CONTROL MICROBIANO POR AGENTES FÍSICOS, QUÍMICOS Y

BIOLÓGICOS

LUIS HERNANDO

ORTEGÓN CÁRDENAS

CONTROL MICROBIANO POR AGENTES

FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS

FISICOS

Calor - FrioRadiaciónFiltración

QUIMICOS(utilizados in vitro)

AntisépticosDesinfectantes

BIOLOGICOS O QUIMICOS

(utilizados in vivo)

QuimioterápicosAntibióticos

CONTROL

RAZONES PARA CONTROLAR MICROORGANISMOS

• Prevenir la transmisión de las infecciones y las enfermedades.

• Prevenir la contaminación o la proliferación de microorganismos perjudiciales.

• Evitar el deterioro o destrucción de materiales por los microorganismos.

CONTROL de los Microorganismos

ESTRATEGIAS: • Eliminar los microorganismos presentes

• Impedir de alguna forma su proliferación.

-CIDA Cuando el agente tiene

una acción de destrucción total

-STÁTICO Se inhibe el crecimiento o

se impide la multiplicación del microorganismo

SUFIJOS

Germicida AlguicidaFunguicida VirucidaBacteriocida

Bacteriostático

Fungistático

* ESTERILIZACIÓN• Destrucción o remoción de todo ser vivo

* DESINFECCIÓN• Matanza, inhibición o remoción de organismos patogénicos– Usualmente en superficies inertes– No es esterilización

* SANITACIÓN• Reducción de poblaciones microbianas a nivelesaceptables de salud pública

Agentes químicos aplicados a tejido vivo para impedir crecimiento microbiano

• Germicidas• Funguicida• Bacteriocida• Virucida• Alguicida• Bacteriostático• Funguistático

ANTISÉPTICOS

¿Muerte?Cuando un organismo NO puede crecer en un medio que antes promovía su crecimiento.

DESINFECTANTE

Agente que mata microorganismos capaces de producir una infección, destruyendo las formas vegetativas en desarrollo, pero no forzosamente las esporas.

El desinfectante se usa en objetos inanimados.

Un desinfectante no necesariamente esteriliza un objeto, ya que pueden permanecer algunos

microorganismos o esporas.

RESUMEN DE LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS ANTIMICROBIANAS DE LOS ANTISÉPTICOS USADOS EN HIGIENE DE MANOS

Bacterias Gram +

Bacterias Gram -

Bacilo Tuberculo

Hongos VirusRapidez de acción

Alcohol +++ +++ +++ +++ +++ RápidaConcentración ideal (60-95%). No actividad residual persistente

Clorhexidina, 2-4% en agua

+++ ++ + + +++ IntermediaActividad residual persistente. Alergias raras

Componentes yodados

+++ +++ +++ ++ +++ IntermediaCausa quemaduras de piel. Irritante para higiene de manos

Yodóforos +++ +++ + ++ ++ IntermediaMenos irritante que los Yodados. Aceptación variable

Derivados del fenol

+++ + + + + IntermediaSe neutraliza ante la presencia de surfactantes no iónicos

Triclosán +++ ++ + - +++ IntermediaAceptabilidad variable en higiene de manos

Amonio cuaternarios

+ ++ - - + LentaUsada solamente en combinación con alcohol. Importancia ecológica

+++= Muy efectivo; ++= Medianamente efectivo; += Poco efectivo; - = No efectivo

Tabla de Espectro de actividad y sinergismos y antagonismos de desinfectantes y de antisépticos

Agentes usados frecuentemente en alimentos y productos farmacéuticos para inhibir el crecimiento de microorganismos

Al ser ingeridos no deben ser tóxicos

EJEMPLOS:

Propionato de calcio Benzoato de sodio

Nitrato Dióxido de azufre

Diacetato sódico

CONSERVADORES

PUNTOS DE ATAQUE

Los puntos vulnerables de los microorganismos hacia los que se dirige la acción antimicrobiana:

• Lesiones en la Pared celular• Alteraciones de la permeabilidad de membrana• Inhibición de la actividad enzimática• Alteraciones de la naturaleza coloidal del citosol• Interferencia en los procesos biosintéticos• Inhibición de la síntesis del DNA y RNA

MECANISMOS DE ACCION Agentes que actúan sobre la membrana citoplásmica y la

Pared celular

Agentes que actúan sobre las Proteínas y Enzimas, el efecto es múltiple:

*Coagulación y desnaturalización de las Proteínas *Efecto tóxico sobre las Enzimas *Formación de Compuestos con los Radicales libres *Antagonismo químico (Antimetabolitos)

Agentes que actúan alterando el Núcleo

AGENTES QUE ACTÚAN SOBRE MEMBRANA y PARED CELULAR

Integridad estructural de la membrana

*Transporte activo

*Barrera osmótica

*Metabolismo energético Agente

Ejemplos:

• Ácidos y álcalis en su acción corrosiva,

• Solventes y detergentes de acción microbicida por su combinación con las lipoproteína;

• Penicilinas y otros A/B que inhibe la síntesis de la pared celular lisis.

