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13.3: Uso de productos químicos para controlar microorganismos - Biología

13.3: Uso de productos químicos para controlar microorganismos - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Comprender y comparar varios productos químicos utilizados para controlar el crecimiento microbiano, incluidos sus usos, ventajas y desventajas, estructura química y modo de acción.

Además de los métodos físicos de control microbiano, también se utilizan productos químicos para controlar el crecimiento microbiano. Al elegir cuál usar, es importante considerar el tipo de microbio al que se dirige; qué tan limpio debe estar el artículo; el efecto del desinfectante en la integridad del artículo; su seguridad para los animales, los seres humanos y el medio ambiente; su gasto; y su facilidad de uso. Esta sección describe la variedad de productos químicos utilizados como desinfectantes y antisépticos, incluidos sus mecanismos de acción y usos comunes.

Fenólicos

En la década de 1800, los científicos comenzaron a experimentar con una variedad de productos químicos para la desinfección. En la década de 1860, el cirujano británico Joseph Lister (1827-1912) comenzó a utilizar ácido carbólico, conocido como fenol, como desinfectante para el tratamiento de heridas quirúrgicas (consulte Fundamentos de la teoría celular moderna). En 1879, el trabajo de Lister inspiró al químico estadounidense Joseph Lawrence (1836-1909) a desarrollar Listerine, una mezcla a base de alcohol de varios compuestos relacionados que todavía se usa hoy como antiséptico oral. Hoy en día, el ácido carbólico ya no se usa como desinfectante quirúrgico porque irrita la piel, pero los compuestos químicos que se encuentran en los enjuagues bucales antisépticos y las pastillas para la garganta se llaman fenólicos.

Químicamente, el fenol consiste en un anillo de benceno con un grupo –OH, y los fenólicos son compuestos que tienen este grupo como parte de su estructura química (Figura ( PageIndex {1} )). Los fenólicos como el timol y el eucaliptol se encuentran naturalmente en las plantas. Otros compuestos fenólicos pueden derivarse de la creosota, un componente del alquitrán de hulla. Los fenólicos tienden a ser estables, persistentes en las superficies y menos tóxicos que el fenol. Inhiben el crecimiento microbiano al desnaturalizar las proteínas y alterar las membranas.

Desde la época de Lister, se han utilizado varios compuestos fenólicos para controlar el crecimiento microbiano. Los fenólicos como los cresoles (fenoles metilados) y el o-fenilfenol eran ingredientes activos en varias formulaciones de Lysol desde su invención en 1889. El o-fenilfenol también se usaba comúnmente en la agricultura para controlar el crecimiento de bacterias y hongos en los cultivos cosechados, especialmente los cítricos, pero su el uso en los Estados Unidos es ahora mucho más limitado. El bisfenol hexaclorofeno, un desinfectante, es el ingrediente activo de pHisoHex, un detergente de limpieza tópico ampliamente utilizado para lavarse las manos en entornos hospitalarios. pHisoHex es particularmente eficaz contra las bacterias grampositivas, incluidas las que causan infecciones cutáneas por estafilococos y estreptococos. El pHisoHex se usaba anteriormente para bañar a los bebés, pero esta práctica se ha descontinuado porque se ha demostrado que la exposición al hexaclorofeno puede provocar problemas neurológicos.

El triclosán es otro compuesto de bisfenol que ha tenido una aplicación generalizada en productos antibacterianos durante las últimas décadas. Inicialmente usado en pastas dentales, el triclosán ahora se usa comúnmente en jabones de manos y con frecuencia se impregna en una amplia variedad de otros productos, incluidas tablas de cortar, cuchillos, cortinas de baño, ropa y concreto, para hacerlos antimicrobianos. Es particularmente eficaz contra las bacterias grampositivas de la piel, así como contra determinadas bacterias gramnegativas y levaduras.1

TRICLOSAN: ¿OVERKILL ANTIBACTERIANO?

Los jabones de manos y otros productos de limpieza a menudo se comercializan como "antibacterianos", lo que sugiere que proporcionan un nivel de limpieza superior al de los jabones y limpiadores convencionales. Pero, ¿son los ingredientes antibacterianos de estos productos realmente seguros y eficaces?

Aproximadamente el 75% de los jabones de manos líquidos antibacterianos y el 30% de los jabones en barra contienen el químico triclosán, un fenólico, (Figura ( PageIndex {2} )).2 El triclosán bloquea una enzima en la vía de biosíntesis de ácidos grasos bacterianos que no se encuentra en la vía humana comparable. Aunque el uso de triclosán en el hogar aumentó drásticamente durante la década de 1990, más de 40 años de investigación de la FDA no han arrojado evidencia concluyente de que el lavado con productos que contienen triclosán proporcione mayores beneficios para la salud en comparación con el lavado con jabón tradicional. Aunque algunos estudios indican que pueden permanecer menos bacterias en las manos de una persona después de lavarse con jabón a base de triclosán, en comparación con el jabón tradicional, no hay evidencia que indique una reducción en la transmisión de bacterias que causan enfermedades respiratorias y gastrointestinales. En resumen, los jabones con triclosán pueden eliminar o matar algunos gérmenes más, pero no lo suficiente como para reducir la propagación de enfermedades.

Quizás más preocupante, han salido a la luz algunos riesgos claros asociados con los jabones a base de triclosán. El uso generalizado de triclosán ha dado lugar a un aumento de cepas bacterianas resistentes al triclosán, incluidas las de importancia clínica, como Salmonella enterica; esta resistencia puede hacer que el triclosán sea inútil como antibacteriano a largo plazo.34 Las bacterias pueden ganar fácilmente resistencia al triclosán a través de un cambio a un solo gen que codifica la enzima objetivo en la vía de síntesis de ácidos grasos bacterianos. Otros desinfectantes con un modo de acción menos específico son mucho menos propensos a generar resistencia porque se necesitaría mucho más que un solo cambio genético.

