str_locate () и str_locate_all () дают вам начальную и конечную позиции каждого совпадения. Это особенно полезно, когда ни одна из других функций не делает именно то, что вы хотите.Вы можете использовать str_locate (), , чтобы найти соответствующий шаблон, str_sub (), , чтобы извлечь и / или изменить их.

Текстовый набор данных рецептов синтеза неорганических материалов

Точность экстракции

Общий выход экстракции трубопровода составляет 28%, что означает, что из 53 538 параграфов в твердом состоянии только 15 144 из них вызывают сбалансированную химическую реакцию. В качестве теста полного конвейера извлечения мы случайным образом извлекли 100 абзацев из набора абзацев, классифицированных как твердотельный синтез, и проверили их на полноту извлеченных данных.Из 100 абзацев мы нашли 30, которые не содержали полного набора исходных материалов и конечных продуктов, а это означает, что эксперт-человек не сможет восстановить реакцию по этим абзацам. Остальные 70 абзацев потенциально могут внести свой вклад в набор данных, поскольку они предоставляют всю информацию о исходных материалах и конечных продуктах. Проверка этих 70 параграфов показала, что 42 потенциальных реакции не были реконструированы из-за неполного или чрезмерного набора извлеченных материалов-предшественников / мишеней или невозможности проанализировать химический состав, что делает невозможным балансировку реакции.Первая потеря возникает из-за более низкого повторного вызова алгоритма MER, который мы обменяли на более высокую точность, в то время как проблема синтаксического анализа возникает из-за сложной записи, используемой для объекта материалов.

Оценка точности записей набора данных была проведена путем случайного отбора 100 записей и ручной проверки каждого извлеченного поля на соответствие исходному абзацу. Расчетная точность, полнота и оценка F1 для каждого атрибута ввода данных приведены в таблице 2. В целом мы достигли высокой точности при извлечении целей (точность 97%), предшественников (оценка F1 99%), операций ( F1-оценка 90%) и уравновешивающие реакции (точность 95%).Более низкая точность условий нагрева (F1-оценка <90%) в основном вызвана случаями, когда этап нагрева пропускается алгоритмом извлечения операций. Восстановление условий смешивания показывает относительно низкую точность с оценкой F1 65%. Это в значительной степени связано с ошибочной идентификацией MER материала устройства или вещества среды, используемой для смешивания, а также потому, что эти условия часто не упоминаются в том же предложении, что и процедура смешивания.

Этот анализ приводит нас к выводу, что на химическом уровне (правильные прекурсоры, мишени, реакции) точность набора данных составляет 93%. При включении всех операций и их условий точность извлечения и правильного назначения всех элементов рецепта (химии, операций и атрибутов операций) составляет 51%, что является низким показателем из-за низкой производительности при извлечении атрибутов смешивания. Для многих твердотельных рецептов особенности смешивания прекурсоров менее важны, поэтому этот сбой экстракции менее критичен.При рассмотрении только правильности рецепта без условий нагрева и смешивания (т.е. химии, операций и реакций) точность возрастает до 64%.

Стоит отметить, что для этого набора данных мы стремились достичь более высокой точности извлечения данных за счет меньшего количества повторных вызовов (т.е. лучше пропустить запись данных, чем предоставить неправильную), поэтому скорость извлечения низкая. Тем не менее, построение сбалансированного химического уравнения устанавливает дополнительные ограничения для целей и прекурсоров и помогает уменьшить потенциальные ошибки, которые могли быть вызваны анализом состава.Это приводит к перекосу показателей в сторону более высокой точности идентификации целей и предшественников по сравнению с операциями.

Извлечение данных из набора

Чтобы проверить разнообразие записей, представляющих набор данных, мы сначала получили список уникальных материалов (целей и прекурсоров) и реакций. Набор данных содержит 13 009 уникальных целей, 1845 уникальных предшественников и 16 290 уникальных реакций. Почти в 10 раз меньшее разнообразие прекурсоров по сравнению с мишенями можно объяснить тем фактом, что в целом исследователи работают с набором общих, хорошо зарекомендовавших себя прекурсоров.В таблице 3 представлены десять наиболее частых целей, предшественников и реакций в наборе данных. Целевые соединения точно охватывают типы материалов, наиболее часто изучаемые в последние два десятилетия с помощью твердотельного синтеза. Это катодные материалы для литий-ионных аккумуляторов (LiFePO ₄ , LiMn ₂ O ₄ и LiNi _0,5 Mn _1,5 O ₄ ), а также перовскиты для мультиферроиков, светодиодов и приложений CMOS 920 (BaTiO 3 , BiFeO ₃ , SrTiO ₃ , Y ₃ Al ₅ O ₁₂ ).Возможно, что этот список «первой десятки» материалов смещен из-за набора издателей, которые дали нам разрешение на доступ к их научному корпусу. Например, Американское физическое общество не было включено и, возможно, внесло в список другие соединения.

Затем мы оцениваем химическое пространство, охватываемое набором данных. Для каждого химического элемента мы вычислили количество реакций, которые включают данный элемент в мишень.Результаты отображены на рис. 2 в рамке с градиентом от желтого к зеленому в верхней части окна каждого элемента. В базе данных преобладают целевые материалы, содержащие Ti, Sr, Ba, La, Fe -> 3000 реакций включают эти мишени с этими элементами. Это также отражено в списке из десяти наиболее часто встречающихся целевых материалов, появляющихся в наборе данных (Таблица 3). Следующими по распространенности мишенями являются материалы с Li, Ca, Nb, Mn, Bi - 2 000–3 000 реакций с этими элементами в мишенях. Наименее распространенными элементами являются Au, Pt, Os, Be - <13 реакций в наборе данных содержат эти элементы.Редкие и радиоактивные элементы, такие как франций, радий, технеций или прометий, не представлены в целевых материалах набора данных.

Карта химического пространства, охваченного набором данных. Для каждого элемента рамка, окрашенная в градиент от желтого к зеленому, представляет собой общее количество реакций, в результате которых образуется целевое соединение, содержащее элемент. Гистограмма под каждым элементом показывает список ионов, сопряженных с элементом в соединениях-предшественниках. Длина полоски соответствует средней температуре обжига по всем реакциям с использованием данного прекурсора (т.е.е. элемент + противоион). Элементы, встречающиеся в пяти и менее целях, отображаются серым цветом. «Ас» означает ацетатный радикал CH ₃ COO ^- в формуле соединения.

Мы также исследовали совместное присутствие химических элементов и наиболее типичных противоионов в материалах-прекурсорах и определили среднюю температуру обжига, используемую с каждым из этих прекурсоров. Здесь мы оперативно определяем температуру обжига как температуру, используемую на последнем этапе нагрева в последовательности операций синтеза.Результаты показаны на рис. 2 в виде гистограмм для каждого элемента. Цвет полоски соответствует определенному противоиону. Чистый элемент в качестве предшественника показан пурпурным цветом. Длина полосы обозначает среднюю температуру обжига.

В этом представлении мы видим, что набор данных точно отображает известные аспекты химии твердого тела. Например, катионы щелочных и переходных металлов часто вводятся в реакцию через различные предшественники, включая бинарные оксиды, нитриды, сульфиды и т.д .; или простые соли, такие как карбонаты, фосфаты и нитраты.В то же время некоторые катионы в соединениях-предшественниках можно найти только в форме оксидов или чистых элементов (например, Be, Sc, Hf, Ru, Os, Rh, Pb, Nb, Pt, Au,…).

В твердотельном синтезе противоион управляет температурой плавления или разложения предшественника и может определять, когда предшественник становится активным во время синтеза. Распределение температур обжига на рис. 2 очень хорошо согласуется с этим утверждением и показывает, как разные прекурсоры используются в разных температурных режимах во время твердотельного синтеза.Например, синие полосы обычно имеют большую длину (высокая средняя температура), чем красные, потому что бориды, карбиды и нитриды переходных металлов часто имеют более высокие температуры реакции, чем их соответствующие оксиды, из-за тугоплавкой природы их предшественников. С другой стороны, зеленые полоски относительно короче (более низкая средняя температура обжига), чем красные, потому что по сравнению с оксидами и сложными оксидными анионами (карбонаты, фосфаты и т. Д.) Синтез с гидроксидами, оксалатами и ацетатами облегчает реакции при более низких температурах. поскольку они часто гомогенно смешиваются путем осаждения из раствора.Этот анализ температуры на основе данных основан на прекурсоре, и мы признаем, что температуры реакции также зависят от термической стабильности и реакционной способности целевых соединений. Тем не менее, эта цифра представляет собой полуколичественную отправную точку для исследователей: если целевой материал разлагается при относительно низкой температуре, может быть лучше выбрать прекурсор, который имеет тенденцию становиться активным при более низкой температуре.

