factores químicos para el control de microorganismos
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Factores químicos para el control de microorganismos
Dentro de los compuestos químicos podemos encontrar agentes esterilizantes, esterilizantes, desinfectantes y antisépticosdesinfectantes y antisépticos.
La efectividad de estos agentes depende de las condiciones bajo las que actúan:
CConcentración:oncentración: varía con el tipo de agente y de microorganismo: una misma concentración del agente puede producir un efecto diferente en distintos microorganismos.
Tiempo:Tiempo: los microorganismos no son susceptibles a un agente en la misma forma, por lo que no todos los microorganismos mueren al mismo tiempo.
pH:pH: afecta tanto a los microorganismos como a los agentes químicos.
El aumento de pH por encima de 7 incrementa la carga negativa de los microorganismos afectando la concentración del agente sobre la célula.
El pH determina el grado de disociación y la efectividad del agente químico, pues a menor disociación mayor permeabilidad y mayor efectividad
El desinfectante ideal Actividad antimicrobiana a baja concentración Solubilidad Estabilidad No ser tóxico para personas y animales Homogeneidad No combinarse con materia orgánica extraña Actividad a temperatura ambiente o del cuerpo Capacidad de penetración No ser corrosivo ni teñir Poder desodorante Capacidad detergente Disponible y barato
DESINFECTANTES Y ANTISEPTICOS INORGANICOS
• Metales• Ácidos y álcalis• Compuestos inorgánicos oxidantes• Halógenos
ORGANICOS• Alcoholes: • Fenol y compuestos fenólicos
INORGANICOS
Metales y sus compuestos:
Los más efectivos son mercurio, plata mercurio, plata cobre y zinc. cobre y zinc.
Actúan por la combinación ión metálico con proteínas y enzimas del microorganismo, dañando así su sistema.
La capacidad que tienen los metales pesados para ejercer actividad antimicrobiana se denomina acción acción oligodinámicaoligodinámica
Todos los compuestos de mercurio se usan como antisépticos y son pincipalmente microbiostáticos.
los compuestos de mercurio mas comunes son el mercurocromo, el metafen y el mertiolato.
Los fungicidas mercuriales para hongos fitopatógenos están prohibidos por sus efectos dañinos en el ambiente, el hombre y los animales
Entre los compuestos de plataplata utilizados como antisépticos está el nitrato de nitrato de plataplata (AgNO3) que en solución al 1% se ha utilizado para prevenir infecciones prevenir infecciones gonocócicasgonocócicas en los ojos de los recién nacidos aunque actualmente se está reemplazando por antibióticos como la penicilina.
Un pocillo de plata puede desinfectar el agua y una medalla inhibir el crecimiento bacteriano en el laboratorio
Entre los compuestos de cobre se encuentra el sulfato de cobresulfato de cobre (CuSO4) que se utiliza como algicidaalgicida en los recipientes abiertos que contienen agua. También es fungicidafungicida por lo que se utiliza para controlar las infecciones fúngicas de plantas (Mezcla Bordelesa).
Los compuestos de zinczinc también son fungicidafungicidas por lo que se utilizan para tratar el pié de atleta.
Acidos y Bases:
Actúan alterando la permeabilidad y coagulando las proteínas.
En general los ácidos son más eficaces que los álcalis.
Dentro de estos compuestos se encuentran el sulfúrico (H2SO4), nítrico (HNO3), hidróxido sódico (NaOH) e hidróxido potásico (KOH).
Tienen aplicación limitada debido a su naturaleza cáustica y corrosiva.
Aún así el NaOH se utiliza en la industria del vino para limpiar las cubas de madera
Compuestos inorgánicos oxidantes
Actúan oxidando los componentes de la membrana y enzimas.
Destruyen las células introduciendo formas tóxicas de oxígeno (radicales oxidantes) • Peróxido de hidrógeno• Ozono
Peróxido de Hidrógeno:
Peróxido de hidrógenoPeróxido de hidrógeno (agua oxigenada (H2O2) al 6% (20 volúmenes) se utiliza como antiséptico en pequeñas heridas de la piel.
El peróxido gaseoso se utilizacomo desinfectante de superficies o descontaminante de laboratorios biológicos debido a que no es tóxico.
Halógenos:
Los halógenos especialmente el cloro y el iodo son componentes de muchos antimicrobianos.
Los halógenos son agentes fuertemente oxidantes por lo que son altamente reactivos y destructivos para los componentes vitales de las células microbianas.