ATAQUE A PROTEÍNAS Y ENZIMAS • COAGULACIÓN Y DESNATURALIZACIÓN de las PROTEÍNAS coloide

citoplásmico alterado y los sistemas enzimáticos inactivados. Ejemplos: Sales de metales pesados (mercurio, arsénico, plata); calor, fenoles y alcoholes

• Efecto tóxico sobre las Enzimas Oxidación de sus radicales libres o efecto alquilante sobre éstos. Ejemplos: cloro, fluor, H2O2, KMnO4 y óxido de etileno. Oxidantes fuerte desactivan enzimas, atacando sus grupos sulfhidrilos y pasándolos a disulfuro

• Formación de Compuestos con los RADICALES LIBRES Grupos sulfhidrilos S-H Grupos disulfuros (S-S), inactivándose así la enzima. Hg

• ANTAGONISMO QUÍMICO La sustancia sustituye al sustrato de la una enzima, hay una interferencia con una biosíntesis específica.

Ejemplos: algunos quimioterapéuticos como Sulfas o 5-Bromouracilo PABA TIMINA

AGENTES QUE ACTÚAN ALTERANDO EL NÚCLEO

Algunos agentes tienen una especial tendencia a alterar el nucleoide y los genes de las bacterias mediante:

• Combinación con los grupos -SH,

• Combinación con las nucleoproteínas Formol, agentes alquilantes

• Interferencia en la replicación del DNA Quinolona, radiaciones

• Como inhibidores de la síntesis del RNA.

CONDICIONES QUE AFECTAN LA EFECTIVIDAD DE AGENTES ANTIMICROBIANOS

Tamaño de la población (Número de microorganismos)ComposiciónConcentración del agenteTiempo de exposiciónTemperaturaCondiciones ambientales locales

1.Tamaño de la población:... un mayor número de microorganismos demoran más en morir que un número menor de ellos.

2.Composición de la población:... la efectividad de un agente varía de acuerdo de acuerdo a la naturaleza del organismo; los microorganismos varían mucho en sensibilidad. (bacteria, levadura, espora, etc.)

3. Concentración o intensidad del agente antimicrobiano:.. generalmente un agente más concentrado o más intenso elimina más rápido a los microorganismos. (no siempre etanol 70% más efectivo que etanol 95%)

4.Duración de la exposición: .. mientras más tiempo este el microorganismo expuesto al agente, mayor será el número de organismos eliminados

5. Temperatura: .. un aumento de la temperatura en que se aplica el agente aumenta la efectividad de éste.

6.Medioambiente local: .. el medio ambiente que rodea al microorganismo lo puede proteger de la acción del agente antimicrobiano. (la materia orgánica de la comida protege a las bacterias de la esterilización por calor)

(todo el material quirúrgico debe ser lavado antes de esterilizar)

-Condiciones de crecimiento-Accesibilidad de los microorganismos-Temperatura-pH-Formulación-Materia orgánica e inorgánica

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACCIÓN BIOCIDA (continuación)

CONTROL MICROBIANO

Agentes físicos Agentes químicos Agentes biológicos

ANTIMICROBIANOS

(a) Bacteriostáticos…Inhiben el crecimiento del microorganismo

(b) Bactericidas…Matan a los microorganismos sin necesidad de destruirlos

o lisarlos

(c) Bacteriolíticos…Matan a los microorganismos por lisis

“Sustancia o Agente capaz de actuar sobre los microorganismos, ya sea inhibiendo su crecimiento o

causando su muerte”

Generalidades sobre antimicrobianos…

AGENTES FÍSICOS

TEMPERATURA Húmedo : Ebullición, Pasteurización, Tindalización, Vapor de agua ( fluyente o a presión: autoclave *CALOR Seco : Flameado, Incineración, Aire caliente: Horno, Estufa de Infra-rojos

