Atidaryti meniu

MIKROORGANIZMŲ NAIKINIMO OZONU TYRIMAI


Ozonas dėl savo galingų dezinfekcinių savybių yra naudojamas vandens ir oro valymui nuo mikroorganizmų, daugelis kurių yra patogeniški. Bakterijos prisitaiko prie bet kokių sąlygų, kas sukelia tam tikrus sunkumus, pavyzdžiui medicinoje, kai reikia gydyti nuo daugelio ligų, sukeliamų patogeninių mikroorganizmų padermėmis.

Ozonas tai dujos, kurios susidaro dėl elektros iškrovos, taip pat dėl ultravioletinės šviesos poveikio deguoniui. Dėl savo reaktyvumo ozonas greitai grįžta į pradinę būseną – deguonį. Pastaraisiais metais auga susirūpinimas dėl kenksmingų cheminių medžiagų ir dezinfekcijos priemonių naudojimo. Todėl visame pasaulyje pradėjo plačiau naudoti ozoną. Įvestos į terpę ozono dujos atlieka keturias pagrindines funkcijas: baktericidinį poveikį, dezodoraciją, dezinfekciją ir oksidavimą. Dėl stiprių oksidacijos ir dezinfekcijos poveikių jis buvo naudojamas visame pasaulyje, daugiausia įvairiose vandens ir oro valymo bei kvapų šalinimo technologijose. Taip ozono naudojimas palaipsniui įgijo dominuojančią padėtį ir tarp technologijų, tarnaujančių žmonių, floros ir faunos gerovei.

Ozono naudojimas turi didelius privalumus. Naudojant šias dujas mažomis dozėmis nenustatyta jokių šalutinių poveikių aplinkai. Kartu jis yra galingas dezinfekantas, todėl leidžia sumažinti tradicinių dezinfekcijai naudojamų cheminių medžiagų vartojimą. Kovojant su aplinkos tarša jis naudojamas kaip sterilizavimo ir dezinfekcijos priemonė. Ozonas turi privalumų prieš chloro turinčias priemones. Pavyzdžiui, jis naudojamas maisto gamybos procese: didžiulė ozono nauda pasireiškia dezinfekuojant to reikalaujančius produktus, medžiagas, paviršius, įrankius, įrangą, vamzdynus, konteinerius – beveik bet kokį plotą ar paviršių. Vienos ozono molekulės poveikis yra lygiavertis nuo 3000 iki 10 000 chloro molekulių poveikiui. Ji naikina patogeninius mikroorganizmus 3500 kartų greičiau nei chloro molekulė. Dėl savo galingo dezinfekcinio poveikio ozonas yra naudojamas valant vandenį ir orą nuo mikroorganizmų, daugelis kurių yra patogeniški. Šis procesas vadinamas ozonacija. Bakterijos moka prisitaikyti prie bet kokių sąlygų, kas sukelia tam tikrus sunkumus, pavyzdžiui medicinoje, kai reikia gydyti nuo daugelio ligų, sukeliamų patogeninių mikroorganizmų štamais (padermėmis).

Bakterijos – vienaląsčiai mikroorganizmai, turintys paprastą sandarą. Bakterijos ląstelė yra padengta apvalkalu, kurį sudaro ląstelės sienelė, periplazma ir plazminė membrana. Ląstelės sienelę sudaro paviršutinis sluoksnis (liečiantis išorinę terpę), išorinė membrana (gramneigiamose bakterijose) ir peptidoglikano sluoksnis, suteikiantis ląstelei formą ir palaikantis jos vientisumą. Tarpas tarp išorinės ir plazmos membranų (periplazma) turi daug baltymų. Plazminė membrana riboja citoplazmą.

