Antimikrobiyal

Antimikrobiyal ajanlar, mikroorganizmaları öldüren (mikrobisid) veya onların büyümesini engelleyen (bakteriyostatik ajan) maddelerdir. Antimikrobiyal ilaçlar, hedefledikleri mikroorganizma türlerine göre sınıflandırılabilir. Örneğin, antibiyotikler bakterilere, antifungal ilaçlar ise mantarlara karşı etkilidir. Aynı zamanda, tedavi amacıyla antimikrobiyal ilaçların kullanımı antimikrobiyal kemoterapi olarak bilinirken, korunma amacıyla kullanımına antimikrobiyal profilaksi adı verilir.

Antimikrobiyal ajanlar başlıca dezenfektanlar (seçici olmayan ve cansız yüzeylerde mikropları öldürerek bulaşmayı önleyen, örneğin çamaşır suyu gibi), antiseptikler (canlı dokuya uygulanarak cerrahi esnasında enfeksiyonu önlemeye yardımcı olan) ve antibiyotikler (vücut içinde mikroorganizmaları yok eden) olarak sınıflandırılır. Antibiyotik terimi başlangıçta yalnızca canlı mikroorganizmalardan elde edilen formülasyonlar için kullanılsa da, şimdi kimyasal sentez yoluyla üretilmiş ajanları, örneğin sülfonamid ve florokinolonları da kapsamaktadır. Başlangıçta antibakteriyel ajanlarla sınırlı olan terim, günümüzde tüm antimikrobiyal ajanları ifade edecek şekilde genişletilmiştir. Antibakteriyel ajanlar bakterisidal ajanlar (bakterileri öldüren) ve bakteriyostatik ajanlar (bakteri büyümesini engelleyen) olarak ayrılır. Antimikrobiyal teknoloji ilerledikçe, mikrobiyal büyümeyi durdurmanın ötesine geçen ve temasla mikropları öldürebilen gözenekli medya gibi çözümler geliştirilmiştir. Antimikrobiyallerin yanlış ve aşırı kullanımı, özellikle insanlar, hayvanlar ve bitkilerde, ilaç direnci geliştiren patojenlerin çoğalmasında önemli bir rol oynamaktadır. 2019'da bakteriyel antimikrobiyal direnç (AMR) küresel çapta 1,27 milyon doğrudan ölüme ve 4,95 milyon ölüme katkı sağlamıştır. 

Tarihçe
Antimikrobiyal ajanların kullanımı en az 2000 yıldır yaygın bir tıbbi uygulamadır. Antik Mısırlılar ve antik Yunanlar, enfeksiyon tedavisinde belirli küf türleri ile bitki özlerinden yararlanmıştır.

19. yüzyılda, Louis Pasteur ve Jules Francois Joubert gibi öncü mikrobiyologlar, bazı bakteriler arasında antagonistik etkileşimleri gözlemleyerek bu etkileşimlerin tıbbi olarak kontrol altına alınmasının potansiyel yararlarını değerlendirmiştir. Pasteur'ün fermantasyon ve kendiliğinden üreme çalışmaları, anaerobik ve aerobik bakteriler arasındaki ayrımın yapılmasına öncülük etmiştir. Elde edilen bu bilgiler, Joseph Lister'in cerrahi aletlerin sterilizasyonu ve yara debridmanı gibi antiseptik yöntemleri cerrahi prosedürlere entegre etmesine olanak sağlamıştır. Bu antiseptik uygulamalar, cerrahi işlemler sırasında görülen enfeksiyon oranını ve dolayısıyla ölüm oranını önemli ölçüde azaltmıştır. Louis Pasteur’ün mikrobiyoloji alanındaki buluşları ayrıca şarbon ve kuduz gibi ölümcül enfeksiyon hastalıklarına karşı aşıların geliştirilmesine zemin hazırlamıştır.

