MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS SUSTANCIAS RECOMENDADAS PARA
INACTIVAR AL SARS-COV-2
¿Por qué los jabones eliminan el virus si no son virucidas?
¿Por qué el alcohol etílico es más efectivo al 70% que la 96%?
Jefe de dotación de bomberos del C.P.E.I.S Toledo.
Licenciado en Bioquímica por la UCM
La desinfección es la reducción del número de
microorganismos en un producto o superficie a un nivel previamente especificado
como apropiado en función del uso que se va a dar. En general la desinfección se utiliza para describir un
producto –desinfectante- o proceso que es eficaz contra la mayoría de los
patógenos con excepción de las esporas bacterianas. (1)
Se divide en tres niveles en función de la capacidad de inactivar microorganismos.
FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICACIA DE LA DESINFECCIÓN (1)
No todos los agentes desinfectantes son igual de
efectivos esta eficacia depende de factores como:
•Susceptibilidad de los distintos
microorganismos: resistencia
innata de los microorganismos al agente químico ( por propiedades de la pared
celular)
•Cantidad y ubicación de los microorganismos: a mayor biocarga es necesario mayor cantidad de
desinfectante y tiempo de actuación; y mejora la acción con una limpieza inicial
• Presencia de materia orgánica: se comporta como una barrera física que impide contacto;se producen reacciones químicas que disminución de concentración
de desinfectante
• Presencia de biofilms que actúan como una barrera
que dificulta el contacto.
• Concentración de uso: a
mayor concentración, mas eficacia y menor tiempo. Es importante tener control sobre los ajustes
en la concentración ya que afectan de forma distinta (d ,t )Ver Ley
de de Chick-Watson. (3)
ln N/ N0 = - k C t
• Factores físico-químicos: pH: presencia
de otras sustancias: jabones; temperatura ( a mayor T = mayor eficacia) ; humedad en desinfectantes gaseosos; dureza del agua (inactivan ligeramente la
acción de fenoles e hipocloritos
y pueden inactivar totalmente los amonios cuaternarios)
• Tiempo de exposición: t bajo= baja efectividad; t
elevado= daño en material, toxicidad
Estos factores pueden potenciar o reducir la capacidad desinfectante de un producto:
-
inducir cambios en las propiedades químicas acción biocida
-
impedir el contacto con la superficie a
desinfectar.
EL MÁS
IMPORTANTE es la resistencia intrínseca de
los microorganismos (la composición de la pared celular que regula la
penetrabilidad de los agentes desinfectantes y esterilizantes)
MECANISMOS DE LAS SUSTANCIAS DESINFECTANTES RECOMENDADAS
Los productos recomendados por el Ministerio de Sanidad para inactivar de forma eficiente al coronavirus humanos (no SARS-CoV-2) son el etanol (alcohol etílico) al 62-71%, hipoclorito de sodio 0,1-0,5% o peróxido de hidrógeno
al 0,5%, en un minuto y glutaraldehido al 2%. (4)(5)
La actividad biocida de cada uno de ellos depende de sus propiedades químicas y de las interacciones que tiene con el virus .La mayoría de los desinfectantes se los agrupa en tres categorías: los que lesionan la membrana
celular, los inactivadores irreversibles de proteínas y los que lesionan los ácidos nucleicos. No
obstante, algunos desinfectantes comparten más de uno de estos mecanismos.
También está recomendado el lavado de manos habitualmente como una medida eficaz para evitar los contagios.
Jabones/ Sustancias tensoactivas
Se dice que una molécula es anfifílica cuando posee una doble afinidad polar-no polar. Todas las sustancias
anfifílicas tienen una estructura molecular común conformada en dos partes: un
grupo polar y un grupo apolar o poco polar. La parte polar posee afinidad por los disolventes polares, en
particular por el agua, y se denomina comúnmente la parte hidrófila o
hidrofílica. Por el contrario el grupo apolar se llama parte hidrófoba o hidrofóbica, o bien
lipofílica.