Refrigeración : 40C *FRIO Congelación Nitrógeno líquido

HUMEDAD*Desecación*Liofilización InfrarojasRADIACIONES UV Ionizantes: Rayos x, Radiación g Ultrasonido AGENTES UltrasonidoMECANICOS Cepillado Clásica Filtración De membrana Aérea o Laminar

TEMPERATURA Húmedo : Ebullición, Pasteurización, Tindalización, Vapor de agua ( fluyente o a presión: autoclave *CALOR Seco : Flameado, Incineración, Aire caliente: Horno, Estufa de Infra-rojos

Refrigeración : 40C *FRIO Congelación Nitrógeno líquido

HUMEDAD*Desecación*Liofilización InfrarojasRADIACIONES UV Ionizantes: Rayos x, Radiación g Ultrasonido AGENTES UltrasonidoMECANICOS Cepillado Clásica Filtración De membrana Aérea o Laminar

CALOR

Causa la denaturación de las proteínas y ácidos nucleicos,

Destruye las membranas.

AUTOCLAVE

Ventajas: costo, eficacia, sencillez, más amplio número de materiales

Desventajas: ºt altas.

Calor húmedo

(20 min a 121ºC, 15 Lb.)

15 Lb a 121oC por 15 min (usualmente)

USOS: materiales de vidrio y otros que resistan la temperatura, soluciones y medios de cultivo.También para decontaminar material que contenga cultivos bacterianos

Pasteurización clásica (63oC por 30 min) Otras variantes:

• Flash, (72oC por 15 s)

• Ultrahigh (150oC por 1-3 s)

PASTEURIZACIÓN

ESTERILIZACIÓN SECA

(160-170oC por 2-3 hs)

INCINERACIÓN

Mechero BUNSEN

Horno Crematorio

Se utiliza en caso de materiales descartables

Para esterilizar las asas

REFRIGERACION

BAJAS TEMPERATURAS

Inhiben el crecimiento microbiano por enlentecimiento o suspensión del metabolismo celular

5ºC - 8ºC

CONGELADORES BAJO CERO

-20 ºC: se suspende el crecimiento microbiano pero en general no hay muerte celular.

NITROGENO LIQUIDO

Consigue mantener la temperatura de -198 ºC

FILTRACIÓN• Filtros retienen los microorganismos impidiendo el pasaje a través de

ellos

Los filtros de membrana retiene a los microorganismos en la superficie porosa

Los filtros de profundidad atrapan, en su matriz, a los microorganismos

• Los filtros de membrana se utilizan para esterilizar soluciones termolábiles

CABINAS DE

SEGURIDAD

RADIACIÓN

Lámparas UV

La radiación UV incluye longitudes de onda entre 100 y 400nm

AGENTES QUÍMICOS

Acidos o Alcalis : grado de disociación Ag: AgNO3

Sales minerales : sales de metales pesados Hg: mertiolate, mercurocromo Cu Compuestos INORGÁNICOS Cl: Hipoclorito, cloraminas Halógenos I : Yodo, yoduro, yodórofos Oxidantes Otros oxidantes H2O2 , KMnO4

Alcoholes: etanol, isopropanol, benzílico Glicoles : propilenglicol, etilenglicol

Difenólicos : Hexaclorofeno Fenol y Derivados Derivados metilados: cresoles (o, m, p-cresoles) Diguanidinas : clorohexidina, cloroxilenol Aldehídos Formaldehído ( al 40% en agua = Formalina)Compuestos ORGANICOS Aldehído glutárico: glutaraldehído a pH alcalina es esterilizante

Colorantes Cristal violeta

Detergentes Aniónicos: jabones: Hexaclorofeno, Lauril-sulfato Catiónicos: Derivados del Amonio cuaternario Tensioactivos Anfóteros No iónicos

Acidos o Alcalis : grado de disociación Ag: AgNO3

Sales minerales : sales de metales pesados Hg: mertiolate, mercurocromo Cu Compuestos INORGÁNICOS Cl: Hipoclorito, cloraminas Halógenos I : Yodo, yoduro, yodórofos Oxidantes Otros oxidantes H2O2 , KMnO4

Alcoholes: etanol, isopropanol, benzílico Glicoles : propilenglicol, etilenglicol

Difenólicos : Hexaclorofeno Fenol y Derivados Derivados metilados: cresoles (o, m, p-cresoles) Diguanidinas : clorohexidina, cloroxilenol Aldehídos Formaldehído ( al 40% en agua = Formalina)Compuestos ORGANICOS Aldehído glutárico: glutaraldehído a pH alcalina es esterilizante

Colorantes Cristal violeta

Detergentes Aniónicos: jabones: Hexaclorofeno, Lauril-sulfato Catiónicos: Derivados del Amonio cuaternario Tensioactivos Anfóteros No iónicos

ALCOHOLES

*Actúan por coagulación de proteínas.

