Πώς λειτουργούν τα απολυμαντικά χεριών;

Τα απολυμαντικά χεριών δρουν διαλύοντας την κυτταρική μεμβράνη του βακτηρίου και στη συνέχεια μετουσιώνοντας τις πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη ζωή των βακτηρίων.

Χάρη στα απολυμαντικά χεριών, το μόνο που χρειάζεται είναι τρία εύκολα βήματα για να αποχαιρετήσουμε τα μικρόβια στα χέρια μας. Ως αποτέλεσμα, τα απολυμαντικά χεριών έχουν γίνει ο κανόνας όταν μιλάμε για υγιεινή. Δισεκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο τα χρησιμοποιούν τακτικά για να διατηρούν τα χέρια τους καθαρά και ασφαλή. Οι μητέρες δίνουν ένα μπουκάλι απολυμαντικό στα παιδιά τους μετά το παιχνίδι τους και πιθανότατα (και ελπίζουμε) να μην φύγετε ποτέ από μια δημόσια τουαλέτα πριν χρησιμοποιήσετε το διαθέσιμο απολυμαντικό χεριών.

Βρίσκει κανείς επίσης αυτά τα μπουκάλια σε τραπέζια εστιατορίου, στερεωμένα στους τοίχους του νοσοκομείου και κρέμονται από τα σακίδια των ανθρώπων σε χαριτωμένα μικρά μπουκαλάκια. Το ερώτημα είναι πώς αυτό το αστραφτερό τζελ σκοτώνει πραγματικά τα βακτήρια;

Από τον πραγματικό καθαρισμό των χεριών μέχρι την απλή απόλαυση της αίσθησης δροσιάς, τα απολυμαντικά χεριών χρησιμοποιούνται πολλές φορές κάθε μέρα.

Σύνθεση απολυμαντικών χεριών

Αν αναποδογυρίζατε το μπουκάλι του απολυμαντικού χεριών σας και διαβάσατε την καρτέλα των συστατικών, θα βρείτε ονόματα όπως ισοπροπυλική αλκοόλη, αιθανόλη/αιθυλική αλκοόλη ή προπανόλη. Τα απολυμαντικά χεριών χωρίς αλκοόλη περιέχουν αντιβακτηριακές ενώσεις, όπως χλωριούχο βενζαλκόνιο ή τρικλοζάνη. Αυτά είναι τα ενεργά συστατικά των απολυμαντικών χεριών και είναι υπεύθυνα για την απαλλαγή από αυτά τα δυσάρεστα βακτήρια.

Η ισοπροπυλική αλκοόλη είναι η ίδια ουσία που χρησιμοποιείται στο οινόπνευμα εντριβής, ενώ η αιθανόλη είναι το βασικό συστατικό του ποτού που πίνετε κάθε Σάββατο βράδυ και η προπανόλη δεν είναι παρά ένας δομικός ξάδελφος της ισοπροπυλικής αλκοόλης. Ένα απολυμαντικό χεριών πρέπει να περιέχει κάπου μεταξύ 60% και 95% αυτών των ενώσεων αλκοόλης για να σκοτώσει τυχόν μικρόβια. Ένα απολυμαντικό χεριών με συγκέντρωση αλκοόλης κάτω από 60% δεν είναι αποτελεσματικό στο να σκοτώνει τα μικρόβια.

Δεδομένου ότι τα περισσότερα απολυμαντικά χεριών περιέχουν αιθανόλη ως ενεργό συστατικό, μερικές φορές τα καταπίνουν άτομα που αναζητούν ένα φτηνό υποκατάστατο για την κανονική κατανάλωση αλκοόλ. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές προσθέτουν ενώσεις με πικρή γεύση, όπως η αμινομεθυλοπροπανόλη, για να αποφύγουν τέτοια σενάρια.

Το δραστικό συστατικό των απολυμαντικών χεριών, δηλαδή το αλκοόλ, προκαλεί ξηροδερμία. Έτσι, συστατικά όπως η γλυκερίνη, η καπρυλυλική γλυκόλη και ο μυριστικός ισοπροπυλεστέρας χρησιμοποιούνται ως μαλακτικά για να αποτρέψουν την ξήρανση του δέρματος. Τα αρώματα και τα πολυμερή προστίθενται για να παρέχουν μια ευχάριστη οσμή και μια υφή που μοιάζει με τζελ, αντίστοιχα.

