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Studies on the Mechanism of Bactericidal Activity of some Disinfectants against Pathogenic Bacteria

2010; Wiley; Volume: 15; Issue: 8 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1439-0450.1968.tb00958.x

0931-2021

I Guenov,

Bacillus and Francisella bacterial research

Summary Studies of the mode of action of various chemical and physical factors on pathogenic micro-organisms (Brucella, Mycobacterium tuberculosis and Bacillus anthracis) should be related to present knowledge of their effect on the enzyme systems. It has been demonstrated that there exists a complete or almost complete similarity between bactericidal activity of such agents as phenol, lysol, cresol (and partly of formaldehyde, chinosol and hydrochloric acid) and the inhibition of bacterial dehydrogenase activity. In the case of chlorine preparations, such as chlorinated lime, chloramine, calcium hypochlorite, etc. lower concentrations are needed to inhibit the dehydrogenase activity than to exert a bactericidal effect. With mercuric chloride and some quaternary ammonium compounds the inhibition occurs with both bactericidal and bacteriostatic concentrations. The protease activity of the three above mentioned micro-organisms can only be inhibited by the various disinfectants in concentrations that exceed many times the bactericidal doses. It has been ascertained by means of electron-microscopic investigations that bactericidal agents cause profound structural alterations in the cell wall and the cytoplasm not only of Brucella bacteria, but also of Anthrax spores. These morphological changes depend on the bactericidal concentration and on the duration of exposure, and are very similar in nature. Succinodehydrogenase activity remains almost unchanged when bacteriostatic doses of gamma irradiation are used, but dissociation of bacteria takes place, the microbial cells resembling L-forms described in the literature. Zusammenfassung Untersuchungen über den bakteriziden Wirkungsmechanismus einiger Desinfektionsmittel gegenüber pathogenen Bakterien Untersuchungen über die Wirkungsweise verschiedener chemischer und physikalischer Faktoren gegenüber pathogenen Mikroorganismen (Brucellen, Mycobact. tuberculosis, Bac. anthracis) sollten immer den neuesten Kenntnisstand hinsichtlich ihrer Wirkung auf Enzymsysteme berücksichtigen. Es wurde gezeigt, daß zwischen der bakteriziden Wirkung solcher Substanzen wie Phenol, Lysol, Kresol (teilweise auch Formaldehyd, Chinosol und Salzsäure) und der Hemmung der bakteriellen Dehydrogenase-Aktivität völlige oder fast völlige Übereinstimmung besteht. Bei den chlorhaltigen Präparaten wie Chlorkalk, Chloramin, Calciumhypochlorit usw. sind zur Hemmung der Dehydrogenase-Aktivität geringere Konzentrationen als für eine bakterizide Wirkung erforderlich. Bei Quecksilber(II)chlorid und einigen quaternären Ammoniumverbindungen tritt die Hemmung sowohl bei bakteriziden als auch bei bakteriostatischen Konzentrationen ein. Die Protease-Aktivität der drei oben genannten Mikrobenarten hingegen kann durch die verschiedenen Desinfektionsmittel nur in Konzentrationen gehemmt werden, die die bakteriziden Dosen um ein Vielfaches übersteigen. Mittels elektronenmikroskopischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß bakterizide Stoffe nicht nur bei Brucellen, sondern auch bei Milzbrandsporen tiefgreifende Strukturveränderungen in der Zellwand und im Zytoplasma hervorrufen. Diese morphologischen Veränderungen sind ähnlicher Natur und hängen von der bakteriziden Konzentration und der Einwirkungsdauer ab. Die Succinat-dehydrogenase-Aktivität bleibt nach bakteriostatisch wirkenden Gammastrahlen-Dosen nahezu unverändert. Dabei kommt es zu einer Dissoziierung der Bakterien, wobei die Zellen den L-Formen ähnlich werden, wie sie in der Literatur beschrieben sind. Résumé Recherches sur le mécanisme bactéricide de quelques dísinfectants sur les bactéries pathogènes Les recherches sur le mécanisme de différents facteurs chimiques et physiques sur des microorganismes pathogènes (brucelles, Mycobact. tuberculosis, Bac. anthracis) devraient toujours tenir compte des connaissances les plus récentes concernant leur action sur le système enzymatique. On démontre qu'il existe une concordance complète ou presque complète entre l'action bactéricide de substances telles que le phénol, le lysol, le crésol, (partiellement également le formaldéhyde, le chinosol et l'acide chlorhydrique) et l'inhibition de l'activité de la déhydrogénase bactérienne. Avec les préparations à base de chlore, telles que le chlorure de chaux, la chloramine, l'hypochlorite de calcium etc., il faut des concentrations moindres pour l'inhibition de l'activité de la déhydrogénase, que pour l'action bactéricide. Avec le chlorure mercurique et quelques composés d'ammonium quaternaire, l'inhibition a lieu aussi bien avec des concentrations bactéricides que bactériostatiques. Par contre, les agents de dísinfection n'inhibent l'activité des protéases dans les trois microorganismes considérés qu'à des concentrations dépassant de loin les doses bactéricides. Ob observe au microscope électronique que les composés bactéricides produisent de profondes modifications dans la structure de la paroi cellulaire et du cytoplasme, non seulement chez les brucelles, mais aussi chez les spores du charbon bactéridien. Ces modifications morphologiques sont de nature identique et dépendent de la concentration bactéricide et de la durée de l'action. L'activité de la déhydrogénase succinique demeure pratiquement inchangée avec des doses bactéricides de rayonnement γ. Il se produit alors une dissociation des bactéries, avec apparition des cellules de forme L décrites dans la littérature. Resumen Estudios sobre el mecanismo de acción bactericida de algunos desinfectantes frente a bacterias patógenas Los estudios sobre el mecanismo de acción de diversos factores químicos y físicos frente a los microorganismos patógenos (brucelas, Mycobact. tuberculosis, Bac. anthracis) siempre deberían tener en cuenta el estado de conocimientos más reciente respecto a su acción sobre los sistemas enzimáticos. Se demostró que entre la acción bactericida de substancias tales como fenol, lisol, cresol (en parte también formaldehido, quinosol y ácido clorhídrico) y la inhibición de la actividad de la dehidrogenasa bacteriana existe una concordancia completa o casi total. En los preparados que contienen cloro, tales como cloruro de cal, cloramina, hipoclorito cálcico, etc., se precisan concentraciones más reducidas para inhibir la actividad de la dehidrogenasa que para la acción bactericida. En el cloruro mercuriose (II) y algunas combinaciones del amonio cuaternario aparece la inhibición tanto a concentraciones bactericidas como bacteriostáticas. Sin embargo, la actividad proteásica de las tres especies microbianas citadas arriba solo se puede inhibir por los distintos desinfectantes a concentraciones que sobrepasan en un múltiplo las dosis bactericidas. Mediante estudios con el microscopio electrónico se comprobó que las substancias bactericidas provocan alteraciones estructurales profundas en la pared celular y en el citoplasma no solo en las brucelas, sino también en los esporos del carbunco. Estas alteraciones morfológicas son de naturaleza semejante y dependen de la concentración bactericida y del tiempo de actuación. La actividad succinato-dehidrogenásica queda casi inalterada tras dosis bacteriostáticas de radiaciones gamma. Aquí tiene lugar una disocasión bacteriana, asemejándose las células a las formas L, tal y como han sido descritas en la bibliografía.