El uso de triclosán durante las últimas décadas también ha provocado una acumulación de la sustancia química en el medio ambiente. El triclosán en el jabón de manos se introduce directamente en las aguas residuales y los sistemas de alcantarillado como resultado del proceso de lavado de manos. Allí, sus propiedades antibacterianas pueden inhibir o matar las bacterias responsables de la descomposición de las aguas residuales, provocando que los sistemas sépticos se obstruyan y retrocedan. Finalmente, el triclosán en las aguas residuales llega a las aguas superficiales, arroyos, lagos, sedimentos y suelos, alterando las poblaciones naturales de bacterias que llevan a cabo importantes funciones ambientales, como inhibir las algas. El triclosán también llega a los cuerpos de los anfibios y los peces, donde puede actuar como un disruptor endocrino. También se han encontrado niveles detectables de triclosán en varios fluidos corporales humanos, incluida la leche materna, el plasma y la orina.5 De hecho, un estudio realizado por los CDC encontró niveles detectables de triclosán en la orina del 75% de las 2.517 personas analizadas en 2003-2004.6 Este hallazgo es aún más preocupante dada la evidencia de que el triclosán puede afectar la función inmunológica en los seres humanos.7

En diciembre de 2013, la FDA dio a los fabricantes de jabón hasta 2016 para demostrar que los jabones antibacterianos brindan un beneficio significativo sobre los jabones tradicionales; si no pueden hacerlo, los fabricantes se verán obligados a retirar estos productos del mercado.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

¿Por qué el triclosán se parece más a un antibiótico que a un desinfectante tradicional?

Metales pesados

Algunos de los primeros desinfectantes y antisépticos químicos que se utilizaron fueron los metales pesados. Los metales pesados ​​matan a los microbios al unirse a proteínas, inhibiendo así la actividad enzimática (Figura ( PageIndex {3} )). Los metales pesados ​​son oligodinámicos, lo que significa que concentraciones muy pequeñas muestran una actividad antimicrobiana significativa. Los iones de metales pesados ​​se unen fuertemente a los aminoácidos que contienen azufre y se bioacumulan dentro de las células, lo que permite que estos metales alcancen altas concentraciones localizadas. Esto hace que las proteínas se desnaturalicen.

Los metales pesados ​​no son selectivamente tóxicos para las células microbianas. También pueden bioacumularse en células humanas o animales, y concentraciones excesivas pueden tener efectos tóxicos en los seres humanos. Si se acumula demasiada plata en el cuerpo, por ejemplo, puede resultar en una condición llamada argiria, en la que la piel se vuelve irreversiblemente gris azulada. Una forma de reducir la toxicidad potencial de los metales pesados ​​es controlando cuidadosamente la duración de la exposición y la concentración del metal pesado.

Mercurio

El mercurio es un ejemplo de un metal pesado que se ha utilizado durante muchos años para controlar el crecimiento microbiano. Se utilizó durante muchos siglos para tratar la sífilis. Los compuestos de mercurio como el cloruro de mercurio son principalmente bacteriostáticos y tienen un espectro de actividad muy amplio. Varias formas de mercurio se unen a los aminoácidos que contienen azufre dentro de las proteínas, inhibiendo sus funciones.

En las últimas décadas, el uso de tales compuestos ha disminuido debido a la toxicidad del mercurio. Es tóxico para los sistemas nervioso central, digestivo y renal en altas concentraciones y tiene efectos ambientales negativos, incluida la bioacumulación en los peces. Los antisépticos tópicos como el mercurocromo, que contiene mercurio en concentraciones bajas, y el mertiolato, una tintura (una solución de mercurio disuelto en alcohol) alguna vez se usaron comúnmente. Sin embargo, debido a las preocupaciones sobre el uso de compuestos de mercurio, estos antisépticos ya no se venden en los Estados Unidos.

Plata

La plata se ha utilizado durante mucho tiempo como antiséptico. En la antigüedad, el agua potable se almacenaba en jarras de plata.8 La crema de silvadeno se usa comúnmente para tratar heridas tópicas y es particularmente útil para prevenir infecciones en heridas por quemaduras. Las gotas de nitrato de plata alguna vez se aplicaron de manera rutinaria a los ojos de los recién nacidos para protegerlos contra la oftalmía neonatal, infecciones oculares que pueden ocurrir debido a la exposición a patógenos en el canal del parto, pero las cremas antibióticas ahora se usan más comúnmente. La plata a menudo se combina con antibióticos, lo que hace que los antibióticos sean miles de veces más efectivos.9 La plata también se incorpora comúnmente en catéteres y vendajes, lo que los hace antimicrobianos; sin embargo, existe evidencia de que los metales pesados ​​también pueden mejorar la selección de resistencia a los antibióticos.10

Cobre, níquel y zinc

Varios otros metales pesados ​​también exhiben actividad antimicrobiana. El sulfato de cobre es un algicida común que se utiliza para controlar el crecimiento de algas en piscinas y peceras. El uso de cobre metálico para minimizar el crecimiento microbiano también se está generalizando. Los revestimientos de cobre de las incubadoras ayudan a reducir la contaminación de los cultivos celulares. Se está investigando el uso de vasijas de cobre para el almacenamiento de agua en países subdesarrollados como una forma de combatir las enfermedades diarreicas. Los recubrimientos de cobre también se están volviendo populares para los objetos que se manipulan con frecuencia, como pomos de puertas, herrajes para gabinetes y otros accesorios en las instalaciones de atención médica, en un intento por reducir la propagación de microbios.

Los recubrimientos de níquel y zinc ahora se utilizan de manera similar. Otras formas de zinc, incluidos el cloruro de zinc y el óxido de zinc, también se utilizan comercialmente. El cloruro de zinc es bastante seguro para los humanos y se encuentra comúnmente en enjuagues bucales, lo que aumenta sustancialmente su duración. El óxido de zinc se encuentra en una variedad de productos, que incluyen cremas antisépticas tópicas como loción de calamina, pomadas para pañales, talco para bebés y champús anticaspa.

Ejercicio ( PageIndex {2} )

¿Por qué muchos metales pesados ​​son antimicrobianos y tóxicos para los seres humanos?

Halógenos

Otros productos químicos comúnmente utilizados para la desinfección son los halógenos, yodo, cloro y flúor. El yodo actúa oxidando los componentes celulares, incluidos los aminoácidos, nucleótidos y ácidos grasos que contienen azufre, y desestabilizando las macromoléculas que contienen estas moléculas. A menudo se usa como tintura tópica, pero puede causar manchas o irritación de la piel. Un yodóforo es un compuesto de yodo complejado con una molécula orgánica, lo que aumenta la estabilidad del yodo y, a su vez, su eficacia. Un yodóforo común es la povidona yodada, que incluye un agente humectante que libera yodo de forma relativamente lenta. Betadine es una marca de povidona yodada que el personal médico suele utilizar como exfoliante para las manos antes de la cirugía y para la antisepsia tópica de la piel de un paciente antes de la incisión (Figura ( PageIndex {4} )).

