CARRERA de ESPECIALIZACIÓN ÁREA ESTERILIZACIÓN

PARA FARMACÉUTICOS

MICROBIOLOGIA APLICADA

AGENTES ANTIMICROBIANOS ESTERILIZANTES Y/O DESINFECTANTES

Pérdida de la viabilidad en los microroganismos: Físicos: Calor, radiaciones Químicos: óxido de etileno, formaldehído, agentes oxidantes, soluciones antisépticas

Separación de los microorganismos de una sustancia líquida o gaseosas Filtración: Membranas filtrantes.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EFICACIA DE LOS AGENTES FÍSICOS Y QUIMICOS

 



Número de microorganismos Clase de microorganismos (no todos los microorganismos son igual de sensibles a los agentes físico-químicos).

Concentración y clase del agente químico e Intensidad y naturaleza del agente físico.



Tiempo mínimo para producir el efecto que es distinto para cada agente.



Temperatura, pH y Naturaleza del material soporte de los microorganismos

Relación decreciente de resistencia

PRIONES ESPORAS BACTERIANAS (Bacillus spp., Clostridium spp.) MICOBACTERIAS (Mycobacterium tuberculosis) VIRUS PEQUEÑOS SIN ENVOLTURA (Poliovirus) BACTERIAS GRAMNEGATIVAS (Pseudomonas spp.) HONGOS (Aspergillus spp., Candida spp.) VIRUS MEDIANOS SIN ENVOLTURA (Adenovirus) BACTERIAS GRAMPOSITIVAS (Staphylococcus spp.) VIRUS CON ENVOLTURA (HIV, VHB)

AGENTES ANTIMICROBIANOS ESTERILIZANTES Y/O DESINFECTANTES

ESTERILIZACIÓN: Implica la MUERTE O ELIMINACIÓN de todas las formas de vida de los microorganismos, incluidas las esporas.

DESINFECCIÓN: Proceso de destrucción de las formas vegetativas de los patógenos, pero no de las esporas o los virus

AGENTES ANTIMICROBIANOS ESTERILIZANTES Y/O DESINFECTANTES

DECONTAMINACIÓN: Reducción de microorganismos patógenos a un nivel donde sean seguros de manejar sin indumentaria protectiva. Su objetivo consiste en inactivar microorganismos que impliquen infección.

ANTISEPTICO: agente que controla y reduce la presencia de microorganismos potencialmente patógenos sobre piel y/o mucosas (sólo pueden aplicarse externamente sobre seres vivos).

AGENTES FISICOS PARA EL CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS

TEMPERATURA: CALOR RADIACIONES

AGENTES MECANICOS

CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS POR CALOR óptima

enzimáticas se producen a una velocidad máxima.

Crecimiento

• Reacciones

• Desnaturalización e inactivación de proteínas Máxima enzimáticas esenciales •Colapso de la membrana citoplásmica • Lisis térmica de la bacteria.

Mínima • Descenso de la fluidez de la membrana. •Detención de los procesos de transporte de nutrientes •Aumento de la viscosidad del citoplasma Temperatura

Clasificación de los microorganismos según la temperatura

ACCION DEL CALOR SOBRE LOS MICROORGANISMOS A temperaturas mayores de la temperatura máxima de crecimiento Pérdida de la viabilidad (muerte microbiana) Mecanismos de muerte: desnaturalización de las proteínas Coagulación de proteínas: Calor Húmedo

Oxidación de proteínas: Calor Seco

 El tiempo requerido para una reducción de 10 veces la

densidad de población a una dada temperatura (dosis letal), se denomina TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL, o D es el parámetro más útil. Log. Número de sobrevivientes

6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 0

D

1

2

3 4 5 6 7 Minutos de exposición

TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL (D) depende: Temperatura o Dosis letal • Sistema de reacción: •

Especie microbiana: vegetativo o esporulado Medio de esterilización: pH, fuerza iónica, presencia de protectores.

Medio de recuperación Agente esterilizante

 La diferencia de temperatura necesaria para reducir tiempo de reducción decimal (D) en una unidad logarítmica (10 veces) se denomina Valor Z: constante

de resistencia termal" Z= (T1- T2) / log (D2/D1) Log D

100 10

1 0.1

Z

Temperatura

CALOR HÚMEDO METODOS

PROCESO FISICO

TIEMPO Y TEMPERATURA

MICROORGANISMOS SENSIBLES

MATERIAL

*Calor húmedo Pasteurización

Desinfección

62-63°C, 30 min 72-75°C, 15 seg

Formas vegetativas, virus. No bacterias termófilas ni esporas.

Leche, jugos, cerveza, vinos

Ebullición

Desinfección

100°C 20-30 min

Formas veg. virus y algunos hongos. No esporas.