Las moléculas tensoactivas, tienen carácter anfífilico, es decir poseen la propiedad
de solubilizar moléculas polares y no polares. (7) (8)
Debido
a esta orientación algunas moléculas anfifílicas tienen la propiedad de
disminuir la tensión superficial en una interfase aire-agua o grasa-agua. Es necesario hacer
resaltar que no todos los anfifílicos poseen tal actividad. Según
el carácter del extremo hidrófilo las moléculas tensoactivas se clasifican en
aniónicas, catiónicas, no iónicas y anfóteras.
Como
consecuencia de esta disminución de la tensión superficial estas sustancias
tienen las siguientes propiedades:
- poder detergente
o capacidad para eliminar la suciedad y la grasa de una superficie (piel, tejido etc.)
- poder emulgente
o capacidad para producir dispersiones coloidales de grasa en medio acuoso o de
agua en medio graso
- poder
espumógeno que da lugar a la formación de espuma y actividad mojante que hace que
el agua impregne una superficie de forma homogénea.
El poder
detergente y la capacidad para formar emulsiones tienen el mismo principio, las
moléculas de tensoactivo se adsorben sobre las partículas de aceite o grasa
eliminándolas de la superficie en el
primer caso, y formando micelas estables, en el segundo, debido a la repulsión
entre partículas con carga negativa.
Algunos jabones incorporan bacteridas y funguicidas en su composición.
La acción biocida de estas sustancias es una acción física debido a estas interacciones con la parte lipídica de las membranas celulares. Los jabones no son antisépticos o desinfectantes
eficaces, puesto que su actividad antibacteriana es limitada.
Por otro lado si son agentes útiles para la eliminación mecánica de las bacterias presentes en la
piel mediante emulsificación de secreciones lipoideas en las cuales quedan
embebidos los microorganismos. Así, lavando con jabón se reduce de forma
importante la concentración de microorganismos en la superficie.
Como inconveniente hay que decir, que los jabones pueden interaccionar con los desinfectantes reaccionando y disminuyendo su poder biocida.
Alcohol etílico ( Etanol) (1)
Es un agente bactericida; tuberculocida, fungicida y
virucida(es un potente agente virucida que inactiva a gran cantidad de virus
lipofílicos y muchos virus hidrófilos (adenovirus, enterovirus, rinovirus y rotavirus),
pero no destruye las esporas bacterianas.
Su actividad cae
bruscamente cuando se diluye por debajo de la concentración del 50%, y la
concentración bactericida óptima es 60% -90% de soluciones en agua (volumen /
volumen) , La actividad
depende de la concentración ( la gráfica de concentración frente a efectividad
tiene forma V invertida), presentando el
máximo de eficacia entre el 60-80%.
La concentración recomendada
para inactivar al SARS-CoV-2 es del 70%.
Su acción antimicrobiana se
basa en la desnaturalización de las
proteínas. Este mecanismo está respaldado por la observación de que el alcohol
etílico absoluto, un agente deshidratante, es menos bactericida que las mezclas
de alcohol y agua porque las proteínas se desnaturalizan más rápidamente en
presencia de agua. Ello se debe a que estos compuestos acuosos penetran mejor en
las células y bacterias a través de la pared, membrana celular y con
la inactivación de enzimas, mediante rotura de esas barreras y
desnaturalización, en el citoplasma, de proteínas esenciales para el
microorganismo.
Como inconvenientes tiene que es inflamable y que se evapora rápidamente, lo que dificulta el tiempo de exposición prolongado a menos que
los elementos estén sumergidos. Por ello se utiliza en forma de gel para la desinfección de la piel. La OMS ha recomendado dos formulaciones con mayor concentración para la preparación de estos geles.En este enlace se puede ver un estudio al respecto.
