Бактерицидное, вирицидное, фунгицидное действие озона
Среди биологических эффектов озона традиционно первое место занимает бактерио- фунги- и вирицидный эффект озона. Это прямое действие озона проявляется при наружном применении его различных модификаций, особенно в высоких концентрациях. При этом в отличие от многих известных антисептиков озон не раздражает и не разрушает покровные ткани человека в связи с тем, что в противоположность микроорганизмам многоклеточный организм человека обладает мощной антиоксидантной системой защиты.
Первичной мишенью озона являются мембраны клеток, а также органические субстраты плазмы. Озониндуцированная модификация внутриклеточного содержимого (окисление цитоплазматических белков, нарушение функций органелл), вероятно, опосредована действием вторичных окислителей — продуктов озонолиза мембранных липидов. Действие озона на мембраны адресуется, в первую очередь, более полярным участкам. Это не связано с более высоким сродством озона к ним, а с большей их доступностью со стороны внеклеточной водной фазы. Непосредственной причиной гибели бактерий при действии озона являются локальные повреждения плазматической мембраны, приводящие к утрате жизнеспособности бактериальной клетки и (или) способности ее к размножению. У дрожжей главная причина – нарушение внутриклеточного гомеостаза как следствие нарушения барьерных свойств плазматической мембраны. При электронно-микроскопических исследованиях обнаружено образование поперечных сшивок белок-белок, белок-липид, в процессах ПОЛ под действием озона. Одним из сшивающих агентов может быть малоновый диальдегид. Это подтверждается тем, что при летальной дозе для Candida продольные сколы мембран замещаются поперечными, что приводит к быстрому изменению ультраструктуры плазматической мембраны. Важно, что молекулы озона взаимодействуют не только с компонентами поверхностной мембраны, но, изменяя ее проницаемость, приводят через 10-20 минут к разрушению внутриклеточных органелл.
Нельзя исключить и тот механизм, который живые организмы используют для ликвидации чужеродных антигенов, и заключающийся в действии свободных радикалов кислорода, образующихся при разложении озона в водной среде. Именно наличием высокореакционного гидроксильного радикала (ОН) объясняется губительное действие озона на большинство микроорганизмов.
По данным микробиологических исследований озон способен убивать все известные виды граммположительных и грамм- отрицательных бактерий, включая синегнойную палочку и легионеллу, все липо- и гидрофильные вирусы, в том числе вирусы гепатита А, В, С, споры и вегетативные формы всех известных патогенных грибов и простейших (Carpendalle M. T., Griffis G., 1993). По свидетельству ряда авторов озон в концентрациях от 1 до 5 мг/л приводит к гибели 99,9% E.coli, Streptococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosum, Сryptosporidium parvum, Varavium и др. в течении 4-20 минут. При концентрации 0,1 мг/л даже для уничтожения весьма стойких спор Penicilium notatum требуется 15 — 20 минут.
Продемонстрировано повышение чувствительности бактерий к бактерицидному действию комплемента при воздействии озона. Растворы озона очень эффективны по отношению к Staphylococcus aureus, устойчивого к метициллину. Эти же авторы обнаружили мощное вирусолитическое действие против энтеровирусов и вируса полимиелита.