Ropas, cubiertos, agua

Termodesinfección

Desinfección

térmica 93°C/10’ qcotérmica 65°C/10’

Formas vegetativas

Instrumental metálico, material de vidrio, cajas

Tindalización (vapor fluente)

Esterilización

100°C, 30-60 min , 3d con incubación

Formas vegetativas y esporas

Sustancias termosensibles

Autoclave (vapor con presión)

Esterilización

121°C, 20 min, 1 at

Formas vegetativas y esporas

Líquidos, medios de cultivo, telas mat.de vidrio, instrumental

Uperización (vapor con pres.)

Esterilización

150-160 °C, 13 at

Formas veg. y esporas

Leche larga vida

CALOR SECO

INCINERACIÓN FLAMEADO AIRE CALIENTE

RADIACIONES

DEFINICIÓN: es la propagación de energía por el espacio. Los principales tipos de radiaciones que pueden tener efectos sobre los seres vivos son:

RADIACIONES

RADIACCIONES Su acción depende de: • El tipo de radiación • El tiempo de exposición

• La dosis IONIZANTES TIPO DE RADIACIÓN

NO IONIZANTES: U.V.

RADIACIONES IONIZANTES

RAYOS X Y LOS RAYOS CADENA DE IONIZACIONES, CON TRANSFERENCIA LINEAR DE ENERGÍA

RESULTADO FINAL ES QUE SE FORMAN PARES DE IONES (UNO POSITIVO Y OTRO NEGATIVO). CAMBIOS QUÍMICOS EN EL SISTEMA QUE SE HABÍA SOMETIDO A LA IRRADIACIÓN.

RADIACIONES IONIZANTES 1- DOSIS DE EXPOSICIÓN: cantidad de radiación a que se somete un material. Se suele medir en unidades Roentgen (R): 1 R = energía de absorción de 83 erg·g-1 de aire. 2- DOSIS DE ABSORCIÓN: es la fracción de la dosis de exposición que realmente se absorbe por el sistema biológico (biológicamente efectiva). Se suele medir en rads: 1 rad = energía de absorción de 100 erg·g-1 de aire

RADIACIONES IONIZANTES En la práctica: la unidad que se emplea en Biología es el megarad (Mrad), equivalente a un millón de rads, y que es el rango de la dosis requerida para esterilizaciones. ESTERILIZACIÓN DE ALIMENTOS

Gray

Gray (Gy)= Es la cantidad de energía por unidad de masa de producto, es la absorción de un Joule de energía por kilo de masa irradiada. (1000 Grays = 1 kiloGray)

RADIACIONES IONIZANTES

DOSIS DE REDUCCIÓN DECIMAL (D): •Endosporas de Clostridium : 2000-3000 Gy. •Células vegetativas de Deinococcus radiodurans: 2.200 Gy.

•Otras especies poseen una dosis de reducción decimal: 200600 Gy. •Dosis letal para humanos:10 Gy

RADIACIONES IONIZANTES EFECTOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SON LETALES (MODO DE ACCION)

DIRECTOS MUTAGÉNESIS

INDIRECTOS

Altas dosis

Bajas dosis

RADIACIONES IONIZANTES 1. EFECTO LETAL DIRECTO: por impacto de cuantos de radiación ionizante sobre alguna molécula esencial para la vida:ADN. No las proteínas, de las que existen muchas copias en la célula, y que podrían regenerarse. Daños ADN: roturas en ambas cadenas, y entrecruzamiento entre dichas cadenas, que no puedan repararse

2. EFECTO MUTAGÉNICO: deriva de la producción de daños menores al ADN que pueden repararse por mecanismos propensos a error.

RADIACIONES IONIZANTES

APLICACIONES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES • Material farmacéutico

•Material médico-quirúrgico (guantes de cirujano, suturas de nylon, jeringas desechables, agujas, bisturíes, catéteres, prótesis, etc);

•Alimentos envasados (aunque en algunos países aún sigue abierta la polémica por parte de ciertos grupos sobre la seguridad de este tratamiento).

RADIACIONES IONIZANTES

La clasificación de la OMS según la dosis, es la siguiente: Dosis Baja (hasta 1 kGy): es usada para demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos en los alimentos. Dosis Media (hasta 10 kGy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y descomponedores de distintos alimentos; para mejorar propiedades tecnológicas de los alimentos, como reducir los tiempos de cocción de vegetales deshidratados; y para extender la vida en anaquel de varios alimentos. Dosis Alta (superior a 10 kGy): es usada para la esterilización de carne, pollo, mariscos y pescados, y otras preparaciones.

RADIACIONES IONIZANTES DOSIS DE ESTERILIZACIÓN POR RADIACIÓN: se suele establecer en 12 veces la dosis de reducción decimal (12 D) requerida frente a las endosporas de Clostridium botulinum.

