Skuteczna dezynfekcja: Dlaczego mydło, alkohol i woda utleniona działają?

Dezynfekcja. To słowo odmieniono w ostatnich dniach przez wszystkie przypadki. Być może jeszcze miesiąc temu było ci ono zupełnie obojętne, ale teraz… Teraz dobrze by było się w temacie orientować. I to mocno. Ale co ono oznacza? Intuicja podpowiada ci, że dezynfekcja ma jakiś związek z zabijaniem wirusów (a szczególnie koronawirusa)? Słusznie.

Dezynfekcja to proces, w wyniku którego ulegają zniszczeniu formy wegetatywne drobnoustrojów. Wyróżniamy trzy rodzaje dezynfekcji: termiczną, termiczno-chemiczną i chemiczną. Antyseptyka oznacza dezynfekcję skóry, błon śluzowych i uszkodzonych tkanek. (źródło)

Proces, o którym najczęściej usłyszysz lub przeczytasz w mediach, to dezynfekcja chemiczna – czyli taka, w której wykorzystuje się roztwory preparatów o różnych właściwościach. Ale jak to działa? Dlaczego proste związki, takie jak mydło, alkohol czy nadtlenek wodoru są skuteczne? O tym za chwilę. Najpierw zastanówmy się, jakie drobnoustroje chcemy zniszczyć.

Czym się różni wirus od bakterii?

Nasze dwa najważniejsze cele to wirusy i bakterie. (Nie zajmuję się w tym artykule grzybami albo formami przetrwalnikowymi). Czym się różnią?

Wirus nie żyje…

Wirusy nie są żywymi organizmami, chociaż mają z nimi pewne cechy wspólne. Posiadają własny materiał genetyczny w postaci DNA lub RNA (czyli kwasów nukleinowych). Cząsteczka tego kwasu jest otoczona białkowym płaszczem, nazywanym kapsydem. Niektóre rodzaje wirusów, czyli otoczkowe, mają dodatkowo naszpikowaną białkami lipidową osłonkę (koronawirus ma w tej otoczce wypustki przypominające koronę, stąd pochodzi jego nazwa). Wirus nie może się sam namnażać ani przeżyć zbyt długo poza organizmem nosiciela. Do powielania się wykorzystuje komórki gospodarza (którym może być człowiek, zwierzę, owad, a nawet bakteria).

…a bakteria tak 🙂

W przeciwieństwie do wirusa, bakteria żyje. Nie potrzebuje organizmu gospodarza do tego, żeby funkcjonować i się namnażać. Ma budowę komórkową, czyli jest o wiele bardziej skomplikowana od wirusa. Bakterie mają naprawdę różnorodne kształty – od prostych kuleczek po formy spiralne, z wypustkami i rzęskami. Mogą też tworzyć kolonie.

Wirus to szpieg, bakteria to żołnierz

Różnice polegają więc na budowie i sposobie działania. Wirus przenika do komórek naszego organizmu i wykorzystuje je, żeby się namnażać. W końcu jest go tak dużo, że komórka pęka, jej zawartość się wylewa, a nowe wirusy mogą infekować następne komórki. Czyli wirus jest jak podstępny szpieg – sprawia, że wrogami organizmu stają się jego własne komórki. Bakteria z kolei namnaża się w ciele nosiciela i jest zwalczana przez układ immunologiczny. Działa otwarcie, jak żołnierz na linii frontu. Skoro już wiesz, z czym walczysz, wróćmy do tego, na czym dokładnie polega dezynfekcja. Jest wiele środków, które działają i są stosowane na przykład w szpitalach. Omówię jednak te najprostsze, które najprawdopodobniej masz w domu.

Skuteczna dezynfekcja? Mydło przede wszystkim!

Mydło należy do związków powierzchniowo czynnych, które niszczą błonę lipidową bakterii i wirusów. Z chemicznego punktu widzenia, mydła są solami metali i wyższych kwasów tłuszczowych (czyli takich, które zawierają 12-20 atomów węgla w łańcuchu).

Niektóre wirusy (nowy koronawirus, wirus HIV, Ebola i wiele innych) mają osłonki lipidowe, na powierzchni których znajdują się ważne dla nich białka. To dzięki tym białkowym wypustkom wirusy są w stanie zainfekować komórki naszego organizmu. Co się dzieje, gdy myjemy ręce wodą z mydłem? W roztworach wodnych cząsteczki mydła dysocjują na kation metalu (np. sodowy w mydle sodowym) i anion kwasu tłuszczowego. Wszystkie drobnoustroje są otaczane agresywnymi „szpileczkami”. Ujemnie naładowana część cząsteczki mydła łączy się z lipidami błony komórkowej lub otoczki wirusa, powodując jej rozrywanie. Jak? Hydrofobowe ogonki tych cząsteczek, które próbują uniknąć wody, „chowają się” wśród swoich tłuszczowych kolegów – wsuwają się między lipidy osłonki wirusa lub bakterii. Powoduje to dziurawienie otoczki, a w końcu jej zniszczenie. Zawartość wnętrza drobnoustroju wylewa się do otaczającej wody. Przez to zarazek staje się nieaktywny, bezużyteczny, martwy (przynajmniej w przypadku bakterii, wirus nie może być bardziej martwy niż był). Jak to wygląda? Możesz zobaczyć doświadczenie numer 2 z tego filmu. Warstwa talku obrazuje osłonkę lipidową, a namydlony palec – cząsteczkę mydła. Oprócz niszczenia komórek bakterii i struktury wirusów, mydło unieszkodliwia je jeszcze w inny sposób. Jaki? Oddziałuje ono też na wiązania chemiczne, dzięki którym drobnoustroje (oraz brud) „przyklejają się” do powierzchni naszej skóry. Otoczone cząsteczkami mydła, unoszą się swobodnie w wodzie i wraz z mydlaną pianą lądują w ściekach…