El cloro es otro halógeno que se usa comúnmente para la desinfección. Cuando el cloro gaseoso se mezcla con agua, produce un oxidante fuerte llamado ácido hipocloroso, que no se carga y entra fácilmente en las células. El cloro gaseoso se usa comúnmente en plantas de tratamiento de agua potable y aguas residuales municipales, y el ácido hipocloroso resultante produce el efecto antimicrobiano real. Quienes trabajan en instalaciones de tratamiento de agua deben tener mucho cuidado para minimizar la exposición personal al cloro gaseoso. El hipoclorito de sodio es el componente químico de la lejía doméstica común y también se usa para una amplia variedad de propósitos de desinfección. Las sales de hipoclorito, incluidos los hipocloritos de sodio y calcio, se utilizan para desinfectar piscinas. El cloro gaseoso, el hipoclorito de sodio y el hipoclorito de calcio también son desinfectantes de uso común en las industrias de procesamiento de alimentos y restaurantes para reducir la propagación de enfermedades transmitidas por los alimentos. Los trabajadores de estas industrias también deben tener cuidado de utilizar estos productos correctamente para garantizar su propia seguridad, así como la seguridad de los consumidores. Una declaración conjunta reciente publicada por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la OMS indicó que ninguno de los muchos usos beneficiosos de los productos de cloro en el procesamiento de alimentos para reducir la propagación de enfermedades transmitidas por los alimentos representaba riesgos para los consumidores.11

Otra clase de compuestos clorados llamados cloraminas se utilizan ampliamente como desinfectantes. Las cloraminas son relativamente estables, liberando cloro durante largos períodos de tiempo. Las cloraminas son derivados del amoníaco mediante la sustitución de uno, dos o los tres átomos de hidrógeno por átomos de cloro (Figura ( PageIndex {5} )).

Las cloraminas y otros compuestos de cloro pueden usarse para desinfectar el agua potable, y los militares usan frecuentemente tabletas de cloramina para este propósito. Después de un desastre natural u otro evento que comprometa el suministro público de agua, los CDC recomiendan desinfectar el agua del grifo agregando pequeñas cantidades de lejía doméstica regular. Investigaciones recientes sugieren que el dicloroisocianurato de sodio (NaDCC) también puede ser una buena alternativa para la desinfección del agua potable. Actualmente, las tabletas NaDCC están disponibles para uso general y para uso militar, campistas o personas con necesidades de emergencia; para estos usos, es preferible el NaDCC a las tabletas de cloramina. El dióxido de cloro, un agente gaseoso que se usa para la fumigación y esterilización de áreas cerradas, también se usa comúnmente para la desinfección del agua.

Aunque los compuestos clorados son desinfectantes relativamente eficaces, tienen sus desventajas. Algunos pueden irritar la piel, la nariz o los ojos de algunas personas, y es posible que no eliminen por completo ciertos organismos resistentes del agua potable contaminada. El hongo Cryptosporidium, por ejemplo, tiene una capa exterior protectora que lo hace resistente a los desinfectantes clorados. Por lo tanto, se recomienda hervir el agua potable en situaciones de emergencia cuando sea posible.

También se sabe que el flúor halógeno tiene propiedades antimicrobianas que contribuyen a la prevención de la caries dental (caries).12 El flúor es el principal ingrediente activo de la pasta de dientes y también se agrega comúnmente al agua del grifo para ayudar a las comunidades a mantener la salud bucal. Químicamente, el fluoruro puede incorporarse a la hidroxiapatita del esmalte dental, haciéndolo más resistente a los ácidos corrosivos producidos por la fermentación de microbios orales. El flúor también mejora la absorción de iones de calcio y fosfato en el esmalte dental, promoviendo la remineralización. Además de fortalecer el esmalte, el flúor también parece ser bacteriostático. Se acumula en las bacterias formadoras de placa, interfiriendo con su metabolismo y reduciendo la producción de los ácidos que contribuyen a la caries dental.

Ejercicio ( PageIndex {3} )

¿Cuál es el beneficio de una cloramina sobre el hipoclorito para desinfectar?

Alcoholes

Los alcoholes constituyen otro grupo de productos químicos que se utilizan comúnmente como desinfectantes y antisépticos. Actúan desnaturalizando rápidamente las proteínas, que inhiben el metabolismo celular, y alterando las membranas, lo que conduce a la lisis celular. Una vez desnaturalizadas, las proteínas pueden replegarse si hay suficiente agua en la solución. Los alcoholes se utilizan típicamente en concentraciones de aproximadamente 70% de solución acuosa y, de hecho, funcionan mejor en soluciones acuosas que las soluciones de alcohol al 100%. Esto se debe a que los alcoholes coagulan las proteínas. En concentraciones de alcohol más altas, la coagulación rápida de las proteínas de la superficie evita la penetración efectiva de las células. Los alcoholes más comúnmente utilizados para la desinfección son el alcohol etílico (etanol) y el alcohol isopropílico (isopropanol, alcohol para frotar) (Figura ( PageIndex {6} )).

Los alcoholes tienden a ser bactericidas y fungicidas, pero también pueden ser viricidas solo para virus envueltos. Aunque los alcoholes no son esporicidas, inhiben los procesos de esporulación y germinación. Los alcoholes son volátiles y se secan rápidamente, pero también pueden causar irritación cutánea porque la deshidratan en el lugar de aplicación. Un uso clínico común de los alcoholes es frotar la piel para eliminar los gérmenes antes de la inyección con aguja. Los alcoholes también son los ingredientes activos de los desinfectantes de manos instantáneos, que han ganado popularidad en los últimos años. El alcohol en estos desinfectantes para manos actúa tanto al desnaturalizar las proteínas como al alterar la membrana celular microbiana, pero no funcionará eficazmente en presencia de suciedad visible.

Por último, los alcoholes se utilizan para hacer tinturas con otros antisépticos, como las tinturas de yodo discutidas anteriormente en este capítulo. Con todo, los alcoholes son económicos y bastante efectivos para la desinfección de una amplia gama de microbios vegetativos. Sin embargo, una desventaja de los alcoholes es su alta volatilidad, lo que limita su efectividad inmediatamente después de la aplicación.

Ejercicio ( PageIndex {4} )

  1. Nombra al menos tres ventajas de los alcoholes como desinfectantes.
  2. Describa varias aplicaciones específicas de los alcoholes utilizados en productos desinfectantes.

Tensioactivos

Los agentes tensioactivos o tensioactivos son un grupo de compuestos químicos que reducen la tensión superficial del agua. Los tensioactivos son los ingredientes principales de los jabones y detergentes. Los jabones son sales de ácidos grasos de cadena larga y tienen regiones polares y apolares, lo que les permite interactuar con las regiones polares y apolares de otras moléculas (Figura ( PageIndex {7} )). Pueden interactuar con aceites y grasas no polares para crear emulsiones en agua, aflojando y eliminando la suciedad y los microbios de las superficies y la piel. Los jabones no matan ni inhiben el crecimiento microbiano y, por lo tanto, no se consideran antisépticos ni desinfectantes. Sin embargo, el uso adecuado de los jabones elimina mecánicamente los microorganismos, eliminando eficazmente los gérmenes de una superficie. Algunos jabones contienen agentes bacteriostáticos añadidos como triclocarbán o cloflucarbán, compuestos estructuralmente relacionados con el triclosán, que introducen propiedades antisépticas o desinfectantes a los jabones.