El cloro, los hipocloritos y las cloraminas son desinfectantes que actúan sobre proteínas y ácidos nucleicos de los microorganismos.
Oxidan grupos -SH, y atacan grupos aminos, indoles y al hidroxifenol de la tirosina.
Cloro:
La muerte de los microorganismos se debe: A la combinación directa del cloro con las
proteínas de las membranas celulares y los enzimas.
En presencia de agua desprende oxígeno naciente (O) que oxida la materia orgánica:
Cl2 + H2O ----------------> HCl + HClO
(ácido hipocloroso)
HClO ----------------> HCl + O
(oxígeno naciente)
Hipoclorito de sodio (blanqueador), que es activo sobre todas las bacterias, incluyendo esporas, y además es efectivo en un amplio rango de temperaturas. La actividad bactericida del hipoclorito de sodio se debe al ácido hipocloroso (HClO) y al Cl2 que se forman cuando el hipoclorito es diluido en agua.
La actividad germicida del ion hipocloroso es muy reducida debido a que por su carga no puede penetrar fácilmente en la célula a través de la membrana citoplamática.
En cambio, el ácido hipocloroso es neutro y penetra fácilmente en la célula, mientras que el Cl2 ingresa como gas.
El hipoclorito de sodio se comercializa en soluciones concentradas (50-100 g/l de Cloro activo), a pH alcalino y en envases oscuros que favorecen su estabilidad, pero es inactivo como desinfectante.
A causa de ésto, es que deben utilizarse soluciones diluidas en agua corriente (que tiene un pH ligeramente ácido), con el objeto de obtener ácido hipocloroso.
Generalmente, se utilizan soluciones con una concentración del 0.1-0.5% de Cloro activo.
Su actividad está influida por la presencia de materia orgánica, pues puede haber en el medio sustancias capaces de reaccionar con los compuestos clorados que disminuyan la concentración efectiva de éstos.
El gas cloro licuificado se utiliza en la desinfección del agua de bebida y piscinas.
El hipoclorito sódico (lejía) al 1% se puede utilizar como desinfectante doméstico.
Dióxido de cloro• Es un bactericida, fungicida y germicida
con un poder 2.6 veces mayor que el cloro, es muy estable y soluble en agua en cualquier dilución.
• Se utiliza para el control efectivo de bacterias, algas, lama y otros microorganismos en la industria pesquera, lechera, avícola y de alimentos en general; tanto en el lavado de equipo como en los productos en sí para evitar contaminación.
http://c3.org/chlorine_knowledge_center/whitepapers10-98.html
• Se usa también en la purificación del agua, ya que tiene un amplio poder residual.
• Por otro lado, es de fácil manejo y aplicación;
• no es tóxico y no deja olor ni sabor;
• no destruye la materia orgánica y es de larga vida de almacenamiento.
• Este producto es aprobado por la F.D.A. (Food and Drug Administration)
Especificaciones Dióxido de Cloro
Densidad 1.13 a 1.17 g/ml pH 10 a 13 Cloro activo9.8 a 10.5%
Estos son los niveles recomendados para que el agua de piscina se mantenga perfectamente balanceada:
MÍNIMO VALOR IDEAL MÁXIMO
CLORO LIBRE 1 ppm 1 - 3 ppm 3 ppm
CLORO COMBINADO No No 0,2 ppm
pH 7,2 7,4 - 7,6 7,8
ALCALINIDAD TOTAL 80 ppm 80 - 140 ppm 140 ppm
DUREZA CÁLCICA 150 ppm 200 - 400 ppm 500 ppm
SÓLIDOS TOTALESDISUELTOS 300 ppm 1000 - 2000 ppm 3000 ppm
FIERRO Y COBRE No No 0,2
ESTABILIZADOR DE CLORO 10 ppm 30 - 50 ppm 150 ppm
Iodo:
Es un agente oxidante que modifica grupos funcionales de proteínas y ácidos nucleicos.
Inactiva proteínas y enzimas por oxidación de los grupos -SH a S-S, pudiendo atacar también grupos amino, indoles, etc.
El iodo se puede utilizar como antiséptico bajo dos formas:
tintura de iodo, es una solución alcohólica (tintura) de iodo (I2) más ioduro potásico (KI) o ioduro sódico (NaI).
iodóforos, son mezclas de iodo (I2) con compuestos que actúan como agentes transportadores y solubilizadores del iodo. Los iodóforos tienen la ventaja de que no tiñen la piel.
