прошлое, настоящее и будущее четвертичных аммонийных

ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЙНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
Авторы: Опарин П.С., Тюрнева Н.А., Шептунов С.И., Опарина Т.П., Антонива Т.А.,
Панова М.А. Дезинфектология на современном этапе// ВС НЦ СО РАМН – Иркутск, 2003
ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЙНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
А. А. Красильников, Н.Л. Рябцева, Е.И. Гудкова.
Четвертичные аммонийные соединения (ЧАС) - это соли с четвертичным атомом
азота в качестве характерной химической группы. Одна из четырех углеродных связей,
как правило, имеет более 10 углеродных атомов.
Типичные представители - бензалкониум хлорид, бензалкониум пропионат,
мецетрониум метилсульфат. ЧАСы с момента их создания и открытия Jacobs и
Неidelberger у них антимикробных свойств в 1915 г . являются наиболее обширной
группой биоцидов. В 1935 г . Domark обнаружил антимикробную активность
длинноцепочечных солей четвертичного аммония при их практическом применении в
медицине, а позднее и во многих других областях. Это открытие стимулировало
исследования по синтезу новых соединений и изучению антимикробных свойств ЧАС,
что привело к созданию нескольких поколений структурно-вариабельных соединений
четвертичного аммония, имеющих практическое значение.
В настоящее время ЧАСы имеют широкую область применения, терапевтическая
антисептика местных гнойно-воспалительных процессов, профилактическая
антисептика неповрежденной кожи перед операциями, антисептика слизистых
оболочек, консервирование глазных капель, инъекционных растворов, зубных паст,
косметических средств; дезинфекция и очистка поверхностей, дезодорирование.
Современные ЧАСы характеризуются умеренно широким спектром антимикробной
активности, не имеют запаха, бесцветны, обладают слабой коррозийной активностью,
эффективностью е широком диапазоне рН, устойчивостью к высоким температурам,
стабильностью концентратов и рабочих растворов, относительной толерантностью к
присутствию органических веществ, остаточным бактериостатическим действием на
обрабатываемых поверхностях, низкой токсичностью, прекрасными моющими
свойствами.
Недостатками этой группы соединений являются неэффективность в отношении спор
и простых вирусов, недостаточная активность вотношении
грамотрицательных бактерий, отсутствие микобактерицидного эффекта, невысокая
активность при низких температурах, инактивация анионогенными ПАВ, высокий
уровень загрязнения окружающей среды, наличие выраженного пенообразования, что
ограничивает их механизированное использование, ингибирующее влияние остатков
ЧАС на дезинфицированных поверхностях в отношении технологической микрофлоры,
применяемой при производстве; кисломолочных продуктов.
Следствием недостаточной эффективности ЧАС для грамотрицательных бактерий,
особенно псевдомонад, являются описанные в литературе и часто встречающиеся на
практике случаи контаминации этими микробами рабочих растворов ЧАС, что может
приводить к внутрибольничным инфекциям, связанный с применением
контаминированных дезсредств [ 1 ].
Механизм действия ЧАС. Действие ЧАС на чувствительные бактериальные клетки
проходит в несколько этапов: адсорбция молекул ЧАС к компонентам клеточной стенки
и прониконовение через неё; взаимодействие с фосфолипидами цитоплазматической
мембраны, за которым следует ее дезорганизация; вытекание внутриклеточных
низкомолекулярных веществ; распад белков и нуклеиновых кислот; лизис клеточной
стенки, вызванный аутолитическими ферментами.
Суббактерицидные концентрации ЧАС вызывают менее глубокие изменения в
структуре макромолекул цитоплазматической мембраны, что проявляется в нарушении
ее функций (повышение проницаемости, изменение осмотического давления,
нарушение транспорта через мембрану молекул и ионов, ингибирование
метаболических процессов и биологического окисления, торможение регулируемого
мезосомами деления клеток) [8].
