Antisépticos y desinfectantes: actividad, acción y resistencia

Antisépticos y desinfectantes: actividad, acción y resistencia

Gerald McDonnell 1, * y A. Denver Russell 2

RESUMEN

Los antisépticos y desinfectantes se utilizan ampliamente en hospitales y otros entornos de atención médica para una variedad de aplicaciones tópicas y de superficie dura. Una amplia variedad de agentes químicos activos (biocidas) se encuentran en estos productos, muchos de los cuales se han utilizado durante cientos de años, incluidos alcoholes, fenoles, yodo y cloro. La mayoría de estos agentes activos demuestran una actividad antimicrobiana de amplio espectro; sin embargo, poco se sabe sobre el modo de acción de estos agentes en comparación con los antibióticos. Esta revisión considera lo que se sabe sobre el modo de acción y el espectro de actividad de los antisépticos y desinfectantes. El uso generalizado de estos productos ha provocado cierta especulación sobre el desarrollo de la resistencia microbiana, en particular si la resistencia a los antibióticos es inducida por antisépticos o desinfectantes.

Los antisépticos y desinfectantes se usan ampliamente en hospitales y otros entornos de atención médica para una variedad de aplicaciones tópicas y de superficie dura. En particular, son una parte esencial de las prácticas de control de infecciones y ayudan en la prevención de infecciones nosocomiales ( 277 , 454 ). Las crecientes preocupaciones sobre el potencial de contaminación microbiana y los riesgos de infección en los mercados de alimentos y consumidores en general también han llevado a un mayor uso de antisépticos y desinfectantes por parte del público en general. Una amplia variedad de agentes químicos activos (o "biocidas") se encuentran en estos productos, muchos de los cuales se han utilizado durante cientos de años para la antisepsia, desinfección y preservación ( 39). A pesar de esto, se sabe menos sobre el modo de acción de estos agentes activos que sobre los antibióticos. En general, los biocidas tienen un espectro de actividad más amplio que los antibióticos y, si bien los antibióticos tienden a tener objetivos intracelulares específicos, los biocidas pueden tener múltiples objetivos. El uso generalizado de productos antisépticos y desinfectantes ha provocado cierta especulación sobre el desarrollo de la resistencia microbiana, en particular la resistencia cruzada a los antibióticos. Esta revisión considera lo que se conoce sobre el modo de acción y los mecanismos de resistencia microbiana a los antisépticos y desinfectantes e intenta, siempre que sea posible, relacionar los conocimientos actuales con el entorno clínico.

Un resumen de los diversos tipos de biocidas utilizados en antisépticos y desinfectantes, sus estructuras químicas, y sus usos clínicos se muestra en la Tabla Tabla1. 1 . Es importante tener en cuenta que muchos de estos biocidas se pueden usar individualmente o en combinación en una variedad de productos que varían considerablemente en actividad contra los microorganismos. La actividad antimicrobiana puede verse influida por muchos factores, como los efectos de la formulación, la presencia de una carga orgánica, la sinergia, la temperatura, la dilución y el método de prueba. Estos temas están fuera del alcance de esta revisión y se discuten en otra parte ( 123 , 425 , 444 , 446 , 451 ).

DEFINICIONES

"Biocida" es un término general que describe un agente químico, generalmente de amplio espectro, que inactiva los microorganismos. Debido a que los biocidas varían en la actividad antimicrobiana, otros términos pueden ser más específicos, incluyendo "-estático", que se refiere a agentes que inhiben el crecimiento (por ejemplo, bacteriostático, fungistático y esporistático) y "-cidal", que se refiere a agentes que matan el organismo objetivo. (por ejemplo, esporicida, virucida y bactericida). Para los fines de esta revisión, los antibióticos se definen como sustancias orgánicas naturales o sintéticas que inhiben o destruyen bacterias u otros microorganismos selectivos, generalmente en bajas concentraciones; Los antisépticos son biocidas o productos que destruyen o inhiben el crecimiento de microorganismos en o sobre tejidos vivos (por ejemplo, lavados de manos de personal sanitario y exfoliaciones quirúrgicas); y los desinfectantes son similares, pero generalmente son productos o biocidas que se utilizan en objetos o superficies inanimados. Los desinfectantes pueden ser esporostáticos, pero no son necesariamente esporicidas.

La esterilización se refiere a un proceso físico o químico que destruye o elimina completamente toda la vida microbiana, incluidas las esporas. La preservación es la prevención de la multiplicación de microorganismos en productos formulados, incluyendo productos farmacéuticos y alimentos. Una serie de biocidas también se utilizan para fines de limpieza; la limpieza en estos casos se refiere a la eliminación física de material extraño de una superficie ( 40 ).

