Дезинфектология / Вашков В.И. Антимикробные средства и методы дезинфекции при инфекционных заболеваниях

мулу R1R2NCNRзNR4Rs. В качестве главного представи­

теля этой группы можно назвать додецилгуанидинаце­

тат (додин), который особенно эффективен в отношении грамотрицательных бактерий, в частности кишечной па­

лочки и др.

Хлоргексидин (синонимы гибитин, диглюконат) -

CIC6H4NHC (NH) NHC - (NH) NH (СН2) 6NHC (NH) NHC

(NH) NHC6H4C\, или диацетат - 1 : 6-ди (N-р-хлорофе­ нилдигуанидо)-гексан. Сильный бактерицид. Действует

на грамположительные и грамотрицательные микроорга­

низмы. Не влияет на споры микроорганизмов и на кис­ лотоустойчивые бактерии. В большихJJазведениях обла­ дает бактериостатическим действием. Совместим с мы­ лами. Считается лучшим кожным антисептиком.

Значительным антимикробным действием обладает

октадецилметилгуанидинацетат и некоторые другие гуа­

нидины. При 22 °С через 20 ч в их растворах, содержа­

щих 6 мг/л, погибают золопrстый стафилококк, а в рас-

40

творе, содержащем 1,5 мг/л, - Е. coli. Высокоантимик­

робное действие у бигумаля (N-п-хлорфенил-N-изопро­

пилбигуанида гидрохлорид C11H11ClNs· HCl); фенольный

коэффициент его в отношении Е. coli равен 19.

Особого внимания заслуживает метацид, который

обладает примерно таким же бактерицидным деистви­

ем, как и гибитан. В 0,5-1 % концентрации метацид мо­ жет быть использован для дезинфекции рук. Кроме того,

при нанесении на поверхность смеси, содержащей 1%

метацида и 3 % полиэтиленимина, бактерицидное дейст­

вие сохраняется 11/2-2 мес.

Лактоны. В последние годы в качестве бактерици­

дов находят применение лактоны, в частности ~-пропио­ лактон С2Н4С2 - бесцветная жидкость. Бэта-пропиолак­ тон обладает широким антимикробным действием: в кон­

центрации 1 : 5000 он действует бактериостатически, а в

разведении -.1 : 1000 бактерицидно. Наиболее чувстви­ тельны к нему вирусы; они погибают при 0,05% кон­

центрации. В газообразном состоянии ~-пропиолактон

является быстродействующим бактерицидом; при кон­ центрации его 1,5 мг/л в воздухе камеры через 30 мин достигается стерильность тест-объектов из хлопчатобу­

мажной ткани, содержащих более 1 млн. спор. В виде

0,5% раствора ~-пропиолактон рекомендован для стери­

лизации хирургических инструментов, но в связи с канце­

рогенным действием в практике не используется.

Кр а с к и, применяемые в медицинской практике, об­

ладают значительным бактериостатичес,ким, некоторым

бактерицидным и вирулицидным действием. Антисепти­

ческие красители делят на основные и кислотные. Тео­ рия механизма бактерицидного действия красителей ос­

нована на том, что основные красители реагируют с

карбоксильными группами белков клетки (например, группы СООН, РОзН2 и др.), а кислотные - с амино­

группами, связывая и нарушая их функцию. Из отдель­

ных красителей наиболее высоким антимикробным дей­ ствием обладают бриллиантовый зеленый, кристалвио­

лет, метил_еновый синий, производные акридина, акро­

зан, риванол, 8-оксихинолин и его производные, хинозол

строению близки к окиси этилена. В· газообразном со­ стоянии обладают сильным бактерицидным действием,

41

r па в а 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНТИМИКРО&НОЙ

АКТИВНОСТИ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НЕЕ

В конце прошлого столетия высказывалось пред­

положение, что процесс дезинфекции протекает подобно химическим (мономолекулярным) реакциям. Следова­

тельно, отмирание какого-либо штамма происходит всег­

да однотипно. Уменьшение или увеличение в 2 раза

концентрации дезинфицирующего препарата повышает

степень отмирания микроорганизмов во столько же

раз.