Противовирусное действие озона
Важнейшим открытием явилось обнаружение антивирусного эффекта озона на культуре лимфоцитов, зараженной HIV-1, Freberg, Carpendade в 1988 году. В 1989 году Wagner подтвердил полученные результаты. В исследовании Roy, Englebrecht в 1982 году полиовирус-1 был подвергнут воздействию 0,21 мг/л озона при рН=7,2. По прошествии 30 секунд 99 % вирусов были инактивированы (они потеряли способность к размножению в клетке-хозяине). При анализе вирусных компонентов обнаружено повреждение полипептидных цепей и протеинов оболочки, что могло приводить к нарушению способности вирусов прикрепляться к клеткам и расщеплению одной нити РНК на две части, подрывая сам фундамент функции размножения. Доказано, что при озонировании повреждается вирусный капсид (Т. Саннен, 1989). Капсулированные вирусы более чувствительны к действию озона, чем некапсулированные. Это объясняется тем, что капсула содержит много липидов (например, у вируса герпеса — до 22%), которые легко взаимодействуют с озоном (R.Viebahn, 1991)
Механизм инактивации вируса HIV объясняется следующими моментами:
- частичное разрушение оболочки вируса, потеря им своих свойств;
- инактивация фермента обратной транскриптазы, в результате, чего ингибируется процесс транскрипции и трансляции вирусных белков и соответственно, образование новых клеток;
- нарушение способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней
При введении низких концентраций озона в кровь посредством различных технологий антивирусный эффект обусловлен более сложными механизмами. Даже незначительное количество окислителя, существующего в виде озонидов приводит к следующим последствиям: 1) частичное разрушение оболочки вируса и потеря им своих свойств; 2) инактивация у вирусов фермента обратной транскриптазы, в результате чего ингибируется процесс транскрипции и трансляции белков и, соответственно, образование новых клеток вируса; 3) нарушение способности вирусов соединяться с рецепторами клеток-мишеней. По данным Viebahn R. (1994), электрофильная молекула озона может реагировать с парой свободных электронов азота в N-ацетилглюкозамине, который обнаруживается в вирусных акцепторах клетки-хозяина; это снижает чувствительность клеток к вирусам и устраняет феномен зависимости. Причем установлено, что озон может инактивировать вирус как экстракорпорально, так и внутри клеток.
Кроме того, многие инфекции, сопровождающие HIV, оказались устойчивыми к антибиотикам, но способными инактивироваться озоном в концентрациях, не токсичных для клеток организма.
Важную роль играет влияние озона на неспецифическую систему защиты организма (активация фагоцитоза, усиленный синтез цитокинов — интерферонов, тумор-некрозирующего фактора, интерлейкионов), а также компонентов клеточного и гуморального иммунитета.
Бактерицидный эффект озонированного растительного масла обусловлен наличием озонидов, образующихся в реакциях озона по месту расположения двойных связей в жирной кислоте. Полагают, что за счет кислородной связи озонид ненасыщенной жирной кислоты “садится“ на рецептор для микроорганизмов и блокирует его. Наибольшим бактерицидным эффектом обладает масло с пероксидным числом 2,5- 3 тыс. Но даже при разведении масляного раствора в 10, 20, 50 и 100 раз он сохраняет стерилизующий эффект в отношении микроорганизмов
Противогрибковое действие озона
Озон обладает фунгицидным действием. В исследовании Lyskova, Kustova в 1982 году задерживание роста клеток кандиды с помощью озона сильно зависело от стадий их роста, и самые мелкие, только начинающие развиваться клетки оказываются наиболее чувствительными к воздействию озона. Малые дозы стимулировали рост и развитие монилии фруктагены и инфекционной фитофторы, в то время как большие дозы 20-40 мг/л озона угнетали их (Т.Саннен, 1989)
Воздействие озона на мицелий патогенных грибов изменяет сначала внешние структуры мицелия (цитоплазматическая мембрана), а затем в процесс вовлекаются внутриклеточные мембранные структуры и органеллы. В результате этого воздействия гифы патогенных грибов становятся плоскими, перекрученными и сморщенными, в них возникают дефекты клеточной стенки вплоть до полной деструкции всех компонентов клеточной структуры грибов.
Обнаружен эффект озонированного масла на культуру T.Rubrum, T.Interdigitale, M.Cаnis, плесневые и дрожжеподобные грибы рода Саndida. Терапевтическая фунгицидная эффективность представлена при микозе стоп, онихомикозе, кандидозе кожных складок, паховой эпидермофитии (Суколин Г. И. и др., 1992).