Ozonas veikia bakterijų ląstelių sienelę oksiduodamas lipidus ir lipoproteinus, kurie turi daug cheminių ryšių tarp atomų, ko pasekoje formuojasi naujos kampinės konfigūracijos, nesuderinamos su ląstelių gyvybingumu. Buvo atliktas tyrimas, kuris įrodė ozono ir baltymų sąveiką. Atliekant tyrimą dėl ozono poveikio E. coli bakterijai buvo demonstruojamas jo įsiskverbimas pro ląstelės membraną, reakcija su citoplazmos turiniu ir žiedinės DNR plazmidės irimas, kas užkerta kelią tolimesniam ląstelės dalijimuisi. Sudėtingesnės gyvybės formos išvystė DNR ir RNR apsaugos nuo kenksmingo ozono poveikio sistemą, o taip pat reparacijos sistemas. Tai iš dalies paaiškina, kodėl naudojant ozoną klinikiniais atvejais rekomenduojamomis dozėmis tai neturi įtakos paciento sveikatai.

Ozonas yra labai efektyvus prieš atsparias antibiotikams mikroorganizmų padermes. 107 pacientų kenčiančių nuo diabetinės opos (blogos kraujotakos ir neuropatijos pasekmė) tyrimai parodė bakterialinių kultūrų E. coli, Klebsiella, Pseudomonas, Proteus Enterobacter, Clostridium perfringens, Bacteroides, Prevotella vystymąsį. Antibiotikai dažnai negali prasiskverbti į gilią žaizdą ir dažnai sukelia pakartotinius dermatitus. Be to, antibiotikas gali paveikti tik dalį žaizdą infekavusių mikroorganizmų spektro dėl rezistentinių (atsparių) padermių formavimosi, pvz., meticilin-rezistencinis auksinis stafilokokas.

Antimikrobinis ozono aktyvumas didėja skystoje terpėje su rūgštiniu pH. Ozonas veikia ląstelinį ir humoralinį žmogaus imunitetą: jis stimuliuoja imunokompetentingų ląstelių proliferaciją ir imunoglobulinų sintezę, aktyvuoja makrofagus ir didina mikroorganizmų jautrumą fagocitozei. Dauguma patogeninių mikroorganizmų gyvenančių žmogaus kūne yra anaerobiniai. Ozonas skatina parcialinio O2 slėgio augimą audiniuose ir pagerina deguonies transportavimą kraujyje. Tai veda prie ląstelių metabolizmo pasikeitimo – aerobinių procesų (glikolizė, Krebso ciklas, riebalinių rūgščių oksidacija) aktyvavimo, kas lemia anaerobinių mikroorganizmų žūtį.

Žmogaus odoje gyvena daug patogeninių mikroorganizmų. Kai odos būklė normali jie nėra pavojingi. Pažeistuose audiniuose šie mikroorganizmai atlieka invaziją; prastai gyjančiose žaizdose ir giliuose dermos sluoksniuose anaerobiniai mikroorganizmai (pvz. Bacteroides, Clostridium) gali sukelti pūliavimą. Tai atsitinka dėl to, jog jie yra apsaugoti (uždaryti) nuo esančio ore deguonies antibaktericidinio poveikio. Aerobiniai mikroorganizmai, tokie kaip Staphylococcus epidermis, Corynebacteria ir Propionobacteria, kurie irgi gyvena žmogaus odoje, taip pat gali sukelti odos pažeidimus panaikinus jos vientisumą.