Чтобы продемонстрировать разнообразие маршрутов синтеза, представленных в наборе данных, мы отсортировали последовательность шагов синтеза в соответствии со следующими заранее заданными шаблонами (таблица на рис.3):

• одностадийный синтез состоит только из операций перемешивания / измельчения твердых веществ и не более одного этапа нагрева (окончательный обжиг) без доизмельчения,

• синтез с измельчением в жидкой среде до гомогенизации без растворения) исходные материалы в любой жидкой среде,

• синтез на основе раствора содержит любой тип растворения исходных материалов в растворителе,

• синтез с промежуточным нагревом имеет одну или несколько стадий нагрева (не включая сушку после смешивания с жидкой частью) перед окончательным обжигом материалов.

Соответствие между выбором пути синтеза и противоионами прекурсоров. В верхней таблице приведен пример четырех определенных типов синтеза: одностадийный синтез, на основе раствора, синтез с промежуточными стадиями нагрева, синтез, включая измельчение прекурсоров в жидких средах. Круговые диаграммы справа отображают долю каждого маршрута синтеза в наборе данных. Диаграммы, похожие на пончики, представляют доли четырех маршрутов синтеза (приведенных в таблице) для каждого противоиона, используемого в прекурсорах.«Ас» означает ацетатный радикал CH ₃ COO ^- в формуле соединения. «Org» означает органический радикал (–CH–) в формуле соединения.

Во-первых, мы обнаружили, что различные типы синтеза представлены в базе данных почти равномерно (верхняя круговая диаграмма на рис. 3): 26% материалов синтезируются в один этап, 25% маршрутов синтеза выполняются с промежуточным нагревом. стадия (и) перед окончательным обжигом, 21% синтезов содержат измельчение (гомогенизацию) в жидкости, а 14% требуют растворения прекурсоров в растворителе.Остальные рецепты (14%) либо не содержат подробной процедуры синтеза (6%), либо путь более сложен (8%).

Поскольку выбор противоиона, используемого в прекурсоре, часто сильно зависит от метода синтеза, мы рассмотрели, какой тип синтеза является общим для конкретного иона в прекурсоре. Мы запросили подмножество реакций, которые включают данный противоион в соединении-предшественнике, и рассчитали долю каждого типа синтеза в этом подмножестве. Полученные круговые диаграммы показаны на рис.3. Возникающая картина согласуется с известными аспектами твердотельного синтеза. Например, при осаждении твердых веществ во время синтеза предшественник растворяется в растворе. Как показано на рис. 3, в синтезе на основе раствора (оранжевая фракция) часто используются растворимые предшественники с нитратами, ацетатами и органическими (СН-содержащими) радикалами. Некоторые противоионы более поддаются одностадийному синтезу, чем другие, например, хлориды, сульфиды и гидриды не требуют большой дополнительной обработки.С другой стороны, относительно стабильные предшественники, такие как оксиды и карбонаты, обрабатываются различными способами, часто требующими промежуточного нагрева и измельчения. Это, вероятно, связано с обычным образованием реакционных примесей и неравновесных промежуточных продуктов во время последовательностей реакций ^45,46 .

Разработанный нами конвейер экстракции позволяет автоматически обрабатывать научные абзацы и определять оттуда ключевую информацию о твердотельном синтезе. Однако конвейер по-прежнему страдает от некоторых проблем с интеллектуальным анализом текста.Во-первых, большинство ошибок в конвейере возникает из-за неправильной токенизации абзацев и предложений. Хотя токенизатор ChemDataExtractor ²² значительно превосходит другие пакеты НЛП в текстах, связанных с химией, он по-прежнему не может правильно обрабатывать формулы больших смесей и твердых растворов, а также химические названия, состоящие из нескольких слов. Мы связываем эту проблему с тем, что ChemDataExtractor был обучен на органических химических объектах, и его использование для распознавания неорганических токенов требует модификации алгоритмов.Во-вторых, не существует установленного шаблона или шаблона для описания процедуры синтеза, что приводит к значительной неоднозначности и трудностям, когда метод синтеза интерпретируется даже экспертом ⁴⁷ . Это требует разработки более совершенных моделей извлечения текста, учитывающих особенности научного потока текста. В-третьих, хотя набор данных был сгенерирован из параграфов, описывающих твердотельный синтез (как определено алгоритмом классификации), он также содержит реакции для синтеза прекурсоров на основе раствора, такие как золь-гель (рис.3). Тем не менее, эти записи в основном выпадали позже, потому что в большинстве из них используются органические предшественники со сложными радикалами, и балансирование таких химических уравнений становится сложным. Наконец, мы обнаружили, что большинство материалов, изученных и синтезированных после 2000-х годов, часто являются модифицированными (например, легированными, замещенными элементами) соединениями, смесями, стеклами или твердыми растворами. Разбить такие материалы на состав и построить сбалансированные уравнения реакций непросто. Для некоторых соединений с легированными и замещенными элементами мы включили информацию о модифицирующих элементах и ​​соответствующих прекурсорах в цепочку реакций (см. Методы).Один из способов реконструировать реакции для смесей, твердых растворов, сплавов и т. Д. - разделить весь материал на соединения и сопоставить их с соответствующими предшественниками. Вместо того, чтобы полностью решить эту проблему, мы решили настроить гибкую структуру данных, которая позволяет пользователю ее развивать.

Объекты данных и аннотации - Станца

Оглавление

На этой странице описаны объекты данных и аннотации, используемые в Станце, и их взаимодействие друг с другом.

Document

Объект Document содержит аннотацию всего документа и автоматически создается, когда строка аннотируется конвейером Pipeline . Он содержит набор из предложений и сущностей (которые представлены как Span s) и может быть легко преобразован в собственный объект Python.

Документ содержит следующие свойства:

Документ также содержит следующие методы:

Sentence

Объект Sentence представляет предложение (которое сегментировано TokenizeProcessor или предоставлено пользователем) и содержит список Token s в предложении, список всех его Word с, а также список сущностей в предложении (представленный как Span s).

Предложение содержит следующие свойства:

Предложение также содержит следующие методы:

Token

Объект Token содержит токен и список его базовых синтаксических Word s. В случае, если токен является токеном из нескольких слов (например, французский au = à le ), токен будет иметь диапазон id , как описано в спецификациях формата CoNLL-U (например,g., 3-4 ), со свойством слова , содержащим лежащее в основе слово , соответствующее этим id . В других случаях объект Token будет функционировать как простая оболочка вокруг одного объекта Word , где его свойство word является одноэлементным.

Токен содержит следующие свойства:

Токен также содержит следующие методы:

Word

Объект Word содержит синтаксическое слово и все его примечания на уровне слова. В случае токенов, состоящих из нескольких слов (MWT), слова генерируются в результате применения MWTProcessor и используются во всех последующих синтаксических анализах, таких как тегирование, лемматизация и синтаксический анализ. Если Word является результатом расширения MWT, его текст обычно не будет найден во входном необработанном тексте.Помимо токенов, состоящих из нескольких слов, Word должны быть похожи на знакомые «токены», которые можно встретить в другом месте.

Слово содержит следующие свойства:

Word также содержит следующие методы:

Span

Объект Span хранит атрибуты непрерывного отрезка текста.Диапазон объектов (например, именованных сущностей) может быть представлен как Span .

Span содержит следующие свойства:

Span также содержит следующие методы:

Добавление новых свойств к объектам данных Stanza

Новое в v1.1

Все объекты данных Stanza могут быть легко расширены, если вам нужно присоединить к ним новые интересующие их аннотации, либо с помощью нового процессора Processor , который вы разрабатываете, либо из некоторого пользовательского кода, который вы пишете.

Чтобы добавить новую аннотацию или свойство к объекту Stanza, скажем, Document , просто вызовите

  Document.add_property ('char_count', default = 0, getter = lambda self: len (self.text), setter = Нет)
  

И тогда вы сможете получить доступ к свойству char_count из всех экземпляров класса Document .Интерфейс здесь должен быть знаком, если вы использовали свойства класса в Python или другом объектно-ориентированном языке - первый и единственный обязательный аргумент - это имя свойства, которое вы хотите создать, за которым следует default для значения по умолчанию этого свойства. , геттер для чтения значения свойства и установщик для установки значения свойства.