Los jabones, sin embargo, a menudo forman películas que son difíciles de enjuagar, especialmente en agua dura, que contiene altas concentraciones de sales minerales de calcio y magnesio. Los detergentes contienen moléculas tensioactivas sintéticas con regiones polares y apolares que tienen una fuerte actividad limpiadora pero son más solubles, incluso en agua dura y, por lo tanto, no dejan depósitos de jabón. Los detergentes aniónicos, como los que se utilizan para lavar la ropa, tienen un anión cargado negativamente en un extremo unido a una cadena hidrófoba larga, mientras que los detergentes catiónicos tienen un catión cargado positivamente en su lugar. Los detergentes catiónicos incluyen una clase importante de desinfectantes y antisépticos llamados sales de amonio cuaternario (quats), nombradas así por el átomo de nitrógeno cuaternario característico que confiere la carga positiva (Figura ( PageIndex {8} )). En general, los quats tienen propiedades similares a los fosfolípidos, con extremos hidrófilos e hidrófobos. Como tal, los quats tienen la capacidad de insertarse en la bicapa de fosfolípidos bacterianos y alterar la integridad de la membrana. La carga catiónica de los quats parece conferir sus propiedades antimicrobianas, que disminuyen cuando se neutralizan. Los quats tienen varias propiedades útiles. Son estables, no tóxicos, económicos, incoloros, inodoros e insípidos. Suelen ser bactericidas al alterar las membranas. También son activos contra hongos, protozoos y virus envueltos, pero las endosporas no se ven afectadas. En entornos clínicos, se pueden utilizar como antisépticos o para desinfectar superficies. Las mezclas de quats también se encuentran comúnmente en limpiadores y desinfectantes domésticos, incluidas muchas formulaciones actuales de productos de la marca Lysol, que contienen cloruros de benzalconio como ingredientes activos. Los cloruros de benzalconio, junto con el cloruro de quat cetilpirimidina, también se encuentran en productos como antisépticos para la piel, enjuagues bucales y enjuagues bucales.

Ejercicio ( PageIndex {5} )

¿Por qué los jabones no se consideran desinfectantes?

LAVARSE LAS MANOS DE LA MANERA CORRECTA

El lavado de manos es fundamental para la salud pública y debe enfatizarse en un entorno clínico. Para el público en general, los CDC recomiendan lavarse las manos antes, durante y después de la manipulación de alimentos; antes de comer; antes y después de interactuar con alguien que está enfermo; antes y después de tratar una herida; después de ir al baño o cambiar pañales; después de toser, estornudar o sonarse la nariz; después de manipular basura; y después de interactuar con un animal, su alimento o sus desechos. La figura ( PageIndex {9} ) ilustra los cinco pasos para lavarse las manos correctamente recomendados por los CDC.

El lavado de manos es aún más importante para los trabajadores de la salud, quienes deben lavarse bien las manos entre cada contacto con el paciente, después de quitarse los guantes, después del contacto con fluidos corporales y fómites potencialmente infecciosos, y antes y después de ayudar a un cirujano con procedimientos invasivos. Incluso con el uso de vestimenta quirúrgica adecuada, incluidos guantes, fregar para la cirugía es más complicado que lavarse las manos de rutina. El objetivo del lavado quirúrgico es reducir la microbiota normal en la superficie de la piel para evitar la introducción de estos microbios en las heridas quirúrgicas del paciente.

No existe un protocolo único ampliamente aceptado para el lavado quirúrgico. Los protocolos para la duración del lavado pueden depender del antimicrobiano utilizado; Los trabajadores de la salud siempre deben consultar las recomendaciones del fabricante. Según la Asociación de Tecnólogos Quirúrgicos (AST), los lavados quirúrgicos se pueden realizar con o sin el uso de cepillos (Figura ( PageIndex {9} )).

Para obtener más información sobre cómo lavarse las manos correctamente, visite el sitio web de los CDC.

Bisbiguanides

Las bisbiguanidas se sintetizaron por primera vez en el siglo XX y son moléculas catiónicas (cargadas positivamente) conocidas por sus propiedades antisépticas (Figura ( PageIndex {10} )). Un antiséptico bisbiguanida importante es la clorhexidina. Tiene una actividad de amplio espectro contra levaduras, bacterias grampositivas y bacterias gramnegativas, con la excepción de Pseudomonas aeruginosa, que puede desarrollar resistencia en exposiciones repetidas.13 La clorhexidina altera las membranas celulares y es bacteriostática en concentraciones más bajas o bactericida en concentraciones más altas, en las que en realidad hace que el contenido citoplasmático de las células se congele. También tiene actividad contra virus envueltos. Sin embargo, la clorhexidina es poco eficaz contra Tuberculosis micobacteriana y virus no envueltos, y no es esporicida. La clorhexidina se usa típicamente en el entorno clínico como un exfoliante quirúrgico y para otras necesidades de lavado de manos del personal médico, así como para la antisepsia tópica de los pacientes antes de la cirugía o la inyección con aguja. Es más persistente que los yodóforos, proporcionando una actividad antimicrobiana duradera. Las soluciones de clorhexidina también se pueden usar como enjuagues bucales después de procedimientos orales o para tratar la gingivitis. Otra bisbiguanida, la alexidina, está ganando popularidad como exfoliante quirúrgico y enjuague bucal porque actúa más rápido que la clorhexidina.

Ejercicio ( PageIndex {6} )

¿Qué dos efectos tiene la clorhexidina en las células bacterianas?

Agentes alquilantes

Los agentes alquilantes son un grupo de productos químicos desinfectantes fuertes que actúan reemplazando un átomo de hidrógeno dentro de una molécula con un grupo alquilo (CnorteH2n + 1), inactivando así enzimas y ácidos nucleicos (Figura ( PageIndex {11} )). El agente alquilante formaldehído (CH2OH) se usa comúnmente en solución a una concentración del 37% (conocida como formalina) o como desinfectante y biocida gaseoso. Es un biocida y desinfectante fuerte de amplio espectro que tiene la capacidad de matar bacterias, virus, hongos y endosporas, lo que lleva a la esterilización a bajas temperaturas, lo que a veces es una alternativa conveniente a los métodos de esterilización por calor más laboriosos. También reticula proteínas y se ha utilizado ampliamente como fijador químico. Debido a esto, se utiliza para el almacenamiento de muestras de tejido y como líquido de embalsamamiento. También se ha utilizado para inactivar agentes infecciosos en la preparación de vacunas. El formaldehído es muy irritante para los tejidos vivos y también es cancerígeno; por tanto, no se utiliza como antiséptico.

