Устойчивость вирусов к этиловому спирту
Обновлено: 13.05.2024
Из группы спиртов в качестве кожных антисептиков практическое значение имеют этиловый спирт (этанол), изопропиловый и пропиловый спирт. Они могут применяться в качестве монопрепаратов, содержащих только один из спиртов, без каких-либо добавок, или в качестве комбинированных препаратов, в состав которых могут входить два и даже три вида спиртов, а также действующие вещества из других групп, например, катионные поверхностно-активные вещества, молочная кислота, феноксиэтанол и другие химические соединения.
Механизм действия и спектр активности
Механизм действия спиртов на микроорганизмы состоит в том, что они денатурируют белки клеточных мембран, вызывая разрушение клетки. Это действие – неспецифическое.
Спирты обладают превосходным бактерицидным действием в отношении большинства
грам-положительных и грам-отрицательных бактерий, а также проявляют высокую активность в отношении туберкулезных бактерий. Бактерицидный эффект в представленном выше ряду увеличивается: от минимального эффекта у этилового спирта к максимальному у пропилового.
Спирты действуют на некоторые виды грибов и вирусы, покрытые оболочкой (РС-вирусы, вирус гепатита В и ВИЧ). Безоболочечные также подвержены дезинфицирующему действию спиртов, но требуют более высокой концентрации этилового спирта, до 95%, и увеличения времени обработки. Типичный пример безоболочечного вируса – ротавирус, часто вызывающий госпитальные вспышки ротавирусных энтеритов. Изопропиловый спирт действует на безоболочечные вирусы избирательно.
Спирты не обладают спороцидным действием, и потому неэффективны в отношении спорообразующих микроорганизмов.
Антисептичский эффект спиртов наступает быстро, достаточно 30 секунд, однако не имеет продленного (персистирующего) действия. После испарения антисептическое действие спиртов на микроорганизмы прекращается. Следует иметь в виду, что спирты инактивируются в присутствии слизи и протеинов. Поэтому обработка спиртом рук, загрязненных биологическими жидкостями, не может дать гарантированного успеха.
Эффективная концентрация спиртосодержащих антисептиков
Следует учитывать, что не всякий раствор спирта обладает достаточным антисептическим эффектом. Эффективная концентрация в спиртосодержащем препарате должна колебаться от 60 до 95%. К примеру, идеальным антисептиком является 75% и более раствор этилового спирта. Препараты, содержащие меньшие концентрации этанола (например, спиртосодержащие гели), не обладают выраженным антисептическим эффектом.
В результате исследования, проведенного в трех лабораториях, было установлено, что препараты, основные на 70% спирте, являются значительно менее эффективными по сравнению с эталонным спиртом (по EN 1500), содержащим ≥ 80% спирта по массе, и, следовательно, не отвечают европейским требованиям по антимикробной эффективности. Одна из лабораторий подтвердила эффективность препарата, основанного на смеси спиртов, но в двух других его эффективность доказана не была. При проведении оценки вирулицидного действия ни один из трех препаратов не обеспечил необходимого снижения контаминации рук аденовирусами и полиовирусами.
Исследователи сделали вывод, что стабильно эффективные спиртовые препараты должны иметь концентрацию этилового спирта не менее 80% по массе.
Интересно, что антисептический эффект водного раствора спирта, нарастая с ростом его концентрации, резко падает у концентрированного, неразбавленного водой этанола. Именно поэтому не следует обрабатывать руки чистым спиртом – это не даст необходимого обеззараживающего эффекта.
Таким образом, если спирты применяются в виде комбинированных препаратов, очень важно, чтобы при смешивании в конечном продукте сохранялась эффективная концентрация спирта. Для лучшего понимания, как определяется концентрация спиртового препарата, приведем пример. Предположим, мы хотим изготовить 10 литров антисептика, на основе изопропилового спирта, эффективная концентрация которого должна быть не ниже 75%. Для этого мы должны взять 7515 мл 99,8% изопропилового спирта, 417 мл 3% перекиси водорода для инактивации микробных спор в процессе приготовления раствора, 140 мл 96% глицерина для ухода за руками. При смешивании мы получаем препарат с концентрацией действующего вещества – изопропилового спирта – 75%. Если бы добавили большие объемы перекиси водорода или глицерина, то концентрация спирта в препарате могла бы получиться меньше, и этот препарат нельзя было бы назвать эффективным спиртосодержащим препаратом.