Visos bakterijų rūšys (išskyrus, nebent, pačias ištvermingiausias, kaip Deinococcus radiodurans) nėra atsparios ozonui esant pakankamam jo poveikio laikui ir koncentracijai. Prie ozonui jautrių bakterijų yra priskirimos Enterobacteriaceae šeimynos bakterijos – didelė gramneigiamų mikroorganizmų grupė – natūralūs žmogaus virškinimo trakto gyventojai, įskaitant Escherichia coli, Salmonella, Enterobacter, Shigella, Klebsiella, Serratia. Prie kitų ozonui jautrių mikroorganizmų priskiriami streptokokai, stafilokokai, Legionella, Pseudomonas , Yersinia, Campylobacteri, Mycobacteria. Mokslininkų grupė iš Indijos atliko tyrimą dėl ozonacijos patogeniniams mikroorganizmams poveikio. Tyrimo objektu buvo Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, Salmonella typhi и Klebsiella pneumoniae. Šio tyrimo metu buvo padaryti mikroorganizmų pasėliai į nupjautą agarą, po to jie buvo inkubuoti 18-24 valandoms su 37 °C temperatūros palaikymu. Po to buvo atlikti biocheminiai testai: citrato utilizavimas į ureazinį indolą, trijų cukrų utilizavimas, testas dėl acetoino susidarymo, o taip pat buvo tiriamas judrumas ir gram-priklausomybė. Prieš paveikiant kultūrą ozonu spektrofotometru buvo matuojamas optinis tankis. Bakterialinės kultūros buvo veikiamos ozonu skirtingais laiko intervalais su tolimesniu pasėliu į skirtingas terpes. Rezultate paaiškėjo, jog po ozono poveikio palaipsniui sumažėjo optinis tankis. Palyginus su kitomis bakterijų rūšimis jautriausia ozonui yra E. coli padermė. Ozono poveikis slopina žarnyno lazdelės ir Pseudomonas fluorescens augimą.

Perspektyvai ozonas gali būti naudojamas kaip vienas iš „naujųjų“ metodų gydant dantų ėduonį (Fagrell T.G., Dietz W., Lingström P., 2008). Siekiant sunaikinti skirtingus mikroorganizmus naudojamos skirtingos ozono koncentracijos ir poveikio laikas (žr. 1 lentelę).

 

Ozono poveikio įvairiems mikroorganizmams pavyzdžiai. 1 lentelė.

 

Mikroorganizmai Veiklos rezultatas
Bacillus sp. Ląstelės sunaikinamos nuo 30 sekundžių ozono (c = 0,2 mg/l) poveikio.
Bacillus anthracis Ląstelės yra jautrios ozonui.
Bacillus cereus 99% ląstelių sunaikinama per 5 ozono (c = 0,12 mg/l) poveikio minutes (reakcija vandenyje).
Bacillus cereus (споры) 99% ląstelių sunaikinama per 5 ozono (c = 2,3 mg/l) poveikio minutes (reakcija vandenyje).
Bacillus subtilis 90% ląstelių skaičiaus sumažėjimas per 33 ozono (c = 0,1 mg/l) poveikio minutes.
Clavibacter michiganense 99,9% ląstelių sunaikinama per 5 ozono (c = 1,1 mg/l) poveikio minutes.
Clostridium sp. Ląstelės yra jautrios ozonui.
Clostridium botulinum (sporos) Ozono koncentracijos riba yra nuo 0,4 iki 0,5 mg/l.
Escherichia coli (iš fekalijų) Ląstelės suira per 30 ozono (c = 0,2 mg/l) poveikio sekundžių (reakcija ore).
Escherichia coli (iš švaraus vandens) 99,9% ląstelių sunaikinama po 1,6 ozono (c = 0,25 mg/l) poveikio minučių.
Escherichia coli (iš drumsto vandens) 99,9% ląstelių sunaikinama po 19 ozono (c = 2,2 mg/l) poveikio minučių.
Mycobacterium avium 99,9% ląstelių sunaikinama po 19 ozono (c = 0,17 mg/l) poveikio minučių (reakcija vandenyje).
Mycobacterium foruitum 90% ląstelių sunaikinama po 1,6 ozono (c = 0,25 mg/l) poveikio minučių (reakcija vandenyje).
Pseudomonas sp. Ypač jautrios ozonui ląstelės.
Salmonella sp. Ypač jautrios ozonui ląstelės.
Salmonella typhimurium 99,9% ląstelių sunaikinama po 1,67 ozono (c = 0,25 mg/l) poveikio minučių (reakcija vandenyje).
Staphylococcus sp. Ląstelės sunaikinamos veikiant ozono koncentracijai nuo 1,5 iki 2 mg/l.
Streptococcus sp. Ląstelės sunaikinamos po 30 ozono (c = 0,2 mg/l) poveikio sekundžių.
Virbrio cholera Ypač jautrios ozonui ląstelės.

