Only Perception: 蔓越梅汁創造能量障礙使病菌遠離細胞

2008-07-22

蔓越梅汁創造能量障礙使病菌遠離細胞

Cranberry juice creates energy barrier that keeps bacteria away from cells, study shows
http://www.physorg.com/news135869488.html

July 21, 2008

幾代以來，喝蔓越梅（cranberry）汁的人們確信它能避開尿道感染的威力，然而其作用的確切機制卻尚未被完全理解。一項由 Worcester Polytechnic Institute (WPI) 的研究者所完成的新研究，揭示這種汁液能改變尿道中病菌的熱力學特性，創造一種能量障礙，那使微生物無法靠得太近以佔據在細胞上，並造成傳染。

這項研究，發表在 Colloids and Surfaces: B 期刊中，由 Terri Camesano，WPI 化工副教授，以及一個畢業生團隊所完成，包括博士候選人 Yatao Liu。她們將二種大腸桿菌，一種具有髮狀突出物，稱為纖毛（ fimbriae，繖）而另一種則無，暴露在不同濃度的蔓越梅汁中。纖毛出現在一些致命病菌中，包括那些引發尿道感染的細菌，而且據信為病菌所用以便與細胞形成強大的結合。

她們發現對有纖毛細菌而言，即便在低濃度，蔓越梅汁都能改變二種特性，那作為病菌附著到細胞上的能力指標。

第一種因子稱為 Gibbs 附著自由能（free energy of attachment），那是一種病菌在附著到一個細胞之前，所必須耗費之能量總量的度量。在沒有蔓越梅汁的情況下，這個值是一個負數，這指出能量會被釋出且附著為高度可能。當蔓越梅汁存在時，這個數值為正，而且隨汁液的濃度增加而穩固地增大，使得附著到尿道細胞上愈來愈不可能。

表面自由能（Surface free energy）也會上升，這指出蔓越梅汁存在時，能創造出一種能量障礙，那能抵制細菌。研究者亦將細菌與尿道細胞一同置於溶液中。在沒有蔓越梅汁的情況下，有纖毛的細菌毫無困難地附著在細胞上。當濃度隨著蔓越梅汁添加到溶液中而增加時，附著愈來愈難觀察。

蔓越梅汁對於沒有纖毛的大腸桿菌而言，沒有可識別的功效，這指出汁液中的化合物也許直接作用在纖毛本身的分子結構上。這增強了 WPI 團隊先前的研究，那證明暴露於蔓越梅汁中，會改變纖毛的形狀，致使它們變成受到壓縮。

把原子力顯微鏡（AFM）當成一種微小的張力計來使用，這個團隊也證明，細菌施加在尿道細胞上的黏著力，其降幅與溶液中蔓越梅汁的濃度成正比。

"我們的結果證明，至少對尿道感染而言，蔓越梅汁以正確的病菌（那些會造成疾病）為目標，但是對於非致病生物則無效，這指出蔓越梅汁將不會擾亂細菌，那是在腸道內，正常菌叢（flora）的一部份，" Camesano 說。"我們亦證明，當蔓越梅汁的濃度與我們所預期，在尿道中可尋獲之濃度相比較時，會出現這種效應。"

Camesano 提到，未發表的研究證明，雖然蔓越梅汁對致病細菌有著強大的功效，但這些效果都是短暫地。"當我們拿曾用蔓越梅汁處理過的大腸桿菌，並將它們置於正常的生長培養基中，它們重新獲得黏附到尿道細胞的能力，" 她說。"這指出，為了要領悟蔓越梅的抗菌能力，一個人必須要規律地喝蔓越梅汁 -- 或許是每天。

對那些特別注意卡路里的人而言，Camesano 表示，最近在她實驗室所進行的其他研究證明，規律的蔓越梅汁雞尾酒與節食（無糖）蔓越梅汁是一樣的。"這對於不喜歡喝許多甜汁的人而言，這是個好消息，" 她說。

※ 相關報導：

＊ Cranberry changes the physicochemical surface properties of E. coli and adhesion with uroepithelial cells
http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2008.02.012

Yatao Liua, Amparo M. Gallardo-Morenob,
Paola A. Pinzon-Arangoc, Yorke Reynoldsa, Guadalupe Rodrigueza
and Terri A. Camesano
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
Volume 65, Issue 1, 1 August 2008, Pages 35-42
doi: 10.1016/j.colsurfb.2008.02.012