Олигодинамический эффект
Олигодинамический эффект (от греческого oligos — «немногие» и dynamis — «сила») — биоцидное действие металлов , особенно тяжелых металлов , проявляющееся даже в низких концентрациях. Этот эффект объясняется антибактериальным поведением ионов металлов, которые поглощаются бактериями при контакте и повреждают их клеточные мембраны . [1]
В наше время эффект наблюдал Карл Нэгели , хотя причину он не выявил. [2] Латунные дверные ручки и столовое серебро в некоторой степени демонстрируют этот эффект.
Механизм
[ редактировать ]Металлы реагируют с тиоловыми (-SH) или аминными (-NH (1,2,3) ) группами белков, и к такому действию у микроорганизмов может развиться устойчивость . Такая устойчивость может передаваться плазмидами . [3]
Список применений
[ редактировать ]Алюминий
[ редактировать ]Было обнаружено, что алюминий конкурирует с железом и магнием и связывается с ДНК, мембранами или клеточными стенками, что приводит к его токсическому воздействию на микробы, такие как цианобактерии, почвенные бактерии и микоризные грибы. [4]
Триацетат алюминия ( раствор Бурова ) применяется как вяжущий мягкий антисептик . [5]
Сурьма
[ редактировать ]Ортоэфиры диарилстибиновой кислоты — фунгициды и бактерициды , используемые в красках , пластмассах и волокнах . [6] Трехвалентную органическую сурьму использовали в терапии шистосомоза . [7]
Мышьяк
[ редактировать ]На протяжении многих десятилетий мышьяк использовался в медицинских целях для лечения сифилиса . Его до сих пор используют в соусах для овец , крысиных ядах , консервантах для древесины , средствах для уничтожения сорняков и других пестицидах . Мышьяк ядовит при попадании в организм человека. [8]
Барий
[ редактировать ]Полисульфид бария — фунгицид и акарицид, используемый при выращивании фруктов и винограда. [9]
Висмут
[ редактировать ]Соединения висмута использовались из-за их вяжущего , противовоспалительного , бактериостатического и дезинфицирующего действия. В дерматологии субгаллат висмута до сих пор используется в лечебных мазях и порошках, а также в антимикотических средствах. [10] В прошлом висмут также использовался для лечения сифилиса и малярии . [11]
Бор
[ редактировать ]Эфиры борной кислоты , полученные из гликолей (например, боратно-органический состав, Biobor JF ), используются для борьбы с микроорганизмами в топливных системах, содержащих воду. [12]
Медь
[ редактировать ]Латунные сосуды выделяют небольшое количество ионов меди в хранящуюся воду, тем самым убивая количество фекальных бактерий, достигающее 1 миллиона бактерий на миллилитр. [13]
Медный купорос в смеси с известью ( бордосская жидкость ) применяют как фунгицидное и противогельминтное средство . [14] Медный купорос используется главным образом для уничтожения зеленых водорослей ( альгицид ), растущих в водоемах, прудах, плавательных бассейнах и аквариумах. 8-гидроксихинолин меди иногда добавляют в краску для предотвращения появления плесени . [15]
Краска, содержащая медь, используется на днище лодок , чтобы предотвратить рост ракушек ( биологическое обрастание ).