Se utiliza como desinfectante de la piel (tintura de iodo: yodo molecular 2% y yoduro de sodio 2% en alcohol), aunque es irritante.
Es efectivo contra esporas en una concentración de 1600 ppm de iodo libre.
Los vapores de iodo se utilizan a veces para desinfectar el aire.
Para desinfectar pequeñas cantidades de agua.
No se utiliza en acueductos porque a las concentraciones a las que se logra desinfección produce olor, color y en algunas personas alergias
Tintes (colorantes)
Interfieren en la síntesis de acidos nucleicos y proteínas (acridina) o interfieren en la síntesis de la pared celular (derivados del trifenilmetano).
La acridina se inserta entre dos bases sucesivas del DNA separándolas físicamente. Esto provoca errores en la duplicación del DNA.
Los derivados del trifenilmetano (violeta de genciana, verde de malaquita y verde brillante)
bloquean la conversión del ácido UDP-acetilmurámico en UDP-acetilmuramil-péptido.
Algunos tintes se usan como agentes selectivos en medios de cultivos por su efecto bacteriostático.
Ejemplos de estos tintes son el cristal violeta (violeta geneciana), azul de metileno, eosina,fucsina, verde brillante. Estos tintes inhiben las bacterias Gram+. El modo de acción no está claro, pero se cree intervienen en los procesos de oxidación celular.
ORGANICOS
Alcoholes: Los alcoholes actúan desnaturalizando las
proteínas, disolviendo las capas lipídicas y como agentes deshidratantes.
Lesionan la membrana celular de los microorganismos y desnaturalizan proteínas celulares.
Desorganizan la estructura fosfolipídica. No destruyen esporas y tienen una acción
germicida lenta.
El poder bactericida aumenta a medida que crece la longitud de la cadena carbonada
Pero los alcoholes con peso molecular superior al del propílico (3C) no se mezclan en todas las proporciones con el agua, no se utilizan como desinfectantes.
Los más utilizados son el etanol e isopropílico.
El alcohol metílicoalcohol metílico (1C) es menos bactericida que el etílico (2C) y además es altamente tóxico.
El etanoletanol al 96% se usa como antiséptico de la piel y como desinfectante en los termómetros clínicos orales y algunos instrumentos quirúrgicos.
Se utilizan en concentraciones del 50 al 70%.
Fenol y compuestos fenólicos
Son desinfectantes que provocan lesiones en la membrana citoplasmática porque desordenan la disposición de las proteínas y fosfolípidos.
Esto causa filtración de compuestos celulares, inactivación de enzimas y lisis.
Una solución acuosa al 5% de fenol mata rápidamente a las células vegetativas de los microorganismos
Las esporas son mucho más resistentes al fenol.
El fenol no es usado a menudo como desinfectante por su olor desagradable, por ser muy irritante y por el resido que queda luego de tratar las superficies.
El fenol ha sido reemplazado por compuestos fenólicos, menos tóxicas y más activas frente a los microorganismos.
Los más utilizados son el hexaclorofeno (compuesto difenílico) y los cresoles (alquil fenoles).
Son muy efectivos a bajas concentraciones contra formas vegetativas de bacterias.
No son efectivos contra esporas. Se utilizan para desinfectar objetos
inanimados como los suelos, paredes y superficies.
Agentes iónicos y anfóteros:
Son sustancias que lesionan la membrana celular debido a que desordenan la disposición de las proteínas y de los fosfolípidos, por lo que se liberan metabolitos desde la célula, se interfiere con el metabolismo energético y el transporte activo.
No son esporicidas aún en altas concentraciones.
Su principales ventajas se hallan en que son inodoros, no tiñen, no son corrosivos de metales, estables, no tóxicos y baratos.
• Catiónicos: Sales de amonio cuaternarias. Tienen mayor actividad a pH alcalino y los Gram + son más susceptibles.
• Aniónicos: Jabones y ácidos grasos. Tienen mayor actividad a pH ácido y son eficaces contra Gram +.
• Anfóteros: Actúan como catiónicos o aniónicos según el pH.
Jabones y detergentes Un jabón es una sal de sodio o
potasio y un ácido graso. Los agentes que reducen la tensión
superficial del agua (surfactantes) y que se emplean principalmente para la limpieza de superficies se llaman detergentes (el jabón es un ejemplo de un detergente).