В дальнейшем эта теория, не подтвержденная лабо­

раторными исследованиями и наблюдениями в практике, была оставлена. Одним из существенных недостатков

мономолекулярной теории являлось то, что микробная

клетка приравнивалась к простому химическому соеди­

нению, а реакцию между бактерицидным веществом и

микроорганизмом Qбъясняли, исходя из химических и физических свойств дезинфектанта, без учета биологи­

ческих особенностей, вида бактерий и индивидуальных свойств отдельных клеток, роли температуры и других

факторов внешней среды. Выдвигались и другие теории

механизма действия: рецепторная, адсорбционная, липо­

идная, дегидразная и т. д.

Критерием жизнеспособности микроорганизмов обыч­

но служит образование ими колоний на плотной среде, образование мути в пробирках с бульоном или инфици­ рование животных (живой ткани).

Гибель микроорганизмов аналогична гибели много­ клеточных форм.

Большое значение имеют строение клетки, проницае­ мость ее оболочек, растворимость в ней дезинфици­

рующих веществ, химическая и антимикробная актив­

ность.

Все вещества, поступающие в клетку и выделяющие­

ся из 1Нее, должны проникнуть через оболочку.

При сравнении х11мического состава протоплазмы и

оболочек у последн11х выявлено более высокое содержа­

ние редуцирующих веществ, эфирорастворимых липои­

дов и фосфолипоидов, чем у первой. Для протоплазмы

43

более характерны высокое содержание общего и кисло­

торастворимого фосфора и нуклеиновых кислот (В. И.

Гладких и др., 1967).

Белки бактериальных клеток содержат значительное количество (около 30) аминокислот и других органиче­ ских соединений, способных вступать своими радикала­

ми (Н, ОН, NH, СООН и др.) в реакцию с антимикроб­

ными соединениями.

Благодаря аморфной природе белки могут образо­

вывать соли как с анионами, так и ,с катионами. Не­

которые из этих С·олей нерастворимы и выпадают в оса­

док.

В кислой среде, где белки присутствуют в виде ка­ тионов, они осаждают·ся такими анионами, как сульфо­

салицилат, ферроцианат, фосфоровольфрамат. В щелоч­

ном ра,створе белок находится главным образом в форме

анионов и осаждается при появлении таких катионов,

как катионы тяжелых металлов и др. Наиболее легко образуют соли те реакционноспособные группы белков,

которые обладают ярко выраженными кислыми или ос­ новными свойствами.

Растворимые соединения меди, серебра, ртути, мышь­ яка и висмута образуют с сульфгидрильными группами

меркаптиды и тем самым оказывают токсическое дейст-

1 : 10 ООО вызывают увеличение объема гранул - «ядер»,

наполняющих значительную часть клетки. При обра­

ботке сулемой протоплазма окрашивается слабее, чем в контрольных препаратах. Антимикробное действие сое­

динений, содержащих тяжелые металлы, зависит от до­ ступности сульфгидрильных групп молекулы белка и от

того, какая доля этого препарата расходуется на реак­

ции с другими (в данном случае безразличными) ГJ>УП­

пами.

Многие микроорганизмы в периоды неактивного со­ стояния не ,способны поддерживать ферменты в вос­ становленной форме. Для возобновления роста они нуж­

даются в веществах, способных обеспечить восстановле­ ние Н-групп.