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MECANISMOS DE ACCION

Introducción

Se ha avanzado considerablemente en la comprensión de los mecanismos de la acción antibacteriana de los antisépticos y desinfectantes ( 215 , 428 , 437 ). Por el contrario, los estudios sobre sus modos de acción contra los hongos ( 426 , 436 ), los virus ( 298 , 307 ) y los protozoos ( 163 ) han sido bastante escasos. Además, poco se sabe acerca de los medios por los cuales estos agentes inactivan los priones ( 503 ).

Cualquiera que sea el tipo de célula (o entidad) microbiana, es probable que haya una secuencia común de eventos. Esto se puede considerar como una interacción del antiséptico o desinfectante con la superficie celular seguida por la penetración en la célula y la acción en el sitio o sitios objetivo. La naturaleza y la composición de la superficie varían de un tipo de célula (o entidad) a otra, pero también pueden alterarse como resultado de cambios en el entorno ( 57 , 59 ). La interacción en la superficie celular puede producir un efecto significativo en la viabilidad (por ejemplo, con glutaraldehído) ( 374 , 421 ), pero la mayoría de los agentes antimicrobianos parecen estar activos intracelularmente ( 428 , 451).). Las capas más externas de las células microbianas pueden tener un efecto significativo en su susceptibilidad (o insusibilidad) a los antisépticos y desinfectantes; es decepcionante lo poco que se sabe sobre el paso de estos agentes antimicrobianos a diferentes tipos de microorganismos. La potenciación de la actividad de la mayoría de los biocidas se puede lograr mediante el uso de varios aditivos, como se muestra en las partes posteriores de esta revisión.

En esta sección, se analizan los mecanismos de acción antimicrobiana de una variedad de agentes químicos que se utilizan como antisépticos o desinfectantes o ambos. Se consideran diferentes tipos de microorganismos y se enfatizan las similitudes o diferencias en la naturaleza del efecto. Los mecanismos de acción se resumen en la tabla Tabla2. 2 .

Metodologia general

Se dispone de una batería de técnicas para estudiar los mecanismos de acción de los antisépticos y desinfectantes sobre microorganismos, especialmente bacterias ( 448 ). Estos incluyen el examen de la captación ( 215 , 428 , 459 ), la lisis y la fuga de los componentes intracelulares ( 122 ), la perturbación de la homeostasis celular ( 266 , 445 ), los efectos sobre las membranas modelo ( 170 ), la inhibición de las enzimas, el transporte de electrones y la oxidación. fosforilación ( 162 , 272 ), interacción con macromoléculas ( 448 , 523 ), efectos sobre procesos biosintéticos macromoleculares (133 ), y examen microscópico de células expuestas a biocidas ( 35 ). Se puede obtener información adicional y útil calculando los exponentes de concentración ( n valores [ 219 , 489 ]) y relacionándolos con la actividad de la membrana ( 219 ). Muchos de estos procedimientos son valiosos para detectar y evaluar los antisépticos o desinfectantes utilizados en combinación ( 146 , 147 , 202 , 210 ).

Se han utilizado técnicas similares para estudiar la actividad de los antisépticos y desinfectantes contra los hongos, en particular las levaduras. Además, los estudios sobre la porosidad de la pared celular ( 117 - 119 ) pueden proporcionar información útil sobre la entrada intracelular de desinfectantes y antisépticos ( 204 - 208 ).

Los mecanismos de acción antiprotozoaria no han sido ampliamente investigados. Una razón para esto es la dificultad de cultivar algunos protozoos (por ejemplo, Cryptosporidium ) en condiciones de laboratorio. Sin embargo, las diferentes etapas de la vida (trofozoitos y quistes) proporcionan un ejemplo fascinante del problema de cómo los cambios en la citología y la fisiología pueden modificar las respuestas a los antisépticos y desinfectantes. Khunkitti et al. ( 251 - 255 ) han explorado este aspecto utilizando índices de viabilidad, filtración, captación y microscopía electrónica como herramientas experimentales.

Algunos de estos procedimientos también pueden modificarse para estudiar los efectos en virus y fagos (p. Ej., Captación de células enteras y componentes virales o fágicos, efectos en ácidos nucleicos y proteínas, y microscopía electrónica) ( 401 ). Las dianas víricas son predominantemente la envoltura viral (si está presente), derivada de la membrana citoplasmática o nuclear de la célula huésped; la cápside, que es responsable de la forma de las partículas de virus y de la protección del ácido nucleico viral; y el genoma viral. La liberación de un ácido nucleico viral intacto en el medio ambiente después de la destrucción de la cápside es una preocupación potencial ya que algunos ácidos nucleicos son infecciosos cuando se liberan de la cápside ( 317), un aspecto que debe ser considerado en la desinfección viral. Las consideraciones importantes en la inactivación viral se tratan en Klein y Deforest ( 259 ) y Prince et al. ( 384 ), mientras que un documento anterior de Grossgebauer es altamente recomendado ( 189 ).

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