По умолчанию все созданные свойства доступны только для чтения, если вы явно не назначили установщик .Базовая переменная для нового свойства называется _ {property_name} , поэтому в нашем примере выше Stanza автоматически создаст переменную класса с именем _char_count для хранения значения этого свойства, если это необходимо. Это переменная, которую должны использовать ваши функции получения и установщика , если это необходимо.

Авторские права © 2020 Stanford NLP Group.

Определение потребности в материалах (MRP)

Что такое планирование потребности в материалах (MRP)?

Планирование потребности в материалах (MRP) - это компьютерная система управления запасами, предназначенная для повышения производительности предприятий.

Компании используют системы планирования потребности в материалах для оценки количества сырья и планирования своих поставок.

Ключевые выводы

• Планирование потребности в материалах (MRP) - это самая ранняя компьютерная система управления запасами.
• Компании используют MRP для повышения своей производительности.
• MRP работает в обратном направлении от производственного плана для готовой продукции для разработки требований к запасам компонентов и сырья.
• Преимущества процесса MRP включают уверенность в том, что материалы и компоненты будут доступны при необходимости, минимизированные уровни запасов, сокращение времени выполнения заказа для клиентов, оптимизированное управление запасами и повышение общей удовлетворенности клиентов.
• Недостатки процесса MRP включают сильную зависимость от точности входных данных (мусор на входе, мусор на выходе), высокую стоимость внедрения и отсутствие гибкости в отношении производственного графика.

Как работает планирование потребности в материалах

MRP разработан, чтобы ответить на три вопроса:

1. Что нужно ?
2. Сколько нужно ?
3. Когда нужен?

MRP работает в обратном направлении от производственного плана для готовой продукции, который преобразуется в список требований для узлов, компонентов и сырья, необходимых для производства конечного продукта в рамках установленного графика.

Другими словами, это в основном система для попытки выяснить материалы и предметы, необходимые для производства данного продукта. MRP помогает производителям понять потребности в товарных запасах, уравновешивая спрос и предложение.

Путем анализа необработанных данных, таких как коносаменты и срок годности хранимых материалов, эта технология предоставляет менеджерам значимую информацию об их потребностях в рабочей силе и расходных материалах, что может помочь компаниям повысить эффективность производства.

Этапы планирования потребности в материалах (MRP)

Процесс MRP можно разбить на четыре основных этапа:

1. Оценка спроса и материалов, необходимых для его удовлетворения. Первым шагом процесса MRP является определение потребительского спроса и требований для его удовлетворения. Используя ведомость материалов, которая представляет собой просто список сырья, узлов и компонентов, необходимых для производства конечного продукта, MRP разбивает спрос на конкретное сырье и компоненты.
2. Сравните спрос с запасами и распределите ресурсы. Этот шаг включает проверку спроса по сравнению с тем, что у вас уже есть на складе. Затем MRP распределяет ресурсы соответствующим образом. Другими словами, MRP распределяет запасы по точным зонам, в которых они нуждаются.
3. Планирование производства. Следующим шагом в этом процессе является простой расчет количества времени и труда, необходимых для завершения производства. Также указан крайний срок.
4. Наблюдать за процессом. Последний шаг процесса - просто отслеживать любые проблемы. MRP может автоматически предупреждать менеджеров о любых задержках и даже предлагать планы действий в чрезвычайных ситуациях для соблюдения сроков сборки.

Планирование потребности в материалах (MRP) в производстве

Важнейшим входным параметром для планирования потребности в материалах является ведомость материалов (BOM) - обширный список сырья, компонентов и сборок, необходимых для конструирования, производства или ремонта продукта или услуги.

Спецификация определяет отношения между конечным продуктом (независимый спрос) и компонентами (зависимый спрос). Независимый спрос возникает за пределами завода или производственной системы, а зависимый спрос относится к компонентам.

Компаниям необходимо стратегически управлять типами и количеством закупаемых материалов; спланировать, какие продукты производить и в каких количествах; и гарантировать, что они могут удовлетворить текущий и будущий потребительский спрос - и все это с минимально возможными затратами.

MRP помогает компаниям поддерживать низкий уровень запасов. Принятие неверного решения в любой области производственного цикла приведет к потере денег компании. Поддерживая соответствующий уровень запасов, производители могут лучше согласовывать свое производство с растущим и падающим спросом.

Типы данных, учитываемых при планировании потребности в материалах (MRP)

Данные, которые необходимо учитывать в схеме MRP, включают:

• Имя создаваемого конечного продукта : Иногда это называется независимым спросом или уровнем «0» в спецификации.
• Что и когда информация : Сколько требуется для удовлетворения спроса? Когда это нужно?
• Срок годности хранимых материалов.
• Записи статуса запасов : Записи доступных для использования материалов нетто, которые уже есть на складе (в наличии), и материалов по заказу от поставщиков.
• Спецификации материалов : Подробная информация о материалах, компонентах и ​​узлах, необходимых для изготовления каждого продукта.
• Данные планирования : сюда входят все ограничения и указания для производства таких элементов, как маршрутизация, стандарты труда и оборудования, стандарты качества и тестирования, методы определения размеров партии и другие исходные данные.

Преимущества и недостатки планирования потребности в материалах (MRP)

У процесса MRP есть несколько преимуществ:

• Гарантия доступности материалов и компонентов при необходимости
• Минимальные уровни запасов и связанные с ними затраты
• Оптимизированное управление запасами
• Сокращение времени выполнения заказа для клиентов
• Повышение эффективности производства
• Повышение производительности труда
• Повышение общей удовлетворенности клиентов

Конечно, у MRP есть и недостатки:

• Сильная зависимость от точности входных данных (мусор на входе, мусор на выходе)
• Системы MRP часто бывает сложно и дорого внедрить.
• Отсутствие гибкости в отношении производственного графика
• Вводит соблазн держать запасы больше, чем необходимо

Системы MRP: история вопроса

Планирование требований к материалам было самой ранней из интегрированных систем информационных технологий (ИТ), направленных на повышение производительности предприятий за счет использования компьютеров и программного обеспечения.

Первые MRP-системы управления запасами появились в 1940-х и 1950-х годах. Они использовали мэйнфреймы для экстраполяции информации из ведомости материалов для конкретного готового продукта в план производства и закупок. Вскоре системы MRP расширились и стали включать в себя контуры обратной связи с информацией, чтобы руководители производства могли изменять и обновлять входные данные системы по мере необходимости.

Следующее поколение MRP, планирование производственных ресурсов (MRP II), также включило в процесс планирования аспекты маркетинга, финансов, бухгалтерского учета, инженерии и человеческих ресурсов.Связанная концепция, расширяющая MRP, - это планирование ресурсов предприятия (ERP), в котором используются компьютерные технологии для связи различных функциональных областей всего предприятия. По мере того, как анализ данных и технологии становились все более сложными, были разработаны более комплексные системы для интеграции MRP с другими аспектами производственного процесса.

Часто задаваемые вопросы по MRP

Что такое MRP?

Планирование потребности в материалах (MRP) - это система, которая помогает производителям планировать, составлять график и управлять своими запасами во время производственного процесса.Это в первую очередь программная система.

MRP преследует три цели:

1. Убедитесь, что сырье доступно для производства при необходимости
2. Поддерживать минимально возможное количество материалов и компонентов
3. План и график производственной деятельности

Какую пользу MRP приносит бизнесу?

MRP приносит пользу бизнесу следующими способами:

• Обеспечивает доступность материалов и компонентов, когда они необходимы
• Уровни запасов оптимизированы, а сопутствующие расходы сведены к минимуму
• Значительно повысилась эффективность производства
• Удовлетворенность клиентов повышается за счет сокращения сроков выполнения заказа

Каковы входы MRP?

Три основных входа системы MRP - это основной производственный график (MPS), файл состояния запасов (ISF) и спецификация материалов (BOM).

MPS - это просто количество и сроки производства всех конечных товаров за определенный период времени. MPS оценивается на основе заказов клиентов и прогнозов спроса.

ISF содержит важную информацию о запасах компании в режиме реального времени. Это позволяет менеджерам знать, что у них есть под рукой, где находится этот инвентарь, и общий статус инвентаря.

