най-смъртоносната пандемия в историята. Приблизително 5% от населението на света е било заразено, а броят на смъртните случаи е оценен на 50 милиона (CDC). Този щам H1N1 причинява най-висока смъртност поради вторична бактериална пневмония (Shanks 2015) и цитокинова буря (Wang et al 2018), а не поради индуцирана от грип пневмония или увреждане на белите дробове. Нова версия на грип H1N1 е отговорна за пандемията на „свинския грип“ през 2009 г. (Tesini 2018, CDC). Центровете за контрол на заболяванията (CDC) оценяват, че 60,8 милиона души са били заразени през първата година от пандемията, а между 151,700 и 575,400 души са починали (CDC). С въвеждането на противогрипните ваксинации и фармацевтичните лекарства, броят на смъртните случаи от грип поради усложнения от грипна инфекция е намалял (CDC).

Антивирусни лекарства
Антивирусните лекарства са до голяма степен разработени, за да се предотврати навлизането на вируса в клетката гостоприемник и разтоварването на неговия вирусен геном, а също и предотвратяване на вирусната репликация или на вирусното потомство от излизане от клетката гостоприемник. Лекарства, които инхибират вирусни ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) полимеразни ензими, като ацикловир и ганцикловир, са ефективни лечения за херпес симплекс вирус (HSV) и цитомегаловирус, съответно (Gnann et al. 1983, Matthews and Boehme 1988). Обаче, инхибиторите на ДНК полимераза биха били неефективни за предотвратяване на репликацията на геноми при вируси, чиито геноми са организирани като РНК (рибонуклеинова киселина), като грип и хепатит С. Като такъв, терминът “антивирусен” не означава, че дадено вещество ще убие всички вируси , Вместо това, антивирусното съединение може да бъде специфично за вируса или да действа на подобни вируси.

Лекарствата, които понастоящем са одобрени за лечение на инфекции с грип, включват амантадин и римантадин, които са насочени към ранните стадии на грипната инфекция, и озелтамивир (Tamiflu ®), перамивир (Rapivab) и занамивир (Relenza ®), които са насочени към късните стадии и разпространението на грип , Тези лекарства трябва да се прилагат в рамките на 1-2 дни от началото на симптомите (Tesini 2018). За съжаление, много щамове от грип са развили имунитет към наличните лекарства и затова е налице належаща нужда от разработване на нови лечения. Доказано е, че две нови химикали, пинанамин и М090, ефективно блокират NA активността и разпространението на грипа (Фигура 2J) и могат да станат одобрени човешки лекарства след клинични проучвания (Li et al 2017, Zhao et al 2018). Поради химическата сложност на етерични масла и други ароматни съединения, щамовете на IAV могат да имат по-малка вероятност да развият резистентност. Обаче, ако антивирусното действие на етерично масло се дължи на определен химичен компонент, IAV щамовете могат да възникнат, които са устойчиви на този химикал. По-нататъшно тестване in vitro може да изясни този въпрос.
Биологията на грипа
Докато бактериите са едноклетъчни организми, вирусите са много по-прости, като са изградени от генетичен материал под формата на едно- или двуверижна ДНК или РНК, плюс протеинова обвивка, наречена капсид. Те не могат да се размножават или разпространяват, без да нахлуват в клетката-домакин. Покритите вируси като грип, HSV-1, ХИВ, Ебола и Зика имат допълнително покритие около капсида, наречено обвивка. Обвивката се състои от мембрана, изработена от фосфолипиди, които обикновено се получават от клетката гостоприемник при излизане, и гликопротеини, които са получени от процеса на вирусна репликация. Вирусът на грип А (IAV) обикновено е оформен като сфера и притежава три вида трансмембранни протеини: хемаглутинин (НА), невраминидаза (NA) и матричен-2 протонен канал (M2) (Samji 2009). Всички те играят роля в жизнения цикъл на вируса в човешката клетка.