Действие ЧАС на микобактерии ограничивается ингибированием роста, на споры торможением развития прорастающей споры, но не самого процесса прорастания.
Спороцидным эффектом не обладают даже высокие концентрации ЧАС, хотя его
молено достичь использованием этой группы дезсредств при высокой температуре.
Антивирусная активность ЧАС проявляется в дезинтеграции суперкапсида сложных
вирусов, приводящей к потере инфекционности [9].
Устойчивость микроорганизмов к ЧАС. Устойчивость бактерий к дезинфицирующим
средствам подразделяется на естественную (видовую) и приобретенную.
Естественная устойчивость к ЧАС характерна
для
грамотрицательных
бактерий,
бактериальных спор. Механизм такой устойчивости: непроницаемость клеточной стенки
для молекул ЧАС. Среди фамотрицательных бактерий наибольшей резистентностью
обладает Р.aerruginosa. Это обусловлено высоким содержанием ионов магния в
клеточной стенке псевдомонад, что способствует созданию сильных связей между
молекулами липополисахаридов, кроме того, малые размеры пор не позволяют
осуществлять диффузию молекул ЧАС через клеточную стевку.
Механизм высокой резистентности микобактерий связан с повышенным содержанием
арабиногалактана, липидов и восков, придающим выраженную гидрофобность
клеточной стенке [3]. Вследствие этого гидрофильные молекулы дезинфектантов не
способны проникать через клеточную стенку в количествах, необходимых для
достижения микобактерицидного эффекта. Показано, однако, что уровень активности
ЧАС в отношении микобактерий может быть значительно увеличен с помощью
изменений в составе формул и создания новых препаратов [6].
Наличие естественной устойчивости к соединениям из групп ЧАС отмечено также у
некоторых мукоидных штаммов стафилококков. Слизистый слой, окружающий
бактериальные клетки, является барьером для проникновения молекул ЧАС, кроме
того, наблюдаются взаимодействие компонентов слизи с дезинфектантом и поглощение
(нейтрализация) активно действующих веществ [6].
Приобретенная устойчивость к ЧАС обусловлена генотипическими (наличие генов
устойчивости, локализованных в плазмидах, хромосоме или транспозонах) или
фенотипическими механизмами. Плазмидная устойчивость установлена для Е.соli,
S.аureus, S.epidermidis [4]. Показано, что около 40% изолятов коагулазоотрицательных
стафилококков имеют гены устойчивости к ЧАС, локализованные в Р-плазмиде,
детерминирующей резистентность к лактамным антибиотикам и солям тяжелых
металлов [7]. Биохимический механизм такой устойчивости - выведение молекул
дезинфектанта из клетки. Мутационный механизм генотипической устойчивости к ЧАС
выявлен у Р.аеroginosa [5]. Такой тип устойчивости обусловлен изменением профилей
жирных кислот и белков клеточной стенки, вследствие чего ограничивается
проникновение через нее молекул дезинфектанта. Фенотипичсская устойчивость к ЧАС,
как и к другим биоцидам, связана со способностью бактерий образовывать биопленки,
фиксированные на различных поверхностях, К бактериям, находящимся во внутренних
слоях пленки, доступ молекул дезинфектантов ограничен. Кроме того, возможно
химическое взаимодействие между дезинфектантом и биопленкой, в результате
которого происходит нейтрализация активно действующих веществ.
Больничные изоляты бактерий являются менее чувствительными к дезинфектантам
по сравнению с типовыми и внеболъничными штаммами. В появлении и
распространения устойчивых к ЧАС вариантов бактерий, вероятно, имеют значение
описанные выше генетические механизмы резистентности и селекции устойчивых
культур при длительном применении в больницах дезсредств на основе одной группы
активно действующих веществ.
Мы изучили чувствительность - устойчивость, основных возбудителей
внутрибольничных инфекций, выделенных от пациентов с инфицированными
послеоперационными и жг ыми ранами, к некоторым отечественным и зарубежным
дезинфектантам на основе ЧАС.
