UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SALTA

FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS Y AGRARIAS

CÁTEDRA DE MICROBIOLOGÍA

GUIA TEÓRICO - PRÁCTICO

Acción de agentes antibacterianos: Agentes químicos

Autores: M.V. Silvia Patricia Cardozo

M.V. Oscar Marcelo Pastrana

Revisión: Dra. Silvia Irene Boehringer

ACCIÓN DE AGENTES ANTIBACTERIANOS: Agentes químicos.

Concepto de asepsia, antisepsia y desinfección. Orgánicos (alcoholes, aldehídos, fenoles, agentes tensioactivos) e

inorgánicos (sales minerales, oxidantes: halogenados, peróxido de hidrógeno).

Mecanismo de acción. Evaluación de los desinfectantes: coeficiente fenol.

Conceptos generales:

Los agentes antimicrobianos químicos son aquellos agentes orgánicos o

inorgánicos, naturales o sintéticos, que matan o inhiben el crecimiento de los microorganismos.

Desinfectante: es la sustancia que mata los gérmenes o microorganismos

dañinos, impidiendo así la infección, se aplica dicho término a sustancias

utilizadas para objetos inanimados.

Antisépticos: es la sustancia que aplicada a los microorganismos los hace

inocuos, ya sea matándolos o impidiendo su crecimientos o su multiplicación; el

termino se usa para drogas aplicadas a tejidos vivos.

Los agentes que matan las células se denominan con la terminación “cida” o “biocida”, mientras que los agentes que inhiben el crecimiento de células (sin matarlas) son llamados agentes “estáticos”. Así el término bactericida se refiere a

aquellos que matan a las bacterias y el de bacteriostático a los que inhiben el crecimiento de células bacterianas. Un bactericida mata bacteria, y un fungicida

mata hongos así sucesivamente.

Requerimientos deseables para los desinfectantes y /o antisépticos

Amplio espectro de acción

Poco irritante y corrosivo

Escasa o nula toxicidad sobre el animal

Gran poder de penetración

Activo en presencia de materia orgánica

Económico

Sin olor

Químicamente estable

Solubilidad

NO deberán manchar en forma permanente, ni dejar olor desagradable

De rápida acción

Nota: Es importante recordar que ningún antiséptico ni desinfectante reúnen

el requisito de “ideal”, por lo que es recomendable seleccionarlo en función de la necesidad

Clasificación:

Podríamos clasificarlas de diferentes maneras como por ejemplo:

Otra manera de clasificarlos, es según su naturaleza química:

O R G

A N I C O

S

Alcoholes

Etílico

Propílico

Fenoles

Fenoles simples: fenol, acido fenico o acido carbólico

Alquifenoles: cresoles

Halofenoles: cloroxilenol, hexacolofeno

Aldehídos Formaldehido (formol)

Paraformaldehido (formalina)

Colorantes Violeta de genciana

Acriflavina

Tensioactivos

Detergentes aniónicos o jabones

Detergentes catiónicos o compuestos de amonio cuaternario →

Gases esterilizantes Oxido de etileno

Biguanidinas Clorhexidina

Clasificación según lugar y mecanismo de acción:

Membrana y pared celular

Proteínas y enzimas

- Coagulación y desnaturalización

- Efecto toxico sobre enzimas

Núcleo

Cloruro de benzalconio Cetrimida

I N O R G

A N I C O

S

Sales minerales

Cobre

Zinc

Plata

Mercurio

Ácidos

Acido bórico

Acido acético

Álcalis Hidróxido de sodio

Oxido de calcio

Oxidantes Agua oxigenada

Halogenados Iodo

Cloro

En esta última clasificación es que nos basaremos para desarrollar los conceptos

a abordar en esta temática

ORGANICOS

1- Alcoholes:

Estas sustancias poseen afinidad por las partes lipoideas del germen y destruye la cubierta lipídica de la membrana celular, en concentraciones

elevadas su acción bactericida también se debe a la desnaturalización de las proteínas del citoplasma bacteriano.

