Inhoud
Alcohol wordt al eeuwen als ontsmettingsmiddel gebruikt. De meest gebruikte steriliserende producten die tegenwoordig worden gebruikt - ontsmettingsalcohol en handdesinfectiemiddelen op basis van alcohol - zijn beide gemaakt van oplossingen van alcohol, meestal isopropyl- of ethylalcohol. In het oude Egypte werd circa 3000 voor Christus palmwijn gebruikt om zowel wonden als lichamen te balsemen. Alcohol is ongelooflijk effectief in de strijd tegen eencellige micro-organismen zoals bacteriën, maar reclames en andere advertenties voor huishoudelijke ontsmettingsmiddelen verklaren niet vaak het fascinerende proces van hoe alcohol doodt bacteriën.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Alcohol doodt bacteriën door een proces dat bekend staat als denaturatie. Alcoholmoleculen zijn amfifiele chemische verbindingen, wat betekent dat ze zowel water- als vetminnende eigenschappen hebben. Omdat bacteriële celmembranen zowel een zijde op vetbasis als een zijde op waterbasis hebben, kunnen alcoholmoleculen zich binden aan het beschermende membraan en dit afbreken. Wanneer dit gebeurt, worden de kerncomponenten van de bacteriën blootgesteld en lossen ze op, waardoor ze hun structuur verliezen en niet meer functioneren. Met zijn organen die in wezen wegsmelten, sterft de bacterie snel.
Eigenschappen van alcohol
De ontsmettingsalcohol en op alcohol gebaseerde handdesinfectiemiddelen die het meest worden gebruikt om bacteriën te doden, zijn oplossingen van alcohol, ofwel ethylalcohol of isopropylalcohol, die beide amfifiele chemische verbindingen zijn. Met deze eigenschap kunnen ze zich binden aan membranen op waterbasis en deze afbreken en eiwitstructuren verstoren die in water zijn gesuspendeerd. De moleculen in de membranen en eiwitten binden zich gemakkelijk met de alcoholmoleculen. Omdat eencellige micro-organismen zoals bacteriën en virussen voornamelijk uit water bestaan, met vette eiwitten erin, maken de amfifiele eigenschappen van alcohol het ongelooflijk effectief als ontsmettingsmiddel. Cellen die eraan worden blootgesteld, kunnen niet langer dan enkele minuten in aanwezigheid van alcohol overleven.
Bacteriële structuur
De eiwitten waaruit een bacterie bestaat, zijn samengesteld uit ketens van 20 of meer vetaminozuren die met elkaar zijn verbonden, gekruld en in een unieke vorm zijn gevormd. Deze vormen zijn stijf en zijn vereist voor de juiste werking van de eiwitten. Opgehangen in een op water gebaseerd cytoplasma en omgeven door een membraan bestaande uit vetten en watermoleculen, fungeren deze verschillende eiwitten als de werkpaarden van de bacteriecel. Ze regelen de zwembeweging waardoor de bacteriën kunnen bewegen, ze zorgen voor celreproductie en voorkomen dat de bacteriën worden opgegeten door witte bloedcellen in het menselijk lichaam. Zonder deze eiwitten zouden de bacteriën snel sterven.
Dood door denaturering
Wanneer een bacteriecel wordt blootgesteld aan een oplossing van alcohol, binden de amfifiele alcoholmoleculen met de moleculen van het bacteriecelmembraan, waardoor deze beter oplosbaar is in water. Hierdoor verliest het celmembraan zijn structurele integriteit en valt het uit elkaar. Naarmate het zwakker wordt, kunnen meer alcoholmoleculen de cel binnenkomen en beginnen de eiwitten die in het membraan zijn gesuspendeerd uit het verzwakte membraan te stromen. De alcoholmoleculen beginnen vervolgens de eiwitten op te lossen via een proces dat bekend staat als denaturatie. Door bindingen te vormen met de alcoholmoleculen, beginnen de aminozuren in een bepaald bacterieel eiwit hun structuur te verliezen, waardoor ze niet langer functioneren. Omdat de bacteriën niet kunnen overleven zonder die eiwitfuncties, sterft de cel snel en wordt in wezen van binnen en buiten gesmolten.