Debido al gran poder penetrante de las radiaciones hay que mantener unas normas y controles de seguridad muy estrictos en su manipulación: planchas protectoras de plomo y revisiones periódicas de los manipuladores

RADIACIONES UV

UV-A ("luz negra" u onda larga de rayos UV) : 380 a 315 nm  UV-B (onda mediana) : 315 a 280 nm

UV-C ("germicida" u onda corta de rayos UV): 280 a 100 nm).

RADIACIONES UV

Tiene un efecto letal y mutagénico, que depende de su longitud de onda. Las proteínas absorben a 280 nm, debido a los aminoácidos aromáticos (Trp, Tyr, Phe), y otro a 230 nm, debido a los enlaces peptídicos.

El ADN y el ARN absorben a 260 nm, debido al enlace doble entre los átomos 4 y 5 de las bases púricas y pirimidínicas UV-C ("germicida" u onda corta de rayos UV): 280 a 100 nm).

RADIACIONES UV • EL ESPECTRO DE ACCIÓN BIOLÓGICA DE LA LUZ UV EQUIVALE AL DE ABSORCIÓN DEL UV

POR EL ADN (260 nm). • Los rayos UV provocan cambios químicos en las moléculas absorbentes, de modo que aparecen moléculas alteradas denominadas genéricamente fotoproductos. • Los fotoproductos originan la inactivación de macromoléculas: ADN, ARN, proteínas.

RADIACIONES UV

FOTOPRODUCTOS DEL ADN OCASIONADOS POR LA LUZ UV LOS FOTOPRODUCTOS DEL ADN derivan principalmente de alteraciones en las bases pirimidínicas (citosina, timina): • Dímeros pirimídicos (anillo ciclobutano) • Fotoproducto de la endospora (5-timinil-5,6dihidrotimina) • Hidratos de pirimidina

RADIACIONES UV

MECANISMOS DE REPARACION DE LOS FOTOPRODUCTOS 1- Mecanismos prerreplicativos: a- reparación fotoenzimática o fotorreactivación, que permite la reparación directa del daño en sí b- reparación por escisión y resíntesis 2- Mecanismos posreplicativos:

a- reparación por recombinación b- reparación inducible de emergencia (SOS).

RADIACIONES UV REPARACIÓN FOTOENZIMÁTICA • La enzima denominada fotoliasa o enzima fotorreactivante repara directamente los dímeros de pirimidina, en una reacción que requiere luz visible de 300-500 nm de longitud de onda (luz azul).

• No todas las bacterias tienen enzimas fotorreactivantes, pero en cambio la fotorreparación está muy extendida entre eucariotas.

RADIACIONES UV REPARACIÓN RECOMBINACIÓN ADN-polimerasa-III bacteriana cuando se encuentra, en la cadena que está usando como molde, con un dímero de pirimidina, deja de replicar esa zona, y "salta" unos 1000 nucleótidos más adelante para seguir la replicación. Por lo tanto, deja un gran hueco o mella de unos 1000 nucleótidos. Esta discontinuidad (llamada mella post-replicativa) se puede rellenar por el mecanismo de reparación por recombinación general, recurriendo a la proteína RecA, que verifica una recombinación con la hebra parental homóloga intacta

RADIACIONES UV REPARACIÓN DE EMERGENCIA (SOS) PROPENSA A ERROR El sistema SOS en realidad consiste en una serie de funciones "de emergencia" ante estrés, una de las cuales es este tipo de reparación de ADN propenso a error. Otras funciones del sistema SOS son: - Inducción de varios profagos - Retraso en la formación del tabique transversal, por lo que las células se alargan anormalmente.

- Desconexión de la respiración. - Incremento de la degradación de proteínas.

FILTRACIONES • La filtración es el pasaje de un líquido o de un gas a

través de un material filtrante con poros lo suficientemente pequeños como para retener los microorganismos

Los filtros no retienen virus ni micoplasmas, estos últimos están en el límite de separación según el diámetro de poro que se utilice

FILTRACIONES

FILTRACIÓN CLÁSICA: filtros de membrana de ésteres de celulosa o polímeros plásticos de solo 1 mm de espesor y de poros de 0.22 o 0.45 m para retener bacterias.

Usos: para esterilizar sustancias termosensibles (algunos medios de cultivo, soluciones azucaradas, suero, saliva, enzimas, vacunas y soluciones de antibióticos

FILTRACIONES

FILTRACIONES FILTRACIÓN AÉREA: los filtros de flujo laminar, con base en láminas de acero y poliestireno, no permiten el paso de partículas mayores de 0.3 m.  Los filtros de aire particulados de alta eficiencia (HEPA, high-effeciency particulate air filtres), eliminan a casi todos los microorganismos de un diámetro superior a 0.3 m.

 Son muy utilizados en los quirófanos y en salas de pacientes sometidos a un estricto aire purificado: niños prematuros, individuos quemados y los pacientes bajo tratamiento inmunosupresor

FILTRACIONES

MUCHAS

GRACIAS!!!