Г. Н. Першин (1949) объясняет механизм действия бактерицидных веществ тем, что они резко угнетают раз­

личные дегидразы. Исключение составляет дегидраза му-

44

равьиной кислоты. По отношению к сулеме, феноJiу,

резорцину, хинозолу, хлорамину, цетилцефиролу чувстви­

тельность дегидраз почти одинакова, причем наимень­

шие концентрации, вызывающие полное или почти пол­

ное угнетение дегидраз, совпадают в пределах ошибки

биологического опыта. Не исключена возможность по­

ражения и других ферментных систем. Свои п.редполо­

жения Г. Н. Першин подкрепил тем, что в любой живой

клетке имеются дегидразы, без которых немыслимо те­

чение окислительно-восстановительных реакций. Они

есть и у анаэробов, у которых отсутствуют истинные ок­

сидазы.

Функция оксидаз на,столько важна для жизни, что

инактивация их приводит к гибели клеток.

Хлорамин, перекись водорода и фенол угнетают ак­

тивность каталазы кишечной палочки. Поливинилпир­ ралидон-йод в концентрациях 0,0035% по ,свободному

йоду угнетает дыхательные фер·менты кишечной па­

лочки.

Угнетение окислительно-восстановительных Ф:рмен­

тов играет ,существенную роль в механизме деиствия

йодофоров на микробную клетку, так как происходит па­

раллельно наступлению бактерицидного эффекта (Л. 3.

Скала, 1969).

По данным П. Ф. Милявской (1951), в цитоплазме

клетки кишечной палочки, не подвергшейся воздействию

дезинфицирующих средств, видны округлые или оваль­

ные образования темно-фиолетового цвета, трактуемые некоторыми авторами как ядра. В отдельных клетках имеются две гранулы, расположенные биполярно, а иног­ да ближе к центру. Протоплазма красноватого тона, а при подкраске лихтгрюном - зеленого цвета. Воздейст­ вие фенола ведет к уменьшению размеров гранул - «ядер», появлению большого количества биполярных

гранул, ухудшает видимость в препаратах протоплазмы,

вплоть до почти полного ее исчезновения. Все эти изме­

нения нарастают по мере повышения концентрации ве­

щества.

В клетках, обработанных 1, 3 и 5% растворами форм­

альдегида, «ядра» хорошо сохраняются: клетки резко

базофильны, гранулы рассматриваются с трудом. Таким образом, в отличие от фенола формальдегид фиксирует,

как правило, структуру клетки и вызывает выраженную

базофилию протоплазмы большинства клеток. Измене-

45

ния, наблюдаемые в клетках, одинаковы независимо ot

концентрации формальдегида.

Обладая малой молекулой, хлор и атомарный кис­ лород, видимо, попадают в ,бактериальную клетку

чер·ез поры клеточной мембраны путем простой диф­

фузии.

Эффект дезинфекции (гибель клетки) зависит от мно­

гих факторов, в том числе от биологических особенно­

стей микроорганизма (вид, штамм) и его количества.

Например, резистентность бактерий брюшного тифа к

препаратам, содержащим активный хлор, значительно выше, чем бактерий дизентерии. Туберкулезные мико­

бактерии еще более устойчивы (особенно к кислотам),

чем патогенные микроорганизмы кишечной группы. Наи­ большей устойчивостью обладают споры микроорганиз­

мов, например сибиреязвенной палочки. Отмечена раз­

ная устойчивость и у разных штаммов одного вида мик­

робов. Прежде всего погибают наиболее чувствительные

~<летки, устойчивые выживают значительно дольше, ос­

новная же масса популяций погибает в промежуточный

период.

При обеззараживании учитывается и степень обсеме­ ненности объекта микроорганизмами, что особенно важ­

но при использовании газов и ионизирующего излуче­

ния. Например, при стерилизации с помощью радиоак­ тивного кобальта ~ли ускоренных электронов инструк­

циями предусматривается предварительное определение

степени обсемененности объекта, а затем выбор дозы. Концентрация дезинфицирующего средства в раство­

ре имеет существенное значение. По мере увеличения

концентрации бактерицида в растворе возрастает сте­

пень инактивации ферментов (Е. К. Скворцова и др.,

1969). При воздействии 1% раствора фенола на свеже­

выделенный штамм под микроскопом не выявляются от­

личия между подопытными и контрольными клетками.