Исследования проведены с использованием тест-объектов, контаминированных
микробными культурами.
К новым дезинфектантам на основе ЧАС, в состав которых входили также этанол,
полигуанидин, амин, не было обнаружено устойчивых вариантов бактерий. Асфен 381
оказался
неактивным
в
отношении 20,0% псевдомонад. К рекомендованным для
практического применения концентрациям Микробак-форте были устойчивыми от 9,1
до 40,9% энтеробактерий, от 18,9 до 24,3% псевдомонад и от 0 до 20,0%
стафилококков. Септабик в 0,12% концентрации проявил недостаточную активность в
отношении большинства
изученных изолятов энтеробактерий и псевдомонад. После
действия 0,3% концентрации дезинфектанта при 60 - минутной экспозиции выживали
15,4% энтеробактерий и 7,2% стафилококков.
Таким образом, ЧАС как монопрепараты вследствие относительно ограниченного
спектра
и
невысокого уровня антимикробной активности могут применяться для
дезинфекции и очистки некритических поверхностей в клиниках, на предприятиях
пищевой промышленности и общественного питания. Введение в состав дезсредств
на
основе ЧАС активно действующих веществ, характеризующихся другими
механизмами действия, приводит к расширению спектра и повышению уровня
активности, способствует замедлению процессов формирования у микробов
устойчивости.
Литература
1. Морозова Н.С., Корженевский С.В., Теленев А.В. Дезрезистентность
микроорганизмов в проблеме внутрибольничных инфекций // Вестник ассоциации 2001. - №3.
2. Blok S.S. Disinfection, sterilization and preservation - New-York: Lippincott Wilkins. 2001.
- 1481 p.
3. Broadley S.J., Jenkins P.A., Furr J.R., Pussell A.D. Potentiation of theeffects of
chlorhexidine diacetate and cetylpyridiniumcliloride on mycobacteria byethambutol J.Med.
Microbiol. - 1995. - N.43. - P.l 18-122.
4. Heir E., Sundheim G., Hoick A. L. Resistance to quaternaryamrnonium compounds in
Staphylococcus spp. Isolated from the food industry and nucleotide sequence of the
resistance plasmid pST 827 J.Appi. Bacteriol. -N.79. - P. 149-156.
5. Jones M.V., Herd T.M., Christie H.J. Resistance of Pseudornonas aeroginoza to
amphoteric and quaternary ammonium biocide; Microbios. - 1989. - N.58. - P. 49-61.
6. Khunkitti W., Lloyd D., Furr J.R., Russell A.D. The lethal effects of biquanides on cycts
and trophozoites of Acanthamoeba castelanii.// J. Appl. Microbiol - 1996. - N.81. - P. 73-77.
7. Leelaporn A., Paulsen I. Т., Tennent J.M. et al. Multidrug resistance to antiseptics and
disinfectants in coaguiase - negative staphylococci// Med/MicrobioL. - 1994. - N. 40. P.214-220.
8. McDonnell G., Russell A.D. Antiseptics and disinfectants: activity, astion and resistance
Clin. Microbiol. Rev. - 1999. - P. 147-179.
9.Princt D.L., Prince H.N., Thraenhart O. Et al. Methodological approaches to disinfection of
human hepatitis В virus J. Clinic Microbiol.- 1993.-N.31.-P. 3296-3304.
10. Russell A.D. Bacterial spores and chemical spoiicidal agents//Clin.Vicrobiol. Rev. - 1990.
-N.3. - P.99-119.
11. Salton M.R.J. Lytic agents, cell permeability and monolayer penetrability and monolayer
penetrability// J. Gen.Physiol - 1968. -N.52. - P. 277-252.
Ссылка на сайт http://www.belaseptika.by/index.php/2011-02-02-08-32-54/105-2011-01-31-08-3718.html