3 Eylül 1928'de Alexander Fleming, tatil dönüşü, Staphylococcus ile dolu bir Petri kabının, antimikrobiyal özellik gösteren Penicillium rubens mantarının varlığıyla kolonilere ayrıldığını keşfetmiştir. Fleming ve ekibi, bu antimikrobiyali izole etmekte güçlük çekmiş; ancak 1929 yılında British Journal of Experimental Pathology dergisinde bu maddeyi terapötik potansiyelini vurgulayarak tanıtmışlardır. 1942 yılında Howard Florey, Ernst Chain ve Edward Abraham, Fleming'in çalışmalarını temel alarak penisilinin saflaştırılmasını ve tıbbi kullanıma sunulmasını sağlamış; bu çalışmalarla 1945 yılında Nobel Tıp Ödülü'nü kazanmışlardır.

Kimyasal 
küçükresim|right|upright=0.68||22 antibiyotiği, özellikle Streptomisin’i geliştirdiği için Nobel Tıp Ödülü’ne layık görülen Selman Waksman

Antibakteriyel ajanlar 

Antibakteriyel ajanlar, bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde kullanılır. Antibiyotikler; beta-laktam, makrolid, kinolon, tetrasiklin ve aminoglikozidler gibi alt gruplara ayrılır. Bu sınıflandırmalar, antimikrobiyal spektrum, farmakodinamik özellikler ve kimyasal yapıya göre yapılmaktadır. Belirli antibakteriyellerin uzun süreli kullanımı, enterik bakterilerin sayısında azalmaya neden olabilir ve bu durum sağlık üzerinde olumsuz etkiler yaratabilir. Probiyotik tüketimi ve dengeli beslenme, antibiyotiklerin etkisiyle zarar gören bağırsak florasının yeniden oluşturulmasına katkı sağlayabilir. Uzun süreli antibiyotik tedavisi sonrası iyileşme güçlüğü çeken veya tekrarlayan Clostridioides difficile enfeksiyonları olan hastalarda dışkı nakli tedavi seçeneği olarak değerlendirilebilir.

20. yüzyılda antibakteriyel ajanların keşfi, geliştirilmesi ve kullanımı, bakteriyel enfeksiyonların neden olduğu mortalite oranlarını önemli ölçüde azaltmıştır. Antibiyotik döneminin başlangıcı, 1936 yılında sülfonamid ilaçların terapötik olarak kullanılmaya başlanmasıyla gerçekleşmiş; 1945-1970 yılları arasında, yüksek etkinlik gösteren, yapısal olarak çeşitlenmiş birçok yeni ajanın geliştirildiği bir "altın" keşif dönemi yaşanmıştır. Ancak 1980'den itibaren, yeni antimikrobiyal ajanların klinik kullanıma sunulması, yeni ilaçların geliştirilmesi ve test edilmesinin maliyetinin yüksek olması gibi nedenlerle azalmıştır. Bu duruma paralel olarak, bakteriler, mantarlar, parazitler ve bazı virüslerde mevcut ajanların çoğuna karşı antimikrobiyal dirençte belirgin bir artış gözlenmiştir.

Antibakteriyel ajanlar en yaygın kullanılan ilaçlar arasındadır ve özellikle viral solunum yolu enfeksiyonu gibi yanlış endikasyonlarda sıkça reçete edilmektedir. Antibakteriyellerin geniş ve bilinçsiz kullanımı, antibiyotik dirençli patojenlerin hızla ortaya çıkmasına yol açarak küresel halk sağlığını ciddi tehdit eder hale getirmiştir. Direnç sorununa yanıt olarak, mevcut antibakteriyellere direnç gösteren patojenik bakterilere karşı etkili yeni antibakteriyel ajanların geliştirilmesine yönelik çabaların artırılması gerekmektedir. Bu amaca yönelik olası stratejiler, farklı çevresel örneklerden daha fazla örnekleme yapılmasını, hâlihazırda bilinmeyen ve kültürü yapılamayan mikroorganizmalar tarafından üretilen biyoaktif bileşiklerin tespit edilmesi amacıyla metagenomik tekniklerin kullanımını ve bakteriyel hedefler için özel olarak geliştirilmiş küçük molekül kütüphanelerinin oluşturulmasını içermektedir.