Спецификация - это подробный список сырья, компонентов и узлов, необходимых для конструирования, производства или ремонта продукта или услуги.

Традиционное и современное использование натурального меда при заболеваниях человека: обзор

Abstract

Мед является побочным продуктом цветочного нектара и верхних дыхательных путей медоносной пчелы, который концентрируется в процессе обезвоживания внутри пчелы. улей. Мед имеет очень сложный химический состав, который варьируется в зависимости от ботанического источника. С древних времен он использовался как в пищу, так и в медицине. Человеческое употребление меда восходит к 8000 лет назад, как это изображено на картинах каменного века.Помимо важной роли натурального меда в традиционной медицине, в течение последних нескольких десятилетий он подвергался лабораторным и клиническим исследованиям несколькими исследовательскими группами и нашел свое место в современной медицине. Сообщается, что мед оказывает ингибирующее действие на около 60 видов бактерий, некоторые виды грибов и вирусов. Антиоксидантная способность меда важна при многих заболеваниях и обусловлена ​​широким спектром соединений, включая фенольные, пептиды, органические кислоты, ферменты и продукты реакции Майяра.Мед также используется при некоторых желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых, воспалительных и опухолевых состояниях. В этом обзоре рассматриваются состав, физико-химические свойства и наиболее важные применения натурального меда при заболеваниях человека.

Ключевые слова: Мед, болезни человека, народная медицина, современная медицина

Введение

Мед - натуральный продукт, который широко используется благодаря своим терапевтическим эффектам. Сообщается, что он содержит около 200 веществ.Мед состоит в основном из фруктозы и глюкозы, но также содержит фруктоолигосахариды (1) и многие аминокислоты, витамины, минералы и ферменты (2). Состав меда варьируется в зависимости от растений, которыми питается пчела. Однако почти весь натуральный мед содержит флавоноиды (такие как апигенин, пиноцембрин, кемпферол, кверцетин, галангин, хризин и гесперетин), фенольные кислоты (такие как эллаговая, кофейная, пара-кумаровая и феруловая кислоты), аскорбиновую кислоту, токоферолы, каталазу ( CAT), супероксиддисмутаза (SOD), восстановленный глутатион (GSH), продукты реакции Милларда и пептиды.Большая часть этих соединений работает вместе, обеспечивая синергетический антиоксидантный эффект (3-7).

Мед на протяжении веков занимал важное место в традиционной медицине (8, 9). Однако его применение в современной медицине ограничено из-за отсутствия научной поддержки (10). В течение долгого времени было замечено, что мед можно использовать для решения проблем с печенью, сердечно-сосудистой системой и желудочно-кишечным трактом (11). Древние египтяне, ассирийцы, китайцы, греки и римляне использовали мед для лечения ран и болезней кишечника (12).Несколько десятилетий назад мед подвергался лабораторным и клиническим исследованиям несколькими исследовательскими группами. Самым замечательным открытием стала антибактериальная активность меда, о которой упоминалось в многочисленных исследованиях (13, 14). Натуральный мед проявляет бактерицидную активность против многих организмов, включая Salmonella, Shigella , Escherichia col i (3, 15), Helicobacter pylori (9) и т. Д. В воспалительной модели колита мед был так же эффективен, как и лечение преднизолоном (16).Исследования также показали, что мед может обладать противовоспалительным действием и стимулировать иммунные реакции в ране (17, 18). Аль-Вайли и Бони (2003) продемонстрировали противовоспалительное действие меда на человека после приема меда (19). Интересно, что в некоторых исследованиях in vitro было показано, что мед предотвращает индуцированное реактивными формами кислорода (АФК) окисление липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), таким образом демонстрируя полезную защиту сердечно-сосудистой системы (20, 21). Мед также обладал противоопухолевой активностью при экспериментальном раке мочевого пузыря (22).В этой статье рассмотрены важные традиционные и современные способы использования натурального меда при заболеваниях человека.

Химический состав меда натурального

Натуральный мед содержит около 200 веществ, включая аминокислоты, витамины, минералы и ферменты, но в основном он содержит сахар и воду. Сахар составляет 95–99% от сухого вещества меда. Основными углеводными составляющими меда являются фруктоза (от 32,56 до 38,2%) и глюкоза (от 28,54 до 31,3%), что составляет 85–95% от общего количества сахаров, которые легко всасываются в желудочно-кишечном тракте (23, 11).

Другие сахара включают дисахариды, такие как мальтоза, сахароза, изомальтоза, тураноза, нигероза, мели-биоза, паноза, мальтотриоза, мелецитоза. Также присутствует несколько олигосахаридов. Мед содержит от 4 до 5% фруктоолигосахаридов, которые служат пробиотическими агентами (1, 11). Вода - второй по важности компонент меда. Органические кислоты составляют 0,57% меда и включают глюконовую кислоту, которая является побочным продуктом ферментативного переваривания глюкозы. Органические кислоты отвечают за кислотность меда и в значительной степени определяют его характерный вкус (24).Концентрация минеральных соединений колеблется от 0,1% до 1,0%. Калий является основным металлом, за ним следуют кальций, магний, натрий, сера и фосфор. Микроэлементы включают железо, медь, цинк и марганец (25-27).

Азотистые соединения, витамины C, B ₁ (тиамин) и B ₂ комплексные витамины, такие как рибофлавин, никотиновая кислота, B ₆ и пантотеновая кислота (24). Мед содержит белки только в незначительных количествах 0,1–0,5% (28, 29).Согласно недавнему отчету, конкретные количества белка различаются в зависимости от происхождения пчелы (30). Средний состав меда приведен в (31).

Таблица 1

Средний состав меда (31)

В меде присутствуют различные ферменты, такие как оксидаза, инвертаза, амилаза, каталаза и т. Д. Однако основными ферментами меда являются инвертаза (сахараза), диастаза (амилаза) и глюкозооксидаза. Они играют важную роль в образовании меда (24). Фермент глюкозооксидаза производит перекись водорода (которая обеспечивает антимикробные свойства) вместе с глюконовой кислотой из глюкозы, которая помогает в абсорбции кальция. Инвертаза превращает сахарозу во фруктозу и глюкозу.Декстрин и мальтоза производятся из длинных цепей крахмала под действием фермента амилазы. Каталаза помогает производить кислород и воду из перекиси водорода (32).

Физические свойства натурального меда

Мед помимо состава и вкуса обладает несколькими важными качествами. Свежевыжатый мед - вязкая жидкость. Его вязкость зависит от большого количества веществ и, следовательно, зависит от его состава и, в частности, от содержания воды.Гигроскопичность - еще одно свойство меда, которое описывает способность меда поглощать и удерживать влагу из окружающей среды. Обычный мед с содержанием воды 18,8% или меньше впитывает влагу из воздуха с относительной влажностью выше 60%. Поверхностное натяжение меда зависит от его происхождения и, вероятно, связано с коллоидными веществами. Вместе с высокой вязкостью он отвечает за пенообразование меда (24).

Цвет жидкого меда варьируется от прозрачного и бесцветного (как вода) до темно-янтарного или черного.Различные медовые цвета в основном представлены всеми оттенками желтого и янтарного. Цвет варьируется в зависимости от ботанического происхождения, возраста и условий хранения, но прозрачность или прозрачность зависит от количества взвешенных частиц, таких как пыльца (24). Менее распространенные цвета меда - ярко-желтый (подсолнечник), красноватый оттенок (каштан), сероватый (эвкалипт) и зеленоватый (падь). После кристаллизации мед становится светлее, потому что кристаллы глюкозы белые. Кристаллизация меда является результатом образования кристаллов моногидрата глюкозы, количество, форма, размер и качество которых различаются в зависимости от состава меда и условий хранения.Чем меньше воды и выше содержание глюкозы в меде, тем быстрее кристаллизуется (24).

Традиционное использование натурального меда

Использование меда человеком восходит к 8000 лет назад, как это изображено на картинах каменного века (32). Древние египтяне, ассирийцы, китайцы, греки и римляне использовали мед для лечения ран и болезней кишечника (12). Здесь кратко описаны некоторые полезные эффекты меда, которые использовались древними народами.