Когато IAV частица се сблъска с клетка гостоприемник (обикновено епителни клетки в носа, гърлото и белите дробове), НА протеините свързват сиаловите рецептори, открити в клетъчната мембрана на клетката гостоприемник (Фигура 2А). Това кара клетката гостоприемник да ендоцитира вирусната частица, образувайки структура, наречена ендозома (Фигура 2В). При влизане в клетка, покритите вируси трябва да преминат през процес на покриване, за да се отстрани допълнителната мембрана, преди вирусът да може да се репликира. Размазването започва, когато рН на ендосома подкислява, което предизвиква отваряне на М2 йонните канали (Фигура 2С). Тъй като това се случва, рецепторно свързаната HA претърпява конформационна промяна, която позволява вирусната обвивка да се слива с ендозомалната мембрана (Фигура 2D). В резултат на това, IAV геномът се освобождава в цитоплазмата на клетката гостоприемник (Фигура 2Е) (Samji 2009). IAV геномът влиза в ядрото и претърпява репликация с помощта на машината на клетката гостоприемник, преди да бъде върнат в цитоплазмата (Фигура 2F, G). След производството на протеин IAV, тези нови компоненти мигрират към клетъчната мембрана на клетката гостоприемник и започват да образуват IAV частици от потомството (Фигура 2Н, I). За да се излезе напълно от клетката гостоприемник, NA протеините в развиващата се IAV частица разцепват клетъчната мембрана (Фигура 2J). След това частиците от вируса на потомството могат да нахлуват в други клетки.

Вроденият имунитет на гостоприемника се провокира при IAV инфекция и се инициира каскада от възпалителни пътища. Това се проявява като симптоми на грип. В допълнение, в хост-клетката се задейства процес, наречен аутофагия. Autophagy е механизъм, който рециклира клетъчното съдържание. Той може да бъде задействан, когато клетката е подложена на стрес, или когато клетката открие повредени протеини, които трябва да бъдат разградени (Jackson 2015). Накратко, в цитоплазмата се образува автофагозома, която поглъща цитоплазменото съдържание и става двуслойна органела (Фигура ЗА). След това автофагозомата узрява и се свързва с лизозомата, където съдържанието се усвоява. Автофагията участва в клетъчната смърт и взаимодейства с възпалителни системи (Wang et al 2018). По отношение на миряните, автофагията означава клетка, която се храни, или нещо, от което вече не се нуждае.
За съжаление, дори този самопочистващ се процес може да бъде отвлечен от грипния вирус. IAV M2 протеинът участва в индуцирането на автофагия, а IAV се възползва от пътя на автофагията за репликиране (Zhang et al 2014, Jackson 2015). Автофагията е критична за натрупването на вирусни компоненти на потомството и промени в апоптотичния механизъм на клетката гостоприемник (Zhang et al 2014, Feizi et al 2017). IAV инфекцията увеличава броя на автофагозомите в клетката (Zhang et al 2014), като инхибира тяхното узряване (Фигура 3В) (Wang et al 2018). IAV също така инхибира сливането на автофагозомите с лизозомите (Фигура ЗС), което предотвратява разграждането на съдържанието му (Feizi et al 2017, Wang et al 2018). В действителност, IAV отвлича автофагозомите на клетката гостоприемник, за да се скрие от защитните сили на клетката. Индуцираната с H5N1 аутофагия е отговорна за острото увреждане на белия дроб на IAV щама и високата смъртност (Wang et al 2018).

Освен това, индуцираната от IAV автофагия води до повишаване на нивата на хемокинови и цитокинови провъзпалителни молекули (Фигура 2 е вмъкната) (Feizi et al, 2017). “Цитокинова буря” описва това масово освобождаване на цитокини, което води до остро възпаление, което започва на едно място, но бързо се разпространява в цялото тяло, което води до системен сепсис (Tisoncik et al 2012). Счита се, че цитокиновите бури, дължащи се на IAV инфекция, са основната причина за смърт при пациенти с H1N1 (Wang et al 2018).

Накратко, вирусът на грип А навлиза в клетка и използва собствените си механизми за репликиране и скриване от имунната система. Ето защо е от жизненоважно значение да се опитате да се справите с вирусна инфекция на всички етапи на развитие, а изследванията in vitro показват, че някои етерични масла могат да направят точно това.