Медь также обладает способностью уничтожать вирусы, такие как вирусы гриппа, норовирусы или вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). [16]
Золото
[ редактировать ]Золото используется в зубных вкладках и подавляет рост бактерий. [17]
Вести
[ редактировать ]Врачи прописывали различные формы свинца для лечения недугов, начиная от запоров и заканчивая инфекционными заболеваниями, такими как чума . Свинец также использовался для консервирования или подслащивания вина. [18] Арсенат свинца используется в инсектицидах и гербицидах. [19] Некоторые органические соединения свинца используются в качестве промышленных биоцидов: тиометилтрифенилсвинец используется как противогрибковое средство, консервант для хлопка и добавка к смазочным материалам; тиопропилтрифенилсвинец в качестве средства от грызунов; ацетат трибутилсвинца в качестве консерванта древесины и хлопка; имидазол трибутилсвинца в качестве смазочной добавки и консерванта хлопка. [20]
Меркурий
[ редактировать ]Борат и ацетат фенилртути использовали для дезинфекции слизистых оболочек в эффективной концентрации 0,07% в водных растворах. По токсикологическим и экотоксикологическим причинам соли фенилртути больше не используются. Однако некоторые хирурги используют меркурохром, несмотря на токсикологические возражения. [3] Меркурохром по-прежнему можно купить в Австралии и использовать для лечения небольших ран. Зубная амальгама, используемая в пломбах, подавляет размножение бактерий. [13]
Органические соединения ртути использовались в качестве местных дезинфицирующих средств ( тимеросал , нитромерсол и мербромин ) и консервантов в медицинских препаратах ( тимеросал ) и зерновых продуктах (как метиловые , так и этилртути ). Ртуть использовалась при лечении сифилиса . Каломель широко использовалась в детских зубных порошках в 1930-х и 1940-х годах. Ртути также используются в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов и фунгицидов . [21]
Никель
[ редактировать ]Токсичность никеля для бактерий, дрожжей и грибов существенно различается. [22]
Серебро
[ редактировать ]На метаболизм бактерий отрицательно влияют ионы серебра в концентрациях 0,01–0,1 мг/л. Поэтому даже менее растворимые соединения серебра, такие как хлорид серебра , также действуют как бактерициды или гермициды, но не гораздо менее растворимый сульфид серебра . В присутствии кислорода воздуха металлическое серебро также оказывает бактерицидное действие за счет образования оксида серебра , достаточно растворимого, чтобы его вызвать. Даже предметы с твердой серебряной поверхностью (например, столовое серебро, серебряные монеты или серебряная фольга) обладают бактерицидным действием. Серебряные сосуды для питья носили военачальники в экспедициях для защиты от болезней. По той же причине когда-то было принято прикладывать к ранам серебряную фольгу или даже серебряные монеты. [23]
Сульфадиазин серебра применяют в качестве антисептической мази при обширных ожогах. Равновесная дисперсия коллоидного серебра с растворенными ионами серебра может быть использована для очистки питьевой воды в море. [3] Серебро входит в состав медицинских имплантатов и устройств, таких как катетеры . Сурфацин ( йодид серебра ) — относительно новый противомикробный препарат для нанесения на поверхности. Повязки на раны, пропитанные серебром, оказались особенно эффективными против бактерий, устойчивых к антибиотикам. Нитрат серебра применяется как кровоостанавливающее, антисептическое и вяжущее средство. В свое время многие государства [ нужны разъяснения ] требовалось обрабатывать глаза новорожденных несколькими каплями нитрата серебра, чтобы защитить глаза от инфекции глаз, называемой гонорейной неонатальной офтальмией , которой младенцы могли заразиться при прохождении через родовые пути. Ионы серебра все чаще включаются во многие твердые поверхности, такие как пластик и сталь, чтобы контролировать рост микробов на таких предметах, как сиденья унитазов, стетоскопы и даже дверцы холодильников. Среди продаваемых новых продуктов — пластиковые контейнеры для пищевых продуктов, наполненные наночастицами серебра , которые предназначены для сохранения свежести продуктов, а также спортивные рубашки и носки с добавлением серебра, которые, как утверждается, минимизируют запахи. [15] [17]
Таллий
[ редактировать ]Соединения таллия, такие как сульфат таллия, использовались для пропитки древесины и кожи для уничтожения грибковых спор и бактерий, а также для защиты текстиля от нападения моли. [24] Сульфат таллия использовался в качестве средства для депиляции, а также при лечении венерических заболеваний, грибковых инфекций кожи и туберкулеза. [25]
Полагать
[ редактировать ]Тетрабутилолово используется в качестве противообрастающей краски для судов, для предотвращения образования слизи в промышленных системах оборотного водоснабжения, для борьбы с пресноводными улитками, вызывающими бильгарциоз , в качестве консерванта для древесины и текстиля, а также в качестве дезинфицирующего средства. Гидроксид трициклогексилолова используется как акарицид. Гидроксид трифенилолова и ацетат трифенилолова используются в качестве фунгицидов. [26]
Цинк
[ редактировать ]Оксид цинка используется как слабый антисептик, а также в красках как белый пигмент и ингибитор роста плесени. [27] Хлорид цинка является распространенным ингредиентом ополаскивателей для рта и дезодорантов, а пиритион цинка входит в состав шампуней против перхоти. Оцинкованная (оцинкованная) арматура на крышах препятствует росту водорослей. Доступна черепица, обработанная медью и цинком. [15] Йодид цинка и сульфат цинка используются в качестве местных антисептиков. [28]
Безопасность
[ редактировать ]Помимо индивидуального токсического действия каждого металла, широкий спектр металлов нефротоксичен для человека и/или животных. [29] Некоторые металлы и их соединения канцерогенны для человека. [ нужна ссылка ] Некоторые металлы, такие как свинец и ртуть, могут проникать через плацентарный барьер и отрицательно влиять на развитие плода . [30] Некоторые из них (кадмий, цинк, медь и ртуть) могут индуцировать образование особых белковых комплексов, называемых металлотионеинами . [31]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хан, Сонгын; Ким, Джэвон; Ли, Ёнсок; Бан, Чонхёк; Ким, Чоль Гюн; Чой, Джунхва; Мин, Джинки; Ха, Инхо; Юн, Ёсан; Юн, Чоль-Хеуи; Круз, Мутя; Уайли, Бенджамин Дж.; Ко, Сын Хван (12 января 2022 г.). «Прозрачные воздушные фильтры с активной термической стерилизацией». Нано-буквы . 22 (1): 524–532. Бибкод : 2022NanoL..22..524H . дои : 10.1021/acs.nanolett.1c02737 . ISSN 1530-6984 . ПМИД 34665632 .