Antifungal ajanlar

Antifungal ajanlar, mantarları yok etmek veya gelişimlerini engellemek amacıyla kullanılır. Tıpta bu ajanlar, ayak mantarı, dermatofitoz ve pamukçuk gibi mantar enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılır ve memeli ile mantar hücreleri arasındaki yapısal farklılıkları hedef alarak etki gösterir. Hem mantar hem de insan hücrelerinin ökaryot olması nedeniyle, antifungal ilaçların konağın hücreleri ile etkileşime girmeden yalnızca mantarları hedef alması daha zor hale gelir. Bu nedenle, bazı antifungal ajanların kullanımı, yan etkilere yol açabilir ve bu yan etkiler uygun kullanım sağlanmazsa yaşamı tehdit edici olabilir.

Tıbbi kullanımlarının yanı sıra, antifungaller nemli veya ıslak ev yüzeylerindeki iç mekan küfünün kontrolü için de sıklıkla kullanılır. Sodyum bikarbonat (karbonat), yüzeylere püskürtüldüğünde antifungal etkiler gösterir. Karbonat uygulamasından sonra veya bu işlemi gerektirmeden, yüzeyi kaplayarak spor salınımını engelleyen ve hidrojen peroksit içeren bir çözüm de uygulanabilir. Yüksek nemli alanlar, örneğin banyolar veya mutfaklar için kullanılan bazı boyalar, eklenmiş antifungal ajanlar içerir. Diğer antifungal yüzey uygulamaları genellikle küf gelişimini baskılayan metal bileşiklerini içerir; örneğin bakır, gümüş veya çinko bazlı pigmentler veya çözeltiler. Bu çözümler, toksisiteleri nedeniyle genel kullanım için genellikle halka sunulmaz.

Antiviral ajanlar

Antiviral ilaçlar, viral enfeksiyonların tedavisinde kullanılan özel bir ilaç sınıfını temsil eder. Her antiviral, belirli bir virüse karşı etki göstermek üzere tasarlanmıştır ve vücut dışında virüs partiküllerini inaktive eden virüsitlerden farklılık gösterir.

Antiviral ajanların birçoğu retrovirüs enfeksiyonları, özellikle HIV tedavisi için geliştirilmiştir. Önemli antiretroviral ilaçlar arasında proteaz inhibitörü sınıfı bulunmaktadır. Herpes virüsleri, uçuk ve genital herpes gibi hastalıklara neden olmakta ve genellikle nükleozid analoğu olan asiklovir ile tedavi edilmektedir. Viral hepatit, A-E arasında değişen beş farklı hepatotropik virüsün neden olduğu bir enfeksiyondur ve enfeksiyonun tipine bağlı olarak antiviral ajanlarla tedavi edilebilir. Bazı influenza A ve B virüsleri, oseltamivir gibi nöraminidaz inhibitörüne karşı direnç geliştirmiştir ve bu nedenle yeni antiviral bileşiklerin araştırılması sürmektedir.

Antiparaziter ajanlar

Antiparaziter ajanlar, nematod, sestod, trematod ve enfeksiyöz protozoa gibi parazitlerin neden olduğu şark çıbanı, sıtma ve Chagas hastalığı gibi enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde kullanılan ilaçlardır. Bu ilaçlar arasında metronidazol, iyodoquinol ve albendazol yer almaktadır. Terapötik antimikrobiyal ajanlar gibi, antiparaziterlerin de hedef organizmayı öldürürken konağın hücrelerine ciddi zarar vermemesi esastır.

Geniş spektrumlu terapötik ajanlar

Geniş spektrumlu terapötik ajanlar, birden çok patojen sınıfına karşı etki gösterir. Pandemilerde acil tedavi gereksinimleri için bu tür ajanların kullanımının potansiyel bir çözüm olabileceği öne sürülmektedir.