Los detergentes se clasifican en catiónicos, aniónicos y no-iónicos.
Los detergentes catiónicos o cuaternarios de amonio son mejores desinfectantes que los demás.
Son bacteriostáticos a bajas concentraciones y bactericidas a concentraciones mayores. Estos compuestos no matan esporas.
Se usan como antisépticos para la piel y ára el saneamiento de lecherías y plantas elaboradoras de alimentos.
Gases esterilizantes
Oxido de etileno
El óxido de etileno, un líquido que hierve a 10,7° C.
El óxido de etileno actúa inactivando enzimas y otras proteínas que contienen grupos sulfidrilos (R-SH)
Es muy peligroso por ser altamente inflamable y explosivo, y además cancerígeno.
Es utilizado en la esterilización gaseosa, para material termosensibles como el plástico, equipos electrónicos, bombas cardiorrespiratorias, placas Petri, jeringas y otros objetos de plástico que se funden a temperaturas superiores a los 100° C.
Debido a su alto poder de penetración estos objetos se empaquetan primero y después se esterilizan.
Aldehídos: Son agentes alquilantes que actúan
sobre proteínas, lo que provoca modificación irreversible de enzimas e inhibición de la actividad enzimática
Se utilizan como desinfectantes y esterilizantes.
Destruyen esporas. Formaldehído y glutaraldehído
Formaldehído Se utiliza como gas para descontaminar
edificios, ambientes, etc., como preservativo y como desinfectante de suelos.
Tiene la desventaja de ser muy irritante y perder actividad en ambientes refrigerados.
El formaldehído gaseoso se obtiene por calentamiento del paraformaldehído (OH (CH2O)n-H), lo que produce las despolimerización de este compuesto y la liberación de formaldehído.
Glutaraldehido: El glutaraldehído es el único
esterilizante efectivo en frío. Una solución acuosa al 2% presenta
una amplia actividad antimicrobiana. Es efectivo frente a virus, células vegetativas y esporas de bacterias y hongos.
Se usa en medicina para esterilizar instrumentos urológicos y ópticos.
EVALUACION DE LA ACTIVIDAD
ANTIMICROBIANA DE LOS DESINFECTANTES Y
ANTISEPTICOS
Técnica de dilución en tubo:1. diferentes diluciones del agente químico.
2.El mismo volumen de cada dilución se dispensa en tubos estériles.
3. A cada tubo se le añade igual cantidad de suspensión del microorganismo utilizado como prueba.
4.A intervalos de tiempo se transfiere alícuota de cada tubo a otro tubo que contenga medio de cultivo.
5. Los tubos inoculados se incuban 24 a 48 horas a la temperatura óptima de crecimiento del microorganismo utilizado como prueba.
Al cabo de este tiempo se examina el crecimiento del microorganismo:• aparición de turbidez en el tubo (crecimiento +) • ausencia de turbidez (crecimiento -).
6. Tubos que presenten crecimiento negativo indican la dilución a la cual ese agente químico mata al microorganismo cuando es expuesto al agente químico durante ese período de tiempo.
Técnica del coeficiente fenólico: Técnica estandarizada utilizada para
comparar el poder desinfectante de un agente químico frente al del fenol.
Es una modificación de la técnica de dilución en tubo tal como se describe a continuación:
1. Se prepara una serie de tubos conteniendo cada uno 5 ml de diferentes diluciones del desinfectante.
2. A la vez se prepara una segunda serie de tubos que contengan diferentes diluciones de fenol.
3. Cada tubo de las dos series se inocula con 0,5 ml de un cultivo de 24 horas de cepas específicas de Salmonella typhi o Staphylococcus aureus, utilizadas como pruieba).
4. A los 5, 10 y 15 minutos se recoge una alícuota de cada tubo que se inocula en otro tubo que contenga medio de cultivo estéril.
5. Estos tubos inoculados se incuban durante 24 a 48 horas y se observa el crecimiento del microorganismo (aparición de turbidez).
6. La mayor dilución del desinfectantemayor dilución del desinfectante que mate a los microorganismos en 10 minutos pero no los mate en 5 minutos se divide por la dilución mayor de fenoldilución mayor de fenol que dé los mismos resultados.
El número obtenido es el coeficiente fenólico de ese desinfectante.
Técnica de la placa de agar:1. Se inocula una placa que contenga medio de
cultivo sólido con el microorganismo utilizado como prueba.
