許多病毒或者病菌侵襲植物時，這些植物便會分泌並大量儲存精油這種代謝物質，來抵抗外界的侵擾，提高自身的免疫力。研究表明，許多精油含有的這些抵抗病毒、病菌侵襲的化學物質，也能保護人體免受侵害。如尤加利精油對引起呼吸道疾病的金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌、肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、肺炎克雷伯菌以及兩種病毒具有很強的抑制作用，其揮發能直接刺激呼吸道黏膜、促進分泌物增加、稀釋痰液, 具有祛痰作用。因此，嗅聞尤加利精油可用於上、下呼吸道感染及流行性感冒、幫助疏通堵塞的鼻腔和支氣管、祛痰止咳、治療哮喘等。尤加利精油具有具有很強的殺病毒作用，1,8-桉葉素使其主要活性成分，這也是為什麼
1,8-桉葉素高含量的植物精油可以作為維護人體呼吸系統健康的芳香療法首選的原因。檸檬烯和α-蒎烯可增強1,8-桉葉素的抗病毒作用，而且與酒精配用可進一步提升精油的抗病毒活性。 除了1,8-桉葉素類精油，不少精油也被研究發現對不同病毒具有抗病毒活性。魚腥草具有顯著的抗菌、抗病毒活性，其主要活性成分為揮髮油。魚腥草鮮草含揮髮油約0.05%，主要成分為癸醯乙醛( 即魚腥草素，產生魚腥氣味主要成分)，其次還有甲基正壬酮及月桂醛。癸醯乙醛在花和葉中的含量較高（3%左右）、莖中的含量較低。魚腥草中的癸醯乙醛為抗菌、抗病毒的主要有效成分，對卡他球菌、溶血性鏈球菌、流感桿菌、肺炎雙球菌和金黃色葡萄球菌有明顯的抑制作用，對大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌及孢子絲菌等也有抑制作用。有研究表明，
魚腥草抗流感病毒作用十分顯著，在魚腥草的直接作用、預防作用和治療作用下，流感病毒感染力可分別下降50倍、800倍和25倍。魚腥草揮髮油通過幹擾病毒包膜而殺滅流感病毒來發揮抗流感病毒的作用。檀香精油的抗病毒活性在猴子上試驗發現，對單純皰疹病毒最有效，其抗病毒作用機制可能與檀香精油對細胞內穀胱甘肽-S-轉移酶活性的調節作用有關。大蒜精油對皰疹病毒1型和2型、副流感病毒3型、牛痘病毒和人鼻病毒(一種普通感冒病毒)有效果，其主要功能活性成分是
大蒜素和大蒜烯，被認為在細胞內或細胞膜上攻擊病毒。 植物精油的抗菌活性越來越受到廣泛關注和應用。早在1960年Maruzella和Sicurella報導了133種精油的體外抗菌活性，他們分別測試了6種病原菌，即大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、糞鏈球菌、沙門菌和鳥型分枝桿菌，結果表明：71%的精油對鳥型分枝桿菌桿菌有效、19%對枯草桿菌有效、14%對金黃色葡萄球菌有效、12%對糞鏈球菌有效、6%對大腸桿菌有效，其中最有效的精油是檸檬草、牛至、香薄荷、紅百裡香和肉桂。有研究表明，牛至葉精油、大果柏木樹葉精油、葡萄柚皮精油對7種細菌（蠟狀芽孢桿菌、黃色微球菌、單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、黑脛病菌、大腸桿菌）顯示最高抗細菌活性，特別是牛至葉精油可與抗生素（鏈黴素和氨苄西林）媲美
。大量臨床證據表明，根除幽門螺桿菌可改善胃炎，顯著降低胃潰瘍和十二指腸潰瘍的復發率；90%口臭、57%口腔潰瘍、78%慢性咽炎是由口腔幽門螺旋桿菌引起的。有研究報導，肉桂和百裡香提取物對幽門螺桿菌具有體外抗菌活性，檸檬草精油對幽門螺桿菌的強效作用。研究證明丁香酚（丁香精油主要成分）和肉桂醛（肉桂精油主要成分）可抑制30株幽門螺桿菌的生長，酸性條件下二者抗菌活性有所增加，幽門螺桿菌沒有對二者產生任何耐藥性。