Es activo contra microorganismos Gram positivos, Gram negativos,

acidorresistentes, no actúa sobre las esporas, tampoco es fungicida, tiene mayor efectividad en concentraciones del 50 al 70% y ello se debe a que estos

compuestos acuoso penetran mejor en las células.

Se emplea comúnmente para antisepsia de piel, también se lo usa para la desinfección de termómetros clínicos y es muy efectivo siempre que se permita un periodo de contacto suficiente.

Entre los más frecuentemente usados mencionaremos el alcohol etílico,

propílico e isopropílico.

El alcohol etílico posee un coeficiente fenol 0,4.

2- Fenoles y derivados:

Estos compuestos se obtienen de la destilación del alquitrán de Hulla y además existen otros fenoles de origen sintético (derivados).

Los fenoles se combinan con las proteínas desnaturalizándolas, poseen acción germicida, pero no fungicida ni esporicida.

Dentro de este grupo podemos diferenciar a su vez a otros tres subgrupos:

Fenoles simples: aquí se encuentra el compuesto madre FENOL

(acido carbólico, acido fenico o fenol), este se encuentra en estado

solido (cristales) y es soluble en agua, pero es mas soluble en aceite aunque con esta ultima pierde gran parte de su acción antiséptica.

Su concentración eficaz es al 2%, siendo al 5% muy irritante para los tejidos. Su uso actual se reserva para la desinfección de superficie y material no poroso. Es considerado como antiséptico y desinfectante

estándar de comparación con la actividad de otros agentes químicos (coeficiente fenol), concepto que se tratara mas adelante. C.F: 1

Alquifenoles:

Los CRESOLES son los fenoles alquílicos más simples, su acción (C.F

+3) es muy semejante al fenol pero es menos irritante y toxico. Otra

sustancia similar es la creolina (Acaroina o fenelina) que contiene cresoles, xilenol y otras sustancias químicas, la cual disuelta en agua forma una solución lechosa y de olor penetrante; es de uso común en la

desinfección de instalación agropecuaria.

Un polímero sintético de ácido meta-cresolsulfónico con metanal: polidicresolato (albocresil®) es más potente que los arriba mencionados,

usado a nivel clínico por su acción astringente, hemostática destruyendo tejidos necróticos y alterados.

Halofenoles:

De estos compuestos uno de los más importantes es el HEXACLOROFENO (C.F +125), un derivado clorado es muy efectivo

contra los Gram positivos se lo utiliza en emulsiones al 3% (Fisohex®) o mezclado con jabones germicidas.

CLOROXILENOL (C.F. + 70) se la utiliza en una solución acuosa al 3%

(Espadol®).

Estos últimos son ampliamente usados en la antisepsia de manos, heridas, desinfección de instrumentales.

Nota: Es conveniente remarcar que los felinos poseen un mayor riesgo

de toxicidad ante este grupo de antisépticos (FENOLES).

3- Aldehídos:

El Formaldehido o metanal (formol) es un gas sintético y se emplea

generalmente en una solución al 40% y un polímero del formaldehido (Formalina) que en contacto con el aire desprende vapores seco de formol son

estos los aldehídos mas comunes.

Reaccionan con los grupos amínicos de las proteínas derivando en su

alteración y precipitación.

El formaldehido es un germicida potente y de acción universal (bactericida, fungicida, viricida y esporicida) su C.F 0,8. Irritan piel y mucosa dada a su acción precipitante y coagulante de las proteínas, además son corrosivos y

potencialmente cancerígenos. No penetran la materia orgánica por lo cual los objetos (instrumental) deben encontrarse limpios y secos.

Se lo emplea comúnmente en la desinfección de corrales, gallineros, pisos en

una dilución 5% al 10%, o a través del calentamiento de su forma solida la que desprende formaldehido gaseoso y nos permite utilizarlo para desinfectar por

ejemplo guantes, sondas, instrumentales, etc.

