Charakterystyka rośliny
Olejek z drzewa herbacianego (w angielskim Tea tree oil) otrzymywany jest z rośliny Melaleuca alternifolia Cheel należącej do rodziny Myrtaceae (25). Nazwa rośliny wywodzi się od kapitana Cooka i pierwszych kolonizatorów Australii z 1770 r., którzy wzorem Aborygenów używali liści do zaparzania aromatycznego napoju zastępującego herbatę (20).
Drzewo herbaciane rośnie do 7 m wysokości. Ma krzaczastą koronę i przypominającą papier białą korę. Młode pędy i kwiatostany są zazwyczaj jedwabiście owłosione, starsze pędy są gołe. Liście rosną naprzeciwlegle, są spiczasto-lancetowate, do 2,5 cm długie, z wyraźnymi gruczołami olejkowymi. Melaleuca alternifolia rośnie w zachodnich rejonach Australii wzdłuż strumieni, rzek i na bagnistych nizinach. Obecnie roślina ta jest uprawiana (19, 25, 34, 43).
Do produkcji olejku używa się roślin o niskiej zawartości 1,8-cyneolu. Z trzech chemotypów Melaleuca alternifolia do tego celu stosuje się chemotyp I, zawierający do 10% wymienionego związku. Chemotypy II i III zawierają odpowiednio do 38 i do 60% 1,8-cyneolu (25).
Należy dodać, że do otrzymywania olejku z drzewa herbacianego używa się także dwóch innych gatunków: Melaleuca linariifolia Smith i Melaleuca dissitiflora Mueller (25). Warunkiem ich zastosowania w praktyce jest jednak wyższa od 30% zawartość terpinen-4-olu w olejku eterycznym. Do tego celu stosuje się zatem rośliny wymienionych gatunków typu terpinen-4-olu (25, 38).
Otrzymywanie olejku eterycznego
Olejek eteryczny otrzymuje się głównie z gałązek szczytowych (ryc. 1) Melaleuca alternifolia typu terpinen-4-olu. Zawierają one około 1,8% olejku w przeliczeniu na świeży surowiec (25).
Ryc. 1. Gałązka szczytowa Melaleuca alternifolia Cheel – surowiec, z którego na drodze destylacji z parą wodną otrzymuje się olejek eteryczny.
Olejek eteryczny otrzymuje się na drodze destylacji surowca z parą wodną. Jego jakość w dużym stopniu zależy od czasu destylacji. Destylacja 30-minutowa pozwala na otrzymanie olejku o wysokiej zawartości terpinen-4-olu i niskiej zawartości terpinenów i sekswiterpinenów. Przedłużenie czasu destylacji zmienia te proporcje.
Na plantacjach roślinę ścina się krótko nad ziemią, dzięki czemu do zbioru surowca można stosować urządzenia mechaniczne. Olejek o najlepszej jakości otrzymuje się z surowca zbieranego od listopada do maja (25). Stwierdzono, że destylacja przeprowadzona po 6 tygodniach od pozyskania surowca zwiększa ilość olejku eterycznego o około 10% w przeliczeniu na suchą masę (25).
Właściwości fizykochemiczne
Olejek eteryczny z drzewa herbacianego jest cieczą bezbarwną lub jasnożółtą o zapachu korzennym. Gęstość względna olejku w temperaturze 20°C wynosi 0,885-0,906, współczynnik refrakcji mieści się w granicach 1,475-1,482, a skręcalność optyczna w granicach od +5° do +15° (25). Według innych danych (31) gęstość względna olejku (15°C) wynosi od 0,8950 do 0,9050; współczynnik refrakcji (20°C) od 1,4760 do 1,4810; skręcalność optyczna od +6°48´ do 9°48´ liczba estrowa od 2 do 7; liczba estrowa po acetylacji od 80 do 90; zawartość 1,8-cyneolu poniżej 10%; rozpuszczalność w 80% etanolu (v/v) od 0,6 do 0,8.
Pod wpływem światła słonecznego i ciepła zachodzi proces starzenia się olejku (25). W trakcie przechowywania takie związki jak α-terpinen, γ-terpinen, terpinen-4-ol i α-terpineol ulegają utlenieniu i olejek ciemnieje, a także wytrąca się osad 1S-, 2S- i 4S-trihydroksy-p-mentanu (36). W trakcie przechowywania wzrasta ponadto zawartość p-cymenu, natomiast zawartość terpinen-4-olu znacznie obniża się (25, 36).