Ароматни съединения с антивирусна активност
Повечето от доказателствата, че ароматните съединения са активни срещу грип се правят in vitro, с култивирани клетки, които са заразени с IAV щамове. Тези изследвания са идеални за определяне на химичните и биологичните взаимодействия в рамките на клетката. По-лесно е да се изолират определени точки в жизнения цикъл на вируса и да се определи кога съединението взаимодейства с клетъчните процеси. Въпреки това, превеждането на in vitro проучвания в клинични приложения изисква in vivo изследвания, като се използват моделни организми. Тези проучвания са налични за някои ароматни съединения, но са необходими допълнителни изследвания in vivo, преди да се пристъпи към клинични проучвания при хора. Съединения, които са идентифицирани като инхибитори на специфични точки в жизнения цикъл на IAV в in vitro изследвания могат да бъдат изследвани като потенциални лечения при пациенти. По същество, въпреки че има някои обещаващи изследвания, предложенията тук са много предварителен.

Предотвратяване на миграцията и ранните етапи на жизнения цикъл на IAV в клетката гостоприемник
По време на ранните етапи на жизнения цикъл на грипа вирусът се прикрепя към клетката, се интернализира и претърпява непокриване (Фигура 2А-Е). Одобрените лекарства, които третират ранните етапи на IAV, действат върху процеса на покриване, по-специално отварянето на М2 йонния канал (Фигура 2D). Тези лекарства обаче са неефективни за повечето от случаите на грип, поради мутации, които предизвикват лекарствена резистентност. Много ароматни съединения показват анти-грипно действие по-рано в процеса на заразяване (Фигура 2А-С). Етеричното масло от мелис (Melissa officinalis) се използва широко за предотвратяване на инфекция с HSV. По същия начин, IAV, третиран с етерично масло от лимонов балсам, не е в състояние да се прикрепи към клетъчните повърхностни рецептори на гостоприемника in vitro (Pourghanburi et al 2016).

Етеричното масло от чаено дърво (Melaleuca alternifolia) потиска инфлуенцата по време на ранните етапи, като предотвратява вътреклетъчната обработка на вирусните частици. Когато се внася в клетъчна културална среда, маслото от чаено дърво предотвратява премахването на вируса чрез намеса в подкиселяването на ендозомите и сливането на мембраната (Фигура 2С, D) (Garozzo et al., 2009, Garozzo et al. ). Способността за предотвратяване на ендозомовото подкиселяване се приписва на съставките на чаено дърво терпинен-4-ол, α-терпинеол и терпинолен (Garozzo et al. 2009, Garozzo et al. 2011). Те бяха тествани срещу допълнителни вируси, но тяхното действие може да бъде специфично за IAV. Маслото от чаено дърво, когато активно се разпространява с пулверизатор за две секунди, изчиства почти всички IAV на въздуха след 10 минути и показва нула вирус на 15 минути след третирането с пулверизатор (Usachev et al 2013). Маслото от евкалипт (Eucalyptus polybractea) показва нулев вирус след 15 минути след 15 секунда период на активна дифузия с пулверизатор (Таблица 3) (Usachev et al 2013).

Таблица 3: Етерични масла и грипни вируси. За пълна таблица кликнете върху изображението.

В изследване in vitro, изследващо H1N1, редица етерични масла и химически съставки показаха способността да инхибират активността на HA (фигура 2D). Лист от канела (Cinnamomum zeylanicum), бергамот (Citrus bergamia), лимонова трева (Cymbopogon flexuosus), евкалипт (Eucalyptus globulus) и масла от мащерка (Thymus vulgaris), когато се прилагат към хранителната среда, показват значително инхибиране на HA. Евгенол, основна съставка Таблица 4: Съставки на етерично масло и грипни вируси. За пълна таблица кликнете върху изображението.