İlaç-dışı antimikrobiyaller

Geniş bir yelpazede kimyasal ve doğal bileşikler antimikrobiyal amaçlarla kullanılmaktadır. Organik asitler ve bunların tuzları, laktik asit, sitrik asit ve asetik asit gibi bileşikler gıda ürünlerinde hem içerik maddesi hem de dezenfektan olarak yaygın kullanım alanına sahiptir. Örneğin, Escherichia coli yaygınlığını azaltmak amacıyla sığır karkasları genellikle asitlerle püskürtülür, ardından yıkanır veya buhara tutulur.

Hg2+ ve Pb2+ gibi ağır metal katyonları antimikrobiyal aktiviteye sahiptir ancak toksik etkilere yol açabilirler. Son yıllarda, koordinasyon bileşiklerinin antimikrobiyal etkinlikleri üzerine araştırmalar yoğunlaşmıştır.

Geleneksel bitkisel tedavi uzmanları, enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde bitkilerden faydalanmıştır. Bu bitkilerin birçoğu, antimikrobiyal aktivite açısından bilimsel olarak değerlendirilmiş ve bazı bitki türevlerinin patojenik mikroorganizmaların çoğalmasını inhibe edebildiği ortaya konmuştur. Bu bitkisel ajanların bir kısmının, mevcut antibiyotiklerin yapılarından ve etki mekanizmalarından farklı özellikler gösterdiği gözlenmiş olup; bu, mevcut ajanlarla çapraz direnç geliştirme riskinin düşük olabileceğini düşündürmektedir.

Bakır

Bakır alaşımlı yüzeyler doğal antimikrobiyal özelliklere sahiptir ve E. coli ve Staphylococcus gibi mikroorganizmaları etkisiz hale getirme kapasitesine sahiptir. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı, enfeksiyon kontrolünde düzenli temizlik ve dezenfeksiyona ek olarak antimikrobiyal bakır alaşımlarının kullanımına onay vermiştir. Antimikrobiyal özellikleri nedeniyle, bakır alaşımları bazı sağlık tesislerinde ve toplu taşıma sistemlerinde hijyenik bir tedbir olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, bakır nanoparçacıklar, kendiliğinden antimikrobiyal etkileri nedeniyle araştırma ilgisi çekmektedir.

Uçucu yağlar

Birçok uçucu yağ, bitkisel farmakopelerde antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu iddiasıyla yer almaktadır. Yapılan çalışmalarda, defne, tarçın, karanfil ve kekik yağlarının, özellikle gıda kaynaklı bakteriyel patojenlere karşı en güçlü etkilere sahip olduğu bildirilmiştir. Hindistancevizi yağı, ayrıca antimikrobiyal etkileri ile bilinmektedir. Etken bileşenler arasında terpenoidler ve sekonder metabolitler bulunmaktadır. Alternatif tıpta yaygın kullanım görmelerine karşın, uçucu yağlar ana akım tıpta sınırlı bir kullanıma sahiptir. Farmasötik bileşiklerin %25-50’si bitkisel kaynaklı olmasına rağmen, antimikrobiyal ajan olarak kullanılan bitkisel kaynaklı bileşik bulunmamaktadır; bu yönde araştırmaların arttığı gözlenmektedir. Ana akım tıpta daha geniş kullanımın önündeki engeller, düzenleyici denetim ve kalite kontrol eksiklikleri, yanlış etiketleme veya hatalı tanımlama ile sınırlı uygulama yöntemleridir.

Antimikrobiyal pestisitler

Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından bir sıra yasa kapsamında tanımlanan antimikrobiyal pestisitler, dezenfeksiyon, sanitasyon veya mikrobiyal gelişimin kontrolü yoluyla mikroorganizmaların büyümesini önlemek ve cansız nesneleri, endüstriyel sistemleri, yüzeyleri veya su gibi ortamlarda bakteriler, virüsler, mantarlar, protozoa ve algler kaynaklı kirlenme ve bozulmaya karşı koruma sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. EPA, hastaneler ve evler gibi ortamlarda dezenfektan ve sanitasyon ürünleri gibi halk sağlığı ürünlerini etkinlik doğrulaması yaparak izler. İçme suyu, yüzme havuzları, gıda sanitasyonu ve diğer çevresel yüzeyler gibi halk sağlığı ürünleri bu düzenleme kapsamındadır. EPA, bu pestisit ürünlerini doğru kullanıldığında insan sağlığına veya çevreye olumsuz etkiler yapmadıkları kabulüyle kayıt altına alır ve piyasaya sunulduktan sonra da etkinliğini koruyup korumadığını denetlemeye devam eder.

