Алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) и дидецилдиметиламмоний хлорид (DDAC) являются мембраноактивными агентами

rx online

АБСТРАКТНЫЙ
Исследования режима действия показали, что алкилдиметилбензиламмоний хлорид (ADBAC) (смесь алкильных гомологов C12, C14 и C16) и дидецилдиметиламмоний хлорид (DDAC) являются мембраноактивными агентами, обладающими тонко различающимися режимами действия, отражающими ранние клеточные взаимодействия против золотистого стафилококка. ADBAC и DDAC демонстрировали сходное поведение MIC от 0,4 ppm до 1,8 ppm в диапазоне инокулята от 1 × 105 до 1 × 109 КОЕ / мл при 35°C. Для ADBAC и DDAC наблюдалась повышенная скорость убийства против S. aureus (конечная концентрация, 2 × 109 КОЕ/ мл) при 35°C по сравнению с 25°C. Показатели концентрации (η) для убийства были <2,5 для обоих агентов, и температура влияла на значение η. Изучение данных об утечке и уничтожении показало, что ни один маркер утечки не указывает на гибель клеток. ADBAC и DDAC обладали Ленгмюровскими (L4) и высокоаффинными (H3/4) изотермами поглощения, соответственно. Молекулы ADBAC образовывали единый монослой покрытия клеток в конце первичного поглощения, а DDAC-двойной монослой. Быстрая утечка клеток происходила при бактерицидных концентрациях, с полным истощением внутриклеточного калия и 260-Нм-поглощающих пулов, высвобождаемых в этом строгом порядке. Аутолиз наблюдался для ADBAC и DDAC в концентрациях 9 мкг / мл (0,0278 мм и 0,0276 мм соответственно) и выше, вместе с истощением приблизительно 30% внутреннего пула калия. Аутолиз способствовал летальности ADBAC и DDAC, хотя высокие концентрации биоцида могли ингибировать активность аутолитического фермента.

По-прежнему вызывает озабоченность частое появление метициллинрезистентного золотистого стафилококка в условиях стационара (37, 52) и сообщения о снижении эффективности и ограниченном количестве антибиотиков последней инстанции, имеющихся в распоряжении врача (36). Правильная практика использования дезинфицирующих средств в больницах уже давно считается наиболее подходящей первой линией обороны для сдерживания вспышек инфекции и минимизации назначения антибиотиков(14, 33, 34, 40). Персонал больницы должен быть осведомлен о правильных методах дезинфекции и неблагоприятных последствиях неспособности оценить влияние температуры и разбавления на эффективность дезинфекции. Тщательное понимание действия противомикробных препаратов необходимо для предоставления адекватных рекомендаций больничным группам инфекционного контроля в целях разработки соответствующих протоколов дезинфекции и руководящих принципов политики.

Некоторые исследования показали, что существует перекрестная резистентность дезинфицирующих средств с антибиотиками (6, 9, 29, 43). Бактерии, и в частности S. aureus, могут приобретать плазмидно-кодируемые гены множественной лекарственной устойчивости, которые отрицают бактерицидные свойства ряда антимикробных агентов. Известно, что некоторые четвертичные аммониевые соединения (среде) зависит от сопротивления опосредуется QacA откачивающих насоса (32).

Возрастающие регуляторные барьеры побудили к более тщательному изучению установленных химических биоцидов, таких как Qac, используемых в бытовых дезинфицирующих средствах, в отличие от разработки новых агентов (4, 10, 36, 54). Однако, несмотря на широкое применение, еще многое предстоит узнать о способах действия этих соединений, и такая информация имеет жизненно важное значение для рационального проектирования оптимизированных составов (38, 56).

Структурная функциональность QACs, особенно роль длины цепи на активности против различных бактерий, была ранее замечена (50). Альстрем и др. (3) ранее сообщалось, что QACs с гидрофобной длиной хвоста C16 воздействовал на внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий более интенсивно, чем соединения с более короткой цепью, возможно, из-за сильного взаимодействия цепи C16 с жирнокислотной частью липида A. Ранее также сообщалось, что моноалкильные КАС связываются ионными и гидрофобными взаимодействиями с поверхностями микробных мембран, причем катионная головная группа обращена наружу, а гидрофобные хвосты вставлены в липидный бислой, вызывая перестройку мембраны и последующую утечку внутриклеточных компонентов. Гамильтон (20) ранее сообщал, что общей особенностью QACs является их способность вызывать утечку клеток и повреждение мембран, в первую очередь из-за их адсорбции на бактериальной мембране в больших количествах.