*Formulación: 70% v/v

*Esporas: son resistentes

*Efecto fugaz: desinfección cutánea (15") y de superficies.

*Gomas y plásticos pueden endurecerse. El cemento de las lentes del material óptico se debilita.

FENOLES• Coagulantes

• Formulación: Alquilfenoles: cresoles (grupo metilo), xilenoles (2 metilos), con o sin cloro, o grupos aromáticos (o -fenilfenol, o -bencil-p-clarafenol).

En emulsión, o con jabones o detergentes aniónicos.

• Resistencia de virus (hidrofílicos), esporas, y en menor grado micobacterias.

• Efectos adversos: tóxicos por ingestión. Quemaduras. Manchan tejidos. Lesionan

• Aplicaciones: Superficie.

COMPUESTOS DE CLORO

Oxidantes

• Formulación: hipoclorito sódico en H20

• pH ideal 7,6.

• Micobacterias son moderamente sensibles

• Efectos adversos: manchan y dañan tejidos y corroen metales (s/t acero inoxidable), muy irritativos (mucosas y piel)

• Aplicaciones: Desinfección del aguaSaneamiento

COMPUESTOS DE IODO• Oxidantes

• Formulación: solución alcohólica o con PVP

• Activo frente a todo tipo de microorganismos

• Efectos adversos: manchas y alergias

• Aplicaciones: Desinfección de la incisión operatoria Desinfección de manos Saneamiento

DERIVADOS DEL AMONIO Cuaternario

*Actúan a nivel de membrana

*Formulación: cloruro de benzalconio y bromuro de centrimonio en H2O o alcohol al 80% v/v de una solución de 10-50% p/v, solos o con clorhexidina.

*Son sensibles los gram+, algo los gram- y los virus lipofílicos.

*Efectos adversos: poco tóxicos. Fotosensibilidad ocasional. El cemento, las gomas sintéticas y el Al pueden ser lesionados, sobre todo si se le añade agentesanticorrosivos.

*Aplicaciones: superficies, piel

ÓXIDO DE ETILENOGas inodoro (<700 ppm), incoloro que se licúa a ºt<10.7ºC (o a presiones bajas).Flamable y explosivo. Polimerización.

Mecanismo de acción: alquilación

Toxicidad: inhalación (cáncer?) y contacto (dermatitis)Aireación

Factores que influyen su capacidad biocida:[] y ºt: 450 mg/l --- 45-60º, s/t 800-1200 mg/l a 54-56ºCHumedad: <30% nunca. Ideal 70%

Controles biológicos: B. subtilis var. niger

GLUTARALDEHÍDO

Alquilante

Formulación: 2% p/v, que se activa antes de su uso (pH 7,5-8,5)

Toxicidad: dermatitis

Aplicación: inmersión (>6,5 h para esterilizar)material sensible al calor

AGENTE QUÍMICO ACCIÓN  USOS 

Etanol (50-70%) Desnaturaliza proteínas y solubiliza lípidos

Antiséptico usado en piel

Isopropanol (50-70%)  Desnaturaliza proteínas y solubiliza lípidos

Antiséptico usado en piel

Formaldehído (8%)  Reacciona con grupos-NH2, -SH y -COOH 

Desinfectante, mata endosporas

Tintura de yodo(2% I2 en 70% alcohol) 

Inactiva proteínas Antiséptico usado en piel

Cloro (Cl2) gas Forma ácido hipocloroso (HClO), un fuerte agente oxidante

Desinfección en general y en particular para agua potable

Nitrato de plata (AgNO3)  Precipita proteínas Antiséptico general y usado en ojos de recién nacidos

Cloruro de mercurio Inactiva proteínas por reacción con los grupos sulfuro

Desinfectante. En ocasiones usado como componente en antisépticos para piel

Detergentes (ej. amonios cuaternarios)

Ruptura de membranas celulares Desinfectantes y antiséptico de piel

Compuestos fenólicos (ej. hexilresorcinol, hexaclorofenol)

Desnaturalizan proteínas y rompen las membranas celulares

Antisépticos a bajas concentraciones, desinfectantes a altas concentraciones

Oxido de etileno (gas)  Agente alquilante Desinfectante usado para esterilizar objetos sensibles al calor como goma y plásticos

BIOLÓGICOS

• Otra conferencia

GRACIAS