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El aceite de orégano contiene, en particular, un compuesto fenólico llamado carvacrol, conocido por sus propiedades antiinfecciosas de amplio espectro, lo que lo convierte en un agente antiviral, antifúngico, antibacteriano y antiséptico muy eficaz. Varios estudios in vitro han demostrado que el aceite de orégano y el carvacrol pueden matar una amplia gama de bacterias y hongos. Se han publicado más de 30 estudios sobre las propiedades antimicrobianas del aceite de orégano. En particular, han demostrado que:

El aceite de orégano inhibió in vitro 19 de las 25 cepas bacterianas investigadas, mostró un buen efecto contra otras cuatro y no logró impedir el crecimiento de sólo dos.
Carvacrol demostró, in vitro, propiedades antifúngicas contra Candida albicans y Candida oral inducida experimentalmente en ratas inmunodeprimidas, lo que sugiere que puede representar un tratamiento eficaz para Candida oral.
Cuando se probó en el modelo de levadura Saccharomyces cerevisiae, la superficie de las células tratadas resultó significativamente dañada por el aceite de orégano.
En ratones, el aceite de orégano fue más eficaz que un antibiótico para combatir la infección por estafilococo aureus. También protegió contra la infección en animales inyectados con Candida albicans.
Incluso en una dosis relativamente baja, el aceite de orégano es tan eficaz contra las bacterias estafilococos como ciertos antibióticos; por tanto, puede representar un tratamiento eficaz contra las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos.