Полный контроль над болезнями, вызываемыми микроорганизмами, в конечном итоге должен зависеть от глубоких знаний базовой биохимии. Сульфонамиды и антибиотики были обнаружены давно, но возможности их практического применения вызвали интерес специалистов в широкой научной области, в которой необходимо искать точную информацию о способе их действия. В то же время, благодаря большой биохимической универсальности микробов, профессиональный биохимик все чаще обращается к ним для изучения многих биохимических процессов, которые в основном сходны во всех типах клеток.
В дополнение к физическим методам контроля микробов, химические вещества также используются для контроля микробов. В качестве дезинфицирующих средств или антисептиков можно использовать широкий спектр химических веществ.
При выборе того, что использовать, важно учитывать тип микроба, насколько чистым должен быть предмет, влияние дезинфицирующего средства на целостность изделия, его безопасность для животных, людей и окружающей среды, его расход, его простоту использования.
История исследования вопроса
В XIX в. ученые начали экспериментировать с различными химическими веществами для дезинфекции. В 1860 г. британский хирург Джозеф Листер (1827–1912) начал использовать карболовую кислоту, известную как фенол, в качестве дезинфицирующего средства для лечения
хирургических ран. В 1879 году работа Листера вдохновила американского химика Джозефа Лоуренса (1836–1909) на разработку листерина, смеси спиртов на основе нескольких соединений, которая до сих пор используется в качестве орального антисептика.
Сегодня карболовую кислоту больше не используют в качестве хирургического дезинфицирующего средства, поскольку она является раздражителем для кожи, химические соединения же, обнаруженные в антисептических средствах для полоскания рта и глотки, называются фенольными.
Химически фенол состоит из бензольного кольца с группой , а фенольные соединения представляют собой соединения, которые имеют эту группу как часть своей химической структуры. Фенольные вещества, такие как тимол и эвкалиптол, встречаются в природе в растениях. Другие фенольные соединения могут быть получены из креозота, компонента каменноугольной смолы.
Фенольные вещества имеют тенденцию быть стабильными, стойкими на поверхности и менее токсичными, чем фенол. Они ингибируют рост микробов, денатурируя белки и разрушая мембраны.
Со времен Листера несколько фенольных соединений использовались для контроля роста микроорганизмов. Фенольные вещества, такие как крезолы (метилированные фенолы) и фенилфенол, были активными ингредиентами в различных составах лизола с момента его получения в 1889 году.
фенилфенол также широко используется в сельском хозяйстве для контроля роста бактерий и грибка на собираемых культурах, особенно цитрусовых, но его использование в РФ сейчас ограничено.
Бисфенолгексахлорофен, дезинфицирующее средство, является активным ингредиентом моющего средства, широко используемого для мытья рук в больницах. Он особенно эффективен против грамположительных бактерий, в том числе вызывающих стафилококковые и стрептококковые инфекции кожи. Он ранее использовался для купания младенцев, но эта практика была прекращена, потому что было доказано, что воздействие гексахлорфена может привести к неврологическим проблемам.
Современное состояние проблемы
Триклозан является еще одним соединением бисфенола, которое широко применяется в антибактериальных продуктах в течение последних нескольких десятилетий.
Первоначально использовавшийся в зубных пастах, триклозан теперь широко используется в мыле для рук и часто импрегнируется в широкий спектр других продуктов, включая разделочные доски, ножи, занавески для душа, одежду, чтобы сделать их антимикробными. Он особенно эффективен против грамположительных бактерий на коже, а также против некоторых грамотрицательных бактерий и дрожжей.
Мыло для рук и другие чистящие средства часто продаются как «антибактериальные», что позволяет предположить, что они обеспечивают уровень чистоты, превосходящий уровень обычного мыла и моющих средств. Но действительно ли антибактериальные ингредиенты в этих продуктах безопасны и эффективны? Около 75% антибактериального жидкого мыла для рук и 30% мыла содержат химическое соединение триклозан – это фенол.
Триклозан блокирует фермент в процессе биосинтеза бактериальных жирных кислот. Хотя использование триклозана в домашних условиях резко возросло в течение XXв., научные исследования не дали убедительных доказательств того, что мытье с использованием триклозан-содержащих продуктов дает большую пользу для здоровья по сравнению с мытьем с традиционным мылом. Хотя некоторые исследования указывают на то, что после мытья с помощью мыла на основе триклозана, по сравнению с традиционным мылом, на руках человека может оставаться меньше бактерий, нет никаких доказательств, указывающих на какое-либо снижение количества бактерий, вызывающих респираторные и желудочно-кишечные заболевания.
Короче говоря, мыло с триклозаном может удалить некоторое количество микробов, но этого недостаточно, чтобы не допустить распространение болезни.
Широкое использование триклозана привело к распространению устойчивых к триклозану бактериальных штаммов, в том числе клинически важных, таких как сальмонелла энтерика; это сопротивление делает триклозан бесполезным в качестве антибактериального средства в долгосрочной перспективе.
Бактерии могут легко получить устойчивость к триклозану путем замены одного гена, кодирующего целевой фермент в процессе синтеза бактериальных жирных кислот.
Другие дезинфицирующие средства с менее специфическим способом действия гораздо менее склонны к возникновению резистентности, потому что для этого требуется гораздо больше, чем одно генетическое изменение.
Использование триклозана в течение последних нескольких десятилетий также привело к накоплению химического вещества в окружающей среде. Триклозан в мыле для рук запускается непосредственно в системы канализации и сточных вод в результате процесса мытья рук. Там его антибактериальные свойства могут убивать бактерии, ответственные за разложение сточных вод, вызывая засорение септических систем. В конце концов, триклозан в сточных водах попадает в поверхностные воды, ручьи, озера, почвы, разрушая естественные популяции бактерий, которые
выполняют важные функции в окружающей среде, такие как ингибирование водорослей. Триклозан также попадает в тела амфибий и рыб, где он действует как эндокринный разрушитель. Выявляемые уровни триклозана также были обнаружены в различных жидкостях организма человека, включая грудное молоко, плазму и мочу.
Фактически, научное исследование выявило обнаруживаемые уровни триклозана в моче у 75% из 2,517 человек, протестированных в 2017–2018 гг. Это открытие вызывает еще большую тревогу, если принять во внимание, что триклозан может влиять на иммунную функцию человека.
Некоторые из первых химических дезинфицирующих и антисептических средств были тяжелыми металлами. Тяжелые металлы убивают микробы, связывая белки, тем самым подавляя ферментативную активность. Тяжелые металлы являются олигодинамическими, что означает, что очень маленькие концентрации проявляют значительную антимикробную активность. Ионы тяжелых металлов имеют прочную связь с серосодержащими аминокислотами и биоаккумулируются в клетках, что позволяет этим металлам достигать высоких локальных концентраций. Это заставляет белки денатурировать.
Тяжелые металлы не являются селективно токсичными для микробных клеток. Они также могут накапливаться в клетках человека или животных, а чрезмерные концентрации могут оказывать токсическое воздействие на людей. Например, если в организме накапливается слишком много серебра, это может привести к состоянию, называемому аргирией, при котором кожа становится необратимо сине-серой. Одним из способов снижения потенциальной токсичности тяжелых металлов является тщательный контроль продолжительности воздействия и концентрации тяжелых
металлов.
Не знаете, где заказать написание статьи по биологии на заказ? Авторы Студворк к вашим услугам!
Комментарии