El glutaraldehído es estructuralmente similar al formaldehído pero tiene dos grupos aldehído reactivos, lo que le permite actuar más rápidamente que el formaldehído. Se usa comúnmente como una solución al 2% para esterilización y se comercializa con el nombre comercial Cidex. Se utiliza para desinfectar una variedad de superficies y equipos médicos y quirúrgicos. Sin embargo, al igual que el formaldehído, el glutaraldehído irrita la piel y no se utiliza como antiséptico.

Un nuevo tipo de desinfectante que está ganando popularidad para la desinfección de equipos médicos es el o-ftalaldehído (OPA), que se encuentra en algunas formulaciones más nuevas de Cidex y productos similares, reemplazando al glutaraldehído. El o-ftalaldehído también tiene dos grupos aldehído reactivos, pero están unidos por un puente aromático. Se cree que el o-ftalaldehído funciona de manera similar al glutaraldehído y al formaldehído, pero es mucho menos irritante para la piel y los conductos nasales, produce un olor mínimo, no requiere procesamiento antes de su uso y es más eficaz contra las micobacterias.

El óxido de etileno es un tipo de agente alquilante que se utiliza para la esterilización gaseosa. Es muy penetrante y puede esterilizar artículos dentro de bolsas de plástico como catéteres, artículos desechables en laboratorios y entornos clínicos (como placas de Petri empaquetadas) y otros equipos. La exposición al óxido de etileno es una forma de esterilización en frío, lo que la hace útil para la esterilización de artículos sensibles al calor. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado con el uso de óxido de etileno; es cancerígeno, como los demás agentes alquilantes, y también es muy explosivo. Con un uso cuidadoso y una aireación adecuada de los productos después del tratamiento, el óxido de etileno es muy eficaz y los esterilizadores de óxido de etileno se encuentran comúnmente en entornos médicos para esterilizar materiales envasados.

La β-propionolactona es un agente alquilante con una estructura química diferente a los otros ya discutidos. Al igual que otros agentes alquilantes, la β-propionolactona se une al ADN y, por lo tanto, lo inactiva (Figura ( PageIndex {11} )). Es un líquido transparente con un olor fuerte y tiene la capacidad de matar las endosporas. Como tal, se ha utilizado en forma líquida o en forma de vapor para la esterilización de instrumentos médicos e injertos de tejido, y es un componente común de las vacunas, que se utiliza para mantener su esterilidad. También se ha utilizado para la esterilización de caldos nutritivos, así como plasma sanguíneo, leche y agua. Es metabolizado rápidamente por animales y humanos a ácido láctico. Sin embargo, también es irritante y puede provocar daños permanentes en los ojos, los riñones o el hígado. Además, se ha demostrado que es cancerígeno en animales; por tanto, es necesario tomar precauciones para minimizar la exposición humana a la β-propionolactona.14

Ejercicio ( PageIndex {7} )

  1. ¿En qué reacción química participan los agentes alquilantes?
  2. ¿Por qué los agentes alquilantes no se utilizan como antisépticos?

PRIONES DIEHARD

Priones, las proteínas acelulares mal plegadas responsables de enfermedades incurables y fatales como el kuru y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ver Viroides, Virusoides y Priones), son notoriamente difíciles de destruir. Los priones son extremadamente resistentes al calor, los productos químicos y la radiación. También son extremadamente infecciosos y mortales; por lo tanto, la manipulación y eliminación de elementos infectados por priones requiere una formación exhaustiva y extrema precaución.

Los métodos típicos de desinfección pueden reducir, pero no eliminar, la infectividad de los priones. La esterilización en autoclave no es completamente efectiva, como tampoco lo son productos químicos como fenol, alcoholes, formalina y β-propiolactona. Incluso cuando se fija en formalina, los tejidos del cerebro y la médula espinal afectados siguen siendo infecciosos.

El personal que manipule muestras o equipos contaminados o trabaje con pacientes infectados debe usar un abrigo protector, protección facial y guantes resistentes a cortes. Cualquier contacto con la piel debe lavarse inmediatamente con detergente y agua tibia sin restregar. Luego, la piel debe lavarse con NaOH 1 N o una dilución 1:10 de lejía durante 1 minuto. Los desechos contaminados deben incinerarse o esterilizarse en autoclave en una solución básica fuerte, y los instrumentos deben limpiarse y empaparse en una solución básica fuerte.

Para obtener más información sobre el manejo de animales y materiales contaminados con priones, visite las pautas publicadas en los sitios web de los CDC y la OMS.

Peroxígenos

Los peroxígenos son agentes oxidantes fuertes que pueden usarse como desinfectantes o antisépticos. El peroxígeno más utilizado es el peróxido de hidrógeno (H2O2), que a menudo se usa en solución para desinfectar superficies y también se puede usar como agente gaseoso. Las soluciones de peróxido de hidrógeno son antisépticos cutáneos económicos que se descomponen en agua y oxígeno gaseoso, ambos seguros para el medio ambiente. Esta descomposición se acelera en presencia de luz, por lo que las soluciones de peróxido de hidrógeno generalmente se venden en botellas marrones u opacas. Una desventaja de usar peróxido de hidrógeno como antiséptico es que también causa daños en la piel que pueden retrasar la curación o provocar cicatrices. Los limpiadores de lentes de contacto a menudo incluyen peróxido de hidrógeno como desinfectante.

El peróxido de hidrógeno actúa produciendo radicales libres que dañan las macromoléculas celulares. El peróxido de hidrógeno tiene una actividad de amplio espectro, actuando contra bacterias grampositivas y gramnegativas (con una eficacia ligeramente mayor contra bacterias grampositivas), hongos, virus y endosporas. Sin embargo, las bacterias que producen las enzimas catalasa o peroxidasa que desintoxican el oxígeno pueden tener tolerancia inherente a concentraciones bajas de peróxido de hidrógeno (Figura ( PageIndex {12} )). Para matar las endosporas, debe aumentarse la duración de la exposición o la concentración de las soluciones de peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno gaseoso tiene mayor eficacia y se puede utilizar como esterilizante para habitaciones o equipos.