Πώς τα αντισηπτικά χεριών σκοτώνουν τα βακτήρια;

Τα βακτηριακά κύτταρα, όπως και κάθε άλλο κύτταρο, έχουν μια μεμβράνη πλάσματος/κυττάρου που περικλείει όλα τα άλλα οργανίδια. Η μεμβράνη λειτουργεί ως φράγμα μεταξύ του εσωτερικού του βακτηρίου και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Οποιαδήποτε βλάβη στην κυτταρική μεμβράνη θα άνοιγε τις πύλες για βακτηριακό θάνατο. Έτσι ακριβώς λειτουργούν τα απολυμαντικά χεριών. Διαλύουν/κόβουν πρώτα την κυτταρική μεμβράνη και μετά συνεχίζουν να μετουσιώνουν τις πρωτεΐνες μέσα στα βακτηριακά κύτταρα.

Η αποσύνθεση της κυτταρικής μεμβράνης

Η κυτταρική μεμβράνη ενός βακτηρίου αποτελείται κυρίως από φωσφολιπίδια. Τα φωσφολιπίδια είναι μια κατηγορία λιπιδίων που περιέχουν δύο υδρόφοβα (που μισούν το νερό και μη πολικά) λιπαρά οξέα στο ένα άκρο, που αναφέρονται ως «ουρές» και ένα «κεφάλι» που είναι υδρόφιλο (υδροφιλό και πολικό). Η ομάδα φωσφορικών αλάτων που συνδέεται στο κεφάλι το καθιστά πολικό και υδρόφιλο. Τα δύο μέρη συνήθως ενώνονται μεταξύ τους με ένα μόριο γλυκερίνης.

Το εσωτερικό και το εξωτερικό ενός κυττάρου περιβάλλεται ως επί το πλείστον από νερό (πολική ένωση), έτσι οι υδρόφοβες μη πολικές ουρές σκύβουν μέσα ενώ η υδρόφιλη πολική κεφαλή καλύπτει το εσωτερικό και το εξωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης. (Φωτογραφία :Soleil Nordic/ Shutterstock)

Οι ουρές μπορεί να είναι υδρόφοβες, αλλά είναι επίσης λιπόφιλες (λιπιδόφιλες) στη φύση τους. Τα απολυμαντικά χεριών εκμεταλλεύονται αυτή τη λιπόφιλη φύση των ουρών για να αποσυνθέσουν την κυτταρική μεμβράνη λόγω της αρχής "όπως διαλύει όπως". Οι μη πολικές ουρές διαλύονται εύκολα σε άλλες μη πολικές ενώσεις.

Οι οργανικοί διαλύτες, δηλαδή η προπανόλη ή η αιθανόλη, που χρησιμοποιούνται στα απολυμαντικά χεριών είναι αμφίφιλες ενώσεις, που σημαίνει ότι περιέχουν τόσο ένα υδρόφιλο μέρος όσο και ένα λιπόφιλο (ή υδρόφοβο) μέρος. Είναι κύριοι διαλύτες και μπορούν να διαλύσουν τόσο πολικές όσο και μη πολικές ενώσεις.

Τα λιπίδια είναι μη πολικές ενώσεις και ως εκ τούτου είναι διαλυτά σε άλλες μη πολικές ενώσεις. Η αιθανόλη είναι πολική λόγω της παρουσίας της ομάδας -OH και επίσης μη πολική λόγω της υδρογονανθρακικής αλυσίδας.

Έτσι, μόλις τα μόρια αιθανόλης στο απολυμαντικό χεριών σας έρθουν σε επαφή με την κυτταρική μεμβράνη, συνδέονται μαζί της και αρχίζουν να διαλύουν τη λιπόφιλη ουρά. Η μεμβράνη, επομένως, χάνει τη δομική της ακεραιότητα και σπάει σε ένα σωρό διαφορετικά σημεία, ξεχύνοντας τα έντερα των κυττάρων. Από μόνο του, αυτό θα προκαλούσε βακτηριακό θάνατο, καθώς τα κυτταρικά οργανίδια θα έβγαιναν έξω, αλλά τα απολυμαντικά χεριών το πάνε ένα βήμα παραπέρα, ακόμη και μετουσιώνοντας τις πρωτεΐνες των κυττάρων.