Действие спиртов на организм человека при применении в качестве антисептиков
При всех достоинствах спиртов в качестве антисептиков следует изучать и учитывать их негативное действие на человеческий организм. Так, этанол классифицируется как малотоксичное вещество. Будучи нанесенным на поврежденную кожу или кожу ребенка, этанол может всасываться в кровь и даже вызывать интоксикацию у маленьких детей. При вдыхании паров этанола токсическая реакция может развиться только при очень больших дозах, намного превышающих те, которые вдыхаются при обработке рук. Он не опасен с точки зрения канцерогенного и тератогенного эффекта.
Этанол не оказывает раздражающего действия на кожу. При его частом употреблении практически не происходит высушивания кожи, изменения её кислотно-щелочного баланса, уменьшения количества липидов на поверхности кожи. Добавка в спиртовый антисептик средств ухода за кожей делают это средство хорошо переносимым при ежедневном применении. Если при применении этанола возникает раздражение, следует думать, что оно связано с другой причиной. Вероятнее всего это результат действия мытья рук водой с мылом. Таким образом, этанол при наружном применении является практически безопасным, безвредным препаратом.
В отличие от этанола, изопроналол лучше резорбируется кожей и при дыхании. В больших дозах изопроналол может вызвать токсические реакции. При этом следует иметь в виду, что обработка рук не предполагает использования таких доз препарата: многочисленные исследования показали, что ингаляция изопроналола при обработке рук также не имеет клинического значения. Описаны случаи отравления изопроналолом при использовании для компрессов. Так, известно о коме у молодого человека 22 лет, которому вместо этилового спирта при приготовлении компресса использовали изопроналол. К счастью, через 24 часа после удаления компресса он полностью выздоровел. Случаи аналогичных отравлений от применения компрессов с изопроналолом описаны и в детской практике. В литературе описан трагический случай, закончившийся смертью недоношенного ребенка, когда вместо этилового спирта вместо увлажнителя в аппарате ИВЛ был использован 70% раствор изопроналола.
Изопропанол может оказать серьезное токсическое воздействие на здорового взрослого человека при пероральном употреблении. Оно возникает уже при дозах около 50 мл. Смертельных отравлений выпитым изопропанолом не зафиксировано, поскольку человек впадает в алкогольный транс гораздо раньше, чем сможет самостоятельно принять смертельную дозу изопропанола.В литературе обнаружен один благополучно окончившийся случай отравления ребенка, по недосмотру выпившего около 50 мл изопроналола.
Переносимость изопроналола при нанесении на кожу рук сравнима с таковой у этилового спирта. Изопроналол не обладает раздражающим эффектом на кожу взрослого человека.
Вместе с тем, нанесение его на кожу младенца вызывает появление эритемы, везикул, ожоги. В настоящее время запрещено использовать изопропиловый спирт для обработки кожи у детей младше 6 лет.
ТАСС, 18 марта. Опыты немецких и швейцарских биологов показали, что различные обеззараживающие составы на основе этилового спирта быстро уничтожают коронавирус нового типа (SARS-CoV-2), если концентрация этанола или пропанола в них превышает 30%. Свои выводы ученые опубликовали в электронной научной библиотеке bioRxiv.
"Всемирная организация здравоохранения рекомендует использовать два типа обеззараживающих составов на основе спирта, которые содержат 75% пропанола или 80% этанола. Мы впервые проверили, насколько эффективно подобные средства и прочие виды растворов спирта уничтожают вирус. Опыты подтвердили, что они работают, что придает уверенности в том, что распространение SARS-CoV-2 можно контролировать", – пишут ученые.
Специалисты ВОЗ давно выработали рекомендации по кустарному или промышленному производству двух типов обеззараживающих растворов на базе этилового и пропилового спирта, перекиси водорода, глицерола и воды. Эти средства, как показали опыты, активно уничтожают частицы вирусов, которые вызывают ближневосточную лихорадку MERS и атипичную пневмонию SARS. Однако их эффективность в борьбе с новым коронавирусом ученые пока не проверяли.
Биологи из Швейцарии и Германии восполнили этот пробел в научных знаниях. Они проследили за тем, как эти средства действуют на вирус, а также других типов растворов этанола и пропанола, в которых спирта значительно меньше. Для этого ученые вырастили несколько культур клеток и проследили за тем, сможет ли вирус заразить их в присутствии того или иного дезинфицирующего раствора.