Otro aldehído, 10 veces superior a los antes mencionados en cuanto a su acción: el Glutaraldehido se lo utiliza en solución acuosa al 2%, no es

corrosivo y todo aquello que es seguro para la inmersión en agua también lo es

para esta solución. No debe ser utilizado para la desinfección de superficies y materiales no críticos. Su acción se atribuyo a su unión a grupos sulfhídrilos y

aminos

4- Colorantes

Son sustancias antisépticas y tienen la propiedad de teñir los tejidos.

Los colorantes no solo tiñen a las bacterias sino que también son inhibidores en diluciones muy altas, pueden clasificarse en dos grupos: Ácidos o aniónicos

(se combinan con los constituyentes básicos del protoplasma bacterianos) y Básicos o catiónicos (se combinan tiñendo los constituyentes ácidos del protoplasma bacteriano).

Dentro de los colorantes trifenilmetanos de aplicación médica señalaremos al

verde brillante, verde malaquita y violeta de genciana (cristal violeta). Son efectivos contra microorganismos Gram positivos, y sobre hongos patógenos

del género Cándida especialmente.

El mecanismo de acción de los colorantes de este grupo no se encuentran aun bien definido, aunque la acción del cristal violeta es atribuida a su acción de

interferencia en la síntesis del peptidoglicano de la pared celular, en caso de los Gram negativos su membrana externa actuaria como una barrera importante para la penetración del colorante, de allí su acción selectiva.

Entre los colorantes de acridina o “flavinas” (flavus: amarillo) citaremos la

acriflavina, tiene un espectro de acción más amplio sobre los microorganismos y mayor estabilidad antimicrobiana pudiendo actuar en presencia de material

purulento. Su mecanismo de acción se basa su interferencia sobre la síntesis de acido nucleicos insertándose en el ADN entre dos bases sucesivas (intercalación).

Es importante destacar que el azul de metileno esta indicado actualmente

como antídoto de las intoxicaciones con nitratos y nitritos, en los mamíferos.

5- Agentes tensioactivos

Son agentes con baja tensión superficial, que aumentan la permeabilidad de la membrana celular y facilitan de este modo que el agua penetre al interior de la

bacteria hasta que esta estalla. Las moléculas de detergentes poseen dos grupos: a) hidrofílico, soluble en agua b) lipofílico con afinidad por las grasas.

De acuerdo a la carga eléctrica del grupo lipofílica tenemos:

Detergentes aniónicos o jabones

Detergentes catiónicos o compuestos de amonio cuaternario

Los compuestos tensioactivos incluyen sustancias catiónicas, aniónicas, no

iónicas y anfóteras. De todos ellos los catiónicos y los aniónicos han resultado ser los agentes antibacterianos más útiles.

Compuesto aniónicos o jabones:

Entre estos se encuentran los jabones que son sales de sodio o potasio de los

ácidos grasos saturados y no saturados. Estos jabones poseen acción bactericida, pero además es importante la propiedad detergente, pues al producir la limpieza de la piel se produce el arrastre mecánico de los

gérmenes, son efectivos contra Gram positivos pero relativamente ineficaces contra Gram negativos por su membrana externa.

Aplicados sobre las mucosas son irritantes debido, principalmente, a su

alcalinidad.

Compuestos catiónicos o de amonio cuaternario

Entre los más representativos de los amonios cuaternarios tenemos: CLORURO DE BENZALCONIO, CETRIMIDE Y DECUALINIO.

Su mecanismo de acción es alterar la membrana celular y filtración de

compuestos nitrogenados y fosforados contenidos en la célula, actúan sobre bacterias Gram positivas (más susceptibles), Gram negativas, cierta acción

fungicida, viricida y protozoarios. Es importante destacar que la Pseudomonas, Serratia y Klebsiella es resistente a los amonios cuaternarios.

Su acción es lenta, menos eficaz que los iodados o clorhexidina y aplicados

sobre la piel forman una película bajo la cual pueden desarrollar las Pseudomonas.