Hipoclorito sódico ( Lejía comercial)
En la entrada de este blog del día 16 de abril ya se explico ampliamente el comportamineto del hipoclorito sódico. Solo recordar aquí que el mecanismo exacto por el cual el cloro libre destruye los
microorganismos aún no se ha determinado con exactitud. Se ha demostrado su utilidad y la inactivación de microorganismos por cloro puede ser el
resultado de varios factores como son la oxidación de enzimas sulfhidrilo y aminoácidos;
cloración en anillo de aminoácidos; pérdida de contenido intracelular;
disminución de la absorción de nutrientes; inhibición de la síntesis de
proteínas; disminución de la absorción de oxígeno; oxidación de componentes
respiratorios; roturas
en el ADN.
El mecanismo microbicida real
del cloro podría involucrar una combinación de estos factores o el efecto del
cloro en sitios críticos.
Peróxido de hidrógeno ( Agua Oxigenada)(1)
La acción oxidativa se ejerce sobre las macromoléculas, desnaturalizando las proteínas, rompiendo la permeabilidad de las membranas lipídicas celulares, actuando sobre el DNA, RNA; Hay diferencias en el rango de oxidación relacionadas con la formulación y el estado físico, en particular entre la solución líquida y la forma gaseosa del peróxido de hidrógeno.
El peróxido de hidrógeno es muy estable, aunque la luz afecta su estabilidad por lo que se ha de almacenarse en contenedores opacos, siendo su descomposición en contenedores pequeños menor del 2% por año a temperatura ambiente.
Las formas gaseosas del peróxido de hidrógeno tienen comprobada actividad frente a bacterias e incluso priones.
Como inconveniente presente que la exposición al vapor de peróxido de hidrógeno irrita los ojos, nariz, garganta y pulmones,aunque no se han descrito efectos carcinogenéticos en humanos. El uso en forma gaseosas se deba hacer manteniendo la seguridad de pacientes y personal y para ello debe ser aplicadas en salas selladas, sin sustancias tóxicas añadidas y al eliminarse los restos del gas antes de su reapertura mediante ventilación.
Glutaraldehido (1) (6)
Es un biocida de alto nivel y de amplio espectro, con eficacia
frente a bacterias, hongos y virus, y también frente a micobacterias; además,
cuando la solución es alcalina (pH 7,5 a 8,5) se activa y posee actividad
esporicida.
Actúan mediante la
alquilación de los grupos químicos de las proteínas y ácidos nucleicos de las
bacterias, virus y hongos. El glutaraldehido actúa sobre las proteínas por
desnaturalización, y sobre los ácidos nucleicos y las proteínas por
alquilación. A nivel de los ácidos nucleicos, la reacción es irreversible.
Sobre la pared celular, el glutaraldehído actúa a nivel de los puentes cruzados
del peptidoglicano. La reacción con nucleótidos receptivos tiene lugar
rápidamente y el equilibrio se inclina hacia la hidroximetilación.
La desventaja que presenta es que es un producto irritante de las vías respiratorias y también es sensibilizante para piel y mucosas (dermatitis de contacto). En exposiciones de corta duración y aun a bajas concentraciones, produce irritación de las mucosas y especialmente del tracto respiratorio superior. Tiene el uso limitado y siempre requiere de una buena ventilación. Su uso en laboratorio se realiza en cabina de de seguridad. Ha sido retirado del uso en algunos países.
Además presenta tiempos de actuación elevados para ciertos microorganismos.
En el listado de virucidas autorizados por el Ministerio de Sanidad, se puede veer como los productos publicados tiene como sustancias activas otros compuestos como el ácido láctico, el ácido paracético y aminas cuaternarias. Estas sustancias las trataré en otra entrada.
Referencias.
(1) Guía
de uso de desinfectantes en el ámbito sanitario. Sociedad Española de Medicina
preventiva, salud pública e higiene. Noviembre 2014/2019
(6) Propedeutica Quirurgica. Jaime Arias y otros.Editorial Tebar 2004.
(7) Crédito de imagen:
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