Posted on

Αιθυλική αλκοόλη και Αντισηψία

Η Αιθυλική αλκοόλη εναντίον των παθογόνων μικροβίων

Ιοί και βακτήρια είναι από τους περισότερο λοιμογόνους παράγοντες και ευθύνονται για πλήθος ασθενειών σχεδόν οποιουδήποτε οργάνου του σώματος. Λόγω της δομής τους προσκολλώνται εύκολα σε επιφάνειες (ρυπαρές επι το πλείστον) αλλά και στο δέρμα και μεταδίδονται με ευκολία.

αιθυλικη αλκοολη vs βακτηρια και ιοι
Εικ.1 Βακτήρια και ιοί

Για την καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών ,βακτηρίων και ιών εφαρμόζονται διάφορες μέθοδοι με χρήση ποικίλων Φυσικών ή Χημικών παραγόντων. Οι κυριότερες είναι : Η αποστείρωση, η απολύμανση και η αντισηψία.Η εφαρμογή τους σε συνδιασμό με την λήψη μέτρων ατομικής υγιεινής συμβάλλει στη μείωση των κινδύνων που απειλούν την Ατομική και Δημόσια υγεία και τον έλεγχο της διασποράς και μετάδοσης των λοιμώξεων που προκαλούνται από τους παθογόνους μικροοργανισμούς.


Η επιλογή της κατάληλης μεθόδου είναι συνάρτηση διαφόρων κριτηρίων και εξαρτάται από τον επιθυμητό βαθμό θανάτωσης των μικροβίων, τη φύση του αντικειμένου (βιολογικής ή μη προέλευσης), τη χρήση του κλπ

Η αποστείρωση και η απολύμανση εφαρμόζονται σε αντικείμενα ,επιφάνειες και χώρους.Τα απολυμαντικά μέσα μπορεί να είναι τοξικά για τους ιστούς .
Η αντισηψία προορίζεται για χρήση σε δέρμα, ή ιστό , σε τραύμα, βλεννογόνο ή για τοπική χρήση σε χειρουργείο , καθώς αναστέλλει τη σήψη από ανάπτυξη βακτηρίων .Επιτυγχάνεται με τη χρήση αντισηπτικών . Είναι αποτελεσματική άν έχει προηγηθεί καθαρισμός/απορρύπανση δηλαδή απομάκρυνση κάθε ορατού ρύπου από τα αντικείμενα ή τις επιφάνειες .
Συνήθη αντισηπτικά :Αλκοόλες (πχ αιθανόλη, Ιώδιο)
Η ΑΝΤΙΣΗΨΙΑ ΔΕΝ θα πρέπει να χρησιμοποιείται για την απολύμανση ψυχρών επιφανειών ή αντικειμένων.

Αιθυλική Αλκοόλη και Αντισηψία

Οι αλκοόλες είναι ενώσεις γνωστές στον άνθρωπο από την αρχαιότητα. Παλαιότερα ονομάζονταν πνεύματα, ενώ το όνομα αλκοόλη προήλθε από την αραβική λέξη Al Kojol που στα Αραβικά σημαίνει “ η ουσία που προκύπτει με απόσταξη κρασιού”.Όλες οι αλκοόλες φέρουν στην ανθρακική τους αλυσίδα μια ή περισσότερες ομάδες Υδροξυλίου (-ΟΗ). Οι αλκόλες με μια μόνο υδροξυλική ομάδα λέγονται μονοσθενείς . Και διακρίνονται σε αλειφατικές, κυκλικές , αρωματικές και στις φαινόλες.

ΧΗΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ ΟΝΟΜΑΣΙΑ
CH3OH Μεθανόλη
CH3CH2OH Αιθανόλη ή Αιθυλική αλκοόλη ή Οινόπνευμα
CH3CH2CH2OH Προπανόλη
CH3CH2CH3

        OH

2-προπανόλη ή Ισοπροπανόλη ή Ισοπροπυλική αλκοόλη

Από τις μονοσθενείς αλειφατικές αλκοόλες εμφανίζουν ενδιαφέρον στο πλαίσιο της υγειονομικής περίθαλψης, η αιθυλική και η ισοπροπυλική αλκοόλη .

Εικ.2 Αιθυλική αλκοόλη ή Αιθανόλη ή απλά αλκοόλη

Και οι δυο είναι υδατοδιαλυτές χημικές ενώσεις και χρησιμοποιούνται ως οργανικοί διαλύτες .
Εμφανίζουν βακτηριοκτόνο ,μυκητοκτόνο και ιοκτόνο δράση , χωρίς όμως να μπορούν να καταστρέψουν τα βακτηριακά σπόρια.