Skład chemiczny
Głównym składnikiem świeżego olejku z drzewa herbacianego jest terpinen-4-ol. Jego zawartość mieści się w granicach 29-45%. W nieco mniejszych ilościach występują strukturalnie podobne związki: γ-terpinen (12-23%), α-terpinen (8-11%), α-terpineol (2-7%) oraz monoterpeny, takie jak 1,8-cyneol (2-16%), p-cymen (1-12%), α-pinen (2-5%) i limonen (1-6%) (2, 9, 18, 24, 27, 34, 36, 38, 40, 44) (ryc. 2).
Ryc. 2. Chromatogram gazowy olejku z drzewa herbacianego. 1 – Terpinen, 2 – α-pinen, 3 – α-ter-pinen, 4 – β-pinen, 5 – limonen, 6 – 1,8-cyneol, 7 – γ-terpinen, 8 – p-cymen, 9 – α-kopaen, 10 – terpinen-4-ol, 11 – α-terpineol.
W olejku z drzewa herbacianego w małych ilościach (0,1-2%) występują także inne monoterpeny: β-pinen, myrcen, α-felandren oraz seskwiterpeny: aromadendren, wiridifloren i δ-kadynen (2, 9, 18, 24, 27, 34, 36, 40, 44). Poza tym w śladowych ilościach (poniżej 0,1%) występuje w omawianym olejku ponad 30 dalszych związków (34, 38, 40).
Przy omawianiu składu olejku z drzewa herbacianego należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden związek, a mianowicie p-cymen. Okazuje się, że w świeżo oddestylowanym olejku jego zawartość jest niska (ok. 4%), natomiast po 21-miesięcznym przechowywaniu znacznie wzrasta (do ok. 35%) (36). Na tej podstawie można stwierdzić, czy mamy do czynienia z olejkiem świeżym, czy długotrwale przechowywanym.
Innym związkiem wskazującym na długotrwałe przechowywanie olejku z drzewa herbacianego jest tlenek terpenowy – askarydol. Jego obecność można już stwierdzić po 3 miesiącach przechowywania olejku (24). Należy dodać, że zarówno p-cymen, jak i askarydol zalicza się do związków podrażniających skórę (24).
W trakcie długotrwałego przechowywania dochodzi także do zmniejszenia zawartości terpinen-4-olu na skutek utleniania terpinenów do 1S-, 2S- i 4S-trihydroksy-p-mentanu, o czym wspomniano już przy opisie właściwości fizykochemicznych. Po 21 miesiącach przechowywania stwierdzono obniżenie zawartości terpinen-4-olu z 41 do 23,8% (36).
Działanie przeciwdrobnoustrojowe
Właściwości biologiczne olejku z drzewa herbacianego koncentrują się głównie wokół działania przeciwdrobnoustrojowego. Inne właściwości olejku, takie jak działanie przeciwzapalne, miejscowo znieczulające i uspokajające mają mniejsze znaczenie.
Działanie przeciwbakteryjne
Badania dotyczące działania przeciwbakteryjnego olejku z drzewa herbacianego można podzielić na dwie grupy, z których jedna obejmuje bakterie tlenowe, natomiast druga beztlenowe.
Wśród bakterii tlenowych także można wyróżnić dwie grupy, a mianowicie bakterie Gram-dodatnie i bakterie Gram-ujemne. Drobnoustroje te różnią się zazwyczaj wrażliwością na działanie środków pochodzenia roślinnego. Bakterie Gram-dodatnie są z reguły bardziej podatne na ich działanie w porównaniu do bakterii Gram-ujemnych.
W obrębie bakterii tlenowych Gram-dodatnich najdokładniej zostało przebadane działanie olejku z drzewa herbacianego na drobnoustroje wyizolowane ze skóry. Badania Hammera i wsp. (22) obejmowały 150 szczepów gronkowców (Staphylococcus aureus, S. capitis, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. hominis, S. saprophyticus, S. warneri, S. xylosus), mikrokoków (Micrococcus luteus, M. varians i Micrococcus sp.) i maczugowców (Corynebacterium sp.). Rozwój tych drobnoustrojów, stanowiących florę normalną i chorobotwórczą dla skóry, hamowany był przez olejek z drzewa herbacianego w zakresie stężeń 0,6-30 mg/ml.
Z kolei badania Walsha i Longstaffa (42) wskazują, że do zahamowania wzrostu bakterii tlenowych Gram-dodatnich występujących w jamie ustnej (Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, S. mutants i S. sanguis) wystarczały stężenia olejku z drzewa herbacianego w granicach 0,4-0,8 mg/ml.