 

Pastaba: Ozonavimas žemiau nurodytos koncentracijos turi nedidelį arba visai minimalų poveikį. Ozono koncentracija, viršijanti nurodytą vertę, sunaikina visus patogenus. Šiam efektui tinka pasakymas „viskas arba nieko“, o kritinė koncentracijos vertė yra ribos vertė.

Pastaruoju metu padidėjo susidomėjimas ir dėl ozono gebėjimo dezaktyvuoti virusų veiksmus normaliomis sąlygomis. Ilgalaikiai tyrimai parodė, kad laboratorinėmis sąlygomis ozonas gali slopinti viruso veiksmus, kas vėliau leido tirti ozono poveikį virusams natūraliomis sąlygomis. Tačiau čia yra tam tikra problema.

Virusas (lot. virus – nuodai) – subląstelinis infekcinis agentas, kuris gali daugintis tik gyvose organizmo ląstelėse. Tai yra mikroskopinės dalelės, susidedančios iš nukleininės rūgšties molekulių – DNR arba RNR (kai kurios, pavyzdžiui, mimivirusai, turi abiejų tipų molekules), padengtos baltyminiu apvalkalu, sugebančios užkrėsti gyvus organizmus. Baltyminį sluoksnį, kuriame yra „supakuotas“ genas, vadiname kapside. Kapsidė skiria virusus nuo virusinių infekcinių nukleininių rūgščių – viroidų. Virusai su retomis išimtimis turi tik vieną genominės nukleininės rūgšties tipą. Virusai yra parazitai genetiniame lygyje, jie yra suskirstyti į šeimas pagal jų struktūrą, genomo tipą ir replikacijos metodus. Visi virusai yra jautrūs ozonui, tik skiriasi jų jautrumas. Vienas iš ozono poveikio virusams tyrimų parodė, kad poliovirusas yra 40 kartų atsparesnis ozonui nei Koksakio virusas. Virusai, priešingai nei žinduolių ląstelės, neturi fermentinės apsaugos nuo žalingų oksidacinių reakcijų.

Virusai su lipidų membrana yra ypač jautrūs ozono poveikiui – bet kokie lipidų struktūros pokyčiai yra lygūs viruso žūčiai. Virusai, turintys lipidų apvalkalą, priklauso Hepadnaviridae (hepatitas B), Flaviviridae (hepatitas C, geltonoji karštinė) šeimoms. Herpesviridae – didelė šeima, apimanti tokius virusus, kaip vėjaraupiai, citomegalovirusai ir Epšteino-Baro virusai, Orthomyxoviridae (gripo virusas), Paramyxoviridae (kiaulytė, tymai); Coronaviridae; Rhabdoviridae (pasiutligės virusas); Togaviridae (raudonukė, encefalitas); Bunyaviridae; Poxviridae (raupai); Retroviridae (ŽIV), Filoviridae (Ebola virusas). Jei pažeidžiama šių virusų lipidinio apvalkalo struktūra, jų DNR arba RNR negali daugintis, todėl jų išgyvenimas tampa neįmanomas.

Virusai, neturintys lipidų membranos, vadinami „plikais virusais“. Jų virioną sudaro DNR arba RNR ir kapsidę, jie dažniausiai yra atsparesni ozonui nei virionai su lipidiniu apvalkalu. Į šią grupę įeina šios šeimos: Adenoviridae (kvėpavimo takų infekcijos), Picornaviridae (poliovirusas, Koksakio virusas, hepatitas), Caliciviridae (hepatitas E), Papillomaviridae.

Yra keletas galimų būdų, kaip ozonas gali paveikti organizme esančius virusus. Pagrindinis būdas juos paveikti šiuo metu yra ozonavimas per kraują.