αιθυλικη αλκοολη vs ισοπροπανόλης
Εικ.3 Ισοπροπυλική αλκοόλη ή Ισοπροπανόλη

Η αιθυλική αλκοόλη ή αιθανόλη ή απλά αλκόλη είναι το γνωστό σε όλους οινόπνευμα.

Η αιθανόλη χρησιμοποιείται παγκοσμίως σε εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης για αντισηψία χεριών. Έχει περιγραφεί ότι έχει ισχυρότερη και ευρύτερη ιοκτόνο δράση σε σύγκριση με τις προπανόλες.Όταν είναι απολύτως καθαρή ονομάζεται απόλυτη αλκοόλη ή 100%v/v ή 100ο .
Τα περισσότερα αντισηπτικά προϊόντα που κυκλοφορούν στο εμπόριο περιέχουν ως δραστική ουσία την αιθανόλη. Τα σκευάσματα αυτά είναι μίγματα νερού και αλκοόλης σε διάφορες αναλογίες . Δεν είναι όλα όμως όλα το ίδιο αποτελέσματικά καθώς η μικροβιοκτόνος δραστικότητα εξαρτάται από την ποσότητα της αιθανόλης στο διάλυμα. (περιεκτικότητα %v/v) .
Σύφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ και τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων θεωρείται ότι η χρήση αιθανόλης σε συγκεντρώσεις μεταξύ 60% και 95% είναι αποτελεσματική και ασφαλής και, ως εκ τούτου, απαραίτητη για την αντισηψία των χεριών (Boyce & Pittet , 2002; US Food & Drug Administration, 2019; Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας, 2009).

Πειραματικά δεδομένα για την μικροβιοκτόνο δραστικότητα της αιθανόλης.

Διάφορες μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί , με σκοπό να ελεγχθεί το πόσο ικανή είναι η αιθανόλη να μειώνει το ιϊκό φορτίο σε μολυσμένα χέρια εργαζομένων σε μονάδες υγειονομικής περίθαλψης και ποιά αναλογία αιθανόλης-νερού είναι πιο αποτελεσματική.
Στο πλαίσιο των μελετών αυτών , χρησιμοποιήθηκαν σκευάσματα διαφορετικής περιεκτικότητας σε αιθυλική αλκοόλη και διάφοροι δοκιμαστικοί ιοί (σύμφωνα με EN 14476).
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι :η αιθανόλη στο 80%v/v ήταν πολύ αποτελεσματική απέναντι σε μεγάλο αριθμό ιών κυρίως ιών περιβεβλημένων με ιϊκό φάκελο.
Οπως πχ. ο νοροϊός των μυών και ο αδενοϊός τύπου 5 συνήθως απενεργοποιούνται από διαλύματα αιθανόλης με περιεκτικότητα μεταξύ 70% v/v και 90%v/v μέσα σε 30s,
ενώ ο ιός πολιομυελίτιδας τύπου 1 βρέθηκε συχνά να είναι πολύ ανθεκτικός εκτός από την αιθανόλη στο 95%v/v .
Το φάσμα της ιοκτόνου δράσης της αιθανόλης στο 95%, ωστόσο, καλύπτει την πλειονότητα των κλινικά σχετικών ιών.
Βρέθηκε επίσης ότι η προσθήκη κάποιων οξέων ή οξειδωτικών στο διαλύμα αιθανόλης μπορεί να βελτιώσει την ιοκτόνο δράση της σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις. π.χ. ιός πολιομυελίτιδας, FCV, πολυϊός και FMDV αν και υπάρχουν ιοί όπως το HAV που εξακολουθούν να είναι πολύ ανθεκτικοί.
Σε ότι αφορά την βακτηριοκτόνο αποτελεσματικότητά της ,από σχετικά περιορισμένο αριθμό πειραματικών μελετών, έχει αποδειχθεί ότι περιεκτηκότητα 85%v/v σε αιθανόλη, επέδειξε μια ολοκληρωμένη βακτηριοκτόνο δράση σε σύντομο χρονικό διάστημα 15 δευτερολέπτων.
Διαλύμα αιθανόλης 50-80% v/v δρα αποτελεσματικά έναντι των περισσότερων βακτηρίων, μυκήτων και ορισμένων ιών. Είναι όμως αναποτελεσματικό έναντι των βακτηριακών σπόρων.
Η αιθυλική αλκοόλη, σε συγκεντρώσεις 60% -80%, είναι ένας ισχυρός ιοκτόνος παράγοντας που απενεργοποιεί όλους τους λιπόφιλους ιούς (π.χ. έρπητα, ιό δαμαλίτιδας και γρίπης) και πολλούς υδρόφιλους ιούς (π.χ. αδενοϊός, εντεροϊός, ρινοϊός και ροταϊοί αλλά όχι ιό ηπατίτιδας Α (HAV) ή ιός πολιομυελίτιδας) .
Μελέτες έχουν επίσης δείξει την ικανότητα της αιθυλικής να απενεργοποιεί τον ιό της ηπατίτιδας (HBV) και τον ιό του έρπητα καθώς και τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), ροταϊό, κ.αλ.