美國Listerine生產的富含百裡香酚、桉葉油素、薄荷腦等精油抗菌成分的漱口液在美國作為非處方漱口液使用最為廣泛，目前在中國市場也十分廣泛。這些植物精油成分抗菌譜廣，能深入菌斑深層發揮有效殺菌作用，能夠防止菌斑和牙齦炎的形成，預防牙周疾病。另外，與傳統化學合成的漱口液抗菌消毒成分-氯己定比較，不會導致牙面和黏膜著色以及引起味覺遲鈍的副作用。
真菌感染比細菌感染更難治療，因為許多真菌感染發生在血液供應不足的組織中，如指甲、頭髮和皮膚。因此，傳統醫學認為真菌感染比病毒性疾病更難治療。檸檬草精油被發現對15種真菌有效，包括土麴黴、黃麴黴、赭麴黴、寄生麴黴、煙麴黴、黑麴黴、青黴、黑麴黴、黑麴黴、串珠鐮刀菌念珠菌、根腐病菌等，其富含的檸檬醛(70% - 80%)，被認為是抗真菌活性成分。大多數香茅屬，樟屬植物精油的抗真菌活性被發現與氯化乙基汞、氯氧銅、Thiovit等常用合成的藥用殺菌劑同樣有效。澳大利亞茶樹精油的抗真菌作用已有許多報導，被認為是最安全、最有效的精油之一，尤其是在陰道裡。茶樹精油已被證明是非常有效的治療指甲深層感染的白色念球菌。眾所周知，這些感染很難治療，但茶樹精油卻有很好的療效。另外，
電動擴散器和噴霧器可使精油微細霧化，並與空氣充分混合後吸入，這是使精油進入肺部最有效的方法，是一種非常適合治療酵母、真菌、細菌甚至病毒感染肺部的方法。迷迭香葉精油對6種真菌（黃麴黴、赭麴黴、黑麴黴、赭綠青黴、繩狀青黴菌、白念珠菌）顯示較強抗菌活性，這主要歸因於其富含的1,8-桉葉素和α-蒎烯。迷迭香葉精油和牛至葉精油的抗真菌活性可與抗真菌藥（氟康唑、酮康唑）媲美。玫瑰草精油對引起皮膚疾病的細菌（肺炎克雷伯菌、綠濃桿菌、金黃色葡萄球菌、釀膿鏈球菌）和真菌（黑麴黴、白色念珠菌、犬小孢子菌、鬚毛癬菌、紅色毛癬菌、疣狀毛癬菌）等病原體均具有顯著的抑制作用，玫瑰草精油製成的親水性軟膏和聚乙二醇混合軟膏對供試微生物的抗菌效果甚至優於慶大黴素乳膏和咪康唑BP乳膏兩種市售藥膏的抗菌效果。玫瑰草精油對供試真菌的抗菌效果優於細菌，對革蘭氏陽性菌的抗菌效果優於革蘭氏陰性菌。玫瑰草精油成分主要包括倍半萜烯和單萜烯的碳氫化合物和醇、酮、醛類以及脂肪酸、氧化物、硫化物，這些成分的不同抗菌機制以及協同效應決定了玫瑰草精油的顯著廣譜抗菌活性。另外，玫瑰草精油可能是由於還抑制麥角甾醇（真菌細胞質膜主要成分）的合成，使得抗真菌效果優於細菌。 金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌是皮膚和黏膜常見的條件致病菌和燒傷創面感染細菌，特別是金黃色葡萄球菌是燒傷創面中最常見的感染細菌。有研究發現：（1）就金黃色葡萄球菌而言，水翁葉精油和瓊崖海棠油均具有優良抗菌活性，瓊崖海棠油優於水翁葉精油，但二者均不如慶大黴素；（2）就銅綠假單胞菌而言，慶大黴素抗菌活性明顯，水翁葉精油和瓊崖海棠油抗菌活性不明顯，且具有耐藥性；（3）從治療燒傷創面的皮膚組織結構來看，水翁葉精油處理燒傷創面具有完整的表皮結構，燒傷創面完全恢復；瓊崖海棠油處理的小鼠創面部分癒合，表皮有凝固性壞死區。這些研究表明，水翁葉精油不僅能加快創面癒合速度，而且對創麵皮膚結構正常的癒合也有一定的促進作用，促進燒傷創面形成完整的表皮結構。這一發現表明水翁葉精油作為燒傷皮膚外用製劑的應用前景，並對熱帶植物副產物芳香療法在皮膚創傷治療中的應用提供了科學實驗支持。可見，
植物精油不僅在加速傷口收縮速度，而且在恢復正常表皮和真皮結構方面對傷口癒合過程具有促進作用。 植物精油及其組分抗菌活性的作用機制被認為是主要由於其疏水性，使其極易穿過細胞膜脂質，改變膜蛋白結構以及酶的活性，破壞細胞膜完整性，使其通透性增加導致細胞內離子和其他物質的洩漏；ATP的水解與合成減少導致細胞內ATP池減少；細胞質凝結以及質子動力降低。
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