Gellért, Mercédesz
11 °C
14 °C

Emberre nem veszélyes a baktériumgyilkos

2013.11.06. 13:23
Noszticzius Zoltán, Wittmann Marian és Kály-Kullai Kristóf BME Fizika Tanszékéről rájött, miért nem veszélyesek az emberre a baktériumokat, gombákat és vírusokat a másodperc ezred része alatt elpusztító klór-dioxid oldatok. Bizonyították azt is, hogy a klór-dioxid ellen a mikrobák elvileg nem lesznek rezisztensek. Az oldat hasznos lehet a rezisztencia elleni harcban, hátránya, hogy csak lokálisan alkalmazható, de még így is segíthet a mostani antibiotikumokon. A magyar kutatók a PLOS ONE című, az interneten szabadon elérhető tudományos folyóiratban publikálták eredményeiket „Chlorine Dioxide is a Size Selective Antimicrobial Agent” címmel.

Az antibiotikumokat a mikrobák fejlesztették ki az egymás ellen évmilliárdok óta folytatott harcukban, kémiailag szelektáltak egymás között. Ha a baktérium nem képes olyan kémiai ellenanyagot termelni, amely semlegesíti az antibiotikum hatását, akkor elpusztul. De a baktériumok ezt az ellenanyagtermelő képességet ki is tudják fejleszteni, sőt akár el is tanulhatják egymástól, és amikor ezt a tudást kódoló gént kicserélik, rohamosan terjedhet a rezisztencia.

Ha olyan szert akarunk, amellyel szemben egyetlen a baktérium sem tud ellenállást, rezisztenciát kialakítani, akkor annak valami olyat kell megtámadni, amely a baktérium életéhez elengedhetetlenül szükséges. A klór-dioxid éppen ilyen: négy aminosavat támad meg, leggyorsabban az úgynevezett SH-tartalmú (szulfidhidril) ciszteint, amely nélkülözhetetlen az élethez.

Az összes élőlény ugyanazt a húsz aminosavat tartalmazza, köztük a ciszteint, az embernek mégsem árt a vizes klór-dioxidos oldat, hígan még akkor sem, ha megissza. A kutatók arra keresték a választ, miért alakul ez így, hiszen a kémiai szelektivitás nem működhet, mert az emberi sejtekben is ugyanúgy van cisztein, mint a baktériumokban, így az ugyanúgy reagálhat is a klór-dioxiddal.

A méret a lényeg

A kutatók szerint a megoldás egyszerű, mégis csak lassan jöttek rá: a különbséget a méret okozza. A baktériumok jellemzően ezred milliméter nagyságúak, míg a többsejtű élőlények, mint az ember is, ennél sok nagyságrenddel nagyobbak.

Amikor a klór-dioxid behatol egy élőlénybe, egyszerre reagál és diffundál (összekeveredik). A kémiai reakció a diffúzió nélkül rendkívül gyors lenne, a klór-dioxidnak azonban először el kell érnie az élőlény SH-csoportjait A reakciót a diffúzió lassítani fogja, úgynevezett diffúziókontrollált reakció jön létre. Ilyenkor a diffúziós úthossznak, esetünkben az élőlény valamilyen jellemző méretének, például a baktérium átmérőjének döntő szerepe van abban, hogy ezt az élőlényt mennyi idő alatt árasztja el a klór-dioxid.

Ez az idő nem lineárisan, hanem négyzetesen függ a mérettől, ez az úgynevezett parabolikus sebességi törvény, ami alapján a nagyobb, többsejtű élőlényeknek sokkal jobbak a túlélési esélyeik a klór-dioxiddal szemben.

Az emberre nem veszélyes

Ha a klór-dioxid-oldatot fertőzött seb felületére juttatunk, az anyag a felszíni baktériumok elpusztítása után be fog hatolni az emberi szövetekbe is, az emberi sejteket is károsíthatja. A behatolás mélysége azonban igen lassan nő, így jelentős kárt nem okozhat.

Ráadásul egy perc alatt az illékony klór-dioxid zöme már távozhat a sebfelületről, ráadásul ekkor a többsejtű élőlényekben lévő keringési rendszerek behatolást gátló hatását még nem is vettük figyelembe, amely szintén védelmet nyújt a többsejtűeknek, mint amilyen ember is. Viszont ez az idő már bőven elég arra, hogy a baktériumok elpusztítása.

Fogorvosok használják

Az eddigi gyakorlati felhasználás szintén a magyar kutatócsoporthoz fűződik. Mivel az emberi felhasználásokhoz csak rendkívül tiszta klór-dioxid-oldatok alkalmasak, Noszticzius professzor és társai már 2006-ban egy speciális membránszeparációs eljárást dolgoztak ki, amelyre 2012-ben európai, 2013-ban pedig amerikai szabadalmi oltalmat kaptak.

2008 óta folyamatosan állítanak elő nagy tisztaságú klór-dioxid-oldatokat, amelyeket száj- és torokfertőzések kezelésére, fogorvosok pedig foggyökércsatorna fertőtlenítésére használnak. Az orvosi kutatásokat Rosivall László kezdeményezte, majd 2011-ben Kiss István az Egészségügyi Tudományos Tanács (ETT) engedélyét is elnyerte sebgyógyítási kísérletekhez. Ezekhez csatlakozott Szegedi János professzor és Beregvári Zoltán főorvos, aki azokat képeket készítette, ahol olyan fertőzött sebek gyógyulását mutatja be, amelyeket klór-dioxid-oldattal kezeltek.

Egyelőre csak helyileg jó

A klór-dioxid úgynevezett lokális szer: csak ott alkalmazható, ahol a kezelendő fertőzött felület elérhető az oldattal. Ilyenek a fertőzött bőrfelületek, a sebek, de bizonyos testüregek belső felületei is, mint a száj, a garat, vagy a hólyag. Nem alkalmazható tehát pl. egy tüdő- vagy mellhártya-gyulladásnál, mert a szer nem tud elterjedni az egész szervezetben. Viszont ez előny is, mert nem terheli a szervezet egészséges részeit, és éppen a lokális jelleg miatt nem mérgező.

A szer jelentősége nyilvánvaló, amikor egy antibiotikumokra rezisztens fertőzést lokálisan lehet kezelni, viszont túl is mutat ezen: ha a klór-dioxid sok területen fogja kiváltani majd az antibiotikumokat, akkor a baktériumoknak sokkal kisebb esélyük lesz találkozni ezekkel, és így kisebb lesz az esély arra is, hogy rezisztenciát tudjanak kialakítani ellenük. Vagyis a klór-dioxid segíthet a létező antibiotikumok hatásosságának a megőrzésében is.