Μετουσίωση βακτηριακών πρωτεϊνών

Ίσως έχετε διαβάσει ξανά και ξανά ότι οι πρωτεΐνες είναι το κλειδί της ζωής. Καταστρέψτε τα μόρια πρωτεΐνης και θα ακολουθήσει η ζωή του οργανισμού. Η μετουσίωση είναι η διάσπαση των πρωτεϊνικών μορίων με την εφαρμογή εξωτερικού στρες. Το εξωτερικό στρες μπορεί να είναι με τη μορφή ακτινοβολίας, θερμότητας ή χημικών ενώσεων, όπως ένα ισχυρό οξύ ή βάση, ένα συμπυκνωμένο ανόργανο άλας ή ένας οργανικός διαλύτης. Η ισοπροπυλική αλκοόλη, η αιθανόλη και η προπανόλη είναι όλα παραδείγματα οργανικών διαλυτών.

Οι πρωτεΐνες είναι πολυμερή αμινοξέων και έχουν τέσσερα διαφορετικά επίπεδα δομικής οργάνωσης. (Φωτογραφία :Designua/ Shutterstock)

Η δομή μιας πρωτεΐνης παίζει καθοριστικό ρόλο στο να αποφασιστεί εάν το μόριο μπορεί να εκτελέσει σωστά τις λειτουργίες του ή όχι. Η διατάραξη της δομής των πρωτεϊνών με οποιονδήποτε τρόπο ή τρόπο θα τις καθιστούσε άχρηστες και τελικά θα οδηγούσε σε κυτταρικό θάνατο.

Τα απολυμαντικά χεριών μετουσιώνουν τις πρωτεΐνες αναμειγνύοντας τους δεσμούς υδρογόνου στις δευτερογενείς και τριτοταγείς πρωτεϊνικές δομές. Στη δευτερογενή δομή, ο δεσμός υδρογόνου εμφανίζεται μεταξύ των αμιδικών ομάδων, ενώ σε μια τριτοταγή δομή, οι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται από τις πλευρικές αλυσίδες.

Η αιθανόλη διασπά τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των πλευρικών αλυσίδων της τριτοταγούς δομής και έτσι ξεδιπλώνει το μόριο της πρωτεΐνης.

Μετά την αποδυνάμωση της κυτταρικής μεμβράνης, τα μόρια του αλκοόλ αρχίζουν να εισχωρούν ορμητικά και να σπάνε αυτούς τους δεσμούς υδρογόνου. Μόλις δημιουργηθούν οι νέοι δεσμοί μεταξύ των πρωτεϊνικών μορίων και της αλκοόλης, τα μόρια πρωτεΐνης χάνουν τη δομή τους και, κατά συνέπεια, τη λειτουργικότητά τους. Όπως έχει ήδη διαπιστωθεί, χωρίς να λειτουργούν αυτές οι πρωτεΐνες, το βακτηριακό κύτταρο παύει να επιβιώνει και γρήγορα πεθαίνει.

Συμπέρασμα

Έτσι, λοιπόν, λειτουργούν τα απολυμαντικά χεριών, μαλακώνοντας πρώτα το αμυντικό τοίχωμα (κυτταρική μεμβράνη) του βακτηριακού κυττάρου και στη συνέχεια επιτίθενται στα πολύτιμα κοσμήματά τους (πρωτεΐνες). Ωστόσο, τα απολυμαντικά χεριών δεν λειτουργούν πάντα. Οι ερευνητές βρήκαν ότι τα απολυμαντικά χεριών είναι αναποτελεσματικά όταν τα χέρια είναι εμφανώς βρώμικα και επίσης λιγότερο αποτελεσματικά συνολικά από το πλύσιμο των χεριών με κανονικό σαπούνι και νερό. Επομένως, ο FDA συμβουλεύει να πλένετε τα χέρια σας χρησιμοποιώντας κανονικό σαπούνι και νερό και να χρησιμοποιείτε απολυμαντικά χεριών μόνο όταν αυτοί οι πόροι δεν είναι διαθέσιμοι.