Мед в и Индийская система а юрведа

Аюрведа - сложное слово, то есть âyus , означающее «жизнь» или «жизненный принцип», и слово veda , которое относится к «системе знаний». Следовательно, «Аюрведа» примерно переводится как «знание жизни» (33). Древняя цивилизация ведиков считала мед одним из самых замечательных даров природы человечеству.Традиционно, согласно текстам Аюрведы, мед является благом для людей со слабым пищеварением. Также было подчеркнуто, что использование меда очень полезно при лечении раздражающего кашля. Аюрведические эксперты считают мед ценным средством для сохранения здоровья зубов и десен (34). Он веками использовался для лечения бессонницы, поскольку обладает снотворным действием. Кроме того, традиционные аюрведические эксперты рекомендуют мед при кожных заболеваниях (таких как раны и ожоги), сердечной боли и сердцебиении, всех нарушениях баланса легких и анемии.Мед имеет давнюю историю аюрведического использования при различных заболеваниях глаз. Ежедневно наносить на глаза, улучшает зрение. Более того, мед считается полезным средством профилактики катаракты (34).

Мед в Древнем Египте

Мед был самым популярным египетским лекарством, его 500 раз упоминали в 900 лекарствах (12). Его рецепт для стандартной раневой мази, обнаруженный в папирусе Смита (египетский текст, датируемый между 2600 и 2200 годами до нашей эры), требует смеси mrht (жир), byt (мед) и ftt (ворс / волокно), как транслитерируется с иероглифических символов. (35).Почти все египетские лекарства содержали мед вместе с вином и молоком. Древние египтяне приносили мед своим божествам в жертву (36). Мед также использовали для бальзамирования умерших. Мед использовался из-за его антибактериальных свойств, которые помогали заживлять инфицированные раны. Кроме того, мед использовался в качестве мази для местного применения (31).

Мед в Древней Греции

Эномель - древнегреческий напиток, состоящий из меда и неферментированного виноградного сока. Иногда его используют как народное средство от подагры и некоторых нервных расстройств (31).Гиппократ, великий греческий ученый, прописал простую диету, отдавая предпочтение меду в виде оксимела (уксуса и меда) от боли, гидромела (вода и мед) от жажды и смеси меда, воды и различных лекарственных веществ при острой лихорадке (35). ). Также он использовал мед от облысения, контрацепции, заживления ран, слабительного действия, кашля и боли в горле, глазных болезней, местной антисептики, профилактики и лечения шрамов (32).

Мед в и Сламическая медицина

В исламской медицинской системе мед считается полезным напитком.Священный Коран ярко иллюстрирует потенциальную терапевтическую ценность меда: «И Господь твой научил пчелу строить свои клетки на холмах, на деревьях и в жилищах (людей); затем есть все продукты (земли) , и умело найди просторные пути своего Господа: из их тел исходит питье разного цвета, которое исцеляет людей: воистину, в этом знамение для тех, кто думает ». Более того, мусульманский пророк Мохаммад (СА) рекомендовал использовать мед для лечения диареи (37).Авиценна, великий иранский ученый и врач, почти 1000 лет назад рекомендовал мед как одно из лучших средств при лечении туберкулеза (38).

Место меда в современной медицине

Антимикробные свойства меда

Помимо важной роли натурального меда в традиционной медицине, в течение последних нескольких десятилетий он подвергался лабораторным и клиническим исследованиям. Антибактериальная активность меда - одно из важнейших открытий, впервые обнаруженных в 1892 году; Ван Кетеля (39).

Патогены, чувствительные к меду

Мед, как сообщается, оказывает ингибирующее действие на около 60 видов бактерий, включая аэробы и анаэробы, грамположительные и грамотрицательные бактерии (24). Было обнаружено, что патогены, чувствительные к противоинфекционным свойствам меда, многочисленны (40). Различные результаты свидетельствуют в пользу его активности против Bacillus anthracis, Corynebacterium diptheriae, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis, Pasteurella multicoda, Yersinia enterocolitica , виды Proteus, Pseudomonas aeruginosa , Acinetobacter spp , Salmonella diarrhea , Sal.typhi , Serratia marcescens, Shigella dysentery , Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis, Strep. mutans, Strep. pneumoniae, Strep. pyogenes и Vibrio холеры (15, 38, 32). Ранее было проведено небольшое количество тематических исследований, посвященных антимикробной активности меда против метициллин-устойчивого стафилококка . aureus ( MRSA ) продемонстрировали, что натуральный мед обладает антимикробной активностью против , связанных с сообществом организмов MRSA в условиях in vitro (41-43).Было обнаружено, что МПК (минимальная ингибирующая концентрация) меда колеблется от 1,8% до 10,8% (об. / Об.), То есть мед обладал достаточной антибактериальной активностью, чтобы остановить рост бактерий, если его разбавить по крайней мере в девять раз и до 56 раз для золотистого стафилококка , наиболее распространенного раневого возбудителя (44). Было показано, что разбавленный мед лечит инфекции мочевыводящих путей, потому что некоторые бактерии вызывают инфекции мочевыводящих путей, например E. coli , Proteus видов и Strep.faecalis , оказались чувствительны к антибактериальной активности меда (45).

In vitro исследований изолятов H. pylori , вызывающих гастрит, было показано, что они подавляются 20% -ным раствором меда. Чувствительны были даже изоляты, которые проявляли устойчивость к другим антимикробным препаратам (10, 15). Сообщалось, что в отличие от большинства обычных антибиотиков доза меда не приводит к развитию устойчивых к антибиотикам бактерий, и ее можно использовать постоянно (14).

Мед может действовать как бактериостатическое, так и бактерицидное, в зависимости от используемой концентрации. Пастбищный мед (4-8%) и 5-11% мед манука были бактериостатическими, тогда как бактерицидная активность была достигнута при концентрациях 5-10% и 8-15% (об. / Об.), Соответственно. Напротив, искусственный мед (сахарный раствор, имитирующий состав меда) был только бактериостатическим (20-30%), а не бактерицидным (32).

Возможные механизмы антимикробного действия меда

Механизмы антимикробного действия меда отличаются от антибиотиков, которые разрушают клеточную стенку бактерий или ингибируют внутриклеточные метаболические пути.Антибактериальная активность связана с четырьмя свойствами меда. Во-первых, мед вытягивает влагу из окружающей среды и тем самым обезвоживает бактерии. Содержание сахара в меде также достаточно велико, чтобы препятствовать росту микробов, но само содержание сахара не является единственной причиной антибактериальных свойств меда (46). Во-вторых, pH меда составляет от 3,2 до 4,5, и эта кислотность достаточно низкая, чтобы подавить рост большинства микроорганизмов. Перекись водорода, продуцируемая глюкозооксидазой, является третьим и, вероятно, наиболее важным антибактериальным компонентом, хотя некоторые авторы считают, что непероксидная активность более важна.Наконец, в меде были идентифицированы несколько фитохимических факторов антибактериальной активности (13, 14).

Перекись водорода, глюкозооксидаза, каталаза, фитохимические факторы были описаны как неперекисные антибактериальные факторы (24). Кроме того, летучие вещества, органические кислоты, лизоцим, пчелиный воск, нектар, пыльца и прополис являются важными химическими факторами, которые придают меду антибактериальные свойства (32, 47, 48). Мед также содержит в небольших количествах олигосахариды. Shin & Ustunol (2005) связали сахарный состав меда из разных цветочных источников с ингибированием роста различных кишечных бактерий (49, 50).Кроме того, сообщается, что часть антибактериальной активности может быть отнесена к компонентам растительного происхождения (47). Все эти физические и химические факторы придают меду уникальные свойства в качестве перевязочного материала для ран: он обеспечивает быстрое избавление от инфекций, быстрое очищение ран, быстрое подавление воспаления, минимизацию рубцевания и стимуляцию ангиогенеза, а также грануляции тканей и роста эпителия ( 50, 51).

Заживление ран

Одно из наиболее изученных и наиболее эффективных применений меда - заживление ран (17).Русские использовали мед во время Первой мировой войны, чтобы предотвратить инфицирование ран и ускорить их заживление. Немцы смешивали рыбий жир и мед для лечения язв, ожогов, свищей и фурункулов (32). Почти все типы ран, такие как ссадины, абсцесс, ампутация, пролежни / пролежни, ожоги, озноб, разрывная рана живота, трещины сосков, свищи, диабетические, злокачественные, лепрозные, травматические, шейные, варикозные и серповидно-клеточные язвы, гнойно-септические раны. , хирургическая рана или раны брюшной стенки и промежности поддаются лечению медом.Применение меда в качестве перевязочного материала приводит к стимуляции процесса заживления и быстрому избавлению от инфекции. Мед оказывает очищающее действие на раны, стимулирует регенерацию тканей и снимает воспаление. Подушечки, пропитанные медом, действуют как неклейкая тканевая повязка (32, 52, 53).