El plasma, un gas ionizado caliente, descrito como el cuarto estado de la materia, es útil para esterilizar equipos porque penetra en las superficies y mata las células vegetativas y las endosporas. El peróxido de hidrógeno y el ácido peracético, otro peroxígeno de uso común, pueden introducirse cada uno como plasma. El ácido peracético se puede utilizar como esterilizante líquido o plasmático en la medida en que mata fácilmente las endosporas, es más eficaz que el peróxido de hidrógeno incluso en concentraciones bastante bajas y es inmune a la inactivación por catalasas y peroxidasas. También se descompone en compuestos ambientalmente inocuos; en este caso, ácido acético y oxígeno.

Otros ejemplos de peroxígenos incluyen peróxido de benzoílo y peróxido de carbamida. El peróxido de benzoilo es un peroxígeno que se usa en soluciones de medicamentos para el acné. Mata la bacteria Propionibacterium acnes, que está asociado con el acné. El peróxido de carbamida, un ingrediente utilizado en la pasta de dientes, es un peroxígeno que combate las biopelículas orales que causan la decoloración de los dientes y halitosis (mal aliento).15 Por último, el gas ozono es un peroxígeno con cualidades desinfectantes y se utiliza para limpiar los suministros de aire o agua. En general, los peroxígenos son altamente efectivos y de uso común, sin riesgos ambientales asociados.

Ejercicio ( PageIndex {8} )

¿Cómo matan las células los peróxidos?

Fluidos supercríticos

En los últimos 15 años, el uso de fluidos supercríticos, especialmente dióxido de carbono supercrítico (scCO2), ha ganado popularidad para determinadas aplicaciones de esterilización. Cuando el dióxido de carbono se lleva aproximadamente a 10 veces la presión atmosférica, alcanza un estado supercrítico que tiene propiedades físicas entre las de los líquidos y los gases. Los materiales colocados en una cámara en la que se presuriza el dióxido de carbono de esta manera se pueden esterilizar debido a la capacidad de scCO2 para penetrar superficies.

El dióxido de carbono supercrítico actúa penetrando en las células y formando ácido carbónico, lo que reduce considerablemente el pH de la célula. Esta técnica es eficaz contra las células vegetativas y también se utiliza en combinación con el ácido peracético para matar las endosporas. Su eficacia también puede aumentarse con un aumento de temperatura o mediante ciclos rápidos de presurización y despresurización, que probablemente produzcan lisis celular.

Beneficios de scCO2 incluyen las propiedades no reactivas, no tóxicas y no inflamables del dióxido de carbono, y este protocolo es eficaz a bajas temperaturas. A diferencia de otros métodos, como el calor y la irradiación, que pueden degradar el objeto que se esteriliza, el uso de scCO2 preserva la integridad del objeto y se usa comúnmente para tratar alimentos (incluyendo especias y jugos) y dispositivos médicos como endoscopios. También está ganando popularidad para desinfectar tejidos como piel, huesos, tendones y ligamentos antes del trasplante. scCO2 can also be used for pest control because it can kill insect eggs and larvae within products.

Ejercicio ( PageIndex {9} )

Why is the use of supercritical carbon dioxide gaining popularity for commercial and medical uses?

Chemical Food Preservatives

Chemical preservatives are used to inhibit microbial growth and minimize spoilage in some foods. Commonly used chemical preservatives include sorbic acid, benzoic acid, and propionic acid, and their more soluble salts potassium sorbate, sodium benzoate, and calcium propionate, all of which are used to control the growth of molds in acidic foods. Each of these preservatives is nontoxic and readily metabolized by humans. They are also flavorless, so they do not compromise the flavor of the foods they preserve.

Sorbic and benzoic acids exhibit increased efficacy as the pH decreases. Sorbic acid is thought to work by inhibiting various cellular enzymes, including those in the citric acid cycle, as well as catalases and peroxidases. It is added as a preservative in a wide variety of foods, including dairy, bread, fruit, and vegetable products. Benzoic acid is found naturally in many types of fruits and berries, spices, and fermented products. It is thought to work by decreasing intracellular pH, interfering with mechanisms such as oxidative phosphorylation and the uptake of molecules such as amino acids into cells. Foods preserved with benzoic acid or sodium benzoate include fruit juices, jams, ice creams, pastries, soft drinks, chewing gum, and pickles.

Propionic acid is thought to both inhibit enzymes and decrease intracellular pH, working similarly to benzoic acid. However, propionic acid is a more effective preservative at a higher pH than either sorbic acid or benzoic acid. Propionic acid is naturally produced by some cheeses during their ripening and is added to other types of cheese and baked goods to prevent mold contamination. It is also added to raw dough to prevent contamination by the bacterium Bacillus mesentericus, which causes bread to become ropy.

Other commonly used chemical preservatives include sulfur dioxide and nitrites. Sulfur dioxide prevents browning of foods and is used for the preservation of dried fruits; it has been used in winemaking since ancient times. Sulfur dioxide gas dissolves in water readily, forming sulfites. Although sulfites can be metabolized by the body, some people have sulfite allergies, including asthmatic reactions. Additionally, sulfites degrade thiamine, an important nutrient in some foods. The mode of action of sulfites is not entirely clear, but they may interfere with the disulfide bond (see [link]) formation in proteins, inhibiting enzymatic activity. Alternatively, they may reduce the intracellular pH of the cell, interfering with proton motive force-driven mechanisms.

Nitrites are added to processed meats to maintain color and stop the germination of Clostridium botulinumendospores. Nitrites are reduced to nitric oxide, which reacts with heme groups and iron-sulfur groups. When nitric oxide reacts with the heme group within the myoglobin of meats, a red product forms, giving meat its red color. Alternatively, it is thought that when nitric acid reacts with the iron-sulfur enzyme ferredoxin within bacteria, this electron transport-chain carrier is destroyed, preventing ATP synthesis. Nitrosamines, however, are carcinogenic and can be produced through exposure of nitrite-preserved meats (e.g., hot dogs, lunch meat, breakfast sausage, bacon, meat in canned soups) to heat during cooking.

Natural Chemical Food Preservatives

The discovery of natural antimicrobial substances produced by other microbes has added to the arsenal of preservatives used in food. Nisin is an antimicrobial peptide produced by the bacterium Lactococcus lactis and is particularly effective against gram-positive organisms. Nisin works by disrupting cell wall production, leaving cells more prone to lysis. It is used to preserve cheeses, meats, and beverages.

Natamycin is an antifungal macrolide antibiotic produced by the bacterium Streptomyces natalensis. It was approved by the FDA in 1982 and is used to prevent fungal growth in various types of dairy products, including cottage cheese, sliced cheese, and shredded cheese. Natamycin is also used for meat preservation in countries outside the United States.

Ejercicio ( PageIndex {10} )

What are the advantages and drawbacks of using sulfites and nitrites as food preservatives?