Που οφείλεται η Μικροβιοκτόνος δράση της αιθανόλης

Η αντιμικροβιακή δράση της αιθυλικής αλκοόλης οφείλεται κυρίως στην ικανότητα της να προκαλεί μετουσίωση των πρωτεϊνών της κυτταροπλασματικής μεμβράνης των βακτηρίων και των ιών κυρίως εκείνων που περιβάλλονται με φάκελο. Αλληλεπιδρούν με τις μεμβρανικές πρωτεϊνες καταστρέφοντας τη δομή και τη λειτουργικότητα τους.

αιθυλική αλκοόλη και καταστροφη μεμβρανης

Η αιθανόλη μπορεί να διαταράξει τη φυσική δομή σχεδόν οποιουδήποτε τύπου μεμβράνης, οχι μόνο της κυτταροπλασματικής αλλά και των μεμβρανών των κυτταρικών οργανιδίων (ενδοπλασματικού δικτύου και μιτοχονδρίου) και των λιποσωμάτων .

Μπορεί να αυξήσει τη ρευστότητα της μεμβράνης, η οποία συμβάλλει άμεσα στην οξεία τοξικολογική δράση.

Με τις μεταβολές που προκαλεί στο λιπιδικό περιβάλλον των μεμβρανών επηρεάζονται οι λειτουργίες πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη διαπερατότητα της μεμβράνης, όπως οι υποδοχείς, τα κανάλια μεταφοράς ιόντων και τα ένζυμα.

Κατ΄αυτόν τον τρόπο επηρεάζονται δραματικά διάφορες βιολογικές διεργασίες, όπως η μεταφορά ουσιών μέσω των μεμβρανών,ενζυματικές αντιδράσεις και οδοί σηματοδότησης .

Η αιθανόλη μπορεί επίσης να επηρεάσει την λειτουργικότητα κάποιων ενζύμων , που είναι απαραίτητα για διάφορες μεταβολικές δραστηριότητες των μικροβίων.

Μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή ενός αυξημένου επιπέδου ελευθέρων ριζών οξυγόνου (ROS). Οι ρίζες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με διάφορα συστατικά των κυττάρων και να οδηγήσουν σε υπεροξείδωση λιπιδίων και πρωτεϊνών και βλάβη στο DNAή RNA.
Η αιθανόλη Εμφανίζει επίσης και βακτηριοστατική δράση που πιστεύεται ότι προκαλείται από την αναστολή της παραγωγής μεταβολιτών που είναι απαραίτητοι για την ταχεία διαίρεση των κυττάρων.

Πως η αιθανόλη καταστρέφει τις μεμβράνες των μικροβίων;

Τα βακτήρια και οι ιοί με φάκελο περιβάλλονται με μεμβράνες που αποτελούνται από λιπίδια και πρωτεϊνες.
Οι πρωτεϊνες αποτελούνται από αμινοξέα που συνδεδεμένα μεταξύ τους σχηματίζουν μακρίες αλυσίδες .Οι αλυσίδες αναδιπλώνονται στο χώρο κατά τρόπο που να διαμορφώνεται μια τρισδιατατη δομή με χαρακτηρηστική γεωμετρία ,σχήμα και μέγεθος . Η διατήρηση της τρισδιάστατης δομής είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργικότητα της πρωτεϊνης,της κυτταρικής μεμβράνης και της ζωής του κυττάρου. Η καταστροφή της τρισδιάτατης διαμόρφωσης μιας πρωτεϊνης με αποδιάταξη της ,ονομάζεται μετουσίωση.
Η αιθυλική αλκοόλη είναι οργανικός διαλύτης και όπως σχεδόν όλοι οι οργανικοί διαλύτες σε υψηλές συγκεντρώσεις ,προκαλεί μετουσίωση – αποδιάταξη των πρωτεϊνών .
Αυτό γίνεται διότι τα αμινοξέα των πρωτεϊνών, διαθέτουν πλευρικές ομάδες με υδρόφοβες και υδρόφιλες ιδιότητες. Κατα συνέπεια οι πρωτεϊνες διαλύονται (αποδιατάσσονται) ευκολα σε διαλύτες οργανικούς μη πολικούς αλλά και πολικούς όπως η αιθανόλη.
Η προσθήκη αιθανόλης σε μολυσμένη επιφάνεια ή αντικείμενο μειώνει τον μικροβιακό πληθυσμό καθώς καταστρέφει τις πρωτεϊνες και τη δομή των μεμβρανών.

