Влияние антимикробных веществ на микроорганизмы

В огромном многообразии химических веществ имеются вещества, тормозящие или полностью прекращающие рост микробных клеток. Эти вещества – так называемые дезинфектанты - оказывают либо микробоцидный (гибель микроорганизмов), либо микробостатический эффект (приостанавливает их рост, но после удаления этого вещества рост и развитие микроорганизмов вновь возобновляется).

Характер действия химического вещества зависит с одной стороны, от его природы, условий воздействия, а с другой – от вида и состояния микроорганизмов, против которых направлено его действие. В первом случае это химическая структура дезинфектанта, его доза, время воздействия, температура, рН раствора, возможность инактивации действующего начала, доступность уничтожаемых микроорганизмов и т.п.; во втором – уровень микробного загрязнения, фаза развития микроорганизмов, их индивидуальная устойчивость и возможные ее изменения.

Множество дезинфектантов с различными торговыми названиями относятся к сравнительно небольшому числу групп химических соединений. Из неорганических веществ сильным антимикробным действием обладают соли тяжелых металлов (ртути, меди, серебра), окислители (хлор, озон, иод, пероксид водорода, хлорная известь, перманганат калия), щелочи и кислоты (едкий натр, едкое кали, сернистая, борная, фтористоводородная кислоты), некоторые газы (сероводород, оксид углерода, диоксид серы, диоксид углерода). Вещества органической природы также оказывают губительное действие на микроорганизмы. Из органических веществ наиболее часто используют спирты, фенолы, альдегиды и другие соединения и их производные.

По механизму действия наиболее употребляемые химические соединения можно классифицировать как повреждающие белковые структуры, воздействующие на цитоплазматическую мембрану, влияющие на синтез вещества клеточной стенки, воздействующие на молекулы ДНК. Механизм действия антимикробных веществ различен и зависит от их природы. Например, спирты и эфиры растворяют липиды цитоплазматической мембраны, вследствие чего нарушается ее транспортная функция и нарушается жизнедеятельность клетки. Соли тяжелых металлов, формалин вызывают быструю коагуляцию белков протоплазмы, фенолы – инактивацию ферментов дыхательной цепи, кислоты и щелочи – гидролиз белков. Хлор и озон, обладающие сильным окислительным действием, также инактивируют ферменты.

Для достижения нужного эффекта важно правильно подобрать дозу (концентрацию) дезинфектанта. Малые дозы антимикробных веществ часто не дают желаемого эффекта. Более того, низкие концентрации способствуют адаптации, появлению устойчивых форм и часто стимулируют развитие микроорганизмов. Однако это не означает, что сверхвысокие концентрации обеспечивают дополнительные преимущества. Нерационально высокие дозы приводят к дополнительным финансовым затратам и увеличивают риск возникновения поражений кожных покровов и глаз у персонала. Поэтому крайне важно придерживаться концентраций, рекомендуемых производителями дезсредства.

Необходимое время воздействия дезинфектанта зависит от его природы, от состава микробиоты обрабатываемого материала, состояния его поверхности, температуры и концентрации раствора. При низких температурах, концентрациях и затрудненном доступе к микроорганизмам (например, при наличии на обрабатываемой поверхности механических загрязнений) для достижения нужного эффекта требуется больше времени. При одинаковых условиях грамотрицательные бактерии погибают медленнее, чем грамположительные. Медленнее нейтрализуются кислотоустойчивые микроорганизмы. Споры микроорганизмов, особенно бактерий гораздо устойчивее, чем вегетативные клетки. Быстрым действием обладают хлор и этиловый спирт. На чистой поверхности они дают результат уже через 2 минуты. Однако,его недостаток состоит в том, что он инактивируется слизью и гноем. Спирт эффективен при концентрации 70% в отношении бактерий, не образующих спор. Спирт не вызывает гибели спор. Этанол концентрацией 70% используется также для дезинфекции рук. Дезинфицирующее действие этанола ослабляется в присутствии большого количества органических веществ. При обработке предварительно не очищенного оборудования эффект воздействия равен нулю.

С повышением температуры токсичность многих антимикробных веществ, как правило, возрастает. Температура влияет не только на активность самого вещества, но и на микроорганизмы. При температурах, превышающих максимальную для данного микроорганизма, даже небольшие дозы таких веществ вызывают их гибель.