Точный молекулярный механизм заживления ран с помощью меда еще предстоит выяснить. Однако есть несколько рекомендаций относительно правильной перевязки ран медом. Тип раны и степень тяжести влияют на эффективность.Отборный мед следует использовать в достаточном количестве, чтобы он оставался там при разбавлении раневым экссудатом. Он должен покрывать края раны и выходить за ее пределы. Лучшие результаты достигаются при наложении на повязку, чем на рану. Все полости должны быть адекватно заполнены медом и наложены окклюзионные повязки, чтобы предотвратить просачивание из раны (32, 54, 55). При ожогах оказывает сначала успокаивающее, а затем быстрое заживляющее действие. Он использовался в качестве раневого барьера против имплантации опухоли в лапароскопической онкологической хирургии.Не сообщалось об инфекциях при нанесении меда на открытые раны. Он имеет потенциальную терапевтическую роль при лечении гингивита и заболеваний пародонта (56). В одном из случаев ампутации колена у мальчика, который был сильно инфицирован Pseudo. и Staph. aureus и не поддается традиционному лечению, применение стерилизованных активных повязок с медом манука привело к полному заживлению за десять недель (57). Аналогичные результаты наблюдаются при ожогах. Медовая повязка ускоряет процесс заживления, стерилизует рану и уменьшает боль (58).Исследования гангрены Фурнье показали быстрое улучшение с уменьшением отека и выделений, быстрой регенерацией и небольшим или отсутствием рубцов, эффективной обработкой раны и снижением смертности (59).

Мед успешно применяется для лечения язв после радикальной операции по поводу рака груди и варикозного расширения вен. Он также используется после радикальной операции по поводу рака вульвы, в результате чего образуется безинфекционная рана с минимальной обработкой раны и пребыванием в больнице (60). У пациентов с послеоперационными раневыми инфекциями после кесарева сечения или гистерэктомии местное применение меда вызывает более быстрое искоренение бактериальных инфекций, сокращает использование антибиотиков и время пребывания в больнице, ускоряет заживление ран и приводит к минимальному образованию рубцов (53).Аналогичная эффективность наблюдается при пролежнях и пролежнях (61).

Клинические испытания проводятся по сравнению медовой повязки при ожогах с повязкой из околоплодных вод; заправка из сульфадиазина серебра и заправка из отварной картофельной кожуры. Медовая повязка показала лучшее улучшение в этих случаях и показала раннее заживление с меньшей степенью контрактуры и рубцевания (32, 45). Также была описана хорошая гистологическая сохранность кожных трансплантатов после обработки медом (62). Motallebnejad et. al. (2008) сообщили, что применение натурального меда эффективно при лечении радиационно-индуцированного мукозита (63).

Необычным применением меда было его использование в качестве средства подтверждения наличия кори на ранних стадиях. Сообщается, что мед массируют высыпания, которые, в случае кори, становятся более выраженными на следующий день. Продолжительное нанесение меда проводят до полного исчезновения высыпаний (45).

Преимущества меда в качестве перевязочного материала

Невероятно быстрый эффект меда при очистке ран объясняется сочетанием осмотического оттока и биоактивного действия меда.Фермент глюкозооксидаза меда обеспечивает лейкоциты глюкозой, которая необходима при респираторном взрыве для выработки перекиси водорода, что приводит к антибактериальной активности макрофагов. Кислотность меда дополнительно способствует антибактериальной активности (52). Присутствие широкого спектра аминокислот, витаминов и микроэлементов также оказывает прямое питательное действие на регенерирующие ткани. Осмотический отток после нанесения меда помогает удалить грязь и мусор с ложа раны. Таким образом, повязка становится нелипкой и позволяет безболезненно менять одежду.Однако некоторые люди испытывали боль или дискомфорт. Это может быть связано с тем, что обнаженные нервные окончания контактируют с кислотностью меда (32). Устранение инфекции, наблюдаемое при нанесении меда на рану, может отражать не только антибактериальные свойства. Недавние исследования показывают, что пролиферация В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов периферической крови в культуре клеток стимулируется медом в таких низких концентрациях, как 0,1%; и фагоциты активируются медом при концентрациях всего 0.1% (24). В одном исследовании натуральный мед значительно увеличивал высвобождение фактора некроза опухоли-α (TNF-α), интерлейкина (IL) -1β и IL-6 из клеток MonoMac-6 (и человеческих моноцитов), которые активируют иммунный ответ на инфекцию. Поэтому было высказано предположение, что влияние меда на заживление ран может частично быть связано со стимуляцией воспалительных цитокинов из моноцитарных клеток (18, 25, 64, 65). Кроме того, медовая повязка дает пациенту экономические преимущества. Быстрое заживление сокращает время пребывания в больнице, снижает затраты на перевязочный материал и хирургические операции (35).

Болезни желудочно-кишечного тракта

Сообщалось о пероральном приеме меда для лечения и защиты от желудочно-кишечных инфекций, таких как гастрит, дуоденит и язва желудка, вызванные бактериями и ротавирусом (66-70). Присоединение бактерий к эпителиальным клеткам слизистой оболочки считается начальным событием в развитии бактериальных инфекций желудочно-кишечного тракта. Блокирование прикрепления патогенных микроорганизмов к кишечному эпителию представляет собой потенциальную стратегию профилактики заболеваний.Alnaqdy и др. (2005) продемонстрировали, что предотвращение прикрепления бактерий, вызванное медом, осуществляется посредством воздействия на бактерии, а не на эпителиальные клетки. Существует несколько возможных объяснений предотвращения прилипания бактерий, продемонстрированного медом: (а) неспецифическое механическое ингибирование, возможно, через покрытие бактерий медом; (б) некоторые фракции в меде могут изменять электростатический заряд или гидрофобность бактерий, которые, как сообщается, являются важными факторами во взаимодействии бактерий с клетками-хозяевами (70-72) или (в) уничтожении бактерий из-за ранее упомянутые антибактериальные факторы в меде (70).

Обнаружено, что диарея и гастроэнтерит быстро проходят с медом (32, 67, 73). При концентрации 5% (об. / Об.) Мед сокращал продолжительность диареи в случаях бактериального гастроэнтерита по сравнению с группой, использующей сахар в качестве заменителя жидкости. В отношении вирусного гастроэнтерита изменений не наблюдалось. В жидкости для регидратации мед увеличивает потребление калия и воды, не увеличивая потребление натрия. Он также помогает восстановить поврежденную слизистую оболочку кишечника, стимулирует рост новых тканей и действует как противовоспалительное средство (32).Nasutia et al (2006) продемонстрировали, что предварительная пероральная обработка меда (2 г / кг) предотвращает индуцированные индометацином поражения желудка, проницаемость микрососудов и активность миелопероксидазы желудка (74). H. Pylori оказался чувствительным к меду со средним уровнем антибактериальной активности из-за присутствия перекиси водорода в концентрации 20% (32, 68).

Для оценки цитопротекторных свойств натурального меда в желудке перфузия желудка изотоническим медом привела к значительному уменьшению площади поражений, вызванных этанолом (75).Кроме того, было высказано предположение, что натуральный мед обладает лечебными свойствами для заживления язв антрального отдела и может использоваться, как сукральфат, при лечении язвенной болезни (76).

Грибковые инфекции

Сообщается, что мед оказывает подавляющее действие на грибки. Чистый мед подавляет рост грибков, а разбавленный мед, по-видимому, способен подавлять выработку токсинов (13). Противогрибковое действие также наблюдалось в отношении некоторых дрожжей и видов Aspergillus и Penicillium, а также всех распространенных дерматофитов (25, 77).Кандидоз, вызываемый Candida albicans , может реагировать на мед (78, 32). Обнаружено, что кожные и поверхностные микозы, такие как стригущий лишай и спортивные стопы, чувствительны к меду. Эта реакция частично связана с подавлением роста грибков и частично с подавлением бактериальной инфекции (32). Кроме того, в некоторых исследованиях сообщалось, что местное применение меда было эффективным при лечении себорейного дерматита и перхоти (53, 79).