Их опыты показали, что оба обеззараживающих средства эффективно уничтожали все жизнеспособные вирусные частицы за 30 секунд. Другие растворы спиртов тоже справлялись с этой задачей, если доля этанола или пропанола в них была больше 30%. Это, как заключают ученые, значительно облегчит борьбу с вирусом в общественных местах и в больницах.
О новом коронавирусе
Вспышку заболевания COVID-19, которое вызывает новый коронавирус, зафиксировали в конце декабря прошлого года в китайском городе Ухань. В начале марта Всемирная организация здравоохранения признала, что эта болезнь распространилось по всему миру, назвав ситуацию с COVID-19 пандемией.
Коронавирус нового типа относится к той же группе вирусов, что и SARS и MERS – возбудители атипичной пневмонии и ближневосточной лихорадки. За последние десять лет и тот, и другой вирус унесли жизни нескольких сотен людей на Ближнем Востоке и Восточной Азии, а также неоднократно вызывали эпидемии, распространяясь через верблюдов и домашнюю птицу. Изначальным переносчиком вируса SARS-CoV-2, как предполагают ученые, были летучие мыши, также появлялись свидетельства о том, что в этом могут быть "виновны" панголины или змеи.
По словам руководителя Центра геномной и регенеративной медицины Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) Александра Каганского, бактерии постепенно накапливают мутации, позволяющие им лучше приспосабливаться к таким средствам защиты от них, как антибиотики или алкоголь (спирт). Это следствие генетической адаптации, которую еще во время Второй мировой войны обнаружили нобелевские лауреаты по физиологии и медицине Сальвадор Лурия и Макс Дельбрюк. Использование дезинфицирующих средств уверенно направляет эволюционный процесс в сторону накопления в популяциях микробов, которые мутируют, приобретая повышенную устойчивость к таким средствам. Принято считать, что человечество также эволюционирует, постепенно приспосабливаясь к употреблению алкоголя, хотя это происходит значительно медленнее, чем в случае с бактериями.
— Повальное увлечение населения употреблением спиртосодержащих жидкостей тоже вполне могло помочь бактериям, живущим в желудочно-кишечном тракте, справляться со спиртом, — отметил Александр Каганский. То есть дело не только в средствах дезинфекции, применяемых медиками.
По словам ученого, кроме спирта существует широкий круг других антисептических препаратов, содержащих хлор и йод, детергенты, кислоты, щелочи, окислители и многие другие вещества, которые были преимущественно вытеснены спиртом из-за простоты его использования и дешевизны.
Заведующая кафедрой микробиологии и вирусологии СибГМУ Мария Карпова считает, что мы действительно можем вернуться в каменный век и остаться без действенных препаратов в отношении возбудителей болезней, а проблема снижения чувствительности патогенных микроорганизмов к противомикробным лекарственным средствам действительно очень серьезна, так как у каждого противомикробного препарата есть свой механизм действия на биохимическом уровне, а значит, есть ген или группа генов, отвечающая за этот механизм.
— Мутации в генах приводят к возникновению устойчивых клонов. Как только антибиотик начинает использоваться в клинической практике, такие микробы-мутанты получают преимущество, устойчивая микробная популяция начинает распространяться среди пациентов, вызывая инфекции, которые невозможно вылечить стандартными антибиотиками. То же происходит с антисептиками и дезинфицирующими средствами. Чем шире используется противомикробный препарат, тем выше возможность развития к нему устойчивости.
Так, по словам Марии Карповой, именно распространение спиртосодержащих антисептиков (причем не только в медицине, но и в быту) привело к возникновению у бактерий устойчивости к спирту. Чтобы бороться с этими супербактериями, разрабатываются препараты с новыми механизмами действия.
— Спиртосодержащие антисептики могут заменить другими противомикробными веществами, например хлоргексидином. Это, конечно, не означает, что нужно прекратить использование противомикробных препаратов, но применять их надо строго по показаниям и не увлекаться антисептиками, — отметила исследователь.
— Уже давно проводятся исследования, которые выявляют штаммы бактерий, устойчивые к различным спиртам. В исследовании австралийских ученых речь идет о том, что в последнее время частота встречаемости таких штаммов возрастает. И это требует внимания. А вообще внутрибольничные инфекции сейчас выходят на первый план. Что же касается инъекций, есть исследования, касающиеся, в частности, акупунктуры. Было выявлено, что дезинфекция даже 70-процентным спиртом при этой процедуре недостаточно эффективна, во многих случаях инфекции при этом проникают в организм. Также в Европе был случай с дезинфицирующими спиртовыми салфетками — одна из партий была заражена инфекцией, и ее отзывали с продаж, — отметил Александр Мелерзанов.