Conceptos clave y resumen

  • Metales pesados, including mercury, silver, copper, and zinc, have long been used for disinfection and preservation, although some have toxicity and environmental risks associated with them.
  • Halogens, including chlorine, fluorine, and iodine, are also commonly used for disinfection. Chlorine compounds, including sodium hypochlorite, chloramines, y Dioxido de cloro, are commonly used for water disinfection. Iodine, in both tincture y iodophor forms, is an effective antiseptic.
  • Alcoholes, including ethyl alcohol and isopropyl alcohol, are commonly used antiseptics that act by denaturing proteins and disrupting membranes.
  • Fenólicos are stable, long-acting disinfectants that denature proteins and disrupt membranes. They are commonly found in household cleaners, mouthwashes, and hospital disinfectants, and are also used to preserve harvested crops.
  • The phenolic compound triclosan, found in antibacterial soaps, plastics, and textiles is technically an antibiotic because of its specific mode of action of inhibiting bacterial fatty-acid synthesis..
  • Tensioactivos, including soaps and detergents, lower the surface tension of water to create emulsions that mechanically carry away microbes. Soaps are long-chain fatty acids, whereas detergents are synthetic surfactants.
  • Quaternary ammonium compounds (quats) are cationic detergents that disrupt membranes. They are used in household cleaners, skin disinfectants, oral rinses, and mouthwashes.
  • Bisbiguanides disrupt cell membranes, causing cell contents to gel. Chlorhexidine y alexidine are commonly used for surgical scrubs, for handwashing in clinical settings, and in prescription oral rinses.
  • Alkylating agents effectively sterilize materials at low temperatures but are carcinogenic and may also irritate tissue. Glutaraldehído y o-phthalaldehyde are used as hospital disinfectants but not as antiseptics. Formaldehído is used for the storage of tissue specimens, as an embalming fluid, and in vaccine preparation to inactivate infectious agents. Óxido de etileno is a gas sterilant that can permeate heat-sensitive packaged materials, but it is also explosive and carcinogenic.
  • Peroxígenos, incluyendo peróxido de hidrógeno, peracetic acid, benzoyl peroxide, and ozone gas, are strong oxidizing agents that produce free radicals in cells, damaging their macromolecules. They are environmentally safe and are highly effective disinfectants and antiseptics.
  • Pressurized carbon dioxide in the form of a supercritical fluid easily permeates packaged materials and cells, forming carbonic acid and lowering intracellular pH. Supercritical carbon dioxide is nonreactive, nontoxic, nonflammable, and effective at low temperatures for sterilization of medical devices, implants, and transplanted tissues.
  • Chemical preservatives are added to a variety of foods. Sorbic acid, benzoic acid, propionic acid, and their more soluble salts inhibit enzymes or reduce intracellular pH.
  • Sulfites are used in winemaking and food processing to prevent browning of foods.
  • Nitritos are used to preserve meats and maintain color, but cooking nitrite-preserved meats may produce carcinogenic nitrosamines.
  • Nisin y natamycin are naturally produced preservatives used in cheeses and meats. Nisin is effective against gram-positive bacteria and natamycin against fungi.

Opción multiple

Which of the following refers to a disinfecting chemical dissolved in alcohol?

A. iodophor
B. tincture
C. phenolic
D. peroxygen

B

Which of the following peroxygens is widely used as a household disinfectant, is inexpensive, and breaks down into water and oxygen gas?

A. hydrogen peroxide
B. peracetic acid
C. benzoyl peroxide
D. ozone

A

Which of the following chemical food preservatives is used in the wine industry but may cause asthmatic reactions in some individuals?

A. nitrites
B. sulfites
C. propionic acid
D. benzoic acid

B

Bleach is an example of which group of chemicals used for disinfection?

A. heavy metals
B. halogens
C. quats
D. bisbiguanides

B

Which chemical disinfectant works by methylating enzymes and nucleic acids and is known for being toxic and carcinogenic?

A. sorbic acid
B. triclosan
C. formaldehyde
D. hexaclorophene

C

Complete el espacio en blanco

Doorknobs and other surfaces in clinical settings are often coated with ________, ________, or ________ to prevent the transmission of microbes.

copper, nickel, zinc

Verdadero Falso

Soaps are classified as disinfectants.

False

Mercury-based compounds have fallen out of favor for use as preservatives and antiseptics.

Cierto

Respuesta corta

Which solution of ethyl alcohol is more effective at inhibiting microbial growth: a 70% solution or a 100% solution? ¿Por qué?

When might a gas treatment be used to control microbial growth instead of autoclaving? What are some examples?

What is the advantage of using an iodophor rather than iodine or an iodine tincture?

Pensamiento crítico

Looking at Figure and reviewing the functional groups in [link], which alkylating agent shown lacks an aldehyde group?

Do you think naturally produced antimicrobial products like nisin and natamycin should replace sorbic acid for food preservation? ¿Por qué o por qué no?

Why is the use of skin disinfecting compounds required for surgical scrubbing and not for everyday handwashing?