  1. Virionų naikinimas tiesioginiu kontaktu su ozonu: ozonas sutrikdo lipidinio apvalkalo ir lipoproteinų struktūrą, reorganizuojami ryšiai lipiduose, vyksta lipidinio apvalkalo fragmentacija, kas sukelia viriono žūtį.
  2. Ozono poveikis gali pakeisti viruso apvalkalo struktūrą ir, galbūt, genomą, kas susilpnina viruso funkcionalumą. Atsiradę kraujyje disfunkcionaliai cirkuliuojantys virusai galėtų turėti unikalias terapines galimybes. Jie gali būti individualios žmonių, kurie yra daugybinių mutacinių virusų (pvz., Hepatito C, ŽIV) variantų nešiotojai, vakcinos.

Be to, ozonas yra svarbus imuninės sistemos komponentas: baktericidinės ir virulidinės antikūnių savybės yra pagrįstos jų gebėjimu stimuliuoti aktyviąsias deguonies formas, įskaitant ir ozoną (Marx, 2002; Wentworth, 2002). Šiuo atveju aktyvuoti neutrofilai sugeba sudaryti singletinį deguonį. Singletinis deguonis kartu su ozonu ir vandeniu sudaro hidroksilo radikalą ir vandenilio peroksidą. Sąveikaujant su vandenilio peroksidu ozonas sudaro dar aktyvesnį junginį – peroksoną, kas padeda kovoje su virusais ir patogeninių mikroorganizmų padermėmis.

Ozono poveikio virusams pavyzdžiai. 2 lentelė.

Virusas Poveikis
Bakteriofagas f2 99,99% virionų sunaikinami per 10 ozono (c = 0,41 mg/l) poveikio sekundžių (reakcija vandenyje)
Koksakio A9 virusas 95% virionų sunaikinami per 10 ozono (c = 0,035 mg/l) poveikio sekundžių (reakcija vandenyje).
Koksakio B5 virusas 99,99% virionų sunaikinami per 2,5 ozono (c = 0,4 mg/l) poveikio minutes (reakcija buvo vykdoma nešvariuose nuotekose).
Enterovirusas Visiškas sunaikinimas, kai paveikiamas trumpiau nei 30 sekundžių, ozono koncentracija yra nuo 0,1 iki 0,8 mg/l.
Hepatito A virusas 99,5% virionų sunaikinami per 2 ozono (c = 0,25 mg/l) poveikio  sekundes (reakcija buvo atlikta fosfato buferyje)
Herpes virusas Visiškas sunaikinimas, kai paveikiamas trumpiau nei 30 sekundžių, ozono koncentracija yra nuo 0,1 iki 0,8 mg/l.
Gripo virusas Ozono koncentracijos ribinė vertė yra nuo 0,4 iki 0,5 mg/l.
Poliomielito virusas 99,99% virionų sunaikinami ozono (c = 0,3 – 0,4 mg/l) poveikiu per 3-4 minutes.
Rabdovirusas Visiškas sunaikinimas, kai paveikiamas trumpiau nei 30 sekundžių, ozono koncentracija yra nuo 0,1 iki 0,8 mg/l.

 

Taigi, ozonas turi stiprų antimikrobinį poveikį, pirma – dėl jo poveikio ląstelių membranoms, antra – dėl receptorių, kurių pagalba parazitas patenka į ląstelę, oksidacijos. Jis yra būtinas gydymo tikslais, ypač kovojant su antibiotikams atspariomis mikroorganizmų padermėmis, pvz., Pseudomonas aeruginosa. Ozono koncentracija nuo 1 iki 5 mg/l sunaikina 99,9% E. coli, Streptococcus sp., Mycobacterium sp., Klebsiella sp. ir kt., kai jie yra paveikiami 4-20 minučių. Ozono vaidmuo negali būti nuvertintas kovojant su virusinėmis ligomis.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

© 2020 ecoprotest.lt · Kopijuoti be leidimo draudžiama

Russia