Według Dymowskiego (19) wzrost szczepów gronkowców (Staphylococcus aureus, S. epidermidis, S. pneumoniae) i paciorkowców (Streptococcus faecalis, S. pyogenes, S. agalactiae, Streptococcus sp.) hamowany był przez olejek z drzewa herbacianego w stężeniach 2,5-12,5 mg/ml. Autor nie podaje jednak ani liczby, ani pochodzenia szczepów.
>Interesujące dane dotyczą również gronkowców złocistych. Carson i wsp. (14) podają, że wzrost 60 szczepów Staphylococcus aureus opornych na metycylinę ulegał zahamowaniu w granicach stężeń 2,5-5 mg/ml, a całkowitemu zniszczeniu w stężeniu olejku z drzewa herbacianego wynoszącym 6,25 mg/ml. Podobnie Beylier (7) donosi o hamowaniu wzrostu tego drobnoustroju pod wpływem olejku z drzewa herbacianego w stężeniach 2,5-5 mg/ml, a Williams i Home (44) podają nawet wartość 1,5 mg/ml.
>Według Harkenthala i Reichlinga (23) mechanizm działania olejku z drzewa herbacianego na metycylinooporne szczepy S. aureus polega na uszkodzeniu błony cytoplazmatycznej i wnikaniu do komórki bakteryjnej, dzięki czemu staje się ona wrażliwa na działanie omawianej substancji.
>Badania Hammera i wsp. (22) wykazały, że olejek z drzewa herbacianego hamuje wzrost 171 pałeczek Gram-ujemnych izolowanych ze skóry (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii) w stężeniach 0,6-50 mg/ml. Działanie bakteriobójcze olejku było zbliżone (1,2-50 mg/ml).
Podobne wyniki podaje Beylier (7) dla szczepów E. coli (1,25 mg/ml) i P. aeruginosa (40 mg/ml), a także Dymowski (19) dla szczepów E. coli, K. pneumoniae, Proteus mirabilis, Citrobacter sp., Legionella sp., Shigella sonnei i P. aeruginosa (5-20 mg/ml). Autorzy nie podają jednak pochodzenia szczepów.
Bardziej wrażliwe okazały się bakterie tlenowe Gram-ujemne pochodzące z dróg oddechowych (1, 2). Olejek z drzewa herbacianego hamował rozwój E. coli, Enterobacter faecalis, E. aerogenes, E. gergonae, E. gallinarum, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, A. baumanii, Xanthomonas maltophilia, Haemophilus influenzae, H. parainfluenzae, Neisseria catarrhalis, N. mucosa i Branchamella catarrhalis (łącznie 43 szczepy) w granicach stężeń 0,1-5 mg/l olejku (1). Stężenia bakteriobójcze były nieco wyższe i wynosiły 1-5 mg/ml olejku (1).
Dużą wrażliwością na olejek z drzewa herbacianego odznaczały się również pałeczki Gram-ujemne (E. coli i P. aeruginosa) wyosobnione z jamy ustnej (0,8 i 1,6 mg/ml) (42).
Cox i wsp. (17) podają, że śmierć komórek Escherichia coli następowała w wyniku hamowania przez olejek z drzewa herbacianego oddychania endogennego.
Dane dotyczące działania olejku z drzewa herbacianego na bakterie beztlenowe są skąpe. Carson i Riley (12) stwierdzili, że olejek ten działa bakteriobójczo na 32 szczepy Propionibacterium acnes wyosobnione ze zmian trądzikowych w stężeniach 1-5 mg/ml.
Natomiast Walsh i Longstaff (42) donoszą o stosunkowo dużej wrażliwości bakterii beztlenowych izolowanych z jamy ustnej na olejek z drzewa herbacianego. Produkt ten hamował rozwój 10 szczepów bakterii beztlenowych z rodzajów Actinomyces, Actinobacillus, Bacteroides, Eikenella, Fusobacterium i Peptococcus w granicach stężeń 0,2-0,8 mg/ml.
Działanie przeciwgrzybicze
W przypadku działania przeciwgrzybiczego olejku z drzewa herbacianego należy rozróżnić dwie grupy tych drobnoustrojów: grzyby drożdżoidalne i grzyby pleśniowe. Mogą one znacznie różnić się pod względem wrażliwości na środki pochodzenia roślinnego (15).
Informacje odnośnie działania olejku z drzewa herbacianego na grzyby drożdżoidalne są dość zróżnicowane. Najwięcej danych dotyczy działania omawianego olejku na grzyby z rodzaju Candida (2, 6, 7, 19, 30). Olejek z drzewa herbacianego hamuje rozwój chorobotwórczych dla człowieka szczepów Candida albicans, C. krusei, C. guilliermondii, C. parapsilosis i C. tropicalis w granicach stężeń 0,2-6,3 mg/ml. Stężenia grzybobójcze olejku są nieco wyższe i wynoszą 2,5-5 mg/ml (2).