В практическое здравоохранение внедряют методы профилактики, предупреждения и лечения заболеваний с помощью генетической диагностики
— В оригинальной научной статье не сказано, что следует отказаться от использования обработки рук спиртосодержащими антисептиками, по сути, там говорится только о том, что при недостаточной экспозиции (концентрация изопропилового спирта и время его контакта с микробной клеткой) отдельные штаммы данного микроорганизма могут выживать, — отметил Андрей Дехнич.
Всё же, по мнению ученого, возможно, лечебным учреждениям, где энтерококки начинает преобладать в этиологии внутрибольничных инфекций, стоит задуматься об использовании дополнительных или других антисептиков.
Если существует хотя бы небольшая угроза того, что спирты потеряют свой бактериологический эффект, то это потребует серьезной перестройки медицинской экономики, считает директор Института фармации и трансляционной медицины МГМУ имени Сеченова Вадим Тарасов.
— Это действительно может быть проблемой, так как до сих пор и в России, и во всем мире спирт в больничных учреждениях применяется очень широко. Нужно будет менять всю медицинскую экономику, чтобы подобрать столь же массовый антисептик. Просчитать, насколько эффективно использование того же хлоргексидина или других средств, — отметил Вадим Тарасов.
Однако ученым еще предстоит более детально изучить вопрос устойчивости бактерий к спиртовым антисептикам.
Из группы спиртов в качестве кожных антисептиков практическое значение имеют этиловый спирт (этанол), изопропиловый и пропиловый спирт. Они могут применяться в качестве монопрепаратов, содержащих только один из спиртов, без каких-либо добавок, или в качестве комбинированных препаратов, в состав которых могут входить два и даже три вида спиртов, а также действующие вещества из других групп, например, катионные поверхностно-активные вещества, молочная кислота, феноксиэтанол и другие химические соединения.
Механизм действия и спектр активности
Механизм действия спиртов на микроорганизмы состоит в том, что они денатурируют белки клеточных мембран, вызывая разрушение клетки. Это действие – неспецифическое.
Спирты обладают превосходным бактерицидным действием в отношении большинства
грам-положительных и грам-отрицательных бактерий, а также проявляют высокую активность в отношении туберкулезных бактерий. Бактерицидный эффект в представленном выше ряду увеличивается: от минимального эффекта у этилового спирта к максимальному у пропилового.
Спирты действуют на некоторые виды грибов и вирусы, покрытые оболочкой (РС-вирусы, вирус гепатита В и ВИЧ). Безоболочечные также подвержены дезинфицирующему действию спиртов, но требуют более высокой концентрации этилового спирта, до 95%, и увеличения времени обработки. Типичный пример безоболочечного вируса – ротавирус, часто вызывающий госпитальные вспышки ротавирусных энтеритов. Изопропиловый спирт действует на безоболочечные вирусы избирательно.
Спирты не обладают спороцидным действием, и потому неэффективны в отношении спорообразующих микроорганизмов.
Антисептичский эффект спиртов наступает быстро, достаточно 30 секунд, однако не имеет продленного (персистирующего) действия. После испарения антисептическое действие спиртов на микроорганизмы прекращается. Следует иметь в виду, что спирты инактивируются в присутствии слизи и протеинов. Поэтому обработка спиртом рук, загрязненных биологическими жидкостями, не может дать гарантированного успеха.
Эффективная концентрация спиртосодержащих антисептиков
Следует учитывать, что не всякий раствор спирта обладает достаточным антисептическим эффектом. Эффективная концентрация в спиртосодержащем препарате должна колебаться от 60 до 95%. К примеру, идеальным антисептиком является 75% и более раствор этилового спирта. Препараты, содержащие меньшие концентрации этанола (например, спиртосодержащие гели), не обладают выраженным антисептическим эффектом.
В результате исследования, проведенного в трех лабораториях, было установлено, что препараты, основные на 70% спирте, являются значительно менее эффективными по сравнению с эталонным спиртом (по EN 1500), содержащим ≥ 80% спирта по массе, и, следовательно, не отвечают европейским требованиям по антимикробной эффективности. Одна из лабораторий подтвердила эффективность препарата, основанного на смеси спиртов, но в двух других его эффективность доказана не была. При проведении оценки вирулицидного действия ни один из трех препаратов не обеспечил необходимого снижения контаминации рук аденовирусами и полиовирусами.