2. El agente químico se coloca en el centro de la placa, bien dentro de un cilindro o impregnado en un disco de papel.
3. Al cabo de 24 a 48 horas se observan zonas de inhibición (crecimiento -) alrededor del agente químico.
Una modificación de esta técnica es la incorporación del agente químico en el medio de cultivo antes de verterlo sobre la placa.
Una vez solidificado se inocula con el microorganismo utilizado como prueba, se incuba y se examina el crecimiento microbiano.
Prevención de patógenos a difrerentes niveles:
Minimizar vias de transmisionLevantamiento de barrerasEducación sanitariaVigilancia
Ejemplo: control del cóleraVibrio cholerae : se localiza y
reproduce en el intestino.
Causa diarreas acuosas y profusas, vómitos y rápida deshidratación debilitamiento y, en casos severos, a la muerte.
El foco infeccioso,excretas y, en menor grado, los vomitos.
En un dia una persona en estado grave puede alcanzar una excrecion superior a los 10,000 millones de germenes
Un convaleciente entre 100 y 100,000 vibrios por gramo de heces.
Vías de transmisión
el agua de consumo humano las manos el suelo los alimentos.
Minimizan de Las vias de transmision : Adecuado nivel de saneamiento
ambiental (abastecimiento de agua y alcantarillado)
Educación sanitaria Higiene.
Barreras de control
Identificadas en tres grandes grupos: Acción medica curativa Inmunización Control ambiental
Acción medica curativa:
actividad destinada a recuperar a la persona enferma, pero no tiene como objetivo controlar la diseminación del agente
Inmunización: a traves de la vacunación, en este caso no son efectivas, ya que solamente brindan protección parcial y por breves lapsos
(3 a 6 meses).
Control ambiental: quedan como únicas barreras efectivas de control de la enfermedad, las acciones de ingenieria sanitaria y educación para la salud
Correcta disposición y eliminación de excretas
Educación sanitaria Vigilancia
Educación sanitaria
Como medida complementaria
debe implantarse con caracter de urgencia en un primer momento a nivel comunitario y luego escolarizado.
Vigilancia Seguimiento de la
efectividad de las medidas de control
Evaluar la ejecución y cumplimiento de las acciones de control.
Evaluación del medio ambiente, a fin de garantizar el Vibrio cholerae esta en proceso de erradicación.
Ejemplo:control de los microorganismos en los museos, archivos, bibliotecas y herbarios.
En este tipo de instalaciones, por sus condiciones de humedad y temperatura y por el continuo trasiego de personas y objetos, entrada de mercancías, desagües, insectos..., siempre existe el riesgo de proliferación de microorganismos.
Algunos de estos microorganismos dañan los materiales y además son patógenos para las personas.
PrevenciónPrevención: controlar en el ambiente del archivo valiéndose del conocimiento de los factores que limitan su desarrollo (humedad, temperatura, nutrientes, etc.)
Detectar y Detectar y clasificar, en un clasificar, en un estadio tempranoestadio temprano.
Periódicamente Asegurar la
especificidad de los tratamientos con respecto al agente microbiano a combatir, minimizando los riesgos de deterioro
Los principales microorganismos que afectan a los Museos, archivos, Bibliotecas y herbarios son: Aspergillus y Penicillum.
Producen micotoxinas que provocan intoxicaciones, alergias y micosis
Son hongos bastante resistentes a la falta de humedad, lo que hace que su eliminación deba ayudarse con la aplicación de germicidas.
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Ejemplo microbiológicos en piscinas
SÍNTOMA CAUSA POSIBLE REMEDIO
Algas1) Insuficiente cloro libre residual
2) Inadecuado programa demantenimiento diario
1) Ajustar pH entre 7,2 y 7,6
2) Superclorar o aplicar Agente oxidantepara el tratamiento shock
3) Cepillar las paredes de la piscina4) Agregar Algicida para remoción de
algas
5) Mantener un residual de cloro entre1 y 3 ppm y adicionarperiódicamente Algicida
Agua Turbia
1) pH demasiado alto2) Presencia de algas
3) Insuficiente Filtración
4) Alcalinidad muy alta
5) Residuos de Bañistas (lociones,cremas, etc.)
1) Ajustar a pH bajo2) Ver Algas
3) Revisar sistema de filtración
4) Eliminar parte del agua de la piscina,reponiéndola con agua fresca
5) Aplicar Agente oxidante para eltratamiento shock