След репликация на геном, в цитоплазмата се произвеждат IAV протеини. β-санталол показва намаляване на растежа на IAV и синтез на геном на IAV in vitro (Фигура 2G) (Kiyohara et al 2012, Paulpandi et al 2012). Germacrone също ефективно намалява растежа на IAV и специфично намалява транскрипцията на вирусни гени и протеин, произведени in vitro (Фигура 2Н) (Liao et al, 2013). Germacrone показва адитивен ефект с oseltamivir (инхибитор на NA) in vitro и in vivo, което предполага, че гермакрона може да бъде ефективно лечение, когато се използва заедно с традиционните лечения (Liao et al 2013). Гермакрон се открива в масло от здравец (Geranium macrorrhizum) при около 45%.
Транс-цинамалдехидът, който съставлява около 80% от касия (Cinnamomum cassia) масло и 70% от канелено масло от кора (Tisserand and Young 2014), инхибира производството на протеин IAV in vitro (Фигура 2Н) (Hayashi et al 2007). По-важното е, че интраназалното приложение (когато въвеждате течното съединение в носната кухина с помощта на пипета) на транс-цинамалдехид, което позволява директно вдишване на парите, е ефективно за лечение на летална индуцирана от грип пневмония (Фигура 3 вмъкнато) (Hayashi et al 2007). Това лечение може да се преведе директно на хората, но тъй като транс-цинамалдехидът може да бъде сенсибилизатор на кожата (Tisserand and Young 2014), инхалацията без директно назално приложение може да бъде по-добър избор. Ефикасността на инхалирано лечение трябва да бъде потвърдена при изпитвания при хора.

Показано е, че две смеси от етерично масло инхибират растежа на H1N1 in vitro (Таблица 5). И двете смеси съдържат канелена кора, евкалипт и етерични масла от розмарин (Rosmarinus officinalis) (Brochot et al 2016). Сместа 2 съдържа допълнително карамфил и сладки портокалови (Citrus sinensis) етерични масла, и тази смес инхибира производството на вирусни протеини (Фигура 2Н) (Wu et al 2010).

Късен етап на жизнения цикъл на IAV в клетката гостоприемник
В „късния стадий” на грипните инфекции вирусните протеини и генетичният материал мигрират към клетъчната мембрана на гостоприемника и се превръщат в потомствен вирус (Фигура 2I). За да може вирусът на потомството да избяга от клетката гостоприемник и да се разпространи, NA трябва да разцепи споделената мембрана. Маслото от канелени листа и евгенолът инхибират NA активността в откритите в H1N1 клетки (Vimalanathan et al 2014), което потиска разпространението на IAV. Patchoulol, в допълнение към модулирането на възпалителния отговор на клетката към грип, е в състояние да свърже активния сайт с NA протеина (Wu et al 2011). Настоящите инхибитори на NA действат на същия принцип и блокират разпространението на грипа (Фигура 2J).

