Microbiologia generale - controllo microrganismi mediante agenti fisici e chimici

Controllo dei microrganismi mediante agenti fisici e chimici

Nonostante molti microrganismi siano vantaggiosi e necessari per il benessere umano, le attività microbiche possono avere conseguenze indesiderate e pericolose come il deterioramento degli alimenti e le malattie. Per questi motivi è necessario avere a disposizione una serie di strumenti con i quali poter tenere sotto controllo i microrganismi, ucciderli e/o inibirne la crescita, in modo tale da limitare al minimo la loro pericolosità. Lo scopo è duplice: distruggere i patogeni e prevenirne la diffusione, e ridurre o eliminare i microrganismi responsabili della contaminazione di acque, cibi ed altre sostanze.

Processi di controllo su oggetti inanimati

La sterilizzazione (dal latino “sterilis” = incapace di riprodursi) è il processo con il quale vengono distrutte o rimosse da un oggetto o da un habitat tutte le cellule vive, le spore vitali, i virus ed i viroidi. Per questo un oggetto sterile è privo di qualsiasi organismo vivo. L’agente chimico che viene usato per la sterilizzazione è detto sterilizzante.

La disinfezione è l’uccisione, l’inibizione o la rimozione dei soli microrganismi patogeni. Gli agenti, di solito chimici, usati per la disinfezione sono detti disinfettanti e sono in genere impiegati solo su oggetti inanimati.

La sanificazione è un processo che riduce la popolazione microbica, patogena e non, a livelli considerati sicuri per gli standard richiesti dalla sanità pubblica. Con questo metodo, gli oggetti vengono considerati puliti ma non completamente disinfettati.

Processi di controllo su tessuti di un organismo

L’antisepsi è un processo che, su tessuti vivi, consente mediante composti chimici di neutralizzare o inibire i patogeni ed inoltre diminuiscono la popolazione microbica totale. I composti usati per tale processo sono detti antisettici. Sono solitamente meno tossici dei disinfettanti.

La chemioterapia consiste nell’uso di composti chimici che, agendo dall’interno, sono capaci di inibire o provocare la morte di microrganismi in un tessuto ospite. L’agente che ha tale risultato è detto chemioterapico.

In generale per indicare il tipo di agente antimicrobico si usa un suffisso: -cida per indicare quelli che sono in grado di uccidere microrganismi patogeni, e –statico per indicare quelli capaci di inibire la crescita di un microrganismo fin quando questi sono presenti. Un germicida quindi è in grado di uccidere i germi, un fungicida dei funghi, un battericida batteri e così via; un batteriostatico inibisce la crescita dei batteri, un fungistatico inibisce la crescita di funghi.

La curva di mortalità microbica

Nel momento in cui una popolazione microbica viene esposta ad un agente letale, non si ha la morte istantanea. Si ha invece un andamento esponenziale o logaritmico della morte microbica, ovvero la popolazione si riduce di un’identica frazione ad intervalli regolari. A volte dopo che gran parte della popolazione è stata uccisa si possono verificare dei rallentamenti nella fase di mortalità; questi solitamente possono essere provocati dalla presenza di un ceppo di cellule microbiche maggiormente resistenti che sono sopravvissute.

In genere si considera un batterio morto quando non è in grado di crescere, quando nel momento in cui viene inoculato in un terreno che normalmente ne permetterebbe la crescita, non è in grado di farlo. In modo analogo, un virus è definito inattivo se non è più in grado di infettare una cellula ospite. In realtà entrambe le definizioni non sono propriamente valide dato che, è stato dimostrato che quando i batteri si trovano in particolari condizioni, questi possono restare vivi seppur momentaneamente incapaci di crescere e di riprodursi. In una condizione simile i batteri vengono definiti come vitali ma non coltivabili VBNC (Vital but not coltivable). Un agente microbico VBNC può essere molto pericoloso poiché dopo un periodo di tempo, in adeguate condizioni, potrebbe riprendere a riprodursi, causando un'infezione.

Condizioni che influenzano l'efficacia di un agente antimicrobico

L’efficacia di un agente antimicrobico, che distrugga o inibisca microrganismi, in realtà è influenzata da diversi fattori, almeno 6:

• Dimensione della popolazione. Uccidere una popolazione grande ovviamente richiede più tempo che uccidere una popolazione più piccola.
• Composizione della popolazione. L’efficacia di un agente varia in misura notevole a seconda della natura dei microrganismi da trattare, data la diversa suscettibilità da parte di organismi differenti. Ad esempio le spore batteriche sono molto resistenti, le cellule più giovani vengono uccise più rapidamente rispetto a quelle più adulte.
• Concentrazione dell’agente. Spesso ma non sempre una maggiore concentrazione dell’agente antimicrobico comporta una maggiore azione ed una maggiore rapidità nella distruzione di microrganismi. Bisogna ricordare che però ciò non è sempre vero, infatti a volte oltre una certa concentrazione, l’esposizione all’agente non porta ad alcun vantaggio; ad esempio una concentrazione di etanolo è più efficiente al 70% che al 95%, questo poiché l’azione antimicrobica è aumentata se l’acqua è presente, facilitando la penetrazione nelle cellule.