EPA tarafından düzenlenen halk sağlığı ürünleri şu üç ana kategoride sınıflandırılmaktadır:

 Dezenfektanlar: Mikroorganizmaları (bakteri, mantar, virüs) yok eder veya inaktive eder, ancak spor öldürücü etkinlik göstermeyebilir (sporlar yok edilmesi en zor olan formdur). EPA, etkinlik verileri doğrultusunda dezenfektanları sınırlı, genel/geniş spektrumlu veya hastane dezenfektanı olarak sınıflandırır.
 Sanitasyon ürünleri: Mikroorganizmaların sayısını azaltır ancak tüm patojenleri öldürmeyebilir veya tamamen ortadan kaldırmayabilir.
 Sterilizatörler (Sporisitler): Bakteri, mantar, spor ve virüslerin tümünü tamamen ortadan kaldırır.

Antimikrobiyal pestisit güvenliği

Antimikrobiyal pestisitlerin, ilaç direnci gelişiminde rol oynama potansiyeli oldukça yüksektir. Bu nedenle Dünya Sağlık Örgütü gibi uluslararası sağlık otoriteleri, küresel çapta antimikrobiyal pestisit kullanımının kayda değer ölçüde azaltılması çağrısında bulunmaktadır. Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri’nin (CDC) 2010 tarihli raporuna göre, sağlık çalışanları antimikrobiyal pestisit maruziyetine karşı korunma önlemlerini güçlendirmelidir. Bu kapsamda, çalışanlara, eldiven ve koruyucu gözlük gibi kişisel koruyucu ekipman kullanarak maruziyeti minimuma indirmeleri tavsiye edilmektedir. Ayrıca, EPA’nın güvenli kullanım için belirlediği talimatların dikkatlice uygulanması önemlidir. Çalışanların sağlık riskleri konusunda eğitilmesi ve maruziyet yaşanması durumunda tıbbi yardım almaya teşvik edilmeleri gerekmektedir.

Ozon

Ozon, hava, su ve proses ekipmanlarında bulunan mikroorganizmaları öldürme kapasitesine sahiptir ve mutfak egzoz havalandırmaları, çöp odaları, yağ tutucular, biyogaz tesisleri, atık su arıtma tesisleri, tekstil üretim alanları, bira fabrikaları, süt işletmeleri, gıda ve hijyen üretimi, ilaç endüstrisi, şişeleme tesisleri, hayvanat bahçeleri, belediye içme suyu sistemleri, yüzme havuzu ve spa merkezleri, çamaşır yıkama, ev içi küf ve koku giderme gibi çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır.

Antimikrobiyal cerrahi kıyafetler

Antimikrobiyal cerrahi kıyafetler, koku ve leke oluşumunu azaltarak kullanım sürelerini uzatır. Bu kıyafetler, antimikrobiyal teknolojinin hızla gelişmesiyle birlikte çeşitli renk ve tasarımlarda üretilmekte ve piyasada giderek daha ileri sürümleri bulunmaktadır. Ancak, bu kıyafetlerde biriken bakteriler ofis masaları, dinlenme odaları, bilgisayarlar ve diğer ortak kullanılan yüzeylere bulaşabilir ve bu da MRSA gibi enfeksiyonların yayılmasına neden olabilir. Bu enfeksiyonların tedavisi, sağlık sektörüne yılda yaklaşık 20 milyar dolar maliyet getirmektedir.