Ароматни лечения, предложени за домашни потребители
Грипозните частици могат да се разпространяват чрез въздушни капчици, близък контакт с инфектиран човек и контакт с обекти, заразени с вируса (Tesini 2018). Частиците на грипа могат да останат жизнеспособни на обекти до 48 часа (CDC), така че ефективната стерилизация на предметите е важна стъпка за предотвратяване на разпространението на грипа. Настоящите CDC указания предполагат дезинфекциране на обекти с хлор, водороден пероксид, сапун и алкохоли (CDC). Етанолът е ефективен срещу повечето клинично значими вируси, включително грип (Kampf 2017). Доказано е, че водородният пероксид е ефективен срещу грип и норовирус, когато се използва върху твърди повърхности (Goyal et al. 2014). Въпреки това, ефикасността на използването на тези вещества върху порезни повърхности е неясна. Разработването на химикали, които биха били универсални повърхностни дезинфектанти, е от ключово значение за убиването на вирусите във всички условия. Използването на етерични масла за убиване на бактерии е установено (Nazzaro et al 2013, Vasconcelos et al 2018), както и доказателствата за тяхното използване за убиване на вируси. Има доказателства, че дифузията на етерични масла е ефективна за премахване на бактериите и вирусите, пренасяни по въздуха, но безопасността на тази практика трябва да бъде проучена. На базата на in vitro изследването, пулверизиращите етерични масла (Eucalyptus polybractea) или етерично масло от чаено дърво (Melaleuca alternifolia) за 15 секунди е бърз и ефективен метод за премахване на капки капсули във въздуха в рамките на 15 минути (Usachev et al 2013). Тези етерични масла се считат за безопасни за употреба при повечето хора и не съдържат химически съставки, които са мембранни дразнители. Въпреки това, повечето домашни потребители притежават дифузери с умерен изход, а не търговски инхалатор. Това може да ограничи прилагането на този метод за убиване на грип във въздуха. За да се повиши ефикасността, потребителите могат да използват потребителски инхалатор в затворено пространство, като например затворена спалня. След всяко третиране стаята трябва да се проветри, като се отвори прозорец, за да се оставят остатъчните етерични масла и да се подаде свеж въздух в помещението. Пасивната дифузия на етерични масла от бергамот (Citrus bergamia) или синя гума (Eucalyptus globulus) за 10 минути, или канела (Cinnamomum zeylanicum) етерично масло за 30 минути, е достатъчна за намаляване на активността на грипа в клетъчната култура. Смес # 2, съдържаща канелена кора, карамфил (Syzygium aromaticum), сладък портокал (Citrus sinensis), евкалипт и розмарин (Rosmarinus officinalis) масла, ефективно намалява активността на грипа при множество времеви точки в клетъчната култура (Таблица 2) 5) (Wu et al 2010). Това добавя подкрепа за практиката на разпространение на тези смеси за дезинфекциране на помещенията. Маслото от карамфиловия лист и канелените листа е с високо съдържание на евгенол, което също показва значителна анти-грипна активност в средата на късните етапи на жизнения цикъл на грипа. Тъй като маслото от канелена кора съдържа транс-цинамалдехид, дразнител и сенсибилизатор, препоръчително е да не се използва в дифузорни смеси за продължителен период от време. Въпреки това, разпръскването в продължение на 30 минути в празна стая, последвано от проветряване на помещението, би било разумна практика. За домашния потребител друг вариант е инхалатор, съдържащ етерични масла против грип. Инхалаторите са чудесни за употреба в движение и премахват необходимостта от отчитане на здравословното състояние на други хора. Много етерични масла са способни да намалят активността на грипа, когато се прилагат директно към инфектираните с грип клетки. Домашните потребители могат да използват тези резултати in vitro за определяне на етеричните масла, които да се използват в почистващите повърхности. Въпреки това, почистването на твърди повърхности с водороден пероксид е вероятно по-ефективна и по-безопасна практика. Остава да се определи дали пулверизираните или разпръснати етерични масла ще бъдат ефективни за почистване на повърхности. Не е ясно колко дълго грип може да оцелее на тези повърхности, и когато е възможно, най-добре е почистването им с препоръчани от CDC вещества.

Заключения
Сезонният и пандемичният грип е основна грижа за човешкото здраве. Повечето щамове на грипа са станали резистентни към наличните лекарства за грип и има належаща нужда от разработване на нови лечения. Не е ясно дали грип може да развие резистентност към сложни химически смеси като етерични масла, но е възможно щамовете на грипа да развият резистентност към определени химични съставки като транс-цинамалдехид. Обаче, тъй като етеричните масла и техните компоненти често действат в множество етапи от жизнения цикъл на вируса, резистентността може да е непълна и засяга само определени стъпки в жизнения цикъл.

Многобройни in vitro проучвания изясниха механизмите, чрез които някои етерични масла и техните химически съставки блокират грипната активност. Тези етерични масла биха могли да се използват за намаляване на разпространението на грипа, но следващите стъпки за разработване на ароматни терапии като грип за грип е провеждането на in vivo изследвания. Проучвания при мишки са идентифицирали специфични ароматни съединения, които се справят с последиците от грипа, включително възпаление на белите дробове, увреждане на белите дробове и пневмония. Надяваме се, че тези резултати in vivo също ще доведат до успешни човешки лечения.

Благодарности на Tisserand Institute!