Некоторые дезинфектанты чувствительны к изменению рН. Так например, некоторые виды глутаральдегидов эффективны при рН 8,0 ед, хлоргексидин более активен при разбавлении жесткой водопроводной водой при 7,2 ед., чем при разбавлении дистиллированной с рН 6,0 ед. Зависимость эффективности средства от величины рН необходимо строго контролировать и неукоснительно следовать рекомендациям по его применению.

Дезинфицирующий раствор должен соприкасаться с микроорганизмами, которые необходимо уничтожить. Под слоем механических загрязнений микроорганизмы остаются вне зоны доступа дезсредства и эффективность процедуры резко снижается.

Практически все химические дезинфектанты могут инактивироваться определенными материалами. К таким материалам относятся мыло, моющие средства, другие дезинфектанты, органические природные материалы, в том числе пищевые продукты, жесткая вода, искусственные материалы. Мыло является щелочным средством, моющие средства могут быть щелочными, нейтральными или кислотными. Мыло и щелочные средства инактивирую дигуаниды и четвертичные аммонийные соединения. Кислотные инактивируют щелочные, такие как фенолы или соединения хлора. Очень часто один дезинфектант вызывает инактивацию другого, поэтому не рекомендуется использовать два дезинфектанта или один сразу же после другого. Единственное исключение из этого правила – этиловый спирт, который можно эффективно использовать одновременно с другими дезсредствами. Продукты питания способны в значительной степени инактивировать соединения хлора и четвертичные аммонийные соединения, амфолиты, в меньшей – фенолы. Жесткая вода способна инактивировать четвертичные аммонийные соединения и амфолиты, в меньшей степени она действует на фенолы и соединения хлора. Другие органические материалы, например, натуральная пробка инактивирует амфолиты, фенолы, хлоргексидины. Другие целлюлозные материалы, такие как дерево, вата, бумага инактивируют амфолиты, четвертичные аммонийные соединения, дигуаниды и в меньшей степени фенолы. Резина способна воздействовать на фенолы и дигуанидины. Из искусственных материалов особого внимания заслуживают пластмассы. Число пластмасс, используемых в оборудовании, постоянно растет, а их химическая природа постоянно меняется вследствие использования различных добавок. Установлено, что нейлон, полиуретан, полиэтилен, полипропилен, стирол, поливинилхлорид и поливинилацетат инактивируют некоторые дезинфектанты.

К различным антимикробным веществам один и тот же микроорганизм проявляет разную степень устойчивости. Одно и то же вещество может оказывать неодинаковое действие на различные виды микроорганизмов – одни вызывают быструю гибель, другие приостанавливают их развитие, третьи могут вообще не оказывать действия. Это зависит от наличия у микробных клеток спор и капсул, устойчивых к химическим веществам. Антимикробные вещества значительно сильнее действуют на вегетативные клетки, чем на споры, поэтому при дезинфекции уничтожаются, в основном, вегетативные клетки.

Уровень устойчивости микроорганизмов к дезинфектантам не остается неизменным. Устойчивость зависит от условий, в которых находятся клетки. Подвергаясь длительному воздействию определенного дезинфектанта, микроорганизмы постепенно приобретают резистентность к его воздействию. Эта резистентность сохранится или даже будет увеличиваться до тех пор, пока они будут находиться или соприкасаться с дезинфицирующей средой. Повышенная резистентность к дезинфектантам является временной, непостоянной и избежать ее можно только своевременной заменой одного дезсредства другим.

На результат дезинфекции оказывает воздействие не только вид и фаза развития микроорганизмов, но и их количество. Ни один дезинфектант не способен уничтожить все имеющиеся на каком-либо объекте микроорганизмы: 100%-ное уничтожение при дезинфекции невозможно. Адекватным признано уничтожение 99,99% жизнеспособных микроорганизмов. Более низкие уровни в 99,9% и 99% не являются адекватными. Уничтожение микроорганизмов на уровне 99,99% означает только значительное улучшение ситуации и снижение микробной нагрузки на объекте. Не стоит забывать, что в благоприятных условиях одна единственная бактериальная клетка в течение 10 часов может размножиться и воспроизвести до 10 ⁹ себе подобных особей. Поэтому эффективность дезинфекции напрямую зависит от количества микроорганизмов на обрабатываемой дезинфектантом поверхности: чем оно меньше, тем лучше конечный результат. Этот факт еще раз указывает на необходимость предварительной тщательной санитарной обработки объекта перед его дезинфекцией.

Некоторые свойства дезинфицирующих веществ различных групп приведены в табл.4.

Таблица 4