- ^ Нэгели, Карл Вильгельм (1893), «Об олигодинамических явлениях в живых клетках», Новые меморандумы Общего швейцарского общества всех естественных наук , XXXIII (1)
- ^ Jump up to: а б с Харке, Ханс-П. (2007), «Дезинфицирующие средства», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–17, doi : 10.1002/14356007.a08_551 , ISBN 978-3527306732
- ^ Пинья, Рохелио Гарсидуэньяс; Сервантес, Карлос (1996). «Микробные взаимодействия с алюминием». Биометаллы . 9 (3): 311–316. дои : 10.1007/BF00817932 . ISSN 0966-0844 . ПМИД 8696081 .
- ^ Берт-Джонс, Джон (2010), «Местная терапия», Бернс, Тони; Бретнах, Стивен; Кокс, Нил; Гриффитс, Кристофер (ред.), Учебник дерматологии Рука , том. 4 (8-е изд.), Уайли-Блэквелл, с. 73.16, ISBN 978-1-4051-6169-5
- ^ Грунд, Сабина К.; Хануш, Куниберт; Брюниг, Ханс Дж.; Вольф, Ханс Уве (2007), «Сурьма и соединения сурьмы», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–34, doi : 10.1002/14356007.a03_055.pub2 , ISBN 978-3527306732
- ^ Лейкин, Джеррольд Б.; Палоучек, Фрэнк П., ред. (2008), «Сурьма», Справочник по отравлениям и токсикологии (4-е изд.), Informa, с. 753, ISBN 978-1-4200-4479-9
- ^ Капп, Роберт (2005), «Мышьяк», Энциклопедия токсикологии , том. 1 (2-е изд.), Elsevier, стр. 168–171, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Кресс, Роберт; Баудис, Ульрих; Хантер, Пол; Ричерс, Х. Германн; Вагнер, Хайнц; Винклер, Йохен; Вольф, Ханс Уве (2007), «Барий и соединения бария», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–21, CiteSeerX 10.1.1.150.8925 , doi : 10.1002/14356007.a03_325.pub2 , ISBN 978-3527306732
- ^ Крюгер, Иоахим; Винклер, Питер; Людериц, Эберхард; Люк, Манфред; Вольф, Ханс Уве (2007), «Висмут, сплавы висмута и соединения висмута», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–22, doi : 10.1002/14356007.a04_171 , ISBN 978-3527306732
- ^ Гад, Шейн С.; Мехендейл, Харихара М. (2005), «Висмут», Энциклопедия токсикологии , том. 1 (2-е изд.), Elsevier, стр. 312–314, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Браттон, Роберт Дж.; Вебер, К. Джозеф; Гвиберт, Кларенс Р.; Литтл, Джон Л. (2007), «Соединения бора», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–23, doi : 10.1002/14356007.a04_309 , ISBN 978-3527306732
- ^ Jump up to: а б Бауман, Роберт В. (2012), Микробиология заболеваний по системам организма (3-е изд.), Бенджамин Каммингс, стр. 278–279, ISBN 978-0-321-71271-4
- ^ Гад, Шейн К. (2005), «Медь», Энциклопедия токсикологии , том. 1 (2-е изд.), Elsevier, стр. 665–667, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Jump up to: а б с Тортора, Джерард Дж.; Функе, Берделл Р.; Кейс, Кристин Л. (2010), Микробиология: Введение (10-е изд.), Бенджамин Каммингс, стр. 300–301, ISBN 978-0-321-55007-1
- ^ Винсент, М.; Дюваль, RE; Хартеманн, П.; Энгельс-Дойч, М. (2018). «Контактное убийство и антимикробные свойства меди». Журнал прикладной микробиологии . 124 (5): 1032–1046. дои : 10.1111/jam.13681 . ISSN 1364-5072 . ПМИД 29280540 .