La presencia de materia orgánica reduce su actividad germicida.

NOTA: EL USO SIMULTANEO DE LOS DETERGENTES ANIONICOS Y CATIONICOS CONLLEVAN A QUE SE NEUTRALICEN MUTUAMENTE.

6- Gases esterilizantes:

OXIDO DE ETILENO: Es un agente alquilante muy utilizado en la esterilización gaseosa, tiene acción sobre todo las bacterias incluidas las esporas y los bacilos tuberculosos.

Al ser una molécula pequeña y no poseer cargas penetra con facilidad en las

células sin necesitar del agua para actuar. Constituye un excelente método de esterilización gaseosa para superficies secas, pero su acción es más lenta (12

horas) que el vapor y más costosa.

El gas es sumamente toxico, con cierta acción cancerígena y mutágena para el operador, además de ser explosiva.

Se puede llegar a utilizar un esterilizador similar al autoclave que controle la

concentración del gas, temperatura y humedad.

Es de uso habitual en medicina humana y en medicina veterinaria se aplica en la esterilización de materiales destinados a inseminación artificial y trasplante embrionario. Además de otros materiales que pueden ser dañados por el calor:

equipos médicos y electrónicos, material biológico y drogas.

7- Biguaninas: clorhexidina

Es un potente bactericida y fungicida, actúa con eficacia sobre las floras Gram

positivas, menos eficaz para Gram negativas, no es esporicida, sobre Mycobacterium es bacteriostático, tiene mejor acción sobre virus envuelto.

La difusión pasiva a través de las membrana tanto de bacterias como de

levaduras es rápida; a bajas concentraciones altera la permeabilidad osmótica de la membrana he inhibe la acción de las enzimas del espacio periplásmico, a

altas concentraciones precipita las proteínas y ácidos nucleicos.

Tiene acción persistente durante varias horas, no es irritante para piel y mucosas necesita ser protegida de la luz, actúa en un pH entre 5 a 8.

Es poco toxica, en aplicaciones bucales produce tinción de los dientes y no debe aplicarse en oído medio por su neurotoxicidad y ototoxicidad y puede

llegar a producir sordera.

Es recomendable para la antisepsia del campo quirúrgico y el lavado de manos del cirujano. También en caso de quemaduras.

INORGANICOS

1- Sales Minerales:

Se denomina metales pesados a un grupo de elementos que incluyen el mercurio, plata, cobre, zinc, hierro, plomo, oro. Sus sales solubles precipitan las proteínas y forman proteinatos insolubles, es decir que modifican los grupos funcionales de

proteínas y ácidos nucleicos, siendo antisépticos por esta razón.

Cobre

Antiséptico, anti fúngico y astringente son cristales de color azul solubles en agua y comúnmente se usan como pediluvios.

Zinc

Antiséptico débil, posee un efecto antiinflamatorio. Oxido de zinc es usado en

combinación en productos tipo pomada o polvo cicatrizantes (uso dermatológico).

Sulfato de zinc a diferencia del anterior es soluble en agua por lo que puede ser usado en solución.

Plata

Entre los compuestos de plata mencionaremos dos principalmente:

Nitrato de plata usado tópicamente tiene acción bactericida en concentraciones del

0,1 al 0,5 % se uso como colirios o tratamientos de heridas, especialmente las contaminadas con Pseudomonas. Fundido con nitrato de potasio se lo usa para

cauterizar llagas o el descorné de terneros (lápiz para descornar).

El otro producto es la sulfadiazida de plata el cual es bactericida y fungicida (Gram positivos, negativos y cándida). Su presentación es en forma de crema al 1% para

uso dermatológico, se usa a demás en combinación dentro de los productos denominados genéricamente como “curabicheras” (uso veterinario).

Su coeficiente fenol es bajo 6.7.