Противовирусное действие меда

Натуральный мед, помимо антибактериального и противогрибкового действия, обладает противовирусным действием.Аль-Вайли (2004) исследовал влияние местного применения меда на повторяющиеся приступы герпетических поражений и пришел к выводу, что местное нанесение меда было безопасным и эффективным в лечении признаков и симптомов рецидивирующих поражений при губном и генитальном герпесе по сравнению с ацикловиром. крем (80) . Также сообщалось, что мед оказывает ингибирующее действие на активность вируса краснухи (13).

Офтальмология и мед

Мед используется во всем мире для лечения различных офтальмологических состояний, таких как блефарит, кератит, конъюнктивит, травмы роговицы, химические и термические ожоги глаз (45, 81).В одном исследовании с местным применением меда в виде мази у 102 пациентов с невосприимчивыми глазными заболеваниями улучшение наблюдалось у 85% пациентов, а у остальных 15% не было прогрессирования заболевания. Применение меда при инфекционном конъюнктивите уменьшило покраснение, отек, выделения гноя и уменьшило время до уничтожения бактерий (32, 78, 80).

Мед как источник углеводов

Мед - это натуральная смесь фруктозы и глюкозы, а также некоторых олигосахаридов, белков, витаминов и минералов.Некоторые исследования показали, что мед является эффективным источником углеводов для спортсменов до и после тренировок с отягощениями, а также во время упражнений на выносливость (32).

Мед и диабет

Использование меда при диабете I и II типа было связано со значительно более низким гликемическим индексом, чем глюкоза или сахароза при нормальном диабете. Мед по сравнению с декстрозой вызывал значительно меньшее повышение уровня глюкозы в плазме у пациентов с диабетом. Это также вызвало снижение уровней липидов в крови, гомоцистеина и С-реактивного белка (СРБ) у нормальных и гиперлипидемических субъектов (32, 40).В более ранних наблюдениях было обнаружено, что мед стимулирует секрецию инсулина, снижает уровень глюкозы в крови, повышает концентрацию гемоглобина и улучшает липидный профиль (13).

Мед как пищевой консервант и пребиотик

Установлено, что перекись водорода и непероксидные компоненты, такие как антиоксиданты, подавляют рост шигелл , Listeria monocytogenes и Staph. aureus помогает в сохранении пищевых продуктов. Clostridium botulinum , однако, в небольших количествах может присутствовать в меде.Он имеет хороший потенциал для использования в качестве природного источника антиоксидантов для снижения негативных эффектов потемнения полифенолоксидазы при переработке фруктов и овощей (32, 82).

Пребиотик - это неперевариваемая пищевая добавка, которая изменяет баланс микрофлоры кишечника, стимулируя рост и активность полезных организмов и подавляя потенциально вредные бактерии. Мед является подходящим подсластителем в кисломолочных продуктах, не подавляя рост обычных бактерий, таких как Strep. thermophilus, Lactobacillus acidophilus, Лакто. delbruekii и Bifidobacterium bifidum , которые важны для поддержания здоровья желудочно-кишечного тракта. Мед также увеличивал и поддерживал рост бифидобактерий (32, 83), что в основном связано с присутствием различных олигосахаридов (1, 11, 32).

Противовоспалительное действие меда

В недавнем исследовании сообщалось, что мед снижает активность циклооксигеназы-1 и циклооксигеназы-2, тем самым проявляя противовоспалительное действие (84).Мед также демонстрирует иммуномодулирующую активность (85). Более того, прием разбавленного натурального меда показал эффект снижения концентрации простагландинов, таких как PGE ₂ , PGF _2α и тромбоксан B ₂ в плазме здоровых людей (19)). Поражения, обработанные медом, демонстрируют меньший отек, инфильтрацию меньшим количеством гранулярных и мононуклеарных клеток, меньший некроз, лучшее сокращение раны, улучшенную эпителизацию и низкие концентрации гликозаминогликанов и протеогликанов.Кроме того, он уменьшает воспаление и экссудацию, способствует заживлению, уменьшает размер рубцов и стимулирует регенерацию тканей (19). Сообщалось также, что мед помогает при экземе, псориазе и перхоти (19, 85). В воспалительной модели колита мед был так же эффективен, как и лечение преднизолоном (16). Лекарства для лечения воспаления имеют серьезные ограничения: кортикостероиды подавляют рост тканей и подавляют иммунный ответ, а нестероидные противовоспалительные препараты вредны для клеток, особенно в желудке.Но мед обладает противовоспалительным действием без побочных эффектов (44). Наши недавно полученные и неопубликованные лабораторные данные показывают, что мед способен подавлять воспалительные параметры, ангиогенез, а также проявлять мощную ингибирующую активность против TNF-α и PGE ₂ в модели воспаления с воздушным мешком.

Антиоксидантная активность меда

Сегодня мы хорошо знаем, что радикалы вызывают молекулярные трансформации и генные мутации во многих типах организмов.Хорошо известно, что оксидативный стресс вызывает множество заболеваний (86), и ученые из многих различных дисциплин стали больше интересоваться природными источниками, которые могут обеспечить активные компоненты для предотвращения или уменьшения его воздействия на клетки (47, 87, 88).

Натуральный мед содержит много флавоноидов (таких как апигенин, пиноцембрин, кемпферол, кверцетин, галангин, хризин и гесперетин), фенольные кислоты (такие как эллаговая, кофейная, пара-кумаровая и феруловая кислоты), аскорбиновую кислоту, токоферолы, каталазу, супероксид. дисмутаза, восстановленный глутатион, продукты реакции Майяра и пептиды.Большинство вышеперечисленных соединений работают вместе, обеспечивая синергетический антиоксидантный эффект (4-6). Следовательно, было высказано предположение, что мед, как природный антиоксидант, может служить альтернативой некоторым консервантам, таким как триполифосфат натрия, при консервировании пищевых продуктов для замедления окисления липидов (4).

Растительное происхождение меда оказывает наибольшее влияние на его антиоксидантную активность, в то время как обработка, обращение и хранение влияют на антиоксидантную активность меда лишь в незначительной степени (7, 89-92).Антиоксидантная активность сильно коррелирует с содержанием общих фенолов (7, 45, 9, 92–94). Кроме того, была обнаружена сильная корреляция между антиоксидантной активностью и цветом меда. Многие исследователи обнаружили, что темный мед имеет более высокое общее содержание фенолов и, следовательно, более высокую антиоксидантную способность (89, 92, 95). Blasa et al (2007) показали, что антиоксидантная активность проявляется как в эфирной, так и в водной фракциях, что указывает на то, что флавоноиды меда могут быть доступны в различных частях человеческого тела, где они могут оказывать различные физиологические эффекты (96). .

Свойства фенольных соединений меда

Фенольные соединения - одна из важнейших групп соединений, встречающихся в растениях, включающая не менее 8000 различных известных структур (48, 97). Сообщается, что эти соединения проявляют антиканцерогенное, противовоспалительное, антиатерогенное, антитромботическое, иммуномодулирующее и обезболивающее действие, среди прочего, и выполняют эти функции как антиоксиданты (48, 98). Фенольные соединения меда - это фенольные кислоты и флавоноиды, которые считаются потенциальными маркерами ботанического происхождения меда (7, 48, 99).Антиоксидантная активность фенольных соединений связана с рядом различных механизмов, таких как улавливание свободных радикалов, передача водорода, тушение синглетного кислорода, хелатирование ионов металлов и их действие в качестве субстрата для таких радикалов, как супероксид и гидроксил (47).