- ^ Jump up to: а б Коуэн, Марджори Келли (2012), Микробиология: системный подход (3-е изд.), McGraw-Hill Education, стр. 320–321, ISBN 978-0-07-352252-4
- ^ Сазерленд, Чарльз А.; Милнер, Эдвард Ф.; Керби, Роберт С.; Тейндл, Герберт; Мелин, Альберт; Болт, Герман М. (2007), «Свинец», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, doi : 10.1002/14356007.a15_193.pub2 , ISBN 978-3527306732
- ^ Гад, Шейн К. (2005), «Свинец», в Векслер, Филип (редактор), Энциклопедия токсикологии , том. 2 (2-е изд.), Elsevier, стр. 705–709, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Карр, Додд С. (2007), «Соединения свинца», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–10, doi : 10.1002/14356007.a15_249 , ISBN 978-3527306732
- ^ Гад, Шейн К. (2005), «Ртуть», Энциклопедия токсикологии , том. 3 (2-е изд.), Elsevier, стр. 36–39, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Ласселлес, Кейт; Морган, Линдси Г.; Николлс, Дэвид; Бейерсманн, Детмар (2007), «Соединения никеля», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–16, doi : 10.1002/14356007.a17_235.pub2 , ISBN 978-3527306732
- ^ Реннер, Герман; Шламп, Гюнтер; Циммерманн, Клаус; Вайзе, Вольфганг; Тьюс, Питер; Дерманн, Клаус; Кнедлер, Альфонс; Шредер, Карл-Хайнц; Кемпф, Бернд; Люшоу, Ганс Мартин; Дризельманн, Ральф; Питер, Катрин; Шиле, Райнер (2007), «Серебро, соединения серебра и сплавы серебра», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–17, doi : 10.1002/14356007.a24_107 , ISBN 978-3527306732
- ^ Мике, Генрих; Вольф, Ханс Уве (2007), «Таллий и соединения таллия», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–14, doi : 10.1002/14356007.a26_607 , ISBN 978-3527306732
- ^ Гад, Шейн К. (2005), «Таллий», Энциклопедия токсикологии , том. 4 (2-е изд.), Elsevier, стр. 165–166, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Граф, Гюнтер Г. (2007), «Олово, сплавы олова и соединения олова», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–35, doi : 10.1002/14356007.a27_049 , ISBN 978-3527306732
- ^ Лейкин, Джеррольд Б.; Палоучек, Фрэнк П., ред. (2008), «Оксид цинка», Справочник по отравлениям и токсикологии (4-е изд.), Informa, стр. 705, ISBN 978-1-4200-4479-9
- ^ Роэ, Дитер ММ; Вольф, Ханс Уве (2007), «Соединения цинка», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–6, doi : 10.1002/14356007.a28_537 , ISBN 978-3527306732
- ^ Рэнкин, Гэри О. (2005), «Почка», Энциклопедия токсикологии , том. 2 (2-е изд.), Elsevier, стр. 666–689, ISBN. 978-0-12-745354-5
- ^ Информационный документ NHMRC: данные о влиянии свинца на здоровье человека , Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям, 2015 г., ISBN 978-1-925129-36-6
- ^ Гад, Шейн К. (2005), «Металлы», Векслер, Филип (редактор), Энциклопедия токсикологии , том. 3 (2-е изд.), Elsevier, с. 49, ISBN 978-0-12-745354-5
Ссылки
[ редактировать ]- Лилария, Кхушбу; Гупта, Ниша; Пол, Джай Шанкар; Джадхав, Шайлеш Кумар (31 декабря 2020 г.). «Сравнительный анализ олигодинамического действия различных металлов на популяцию бактерий» . НовыйБиоМир . 2 (2): 8–12. doi : 10.52228/NBW-JAAB.2020-2-2-3 .