Mercurio

Los derivados mercuriales pueden ser inorgánicos u orgánicos; los primeros

(bicloruro y biyoduro) están en desusos por ser sumamente tóxicos. Mientras que los orgánicos (mercurocromo y timerosal) son menos tóxicos y con una débil actividad bacteriostática y fungistática siendo inactivos frente a virus,

micobacterias y esporas, y si se usan sobre piel su absorción pueden desarrollar patológicas renales. Se inactiva en presencia de materia inorgánica motivo por el

cual su actividad antiséptica, comparada a otro antisépticos mencionados es poco eficaz, sin embargo su uso aun es muy extendido a nivel popular.

2- Ácidos y Álcalis

Estos ejercen su actividad a través de sus iones H⁺ y OH⁻ libres, por medio de las

moléculas no disociadas o cambios de pH en el medio.

Ácidos:

Tan los orgánicos como los inorgánicos alteran la membrana celular, de allí su acción antiséptica.

Ácido bórico: es un ácido inorgánico y se lo usa comúnmente en concentraciones

al 2% en forma de polvo o soluciones, solo o asociado su acción es bacteriostática y fungicida, se lo utiliza como producto de uso dermatológicos (por ej. lavaje de oídos externo), no se absorbe en piel integra pero si en heridas. Es toxico si es

ingerido o la aplicación es abusiva y excesiva.

Su uso adecuado y correcto no acarrea problemas.

Acido acético: Es bactericida al 5% con una actividad satisfactoria frente a las bacterias Gram negativas, es importante destacar que es efectivo contra

Pseudomonas. Es también destacable que se lo usa como conservante de los productos alimenticios.

Álcalis

Hidróxido de sodio (soda caustica): es un desinfectante caustico en contacto con los tejidos. Es una sustancia solida soluble en agua, es bactericida, viricida, puede actuar sobre el esporo del ántrax, se utiliza en soluciones del 2 al 5% para

desinfección de objetos inanimados. No se debe aplicar sobre seres vivos.

Oxido de calcio (cal viva): se presenta en polvo en contacto con el agua se apaga con desprendimiento de calor, formando el hidróxido de calcio, así incrementa

notablemente su acción desinfectante. Se puede combinar con creolina y formol. Actúan como bactericida, esporicida. Es un desinfectante común y económico muy usado en el campo, en corrales, ferias, gallineros, pisos, paredes, cercas, etc.

3- Oxidantes

Peróxido de hidrógeno (Agua oxigenada): es una solución de origen sintético y se utiliza en medicina en solución acuosa al 3%; llamada de 10 volúmenes: esto significa que desprende 10 veces su volumen de oxigeno molecular en presencia

de catalasa de la sangre, de los tejidos y eventualmente de algunas bacterias. Es un antiséptico inocuo pero débil (C.F 0.01). Usándoselo principalmente para la

limpieza de heridas exudativas en donde la efervescencia de esta solución es beneficiosa para eliminar mecánicamente el material purulento y todo los residuos celulares. También puede emplearse en las otitis del perro diluida al 50%, al

liberar oxigeno, es también desodorante.

El mecanismo de acción germicida de los oxidantes consiste en la oxidación de los grupos sulfhidrilos de las enzimas bacterianas; por acción del oxígeno los grupos

sulfhidrilos libres dan lugar a puentes de disulfuro, con lo que cambia la conformación de las proteínas que forman dichas enzimas, con perdida de su función y muerte celular.

Es particularmente útil frente a gérmenes anaerobios.

4- Halogenados: Iodo, Cloro

IODO Y DERIVADOS

Iodo: es un buen bactericida, con el inconveniente de que precipita en presencia de proteínas mancha la piel y es irritante y alergénico, usado continuamente puede retrasar la cicatrización de las heridas. Actúa como oxidante y precipitando

las proteínas bacterianas y acido nucleicos. Es muy activo contra Gram positivos, negativos, virus, hongos, esporas y algunos protozoarios. Su coeficiente fenol es

200.

