Механизм антимикробного действия глутарового альдегида
Ясно, что механизм действия глутарового альдегида предполагает тесную связь с внешними слоями бактериальных клеток, в частности с непротонированными аминами на поверхности клетки. Такой эффект может объяснить его ингибирующее действие на транспорт и ферментные системы, где доступ субстрата к ферменту запрещен. Частичное или полное удаление клеточной стенки в гипертонической среде, приводящее к образованию сферопластов или протопластов и последующему предотвращению лизиса глутаральдегидом, когда эти формы разбавляются в гипотонической среде, предполагает дополнительный эффект на внутреннюю мембрану, что подтверждается выводом тем, что диальдегид предотвращает селективное высвобождение некоторых мембраносвязанных ферментов Micrococcus lysodeikticus.
Глутаральдегид более активен в щелочной среде, чем при кислотных значениях pH. Поскольку внешний pH изменяется от кислого до щелочного, на поверхности клетки будет образовываться больше реакционноспособных участков, что приведет к более быстрому бактерицидному эффекту. Полученные таким образом перекрестные ссылки означают, что клетка не сможет выполнять большинство, если не все, своих основных функций. Глутаральдегид также является микобактерицидным. К сожалению, до сих пор не было проведено критических исследований для оценки характера этого действия.
Низкие концентрации диальдегида (0,1%) препятствуют прорастанию, тогда как гораздо более высокие концентрации (2%) являются спорицидными. Альдегид, как при кислотном, так и при щелочном рН, сильно взаимодействует с внешними слоями спор; это взаимодействие уменьшает высвобождение дипиколиновой кислоты (DPA) из нагретых спор и лизис, вызванный комбинациями меркаптоэтанол (или тиогликолят) - пероксид. Низкие концентрации как кислого, так и щелочного глутаральдегида увеличивают гидрофобность поверхности спор, что снова указывает на воздействие на самые отдаленные области клетки. Возможно, что кислый глутаральдегид взаимодействует и остается на поверхности клетки, тогда как щелочной глутаральдегид проникает глубже в спору.
Во время споруляции клетка со временем становится менее восприимчивой к глутаральдегиду. В отличие от этого, прорастающие и перерастающие клетки приобретают чувствительность. Прорастание может быть определено как необратимый процесс, при котором происходит активация споры из состояния покоя в метаболически активное состояние в течение короткого периода времени. Глутаральдегид оказывает раннее влияние на процесс прорастания. Считается, что l-аланин связывается со специфическим рецептором на оболочке спор, и как только споры запускаются для прорастания, они необратимо теряют свои дремлющие свойства. Споры, обработанные глутаральдегидом, сохраняют свою преломляющую способность и имеют тот же внешний вид под фазово-контрастным микроскопом, что и обычные необработанные споры, даже когда споры впоследствии инкубируют в среде для прорастания. Глутаральдегид обычно используется в виде 2% раствора для достижения спорицидного эффекта; низкие концентрации (<0,1%) предотвращают фазовое потемнение спор, а также предотвращают снижение оптической плотности, связанное с поздним событием прорастания. Напротив, более высокие концентрации (от 0,1 до 1%) значительно снижают поглощение l-аланина, возможно, в результате герметизирующего действия альдегида на клеточную поверхность.
В последнее время отсутствуют исследования механизмов фунгицидного действия глутарового альдегида. В более ранних работах предполагалось, что грибковая клеточная стенка является основной мишенью, особенно компонент главной стенки, хитин, который аналогичен пептидогликану, обнаруженному в бактериальных клеточных стенках.
Глутаральдегид является сильнодействующим вирусоцидным средством. Он снижает активность поверхностного антигена гепатита B (HBsAg) и особенно основного антигена гепатита B ([HBcAg] в вирусе гепатита B [HBV]) и взаимодействует с остатками лизина на поверхности вируса гепатита A (HAV). Низкие концентрации (<0,1%) щелочного глутаральдегида эффективны против очищенного полиовируса, тогда как РНК полиовируса обладает высокой устойчивостью к концентрациям альдегида до 1% при рН 7,2 и медленно инактивируется при рН 8,3. Другими словами, полная частица полиовируса намного более чувствительна, чем РНК полиовируса. В свете этого было сделано заключение, что вызванная глутаральдегидом потеря инфекционности связана с изменениями капсида. Глутаральдегид в низких концентрациях 0,05 и 0,005% взаимодействует с капсидными белками полиовируса и эховируса соответственно; различия в чувствительности, вероятно, отражают основные структурные различия у двух вирусов.