Alcohol wordt al eeuwenlang gebruikt als ontsmettingsmiddel. De meest gebruikte sterilisatieproducten die tegenwoordig worden gebruikt – ontsmettingsalcohol en handdesinfecterende middelen op alcoholbasis – zijn beide gemaakt van oplossingen van alcohol, meestal isopropyl- of ethylalcohol. In het oude Egypte, circa 3000 voor Christus, werd palmwijn zowel gebruikt om wonden te reinigen als om lichamen te balsemen. Alcohol is ongelooflijk effectief in de strijd tegen eencellige micro-organismen zoals bacteriën, maar commercials en andere advertenties voor huishoudelijke ontsmettingsmiddelen verklaren niet vaak het fascinerende proces van hoe alcohol doodt bacteriën.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Alcohol doodt bacteriën door een proces dat bekend staat als denaturatie. Alcoholmoleculen zijn amfifiele chemische verbindingen, wat betekent dat ze zowel water- als vetminnende eigenschappen hebben. Omdat bacteriële celmembranen zowel een op vet gebaseerde als een op water gebaseerde kant hebben, kunnen alcoholmoleculen zich hechten aan het beschermende membraan en het afbreken. Wanneer dit gebeurt, worden de kerncomponenten van de bacteriën blootgesteld en lossen ze op, verliezen hun structuur en werken niet meer. Nu zijn organen in wezen wegsmelten, sterft de bacterie snel af.
Eigenschappen van alcohol
De ontsmettingsalcohol en handontsmettingsmiddelen op alcoholbasis die het vaakst worden gebruikt om bacteriën te doden, zijn oplossingen van alcohol, ofwel ethylalcohol of isopropylalcohol, die beide amfifiele chemicaliën zijn; verbindingen. Door deze eigenschap kunnen ze zich hechten aan membranen op waterbasis en deze afbreken en eiwitstructuren die in water zijn gesuspendeerd, verstoren. De moleculen in de membranen en eiwitten binden zich gemakkelijk met de alcoholmoleculen. Omdat eencellige micro-organismen zoals bacteriën en virussen voornamelijk bestaan uit water, met vet eiwitten die erin zijn gesuspendeerd, de amfifiele eigenschappen van alcohol maken het ongelooflijk effectief als ontsmettingsmiddel agent. Cellen die eraan worden blootgesteld, kunnen niet langer dan een paar minuten overleven in de aanwezigheid van alcohol.
Bacteriële structuur
De eiwitten waaruit een bacterie bestaat, zijn samengesteld uit ketens van 20 of meer vetzuren die aan elkaar zijn gekoppeld, gekruld en gevormd tot een unieke vorm. Deze vormen zijn rigide en zijn nodig om de eiwitten goed te laten functioneren. Gesuspendeerd in een cytoplasma op waterbasis en omgeven door een membraan bestaande uit vetten en watermoleculen, fungeren deze verschillende eiwitten als de werkpaarden van de bacteriecel. Ze regelen de zwembeweging waardoor de bacteriën kunnen bewegen, ze zorgen voor celreproductie en voorkomen dat de bacteriën worden opgegeten door witte bloedcellen in het menselijk lichaam. Zonder deze eiwitten zouden de bacteriën snel afsterven.
Dood door denaturering
Wanneer een bacteriecel wordt blootgesteld aan een oplossing van alcohol, binden de amfifiele alcoholmoleculen zich aan de moleculen van het celmembraan van de bacterie, waardoor het beter oplosbaar wordt in water. Hierdoor verliest het celmembraan zijn structurele integriteit en valt het uit elkaar. Naarmate het zwakker wordt, kunnen meer alcoholmoleculen de cel binnendringen en beginnen de eiwitten die in het membraan zijn gesuspendeerd uit het verzwakte membraan te stromen. De alcoholmoleculen beginnen dan de eiwitten op te lossen via een proces dat bekend staat als denaturatie. Door bindingen met de alcoholmoleculen te vormen, beginnen de aminozuren in een bepaald bacterieel eiwit hun structuur te verliezen, waardoor ze niet meer functioneren. Omdat de bacteriën niet kunnen overleven zonder die eiwitfuncties, sterft de cel snel af, in wezen uit elkaar gesmolten van binnen en van buiten.