Наоборот, при воздействии 3% раствора фенола появля­ ются большие изменения в структуре клетки: многие как бы вакуолизируются, в некоторых вещество гранул рас­

полагается тонким пристеночным слоем и уменьшается

вразмерах. Протоплазма окрашивается слабее, нежели

вконтроле.

Резкие изменения видны в клетках, подвергшихся действию 5% раствора фенола: подавляющее большин­

ство их имеет биполярные небольшие темные гранулы,

46.

протоплазма почти отсутствует и едва заметна в виде

тяжей между гранулами или слабо контурирована в клетках с одной гранулой. При воздействии минималь­

ных доз хлорамина происходит слипание тонких фиб­

рилл нуклеоида с образованием коротких извитых тру­

бочек и тяжей. Таким образом, в данном случае можно

говорить об агрегации нитей ДНК в результате воздей­

ствия хлорамина. После воздействия бактерицидной до­

зы хлорамина возникают резкие изменения структуры

(А. В. Куликовский, 1969).

Бактерициды значительно различаются по активно­

сти. Одни эффективны в 5% концентрации (лизол), дру­

гие - в 0,2% (гипохлориты), а третьи - в еще более

низких концентрациях. Концентрация препарата зависит

также от обеззараживаемого объекта и степени его об­

семененности.

Эффективность дезинфекции обусловливается также

временем воздействия_ rшедарата, так как мгновенного

бо·еззараживания не существует. Наиболее часто исполь­

зуют средства, эффективные в течение 20 мин, а газы - ОТ 2 ДО 24 Ч.

Подобно химическим реакциям бактерицидное дейст­

вие подавляющего числа средств усиливается с повыше­

нием температуры. Широко употребляется условное обо­

значение Q10 для выражения пропорционального увели­

чения скорости реакции при повышении температуры на

каждые 10 °С. Так, если говорят, что Q 10 =2, то это озна­ чает, что при повышении температуры от 20 до 30 °С ско­

рость гибели клеток увеличивается в 2 раза.

Большую роль при обеззараживании играет среда, в

которой находится патогенный микроорганизм. Он легко погибает под воздействием бактерицидов в воде и воз­ духе, особенно если не защищен органическим и неорга­

ническим субстратами. Трудно убить микроорганизм, за­ щищенный белком, особенно высохшим, а также в выде­ лениях (фекалии, кровь, гной и др.).

В значительной мере эффективность дезинфекции за­

висит от изменения рН среды. Наиболее сильно влияет

величина рН на активность хлора и его соединений, ам­ фолитов, йодофоров. Эти вещества в кислой среде актив­ нее, чем н щелочной. Например, раствор хлорной ~вве­ сти, содержащей 10% активного хлора, при рН 4,0 и температуре 18-20°С убивает споры сибиреязвенной па­

лочки, находящиеся на батистовых тест-объектах, через

47

5-10 мин, а при рН 11,0- через 180 мин. В 1% раство­

ре сулемы при рН 1,6 кишечная палочка погибает в 6

раз быстрее, чем в том же растворе с рН 4,5. Некоторые

виды микроорганизмов весьма чувствительны к измене­

нию рН жидкости (воды и др.). В частности, весьма чув­

ствительны к изменению рН вибрионы холеры Эль Тор:

они быстро погибают в кислой среде, но хорошо размно­

жаются в щелочной.

Гибель микроорганизма как в жидкости, так и на по­

верхности в значительной мере зависит от поверхностно­

го натяжения бактерицидного средства, суть которого

заключается в том, что если две фазы (микроорганизм

и жидкость) находятся в соприкосновении, то прочность тонкого слоя, образующего границу между этими фаза­

ми, зависит от степени поверхностного натяжения. При

высоком поверхностном натяжении контакт жидкости с

микроорганизмом затрудняется, и, наоборот, чем меньше

поверхностное натяжение, тем легче растекаемость жид­

кости по поверхности вообще и поверхности микроорга­

низма в частности.