El iodo combinado con el alcohol, actúa eficazmente sobre la flora bacteriana de la

piel intacta, siendo de esta manera su acción antibacteriana más fuerte, ya que el alcohol aumenta la penetración en la piel.

Existen tres preparaciones con iodo, a saber:

Solución al 2% tintura de iodo débil,

Solución mas concentrada tintura de iodo fuerte

Solución iodoiodurada o solución de lugol.

La tintura de iodo fuerte posee acción rubefaciente y se la emplea en equinos.

IODOFOROS: la polivinilpirrolidona y otros polímeros neutros se unen con el iodo libre originando complejos (iodo-povidona) con este iodo, permiten así que la acción del iodo se mantenga y este sea liberado lentamente; la disponibilidad de

iodo de estas soluciones es no menos 9% y no mas 12%. Una característica importante a tener en cuenta es que se inactiva en menor cuantía con la materia

orgánica, se solubiliza muy bien con el agua lo que le permite penetrar mejor en los tejidos “transportando al iodo”.

Es un germicida cutáneo potente, muy superior a los otros, poco irritante y de acción más prolongada.

Se usa para antisepsia pre quirúrgico de piel y mucosas, heridas, lavados de

mano e instrumental, etc. No tiene poder remanente.

Cloro: es un elemento gaseoso pero se lo emplea en forma liquida o solida, la acción desinfectante de todos los compuestos clorados, se debe a la liberación de

cloro libre el cual al reaccionar con el agua forma acido hipocloroso (principio activo). Este es un agente oxidante, de allí su poder desodorizante y también se

combina con los grupos amino de las proteínas bacterianas. La actividad antiséptica o desinfectante esta influida por la presencia de materia orgánica, disminuyendo esta ultima su poder desinfectante.

Existen diversos compuestos clorados, a saber:

Hipoclorito de sodio: se obtiene a partir de una mezcla de cloruro de cal y

fosfato de sodio en agua, su coeficiente fenol es 200. Son empleados en gran escala como agentes sanitisantes, uso doméstico, hospitalario y

establecimientos industriales.

Compuestos elaborados a partir de este agente reciben también el nombre de solución de Dakin-Carrel o licor Delabarraque. La popularmente conocida agua de

lavandina se encuentra en este grupo.

Hipoclorito de calcio: es una mezcla de varios productos (hipoclorito y

cloruro de calcio). Es muy irritante porque libera mucho gas.

Cloraminas: son compuestos en los que el cloro esta unido al nitrógeno.

Son sólidos, solubles en agua y liberan lentamente acido hipocloroso. Se inactiva en presencia de materia orgánica, pero su actividad bactericida se

mantiene durante más tiempo que en el caso de los hipocloritos.

Bibliografía consultada:

Catalano Marcelo, Guía de Estudios de Cirugía General: Asepsia,

Antisepsia, Esterilización. Facultad de Ciencias Veterinarias - Universidad

de Tandil

Joklik, W.K.; Willett, H. P. & Amos, D. B., Microbiología. Zinzzer, Ed.

Panamericana, Buenos Aires, 1994, 20a. ed., pág.: 265 a 277.

Litter M. “Compendio de Farmacología” , 4º edición, ed. Ateneo, pág.: 654

a 669.

Madigan, M.T.; Martinko, J. M.; Parker, J., Prentice Hall, Brock, Biología

de los Microorganismos, Madrid, España, 1999, 10a. ed. pág.: 698 a 699.

Rubio, M. R; Boggio J. C. “Farmacología Veterinaria” 1’ edición Editorial

de la Universidad Católica de Córdoba (2005), pág.:423 a 434.

Sumano López, H. S.; Ocampo Camberos L. “Farmacología Veterinaria”

2º edición, ed. Mc Graw-Hill Interamericana-(2001). pág.: 227 a 249.

Vadillo, Piriz y Mateo, Manual de Microbiología Veterinaria, Ed. Mc Graw

Hill- Interamericana, pág.: 128 a 131.