Alkoholowa dezynfekcja

Do dezynfekcji używa się najczęściej metanolu, etanolu lub izopropanolu. Roztwory, które zawierają w swoim składzie co najmniej 60% etanolu destabilizują błony lipidowe, podobnie jak mydło. Jednak nie mogą one go zastąpić – mydło jest królem dezynfekcji. Dlaczego? Ponieważ alkohole nie są w stanie usunąć mikroorganizmów ze skóry, a mydło – owszem. Dla najlepszego należy więc efektu stosować te środki razem.

Czy wyższe stężenie oznacza większą skuteczność dezynfekcji?

Niekoniecznie – skuteczność wzrasta do pewnego stężenia, a potem maleje. Można powiedzieć, że za bardzo stężony roztwór jest zbyt agresywny dla białek. Po prostu cząsteczek alkoholu jest za dużo! Niszczą one zewnętrzną osłonę zarazka zbyt szybko, a białka zaczynają koagulować, tworząc wokół niego nieprzepuszczalną warstwę. Przez to preparat nie jest w stanie wniknąć do wnętrza drobnoustroju i dokończyć dzieła zniszczenia 🙂 . Spirytus rektyfikowany (95%) jest zdecydowanie za mocny. Najlepsze stężenie alkoholu do dezynfekcji to około 70%. Do zabicia bakterii E. Coli czy salmonelli potrzebny będzie 70% roztwór. Natomiast na wirusy działa alkohol od stężenia 60%. Ale dotyczy to tylko wirusów, które mają otoczkę – czyli na przykład koronawirusa, wirusa grypy czy HIV. Na bezotoczkowych wirusach, takich jak norowirusy (odpowiedzialne za zatrucia pokarmowe), alkohol nie robi wrażenia. I to nawet najmocniejszy 🙂 .

Woda utleniona i inne związki utleniające

Woda utleniona to 3% roztwór nadtlenku wodoru, który ma działanie utleniające na białka i kwasy nukleinowe. Jest on związkiem denaturującym białka (czyli zaburzającym ich strukturę, przez co tracą one aktywność biologiczną lub inną indywidualną cechę). Nadtlenek wodoru wchodzi w reakcje z wieloma związkami chemicznymi. Powoduje degradację składników błon komórkowych oraz białek, dlatego jest uważany za środek antybakteryjny. Na czym polega denaturacja białka? Zobacz na filmie (na przykładzie alkoholu i wysokiej temperatury). Inny związek utleniający, który możesz mieć w domu, to podchloryn sodu. Gdzie go szukać? Prawdopodobnie znajduje się w twoim środku do czyszczenia toalety (jest w nim główną substancją aktywną). Preparaty zawierające chlor (czyli właśnie podchloryn sodu, podchloryn wapnia albo chloramina stosowana w szpitalach) są szczególnie aktywne wobec wirusów. Tutaj słowo przestrogi: Bądź czujny, jeśli postanowiłeś zdezynfekować wszystkie powierzchnie w domu „domestosem”. W połączeniu z środkami o kwaśnym odczynie, ze związków nadchlorowych uwalnia się gazowy chlor, który jest szkodliwy dla zdrowia!

Więc… na czym polega dezynfekcja?

Dezynfekcja polega na zabiciu drobnoustrojów chorobotwórczych. W jaki sposób? Możesz zabić zarazki na trzy sposoby:

1. Mydłem. Może ty lubisz gorące kąpiele z pianą, ale wirusy i bakterie nie 🙂 . Mydło i substancje powierzchniowo czynne sprawiają, że zarazek się rozpływa albo jest całkowicie unieszkodliwiony i… spływa. Do ścieków.
2. Alkoholem. Odpowiednio stężony roztwór etanolu (około 70%) destabilizuje błony lipidowe bakterii i wirusów. (Twoim błonom komórkowym również alkohol nie służy, ale to nie jest miejsce, żeby się na ten temat rozpisywać).
3. Wodą utlenioną albo „domestosem” (podchlorynem sodu). Te związki skutecznie denaturują białka. Może pamiętasz hasło reklamowe Domestosu? „Zabija bakterie na śmierć”.

Mam nadzieję, że teraz już wiesz, na czym polega dezynfekcja. 🙂

Częste mycie rąk i używanie środków do dezynfekcji może podrażniać skórę dłoni. Jak sobie z tym radzić? Przeczytaj wpis: Podrażniona skóra dłoni przez częste mycie rąk i dezynfekcję – co robić?