Особенность обеззараживаемого объекта, его положе­

ние существенно влияют на эффективность обеззаражи­ вания, что учитывается при дезинфекции, -а частности

твердQIХ поверхностей (стена, потолок, пол). Такие по­ верхности могут бЬ;IТЬ гладкими, шероховатыми и отли­ чаться по материалу (деревянные, металлические, ошту­

катуренные, кирпичные, окрашенные масляной или кле­

евой :краской, оклеенные обоями и др.). Поверхности мебели и различной обстановки, объектов из ткани (шерсть, хлопчатобумажная ткань, кожа, синтетика и др.) оказывают влияние на степень растекаемости жид­

кости (смачиваемость, поверхностное натяжение жидко­

сти и др.).

С учетом ряда факторов определяют норму расхода

дезинфицирующего средства. Например, при орошении поверхностей расход дезинфицирующего раствора на

1 м2 обрабатываемой площади колеблется от 300 мл до

1 л на 1 м2, при обеззараживании белья путем погруже­

ния - 4-5 л на 1 кг, в случае обеззараживания сухого

кожевенного сырья 2,5% соляной кислотой - 10 л на

1 кг и т. д.

Способ обработки обеззараживаемого объекта также

оказывает влияние на эффективность дезинфекции. Наи­

лучший способ - это погружение обеззараживаемого

48

объекта в бактерицидную жидкость, имеющую низкое

поверхностное натяжение, или обеззараживание его в специальных (дезинфекционных) камерах.

Влияние указанных факторов учитывают при оценке

антимикробной активности дезинфицирующих средств и

разработке оптимальных режимов обеззараживания объ­

ектов внешней среды при различных инфекционных за­

болеваниях. Химические вещества, применяемые для де­

зинфекции, должны отвечать следующим требованиям:

обладать хорошей растворимостью в воде, вызывать ги­

бель микроорганизмов в короткие сроки, не снижать ак­

тивность в присутствии органических веществ, быть не­ токсичными или малотоксичными для людей и живот­ ных, не иметь резкого неприятного запаха, не быть

маркими и не портить обеззараживаемьiе предметы.

Препараты не должны терять бактерицидные свойства

при хранении как в сухом виде, так и в виде растворов,

быть дешевы и удобны для транспортировки.

При изучении дезинфицирующего средства необхо­

димо иметь подробную химическую характеристику пре­ парата с указанием физико-химических свойств, нейтра­

лизующих веществ и условий хранения. Определение ан­ тимикробной активности испытуемых дезинфицирующих

средств состоит из следующих этапов: 1) подбор куль­ тур микроорганизмов для определения антимикробной

активности средств; 2) изучение активности средств в опытах с тест-объектами из батистовой ткани; 3) изуче­ ние активности средств при обеззараживании поверхно­ стей; 4) изучение активности средств при обеззаражива­ нии белья; 5) изучение активности средств при обезза­ раживании посуды; 6) изучение активности средств при обеззараживании выделений (кал, моча, мокрота и др.).

Подбор культур микроорганизмов в качестве тест­ культур и требования, предъявляемые к ним. Для опре­ деления антимикробной активности дезинфицирующего

средства используют следующие виды ,микроорганизмов:

а) кишечную палочку как на·иболее устойчивый вид из кишечной группы бактерий; б) золотистый стафило­

кокк - :наиболее устойчивый вид из ко·кковой группы микробов; в) антракоид в споровой форме - представи­

тель спорообразующих микроорганизмов.

При выборе штаммов культур обращают внима1Ние на

наличие у них типичных морфологических, биохимиче­

ских и ·культуральных свойств, а также на их устойчи-