Notas al pie

  1. 1 US Food and Drug Administration. “Triclosan: What Consumers Should Know.” 2015. www.fda.gov/ForConsumers/Cons.../ucm205999.htm. Accessed June 9, 2016.
  2. 2 J. Stromberg. “Five Reasons Why You Should Probably Stop Using Antibacterial Soap.” Smithsonian.com January 3, 2014. www.smithsonianmag.com/scienc...948078/?no-ist. Accessed June 9, 2016.
  3. 3 SP Yazdankhah et al. “Triclosan and Antimicrobial Resistance in Bacteria: An Overview.” Microbial Drug Resistance 12 no. 2 (2006):83–90.
  4. 4 L. Birošová, M. Mikulášová. “Development of Triclosan and Antibiotic Resistance in Salmonella enterica serovar Typhimurium.” Revista de microbiología médica 58 no. 4 (2009):436–441.
  5. 5 AB Dann, A. Hontela. “Triclosan: Environmental Exposure, Toxicity and Mechanisms of Action.” Journal of Applied Toxicology 31 no. 4 (2011):285–311.
  6. 6 US Centers for Disease Control and Prevention. “Triclosan Fact Sheet.” 2013. www.cdc.gov/biomonitoring/Tri...FactSheet.html. Accessed June 9, 2016.
  7. 7 EM Clayton et al. “The Impact of Bisphenol A and Triclosan on Immune Parameters in the US Population, NHANES 2003-2006.” Perspectivas de salud ambiental 119 no. 3 (2011):390.
  8. 8 N. Silvestry-Rodriguez et al. “Silver as a Disinfectant.” En Reseñas de contaminación ambiental y toxicología, pp. 23-45. Edited by GW Ware and DM Whitacre. New York: Springer, 2007.
  9. 9 B. Owens. “Silver Makes Antibiotics Thousands of Times More Effective.” Naturaleza June 19 2013. http://www.nature.com/news/silver-ma...ective-1.13232
  10. 10 C. Seiler, TU Berendonk. “Heavy Metal Driven Co-Selection of Antibiotic Resistance in Soil and Water Bodies Impacted by Agriculture and Aquaculture.” Fronteras en microbiología 3 (2012):399.
  11. 11 World Health Organization. “Benefits and Risks of the Use of Chlorine-Containing Disinfectants in Food Production and Food Processing: Report of a Joint FAO/WHO Expert Meeting.” Geneva, Switzerland: World Health Organization, 2009.
  12. 12 RE Marquis. “Antimicrobial Actions of Fluoride for Oral Bacteria.” Canadian Journal of Microbiology 41 no. 11 (1995):955–964.
  13. 13 L. Thomas et al. “Development of Resistance to Chlorhexidine Diacetate in Pseudomonas aeruginosa and the Effect of a ‘Residual’ Concentration.” Journal of Hospital Infection 46 no. 4 (2000):297–303.
  14. 14 Institute of Medicine. “Long-Term Health Effects of Participation in Project SHAD (Shipboard Hazard and Defense).” Washington, DC: The National Academies Press, 2007.
  15. 15 Yao, C.S. et al. “In vitro antibacterial effect of carbamide peroxide on oral biofilm.” Journal of Oral Microbiology Jun 12, 2013. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3682087/. doi: 10.3402/jom.v5i0.20392.

La biología sintética amplía el control químico de los microorganismos

Synthetic biological sensors allow us to control microorganism function.

Functions include monitoring toxicity, treating disease and producing chemicals.

Sensors and chemicals can link microbial consortia for higher functionality.

Las herramientas de la biología sintética permiten a los investigadores cambiar la forma en que los organismos modificados responden a los estímulos químicos. Décadas de investigación en biología básica y nuevos esfuerzos en el diseño computacional de proteínas y ARN han llevado al desarrollo de sensores de moléculas pequeñas que pueden usarse para alterar la función del organismo. Estas nuevas funciones van más allá de las propensiones naturales de los organismos modificados. Pueden variar desde simples informes de fluorescencia o crecimiento hasta la muerte de patógenos, y pueden involucrar la coordinación metabólica entre múltiples células u organismos. Herein, we discuss how synthetic biology alters microorganisms’ responses to chemical stimuli resulting in the development of microbes as toxicity sensors, disease treatments, and chemical factories.


The advantages and disadvantages of chemical pesticides

The use of chemical pesticides is widespread due to their relatively low cost, the ease with which they can be applied and their effectiveness, availability and stability. Chemical pesticides are generally fast-acting, which limits the damage done to crops.

Chemical pesticides have some major drawbacks, but they are still widely sold and used. We will discuss four of the disadvantages of chemical pesticides here. First, chemical pesticides are often not just toxic to the organisms for which they were intended, but also to other organisms. Chemical pesticides can be subdivided into two groups: non-selective and selective pesticides. The non-selective products are the most harmful, because they kill all kinds of organisms, including harmless and useful species. For example, there are herbicides that kill both broad-leaf weeds and grasses. This means they are non-selective since they kill nearly all vegetation.

Selective pesticides have a more limited range. They only get rid of the target pest, disease or weed and other organisms are not affected. An example is a weed killer that only works on broadleaf weeds. This could be used on lawns, for example, since it does not kill grass. These days, a combination of several products is usually required to control several pests because almost all permitted products are selective and thus only control a limited range of pests.

Another disadvantage of chemical pesticides is resistance. Pesticides are often effective for only a (short) period on a particular organism. Organisms can become immune to a substance, so they no longer have an effect. These organisms mutate and become resistant. This means that other pesticides need to be used to control them.

A third drawback is accumulation. If sprayed plants are eaten by an organism, and that organism is then eaten by another, the chemicals are can be passed up the food chain. Animals at the top of the food chain, usually predators or humans, have a greater chance of toxicity due to the build-up of pesticides in their system. Gradually, however, this effect is becoming less relevant because pesticides are now required to break down more quickly so that they cannot accumulate. If they do not, they are not permitted for sale.


Accumulation, which is illustrated here, is one of the disadvantages of chemical pesticides. Animals or humans at the end of a food chain have a greater chance of damage or dying due to the build-up of pesticides in their system. This drawback is becoming less important, however, because pesticides that do not break down quickly enough are no longer permitted.

The last and most significant threat relates to the remains or residues of pesticides which are left behind on the crops. Residue may be consumed on fruit or vegetables, for example, and for this reason crops may not be sprayed close to harvesting. Alternatively, the remains of pesticides may soak into the soil or groundwater and the contaminated water might then be used to spray the crops or be drunk by animals.

In short, there are various ways of minimizing the adverse environmental effects of pesticides: use selective pesticides (which do not harm beneficial organisms significantly) choose a pesticide that breaks down quickly take care when spaying crops so that there is no drift to other crops.


Synthetic biology strategies for microbial biosynthesis of plant natural products

Metabolic engineers endeavor to create a bio-based manufacturing industry using microbes to produce fuels, chemicals, and medicines. Plant natural products (PNPs) are historically challenging to produce and are ubiquitous in medicines, flavors, and fragrances. Engineering PNP pathways into new hosts requires finding or modifying a suitable host to accommodate the pathway, planning and implementing a biosynthetic route to the compound, and discovering or engineering enzymes for missing steps. In this review, we describe recent developments in metabolic engineering at the level of host, pathway, and enzyme, and discuss how the field is approaching ever more complex biosynthetic opportunities.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Cifras

Metabolic engineering at multiple levels…

Metabolic engineering at multiple levels has enabled engineering of increasingly complex heterologous PNP…

Common host engineering strategies to…

Common host engineering strategies to increase titer of a PNP precursor compound. Yellow…

Pathway engineering can be broken…

Pathway engineering can be broken down into enzyme module and discovery components. a…

Potential means of producing novel…

Potential means of producing novel metabolites once a heterologous pathway to a natural…


Ver el vídeo: CONTROL DE MICROORGANISMOS AGENTES QUÍMICOS (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Essien

    Estas equivocado. Estoy seguro. Los invito a discutir. Escribe en PM, hablamos.

  2. Andric

    pensamiento muy interesante

  3. Vunos

    Lo siento, pero creo que te equivocas. Puedo probarlo. Envíame un correo electrónico a PM.

  4. Esau

    pero me gusta... genial...



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