Riley (33), Nenoff i wsp. (30) oraz Hammer i wsp. (21) przebadali z kolei wrażliwość kilkudziesięciu szczepów Malassezia furfur (Pityrosporum ovale), pochodzących ze skóry zmienionej chorobowo (łojotokowe zapalenie skóry, łupież pstry), na działanie olejku z drzewa herbacianego. Wzrost tego grzyba drożdżoidalnego hamowany był przez olejek w granicach stężeń 0,1-5 mg/ml. Stężenie grzybobójcze olejku wynosiło 10 mg/ml (21).
Według Nenoffa i wsp. (30), Altmana (4), Bassetta i wsp. (6) oraz Dymowskiego (19) olejek z drzewa herbacianego hamuje rozwój dermatofitów, w tym Trichophyton mentagrophytes, T. rubrum, Microsporum canis i M. gypseum, w stężeniach 1,1-10 mg/ml. Inne grzyby pleśniowe, potencjalnie chorobotwórcze dla człowieka, takie jak Aspergillus niger i A. flavus, są równie oporne na działanie tego olejku. Stężenia hamujące ich wzrost wynoszą od 0,16 do 12,5 mg/ml (4, 6, 7, 19, 39).
Działanie przeciwwirusowe
Schnaubelt (35) podaje, że olejek z drzewa herbacianego w stężeniach 0,0001-0,01 mg/ml skutecznie hamował rozwój wirusów grypy (Myxovirus influenzae). Podawany w postaci inhalacji i doustnie wykazywał także korzystne działanie w przebiegu choroby. Odnotowano również dobre efekty zdrowotne w przypadku opryszczki. Choroba ta, wywoływana przez wirus opryszczki (Herpesvirus hominis), była z dobrym skutkiem leczona na drodze miejscowego działania olejku.
Z przytoczonych powyżej badań nad działaniem olejku z drzewa herbacianego na bakterie tlenowe, beztlenowe, grzyby i wirusy chorobotwórcze i potencjalnie chorobotwórcze wynika, że do zahamowania ich rozwoju i całkowitego zniszczenia wymagane są stężenia w granicach 30-50 mg/ml, to jest 3-5%. Wnioski te są w sprzeczności z propozycjami niektórych autorów, którzy za maksymalne stężenia, przeznaczone do niszczenia drobnoustrojów w rozmaitych środowiskach, uważają 1% roztwory tego produktu (3, 34).
Inne właściwości biologiczne
Olejek z drzewa herbacianego odznacza się także wieloma innymi właściwościami. Stwierdzono, że wykazuje on działanie przeciwzapalne i zapobiegające podrażnieniom skóry (32), działa miejscowo znieczulająco (10, 19) i przyspiesza gojenie ran, co potwierdzono w badaniach ran powierzchniowych u królików (5).
Przyjmowany doustnie i wcierany w skórę skroni wykazuje działanie uspokajające (11) i zalecany jest w stanach szoku, histerii i silnego zdenerwowania.
Pary olejku z drzewa herbacianego działają niszcząco na roztocze kurzu domowego. Roztwór olejku o stężeniu 8 mg/ml w ciągu 10 min niszczył 60%, a po 30 min 80% populacji roztoczy (29). Olejek stosowany miejscowo wykazuje działanie antytoksyczne przeciw jadowi pająków australijskich (41).
Hayes i wsp. (26) wykazali cytotoksyczne działanie olejku z drzewa herbacianego. Wartość IC50 w przypadku hodowli nowotworu komórek wątrobowych Hep G2 wynosiła 0,02 mg/ml, a w przypadku hodowli nowotworu komórek nabłonkowych HeLa – 2,8 mg/ml.
Konopacka-Brud (28) opisuje również działanie immunotropowe olejku z drzewa herbacianego. U myszy inhalowanych olejkiem stwierdzono w surowicy krwi silną stymulację wytwarzania przeciwciał, nasilenie aktywności angiogennej komórek śledziony i wzrost liczby oraz aktywności granulocytów. Wcześniej Schnaubelt (35) wykazał, że doustne podawanie olejku z drzewa herbacianego bogatego w terpinen-4-ol prowadzi do podwyższenia u chorych poziomu immunoglobuliny w surowicy krwi. Na tej podstawie można przyjąć, że olejek z drzewa herbacianego zwiększa odporność nieswoistą organizmu na zakażenia.