CEO's hebben een hoge hydrofobiciteit, wat hun interactie met de bacteriële lipidedubbellaag kan bevorderen, waardoor de structurele integriteit en functie van het celmembraan wordt aangetast, en essentiële oliën kunnen zich in grote hoeveelheden ophopen in de lipidedubbellaag, wat uiteindelijk leidt tot celbreuk en apoptose. Het werkingsmechanisme omvat de volgende aspecten.
4.1 Invloed op bacteriële celmorfologie
CEO's kunnen de structuur van bacteriële cellen veranderen door hun morfologie te beïnvloeden, intracellulaire stoffen uit de cellen te laten stromen, tot bacteriële celapoptose te leiden en uiteindelijk bacteriostatische effecten te bereiken. Tang et al. observeerde de effecten van verschillende concentraties etherische oliebehandeling op de morfologie van bacteriële cellen door middel van scanning-elektronenmicroscopie, en ontdekte dat bacteriële cellen in de blanco controlegroep een regelmatige vorm, volledige interne structuur, glad oppervlak en geen schade vertoonden. Na behandeling met CEO's, ziet het oppervlak van bacteriële cellen die in contact komen met CEO's er onregelmatig, gerimpeld en ruw uit, wat aangeeft dat CEO's schade aan bacteriële cellen kunnen veroorzaken, waardoor de permeabiliteit en integriteit van bacteriële celmembranen wordt aangetast.
4.2 Effecten op bacteriële celmembranen
Essentiële olie van planten kan het bacteriële celmembraan remmen en vernietigen, en de interactie ervan met het bacteriële celmembraan veroorzaakt grote veranderingen in de membraanstructuur, wat resulteert in membraanexpansie en instabiliteit, waardoor de vloeibaarheid en permeabiliteit van het membraan toeneemt, om een antibacterieel effect te bereiken. De vernietiging van het membraan leidt tot het verlies van materiaal uit de cel, waardoor de bacteriën afsterven. CEO's verstoren meestal bacteriële celmembranen op drie manieren, waardoor de activiteit van pathogene bacteriën wordt geremd.
1) Beïnvloed de doorlaatbaarheid van het celmembraan. De permeabiliteit van bacteriële celmembraan wordt uitgedrukt door relatieve elektrische geleidbaarheid. De vernietiging van de membraanpermeabiliteit leidt tot lekkage van intracellulaire elektrolyten en een toename van de relatieve geleidbaarheid. Ambrosio et al. toonde aan dat de relatieve geleidbaarheid van E. coli U21 toenam nadat de CEO's waren gebruikt om het te behandelen, wat aangeeft dat de permeabiliteit van het bacteriële celmembraan was vernietigd. Bovendien, toen etherische olie van bergamot werd gebruikt om Escherichia coli en Staphylococcus aureus te behandelen, nam de relatieve geleidbaarheid van beide toe en was de relatieve geleidbaarheid van Staphylococcus aureus hoger dan die van Escherichia coli, wat aangeeft dat essentiële olie van bergamot de doorlaatbaarheid kan vernietigen van bacteriële celmembraan, en het effect op Staphylococcus aureus was duidelijker.
2) Beïnvloed de integriteit van het celmembraan. Eiwit en nucleïnezuur zijn uiterst belangrijke macromoleculen in cellen, waarbij celstructuur en genetische informatie betrokken zijn. De absorptie van nucleïnezuur en eiwit bij 260 nm is een indicator van membraanintegriteit. Bajpai et al. ontdekte dat de absorptiewaarde van Escherichia coli en Staphylococcus aureus behandeld met etherische olie van bergamot significant toenam, wat aangeeft dat etherische olie van bergamot de integriteit van het membraan aantast, wat resulteert in bacteriële celdood.
3) Beïnvloed het celmembraanpotentieel. Bacteriële celmembraanpotentiaal werd uitgedrukt door fluorescentie-intensiteit. De verandering van membraanpotentiaal kan de metabole activiteit van bacteriën beïnvloeden. Daarom kan de verandering van membraanpotentiaal worden gebruikt om te bepalen of bacteriën apoptotisch zijn of niet. De studie van Song et al. toonde aan dat de CEO's die STaphylococcus aureus behandelen, de fluorescentie-intensiteit van STaphylococcus aureus aanzienlijk konden verminderen, wat leidde tot abnormale celmetabolische activiteit. Scanning-elektronenmicroscoopbeelden toonden ook aan dat de celstructuur van STaphylococcus aureus beschadigd was na behandeling met essentiële citrusoliën. Dit toont aan dat CEO's bacteriostase kunnen bereiken door rechtstreeks contact te maken met bacteriële cellen, waardoor veranderingen in het celmembraan worden veroorzaakt en de structuur van het celmembraan wordt vernietigd.
4.3 Invloed op lekkage van stoffen in bacteriecellen
Wanneer bacteriële cellen in contact komen met essentiële oliën van planten, zal de permeabiliteit van celmembranen veranderen, waardoor grote moleculen in cellen, zoals eiwitten, nucleïnezuren en ATP, lekken, waardoor de bacteriesterfte verergert. Daarom is de directe bepaling van het gehalte aan macromoleculen binnen en buiten bacteriële cellen ook een van de methoden om te detecteren of essentiële oliën van planten antibacteriële activiteit hebben.
1) Invloed op eiwit en nucleïnezuur in bacteriën. Na BEHANDELING van STaphylococcus aureus met CEO's, nam het extracellulaire eiwit- en nucleïnezuurgehalte van STaphylococcus aureus-cellen aanzienlijk toe, terwijl het intracellulaire eiwit- en nucleïnezuurgehalte aanzienlijk daalde, wat aangeeft dat de CEO's die op bacteriën inwerken hun intracellulaire eiwit en nucleïnezuur kunnen laten lekken, resulterend in bij bacteriële inactivatie.
2) Effect op bacteriële ATP. ATP is essentieel voor bacteriële celfuncties, waaronder vereisten voor energieomzetting, verwerking en transport van voedingsstoffen, synthese van structurele macromoleculen en uitscheiding van verschillende enzymen. De bepaling van de ATP-concentratie kan bepalen of het een bacteriostatisch effect heeft. Na BEHANDELING van S. aureus met CEO's, nam de intracellulaire ATP-concentratie van S. aureus-cellen significant af, wat wijst op intracellulaire ATP-lekkage en het aantonen van de bacteriostatische effecten van CEO's.