Сердечно-сосудистые заболевания

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) вызывает больше случаев смерти и инвалидности и требует больших экономических затрат, чем любая другая болезнь в развитом мире (100). Аритмии и инфаркт миокарда (ИМ) - серьезные проявления ИБС.В ходе кардиохирургии и инфаркта миокарда желудочковые аритмии, такие как желудочковая тахикардия и фибрилляция желудочков, являются наиболее важными причинами смертности (100). При лечении таких состояний лекарственная терапия (особенно антиаритмические препараты) может спасти жизнь. С другой стороны, опасность антиаритмических препаратов (например, летальная аритмия у некоторых пациентов) привела к ограничению приема антиаритмических препаратов (101). Следовательно, существует тенденция к использованию лекарств с меньшим количеством побочных эффектов и большей эффективностью.Натуральный мед применялся в лечебных целях с древних времен (102), однако в случае сердечно-сосудистых заболеваний большинство предыдущих исследований проводилось на животных и в основном было сосредоточено на воздействии меда на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, такие как гиперлипидемия и выработка медикаментов. свободные радикалы (103-106). Антиоксиданты, присутствующие в меде, включают витамин С, монофенолы, флавоноиды и полифенолы. Регулярный прием флавоноидов снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.В меде присутствует широкий спектр фенольных соединений, которые имеют многообещающий эффект при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. При ишемической болезни сердца (ИБС) защитные эффекты фенольных соединений включают в основном антитромботическое, противоишемическое, антиоксидантное и сосудорасширяющее действие. Предполагается, что флавоноиды снижают риск ИБС за счет трех основных действий: улучшения коронарной вазодилатации, снижения способности тромбоцитов в крови к свертыванию и предотвращения окисления ЛПНП (107). У 38 человек с избыточным весом было исследовано влияние натурального меда на общий холестерин, ХС-ЛПНП, холестерин липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛПВП), триацилглицерин, С-реактивный белок (СРБ), уровень глюкозы в крови натощак и массу тела.Результаты показали, что прием 70 г натурального меда в течение 30 дней вызывал снижение общего холестерина, холестерина ЛПНП, триацилглицерола и СРБ ( P <0,05). Авторы пришли к выводу, что натуральный мед снижает факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, особенно у людей с повышенными факторами риска, и не увеличивает массу тела у людей с избыточным весом или ожирением (106). Эффекты приема 75 г натурального меда по сравнению с таким же количеством искусственного меда (фруктоза плюс глюкоза) были изучены на людях.Повышение уровня инсулина и СРБ после приема глюкозы было значительно выше, чем после употребления меда. Кроме того, мед снижает уровень холестерина, холестерина ЛПНП и ТГ и немного повышает уровень холестерина ЛПВП. У пациентов с гипертриглицеридемией искусственный мед увеличивал ТГ, а мед снижал ТГ. У пациентов с гиперлипидемией искусственный мед увеличивал ХС-ЛПНП, а мед снижал ХС-ЛПНП. У пациентов с диабетом мед по сравнению с декстрозой вызывал значительно меньшее повышение уровня глюкозы в плазме. Мед может содержать метаболиты оксида азота (NO), и повышенный уровень NO в меде может иметь защитную функцию при сердечно-сосудистых заболеваниях (108).

Мед также снижает венозное кровяное давление, что может снизить предварительную нагрузку на сердце и, как следствие, уменьшить застой в венозной системе (6).

Наджафи и др. (2008) продемонстрировали профилактическое действие натурального меда в качестве фармакологического прекондиционирующего агента на повреждения, вызванные ишемией / реперфузией (I / R), при которых кратковременная перфузия обогащенного раствора Кребса натуральным медом в течение 10 минут до через 10 мин после ишемии перфузировали изолированное сердце крысы (109).Результаты другого исследования in vitro показали, что хронический пероральный прием натурального меда (в течение 45 дней) оказывает сильное антиаритмическое и противоинфарктное действие у крыс (110). В исследовании предварительная обработка анестезированных нормальных крыс или крыс, подвергшихся стрессу, натуральным медом (5 г / кг) в течение 1 часа до инъекции адреналина (100 мкг / кг) может защитить их от индуцированной адреналином вазомоторной дисфункции и сердечных расстройств и сохранить положительный инотропный эффект. эффект адреналина. Авторы пришли к выводу, что натуральный мед может оказывать свое кардиозащитное и терапевтическое действие против индуцированной адреналином сердечной и вазомоторной дисфункции напрямую ( через - его высокая общая антиоксидантная способность и ферментативные и неферментативные антиоксиданты, помимо значительного количества минеральных элементов, таких как магний, натрий и хлор) и / или косвенно путем стимуляции высвобождения оксида азота из эндотелия за счет влияния витамина С (6).

Мед также подавляет окислительный стресс, который может частично отвечать за его нейропротекторную активность против in vitro, гибели клеток и in vivo, очаговой ишемии головного мозга (111). Что касается наличия в составе меда многих органических соединений с антиоксидантной и улавливающей радикалы активностью, кажется, что мед потенциально может служить важным источником природных антиоксидантов в питании человека (112). Кроме того, что касается противовоспалительного действия, мед вызывает уменьшение некроза тканей (38, 113).

Другие эффекты меда

Положительный эффект меда как антиканцерогенного средства отмечен в некоторых исследованиях (32, 114, 115). Мед показал противоопухолевую активность при экспериментальном раке мочевого пузыря (22). Натуральный мед может сыграть важную роль в лечении боли в груди, усталости и головокружения. Вероятно, это связано с высокой энергетической ценностью меда, который обеспечивает сразу же доступными калориями после употребления (45). Преимущества меда также были замечены при боли при удалении зубов и инфекциях или кариесе из-за радиационно-индуцированной ксеростомии (32,114, 115).Было показано, что мед является очень эффективным средством для фиксации кожных трансплантатов разделенной толщины и может быть легко использован (14). В ходе исследования, проведенного в центральной части Буркина-Фасо, было обнаружено, что местные жители используют мед терапевтически для лечения респираторных заболеваний, кори, менструальных болей, послеродовых расстройств, мужской импотенции и фарингита из-за его антибактериального и противовоспалительного действия (45). . Сообщалось также, что мед проявляет антилейшманиозные эффекты in vitro (13).

В одном исследовании ежедневное потребление меда показало множество положительных эффектов на гематологические показатели, уровень минералов и ферментов в крови, а также на эндокринную систему (85). В другом исследовании пероральный мед стимулировал выработку антител во время первичных и вторичных иммунных ответов против тимус-зависимых и тимус-независимых антигенов (13).

Согласно Guerrini et al (2009) пчелиный мед без жала действует как защитный агент против повреждения ДНК и может представлять интересное свидетельство в отношении определенной антиоксидантной способности (116).Kilicoglu и др. (2008) изучили влияние меда на окислительный стресс и апоптоз при экспериментальной механической желтухе и обнаружили, что мед уменьшает негативное влияние перевязки желчных протоков на ультраструктуру печени. Этот эффект может быть связан с его антиоксидантной и противовоспалительной активностью (117). В другом исследовании введение меда изучали при повреждении печени у крыс, вызванном N -этилмалеимидом (NEM-индуцированным). NEM является блокатором сульфгидрила, который нарушает работу сульфгидрил-зависимой антиоксидантной системы (в основном глутатиона) в организме.Полученные данные предполагают, что снижение концентрации глутатиона играет причинную роль в повреждении печени, вызванном NEM, и что гепатопротекторный эффект меда может быть опосредован посредством сульфгидрил-чувствительных процессов (118). При гепатоцеллюлярной карциноме мед может рассматриваться как перспективный благодаря ингибированию пролиферации, протеазной активности и активности желатиназы клеток HepG2 независимым образом (119).

Заид и др. (2010) показали, что мед оказывает благотворное влияние на крыс в период менопаузы, предотвращая атрофию матки, увеличивая плотность костей и подавляя увеличение массы тела.Они пришли к выводу, что мед может быть альтернативой заместительной гормональной терапии (120).

Побочные эффекты меда

Мед относительно не имеет побочных эффектов. Местное применение меда может вызвать кратковременное ощущение жжения. В противном случае его описывают в различных формах как успокаивающее, снимающее боль, не вызывающее раздражения и безболезненное изменение повязки. Аллергия на мед встречается редко, но может возникнуть аллергическая реакция либо на пыльцу, либо на пчелиные белки в меде.Чрезмерное применение меда может привести к обезвоживанию тканей, которое, однако, можно восстановить с помощью солевых компрессов. Теоретический риск повышения уровня глюкозы в крови всегда может присутствовать при применении к большой открытой ране у диабетиков. Риск раневого ботулизма из-за наличия спор Clostridia можно минимизировать с помощью гамма-облучения, которое убивает споры клостридий без потери антибактериальной активности (32, 121).

Заключительные замечания

На сегодняшний день исследователи уделяют больше внимания лекарствам природного происхождения и считают, что натуральные продукты могут быть эффективными терапевтическими средствами по сравнению с синтетическими лекарствами.Одним из важнейших натуральных продуктов является мед, который издревле использовался в различных лечебных целях. Помимо важной роли меда в традиционной медицине, ученые также считают мед новым эффективным лекарством от многих заболеваний. Самый известный эффект меда - антибактериальная активность. Сообщалось также, что мед оказывает ингибирующее действие на дрожжи, грибки, лейшманию и некоторые вирусы.