Halojenler

Klor, iyot, flor ve brom gibi ametal elementler, halojen ailesini oluşturur. Her bir halojenin antimikrobiyal etkisi, pH, sıcaklık, temas süresi ve mikroorganizma türü gibi faktörlerden etkilenir. En sık kullanılan antimikrobiyaller klor ve iyottur. Klor, su arıtma tesisleri ile ilaç ve gıda endüstrisinde yaygın olarak dezenfektan olarak kullanılır. Atık su arıtma tesislerinde çözünebilir kirleticileri okside ederek bakterileri ve virüsleri yok eden klor, aynı zamanda bakteri sporlarına karşı oldukça etkilidir. Etki mekanizması, mikroorganizmaların moleküler bağlarını kırmaya dayanır. Bakteriyel bir enzim, klor içeren bileşikle temas ettiğinde, moleküldeki hidrojen atomunun yerini klor alır; bu değişim enzimin işlevini değiştirerek bakterinin ölümüne yol açar. İyot ise genellikle sterilizasyon ve yara temizliği için tercih edilir. İyot içeren ana antimikrobiyal bileşikler; alkol-iyot çözeltisi, sulu iyot çözeltisi ve iyotforlardır. İyotforlar daha bakterisidal etkiye sahip olup cilde daha az tahriş edici olduğu için antiseptik olarak kullanılır. Bakteriyel sporlar iyot tarafından yok edilemez, ancak iyotforlarla büyümeleri baskılanabilir. İyot, hücrelere nüfuz ederek proteinleri, genetik materyali ve yağ asitlerini okside ettiğinde mikroorganizma büyümesi inhibe edilir. Brom ise su arıtma tesislerinde kullanılan etkili bir antimikrobiyaldir ve klor ile karıştırıldığında S. faecalis gibi bakteri sporlarına karşı güçlü bir etkinlik gösterir.

Alkoller

Alkoller, yaygın olarak dezenfektan ve antiseptik amaçlı kullanılır ve vejetatif bakterileri, çoğu virüsü ve mantar türlerini öldürme kapasitesine sahiptir. En sık kullanılan antimikrobiyal ajanlar arasında etanol, n-propanol ve izopropil alkol bulunmaktadır. Metanol da bir dezenfektan ajan olarak bilinse de yüksek toksisite seviyesinden dolayı yaygın kullanım bulmaz. Escherichia coli, Salmonella ve Staphylococcus aureus gibi bakterilerin çoğalması alkollerle inhibe edilebilir. Alkoller zarflı virüslere karşı oldukça etkilidir (%60-70 etanol); %70 izopropil alkol veya etanol, güçlü antimikrobiyal etki gösterir. Su ile birleştiğinde, %70 alkol proteinlerin koagülasyonunu sağlayarak mikroorganizma büyümesini durdurur. Alkollerin sporlar üzerinde etkisi sınırlıdır. Etki mekanizması proteinlerin denatürasyonuyla gerçekleşir; alkoller, protein yapısındaki hidrojen bağlarını bozarak lipid zarlarını çözmektedir. Hücre zarı bozulması, alkollerin hücre ölümünü destekleyen diğer bir etkisidir. Alkoller, el dezenfektanları, antiseptikler ve dezenfektanlar gibi formülasyonlarda yaygın kullanımı olan ucuz ve etkili antimikrobiyallerdir.

Fenol ve fenolik bileşikler

Fenol, antimikrobiyal ajan olarak kullanılan ilk kimyasallardan biri olarak bilinir ve güçlü antiseptik özelliklere sahiptir. %0.1–1 konsantrasyonunda bakteriyostatik, %1–2 konsantrasyonunda ise bakterisidal ve fungisidal etki gösterir. %5'lik bir fenol çözeltisi, 48 saat içinde şarbon sporlarını etkisiz hale getirebilir. Fenoller, genellikle ağız çalkalama suları ve ev temizlik maddelerinde yaygın olarak bulunur ve geniş bir bakteri, mantar ve virüs spektrumuna karşı etkilidir. Günümüzde, fenol türevleri olan timol ve krezol daha düşük toksisite özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir. Fenolik bileşikler, yapılarında –OH grubu ve benzen halkası bulundurur ve yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahiptir. Bu bileşikler, protein çöktürme yoluyla proteinleri denatüre ederek ve mikroorganizmaların hücre zarına nüfuz edip onu bozarak mikrobiyal büyümeyi engellerler. Ayrıca enzimleri etkisiz hale getirerek mikrobiyal hücrelerdeki amino asitlere zarar verirler. Fentiklor gibi antibakteriyel ve antifungal özellikteki fenolik bileşikler, mantar enfeksiyonlarının ağızdan tedavisinde kullanılmaktadır. Triklosan, hem gram-pozitif hem de gram-negatif bakterilere karşı oldukça etkilidir. Hekzaklorofen (Bisfenol) yüzey aktif özellik gösterir ve antiseptik özellikleri sayesinde sabun, el yıkama ürünleri ve cilt bakım ürünlerinde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca sterilizasyon ajanı olarak da kullanımı mevcuttur. Krezol, ağız çalkalama suları ve öksürük damlalarında etkili bir antimikrobiyal olarak kullanılır. Fenolik bileşikler, Staphylococcus epidermidis ve Pseudomonas aeruginosa gibi bakterilere karşı güçlü antimikrobiyal etki gösterir. 2-Fenilfenol su çözeltileri, meyvelerin ambalajlanmadan önce daldırılarak işlenmesi için kullanılır ve bu işlem sonucu meyve kabuğunda az miktarda kalıntı oluşabilir.

Aldehitler

Aldehit bileşikleri, bakteri, mantar ve virüs türlerine karşı yüksek etkinlik gösterir. Bu bileşikler, bakteriyel dış zarı bozarak mikrobiyal büyümeyi inhibe eder. Cerrahi aletlerin dezenfeksiyonu ve sterilizasyonunda kullanılır, ancak yüksek toksisiteleri nedeniyle antiseptiklerde kullanılmazlar. Günümüzde yalnızca glutaraldehit, formaldehit ve orto-ftalaldehit (OPA) dezenfektan biyosit olarak yaygın kullanım alanı bulmaktadır, ancak birçok aldehitin antimikrobiyal aktivitesi iyi seviyededir. Bununla birlikte, uzun temas süresi gerektirmeleri nedeniyle sıklıkla alternatif dezenfektanlar tercih edilmektedir.

Fiziksel

Sıcaklık

Mikroorganizmalar, büyümeleri için belirli bir minimum, optimum ve maksimum sıcaklık aralığına ihtiyaç duyar. Hem yüksek hem de düşük sıcaklıklar, mikroorganizma kontrolünde fiziksel yöntemler olarak kullanılmaktadır. Farklı mikroorganizmalar ısıya karşı farklı düzeylerde direnç veya duyarlılık gösterir; örneğin, bakteriyel endosporlar oldukça dirençliyken, vejetatif hücreler daha hassastır ve daha düşük sıcaklıklarda kolayca yok edilebilir. Mikroorganizmaları öldürmek için kullanılan bir diğer ısıl yöntem, fraksiyonel sterilizasyondur; bu işlem, mikroorganizmaların her gün bir saat boyunca 100 derece Celsius sıcaklığa maruz bırakılmasını içerir ve birkaç gün tekrarlanır. Tindallizasyon olarak da bilinen bu yöntem, bakteriyel endosporları etkisiz hale getirebilir. Hem kuru hem de nemli ısı, mikrobiyal yaşamın yok edilmesinde etkilidir. Örneğin, reçel gibi ürünlerin saklanmasında kullanılan kavanozlar, geleneksel bir fırında ısıtılarak sterilize edilebilir. Isı aynı zamanda pastörizasyon gibi işlemlerde kullanılarak süt, peynir, meyve suları, şarap ve sirke gibi gıda maddelerinde bozulmayı yavaşlatır ve zararlı mikroorganizmaların sayısını büyük ölçüde azaltır. Düşük sıcaklık, mikrobiyal metabolizmayı yavaşlatarak mikrobiyal aktiviteyi azaltmak amacıyla da kullanılır.

Radyasyon

Gıdalar, patojenleri etkisiz hale getirmek için sıklıkla ışınlanmaktadır. Mikroorganizma büyümesini engellemek için kullanılan iki tür radyasyon vardır: iyonize ve iyonize olmayan radyasyon. Gıda sterilizasyonunda kullanılan yaygın radyasyon kaynakları arasında kobalt-60 (bir gama yayıcı), elektron demetleri ve  bulunur. Ayrıca, ultraviyole ışık, içme suyunun dezenfeksiyonunda, küçük ölçekli bireysel sistemlerden büyük ölçekli topluluk su arıtma sistemlerine kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Kurutma

Desikasyon olarak da bilinen kurutma, aşırı kuruluk hali veya aşırı kurutma sürecidir. Bakteri, maya ve küf gibi bazı mikroorganizmalar büyümeleri için suya ihtiyaç duyar; kurutma, bu su içeriğini yok ederek mikrobiyal büyümeyi inhibe eder. Ancak, su yeniden temin edildiğinde bakteriler yeniden büyümeye başlar; dolayısıyla kurutma işlemi bakteriyel büyümeyi tamamen inhibe etmez. Bu işlem için kullanılan cihaza desikatör denir. Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bu yöntem, gıda muhafaza için etkili bir tekniktir ve aşılar ile diğer ürünlerin saklanmasında ilaç endüstrisinde de geniş ölçüde kullanılmaktadır.

Antimikrobiyal yüzeyler

Antimikrobiyal yüzeyler, mikroorganizmaların çoğalmasını engellemek veya kimyasal (bakır toksisitesi) ya da fiziksel yöntemlerle (hücre duvarlarını parçalayabilen mikro/nano sütunlar) mikroorganizmalara zarar vermek amacıyla tasarlanmıştır. Bu yüzeyler, özellikle sağlık sektörü açısından büyük önem taşır. Etkili antimikrobiyal yüzeylerin tasarımı, mikroorganizmaların yüzeye ilk yapışma mekanizmalarının ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını gerektirir ve bu mekanizmaların incelenmesi için moleküler dinamik simülasyonları ile zaman atlamalı görüntüleme teknikleri kullanılır.

Osmotik basınç

Osmotik basınç, bir çözücünün yarı geçirgen bir membran aracılığıyla yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden düşük konsantrasyonlu bir bölgeye geçişini önlemek için gereken basınçtır. Hücre içinde çözeltinin konsantrasyonu dış ortamdan daha yüksek olduğunda, hücre hipotonik bir ortamda kabul edilir ve su hücreye doğru hareket eder. Bakteri hipertonik bir çözeltiye yerleştirildiğinde plazmoliz (hücre büzülmesi), hipotonik bir çözeltiye yerleştirildiğinde ise plazmotiz veya turgor durumu ortaya çıkar. Bu durumlar, osmotik basınç değişimi nedeniyle bakterilerin ölümüne yol açar.

Antimikrobiyal direnç

İnsanlarda, hayvanlarda ve bitkilerde antimikrobiyallerin hatalı ve gereksiz kullanımı, dirençli patojenlerin gelişiminde ana faktörlerden biridir. 2019 yılında bakteriyel antimikrobiyal dirençin (AMR) dünya çapında 1,27 milyon ölüme doğrudan neden olduğu ve toplamda 4,95 milyon ölümde katkı sağladığı tahmin edilmektedir.

Ayrıca bakınız

 Biyosit
 Antiviral ilaç

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 
 Avrupa ülkelerinde direnç ve hastalık yükü – Avrupa hastanelerinde antibiyotik direncinin finansal yükünü tahmin etmek için bir AB projesi
 Cochrane Yara Antimikrobiyalleri listesi (PDF)
 Mikroorganizmaları Kontrol Etmek için Fiziksel Yöntemlerin Kullanımı
 Ulusal Pestisit Bilgi Merkezi
 Plastik uygulamalarda antimikrobiyallerin kullanımına genel bakış
 Antimikrobiyal İndeks – Bilimsel literatürde bulunan antimikrobiyal ajanların (bitki özleri ve peptitler dahil) sürekli güncellenen listesi

Kategori:Biyositler