Γιατί η απόλυτη αιθανόλη 100ο δεν είναι αποτελεσματική ;

H απόλυτη αιθυλική αλκοόλη, 100%v/v , είναι ένας αφυδατικός παράγοντας και είναι λιγότερο βακτηριοκτόνος από τα μίγματα αλκοόλης και νερού .
Το νερό συμβάλλει στην γρηγορότερη μετουσίωση των πρωτεϊνών, σε διαρροή κυτοπλάσματος και ενδεχόμενη κυτταρική λύση .Τα μίγματα αιθανόλης νερού έχουν μεγαλύτερη ωσμωτική πίεση σε σχέση με την καθαρή αιθανόλη με το 70% V/V να εμφανίζει την υψηλότερη.
Επίσης όταν τα βακτήρια βρεθούν σε περιβάλλον 100% v/v αιθανόλης , «σφραγίζονται» δημιουργώντας ενδοσπόρια προκειμένου να επιβιώσουν.

Αιθυλική αλκοόλη- Χρήσεις .

Οι αλκοόλες δεν συνιστώνται για αποστείρωση ιατρικών και χειρουργικών υλικών κυρίως επειδή δεν έχουν σποριοκτόνο δράση και δεν μπορούν να διεισδύσουν σε πλούσια σε πρωτεΐνες υλικά.
Χρησιμοποιούνται όμως αποτελεσματικά για την απολύμανση στοματικών και ορθικών θερμομέτρων και στηθοσκόπιων. Οι πετσέτες εμποτισμένες με αλκοόλη χρησιμοποιούνται εδώ και χρόνια για την απολύμανση μικρών επιφανειών, όπως ελαστικά πώματα φιαλιδίων φαρμάκων πολλαπλών δόσεων ή φιαλιδίων εμβολίων. Επιπλέον, η αλκόλη περιστασιακά χρησιμοποιείται για την απολύμανση εξωτερικών επιφανειών εξοπλισμού (π.χ. στηθοσκόπια, αναπνευστήρες, χειροκίνητοι σάκοι εξαερισμού) , ανδρείκελα CPR , όργανα υπερήχων ή προετοιμασία για έγχυση φαρμάκων .
Μειονεκτήματα των αλκοολών είναι ότι προκαλούν βλάβη στον εξοπλισμό, στο κέλυφος των οργάνων με φακό, τείνουν να διογκώνονται και να σκληρύνουν το καουτσούκ και ορισμένες πλαστικές σωληνώσεις μετά από παρατεταμένη και επαναλαμβανόμενη χρήση, λευκά καουτσούκ και πλαστικά πλακίδια .
Οι αλκοόλες είναι εύφλεκτες και συνεπώς πρέπει να φυλάσσονται σε δροσερό, καλά αεριζόμενο χώρο. Εξατμίζονται επίσης γρήγορα, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη εκτεταμένου χρόνου έκθεσης εκτός εάν τα αντικείμενα βυθιστούν.

 

ΠΗΓΕΣ

1.https://www.cdc.gov/infectioncontrol/pdf/guidelines/disinfection-guidelines-H.pdf

2.https://eclass.uoa.gr/modules/document/file.php/BIOL199/3_ASKISI_13.pdf

3.https://chemistry.stackexchange.com/questions/35049/cleaning-stains-with-hydrogen-peroxide-and-bleach

4.Hand hygiene, the crusade of the infection control specialist. Alcohol-based handrub: the solution! – PubMed

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15597725/

5.Efficacy of ethanol against viruses in hand disinfection

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7132458/

6.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28882643/

7.https://authors.elsevier.com/a/1Wj-NiVN-rSbr

8.http://www.americanpharmaceuticalreview.com/Featured-Articles/184449-Pharmaceutical-Facility-Sanitization-Best-Practices-Considered/

9.Bactericidal and virucidal activity of ethanol and povidone‐iodine – Sauerbrei – 2020 – MicrobiologyOpen – Wiley Online Library

10.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mbo3.1097

11.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3982023/