Системный подход может быть использован для выявления различий между агентами QAC, в частности их способами действия, начиная с первоначального акцента на бактерицидные, бактериостатические и поглощающие свойства изотермы с последующей оценкой чувствительности мембраны. Некоторые биоциды могут обладать множественностью действия, в то время как другие могут просто нацеливаться на определенную структуру или метаболический процесс в клетке. Для того чтобы выделить основное поражение биоцидной атаки, низкие концентрации биоцида могут быть более подходящими, чем более высокие концентрации, которые могут вызывать множественные эффекты (13). Сродство биоцида к данной клетке может определяться изотермами поглощения, которые также могут предоставлять информацию о наличии целевых участков. В определенный момент времени воздействия изотермы поглощения регистрируют количество биоцида, связанного с клетками, в сравнении с остаточным уровнем биоцида (равновесная концентрация). Система классификации, разработанная ранее Giles et al. (19) разделили сорбирующие агенты на различные классы в зависимости от их Изотерм поглощения: Ленгмюровские (L), высокие (H), С-образные, S-образные и Z-образные профили поглощения (фиг. 1). Если поглощение плато определены, ы, л, и ч изотермы могут быть дополнительно разделены на группы подкласса 1 до 4. Для L кривые, молекулы биоцид, как полагают, адсорбироваться, плоским или перпендикулярно к поверхности клетки. Кривые H связаны с кривой L, с той разницей, что происходит максимальная адсорбция при менее концентрированных дозах биоцида, что отражается в вертикальной схеме поглощения на начальных стадиях изотермы.

ИНЖИР. 1.
Открыть в новой вкладке загрузить powerpoint
ИНЖИР. 1.
S-образный, Ленгмюровский (L), высокий (H), C-образный и Z-образный профили изотермы поглощения. Группы подклассов от 1 до 4 не показаны.

Дополнительные численные показатели биоцидного поведения могут быть рассчитаны по результатам бактерицидных исследований. Показатель концентрации η описывает зависимость между разбавлением и активностью биоцида и рассчитывается путем определения времени до уничтожения определенной доли популяции при определенной концентрации (23). Показатель концентрации может предсказывать активность агента при разбавлении или при увеличении концентрации в данной среде. Активность биоцида обычно повышается при повышении температуры, при которой он действует. Значения Q10 могут использоваться для описания изменения активности биоцида при изменении температуры на 10°C. Численное значение Q10 может быть указано для различных экспериментальных конечных точек на основе времени смерти, зарегистрированного при двух температурах. Значения Q10 могут использоваться для прогнозирования последствий доставки биоцида при различных температурах.

Измерения специфических маркеров утечки клеток, таких как калий и поглощающие материалы с длиной волны 260 Нм, свидетельствуют о чувствительности мембран к специфическим дозам биоцидов по отношению к неэкспонированным клеткам (12, 25, 42). Утечка клеток может быть вызвана монослойным или супрамонослойным осаждением биоцида на поверхности клеток.

Более длительное время воздействия биоцида может также обнаруживать дополнительные нарушения внутриклеточного материала, которые свидетельствуют об аутолизе (7, 13, 22, 51). Аутолиз-это внутриклеточное событие, при котором клетка переходит в состояние самоуничтожения и становится преданной смерти. Индукция автолиза является важной характеристикой биоцида, которая обеспечивает дополнительный уровень безопасности, когда биоцид используется в данной среде, особенно когда контактная доза нарушается из-за разбавления биоцида (23), адсорбции биоцида мусором или гашения биоцида биопленками. Это может привести к сублетальной дозе с последующей опорой на запуск аутолиза в клетках, чтобы вызвать убийство, а не бактерицидное действие как таковое (13).

В данном исследовании грамположительная бактерия Staphylococcus aureus (ATCC 6538) была использована для изучения режимов действия и эксплуатационных параметров смеси четвертичного аммония, алкилдиметилбензиламмония хлорида (ADBAC) и диалкильного агента, дидецилдиметиламмония хлорида (DDAC) (рис. 2).

Добавить комментарий