Исследователи сделали вывод, что стабильно эффективные спиртовые препараты должны иметь концентрацию этилового спирта не менее 80% по массе.
Интересно, что антисептический эффект водного раствора спирта, нарастая с ростом его концентрации, резко падает у концентрированного, неразбавленного водой этанола. Именно поэтому не следует обрабатывать руки чистым спиртом – это не даст необходимого обеззараживающего эффекта.
Таким образом, если спирты применяются в виде комбинированных препаратов, очень важно, чтобы при смешивании в конечном продукте сохранялась эффективная концентрация спирта. Для лучшего понимания, как определяется концентрация спиртового препарата, приведем пример. Предположим, мы хотим изготовить 10 литров антисептика, на основе изопропилового спирта, эффективная концентрация которого должна быть не ниже 75%. Для этого мы должны взять 7515 мл 99,8% изопропилового спирта, 417 мл 3% перекиси водорода для инактивации микробных спор в процессе приготовления раствора, 140 мл 96% глицерина для ухода за руками. При смешивании мы получаем препарат с концентрацией действующего вещества – изопропилового спирта – 75%. Если бы добавили большие объемы перекиси водорода или глицерина, то концентрация спирта в препарате могла бы получиться меньше, и этот препарат нельзя было бы назвать эффективным спиртосодержащим препаратом.
Действие спиртов на организм человека при применении в качестве антисептиков
При всех достоинствах спиртов в качестве антисептиков следует изучать и учитывать их негативное действие на человеческий организм. Так, этанол классифицируется как малотоксичное вещество. Будучи нанесенным на поврежденную кожу или кожу ребенка, этанол может всасываться в кровь и даже вызывать интоксикацию у маленьких детей. При вдыхании паров этанола токсическая реакция может развиться только при очень больших дозах, намного превышающих те, которые вдыхаются при обработке рук. Он не опасен с точки зрения канцерогенного и тератогенного эффекта.
Этанол не оказывает раздражающего действия на кожу. При его частом употреблении практически не происходит высушивания кожи, изменения её кислотно-щелочного баланса, уменьшения количества липидов на поверхности кожи. Добавка в спиртовый антисептик средств ухода за кожей делают это средство хорошо переносимым при ежедневном применении. Если при применении этанола возникает раздражение, следует думать, что оно связано с другой причиной. Вероятнее всего это результат действия мытья рук водой с мылом. Таким образом, этанол при наружном применении является практически безопасным, безвредным препаратом.
В отличие от этанола, изопроналол лучше резорбируется кожей и при дыхании. В больших дозах изопроналол может вызвать токсические реакции. При этом следует иметь в виду, что обработка рук не предполагает использования таких доз препарата: многочисленные исследования показали, что ингаляция изопроналола при обработке рук также не имеет клинического значения. Описаны случаи отравления изопроналолом при использовании для компрессов. Так, известно о коме у молодого человека 22 лет, которому вместо этилового спирта при приготовлении компресса использовали изопроналол. К счастью, через 24 часа после удаления компресса он полностью выздоровел. Случаи аналогичных отравлений от применения компрессов с изопроналолом описаны и в детской практике. В литературе описан трагический случай, закончившийся смертью недоношенного ребенка, когда вместо этилового спирта вместо увлажнителя в аппарате ИВЛ был использован 70% раствор изопроналола.
Изопропанол может оказать серьезное токсическое воздействие на здорового взрослого человека при пероральном употреблении. Оно возникает уже при дозах около 50 мл. Смертельных отравлений выпитым изопропанолом не зафиксировано, поскольку человек впадает в алкогольный транс гораздо раньше, чем сможет самостоятельно принять смертельную дозу изопропанола.В литературе обнаружен один благополучно окончившийся случай отравления ребенка, по недосмотру выпившего около 50 мл изопроналола.
Переносимость изопроналола при нанесении на кожу рук сравнима с таковой у этилового спирта. Изопроналол не обладает раздражающим эффектом на кожу взрослого человека.
Вместе с тем, нанесение его на кожу младенца вызывает появление эритемы, везикул, ожоги. В настоящее время запрещено использовать изопропиловый спирт для обработки кожи у детей младше 6 лет.
Читайте также: