Door Blake Flournoy – Bijgewerkt op 24 maart 2022

Sinhyu/iStock/GettyImages

Eeuwenlang heeft alcohol gediend als een vertrouwd ontsmettingsmiddel. Moderne basisproducten zoals ontsmettingsalcohol en handdesinfecterende middelen op alcoholbasis zijn afhankelijk van oplossingen van isopropyl- of ethylalcohol. In het oude Egypte werd palmwijn gebruikt om wonden te reinigen en lichamen te conserveren. Toch geven de meeste advertenties geen uitleg over de fascinerende chemie die alcohol in staat stelt bacteriën uit te roeien.

TL;DR

Alcohol doodt bacteriën door hun eiwitten te denatureren en hun celmembranen op te lossen. Omdat alcohol zowel in water als in vet oplosbaar is, kan het de beschermende lipidedubbellaag binnendringen, de eiwitstructuur verstoren en de cel snel uitschakelen.

Eigenschappen van alcohol

Isopropyl en ethylalcohol zijn amfifiele moleculen, wat betekent dat ze zowel hydrofiele (waterminnende) als lipofiele (vetminnende) delen bevatten. Door deze dubbele affiniteit kunnen ze zich vermengen met de lipidecomponenten van bacteriële membranen terwijl ze tegelijkertijd interageren met waterige eiwitinterieurs. Wanneer ze worden blootgesteld aan een bacteriële cel, nestelen alcoholmoleculen zichzelf in de fosfolipidedubbellaag, waardoor het membraan beter doorlaatbaar wordt voor water en de structurele integriteit verliest.

Bacteriële structuur

Bacteriën bestaan voornamelijk uit water, maar hun cellulaire machinerie – eiwitten, enzymen en membraancomponenten – is afhankelijk van strak gevouwen structuren. Eiwitten bestaan ​​uit lange ketens van aminozuren die zich in precieze vormen vouwen die nodig zijn voor functies zoals motiliteit, replicatie en immuunontduiking. Deze eiwitten bevinden zich in een waterig cytoplasma en zijn omgeven door een lipide-envelop die de cel beschermt tegen de omgeving.

Dood door denaturatie

Zodra alcohol het membraan infiltreert, blijft het dieper doordringen in de omringende intracellulaire eiwitten. De alcoholmoleculen vormen waterstofbruggen met zijketens van aminozuren, waardoor de niet-covalente interacties worden verbroken die de driedimensionale structuur van een eiwit in stand houden. Dit proces, bekend als denaturatie, zorgt ervoor dat eiwitten zich ontvouwen en hun functionaliteit verliezen. Omdat zowel het membraan als de eiwitten aangetast zijn, kan de bacteriecel geen vitale processen ondersteunen en sterft snel.