Kā alkohols iznīcina baktērijas?

Alkohols ir izmantots kā dezinfekcijas līdzeklis gadsimtiem ilgi. Mūsdienās visizplatītākie sterilizējošie līdzekļi - spirta beršana un roku uzkopšanas līdzekļi uz alkohola bāzes - tiek ražoti no spirta, visbiežāk izopropila vai etilspirta, šķīdumiem. Senajā Ēģiptē apmēram 3000. gadā p.m.ē. palmu vīnu izmantoja gan brūču, gan ķermeņa balzamēšanai. Alkohols ir neticami efektīvs cīņā pret vienšūnas mikroorganismiem, piemēram, baktērijām, bet reklāmas un citas sadzīves dezinfekcijas līdzekļu reklāmas bieži neizskaidro aizraujošo process kā alkohols iznīcina baktērijas.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Alkohols iznīcina baktērijas, izmantojot procesu, kas pazīstams kā denaturācija. Alkohola molekulas ir amfifilu ķīmiskie savienojumi, kas nozīmē, ka tām piemīt gan ūdeni, gan taukus mīlošas īpašības. Tā kā baktēriju šūnu membrānām ir tauku, kā arī ūdens puse, alkohola molekulas spēj savienoties ar aizsargmembrānu un noārdīt to. Kad tas notiek, baktēriju pamatkomponenti tiek pakļauti un izšķīst, zaudējot struktūru un pārstājot darboties. Tā kā orgāni būtībā izkusīs, baktērijas ātri mirst.

Risinājums ir spirta berzēšana un roku dezinfekcijas līdzekļi, kuru pamatā ir alkohols, parasti baktēriju iznīcināšanai vai nu etilspirts, vai izopropilspirts, kas abi ir amfifilu ķīmiski savienojumi. Šis īpašums ļauj viņiem sasaistīties un noārdīt membrānas uz ūdens bāzes un izjaukt ūdenī suspendētās olbaltumvielu struktūras. Membrānās esošās molekulas un olbaltumvielas viegli savienojas ar spirta molekulām. Tā kā vienšūnas mikroorganismi, piemēram, baktērijas un vīrusi, galvenokārt sastāv no ūdens ar taukskābēm olbaltumvielas, kas tajās ir suspendētas, alkohola amfifila īpašības padara to neticami efektīvu kā sanitāriju aģents. Šūnas, kas tai pakļautas, alkohola klātbūtnē nevar izdzīvot ilgāk par dažām minūtēm.

Olbaltumvielas, kas veido baktēriju, sastāv no 20 vai vairāk taukskābju aminoskābju ķēdēm, kas savienotas kopā, saritinātas un veidotas unikālā formā. Šīs formas ir stingras un nepieciešamas olbaltumvielu pareizai darbībai. Šīs dažādās olbaltumvielas, kas suspendētas uz ūdens bāzes citoplazmā un kuru ieskauj membrāna, kas sastāv no taukiem un ūdens molekulām, darbojas kā baktēriju šūnas darba zirgi. Viņi kontrolē peldēšanas kustību, kas ļauj baktērijām pārvietoties, tie ļauj reproducēt šūnas un neļauj baktērijas ēst baltās asins šūnas cilvēka ķermenī. Bez šiem proteīniem baktērijas ātri nomirtu.

Kad baktēriju šūna tiek pakļauta spirta šķīdumam, amfifila spirta molekulas savienojas ar baktēriju šūnas membrānas molekulām, padarot tās labāk šķīstošas ​​ūdenī. Tas izraisa šūnu membrānas strukturālās integritātes zaudēšanu un sabrukšanu. Kad tas kļūst vājāks, vairāk alkohola molekulu spēj iekļūt šūnā, un membrānā suspendētie proteīni sāk izliet no novājinātās membrānas. Pēc tam spirta molekulas sāk izšķīdināt olbaltumvielas, izmantojot procesu, kas pazīstams kā denaturācija. Veidojot saites ar spirta molekulām, aminoskābes noteiktā baktēriju proteīnā sāk zaudēt savu struktūru, kā rezultātā pārstāj darboties. Tā kā baktērijas nevar izdzīvot bez šīm olbaltumvielu funkcijām, šūna ātri mirst, būtībā izkusot atsevišķi no iekšpuses un ārpuses.