книги из ГПНТБ / Кульский, Л. А. Серебряная вода

объясняющих эффект воздействия серебра и меди на бак­ терии.

Из них наиболее признанной является ионная теория. Согласно этой теории, концентрация ионов серебра в ра­ створе определяет силу бактерицидного эффекта, т. е. факторы, усиливающие растворимость металла, будут увеличивать активность его раствора.

В1907 г. русский ученый Г. А. Сериков [57] установил

вэксперименте, что химически чистое металлическое се­ ребро малобактерицидно.

П. Е. Ермолаев [17], И. Ф. Александров [2], Е. А. Пле-

вако [51] и другие отечественные исследователи доказа­ ли, что эффект уничтожения бактерий серебром зависит от образования на поверхности металла солей и окислов. Эти соединения, растворяясь в воде, дают ту или иную концентрацию ионов серебра, обусловливающую бакте­ рицидное действие.

Александров и Ермолаев в своих опытах помещали пластинку из металлического серебра в чашку Петри на агар, предварительно засеянный кишечной палочкой. Ес­ ли поверхность серебра не была отмыта от окисной плен­ ки и солей серебра, вокруг пластинки через 48 ч роста бактерий не обнаруживали. На агаре была ясно видна стерильная зона в 2—3 мм. Если пластинку тщательно отмывали водным раствором аммиака, стерильная зона вокруг нее не возникала

Плевако помещал спираль из серебряной проволоки, содержавшую 99,999% серебра, длиной 20 м и диаметром 0,4 мм в сосуд со 100 мл* дистиллированной воды. Спу-

* С 1 января 1.963 г. в Советском Союзе введена Международная система единиц СИ, однако для удобства пользования данными, при­ веденными в книге, автор использовал метрическую систему единиц, как более известную широкому кругу читателей. Ниже — соотноше-

11

стя 24, 48 и 72 ч испытывалось бактерицидное действие этой воды на кишечную палочку. Время контакта с бак­ териями составляло 24 ч, после чего делали посев на обычные среды. Проволока испытывалась как с отмытой (25%-ным раствором аммиака), так и с неотмытой по­ верхностью. Опытами доказано, что отмытое серебро те­ ряет свои бактерицидные свойства. Аналогичные опыты С. В. Мойсеева [45] с посеребренным песком подтверди­ ли это.

Не менее наглядные результаты получены Тиле и Вольфом. Они изучили экспериментально бактерицид­ ный эффект нескольких гальванических пар: серебряная жесть — золото, серебро — платина, серебряный поро­ шок — палладий, уголь — серебро.

Тиле и Вольф показали, что в образующихся гальва­ нических элементах биологически активными являются растворимые электроды. Вокруг катодов таких гальвани­ ческих пар стерильная зона не наблюдалась или была не­ значительной, а вокруг серебряного анода она была ши­ ре, чем вокруг пластинки из того же металла, не вклю­ ченного в электродную пару. Добавление 0,00005 а угля к 1 г серебряного порошка значительно усиливало бак- -терицидный эффект.

Исследования автора данной брошюры, как и позд­ нее опубликованные работы других исследователей, под­ тверждают приведенные выше факты и позволяют сде­ лать вывод о том, что именно ионы металлов и их ионо-

ния основных единиц старых систем, встречающихся в работе, и еди­ ниц системы СИ:

1 аг=9,81 - 104 к/ж2=0,981 бар,

1 г = 10_3 кг,

1 л = 10-3 ж3,

1 ма= 10“3 а,

1° С = 1° К—273,15“.

12

генные соединения (вещества, способные в воде распа­ даться на ионы) вызывают гибель микроорганизмов. Во всех случаях при бактерицидном эффекте степень актив­ ности серебра тем больше, чем выше концентрация ионов в растворе [23, 24, 25, 27, 28, 29, 30].

Образование электродных пар способствует переходу активного металла в раствор в виде ионов. По той же причине оксидированные металлы (покрытые пленкой из окиси или перекиси того же металла) обладают большей активностью, чем неоксидированные. Посторонние веще­ ства в воде отрицательно влияют на бактерицидность, если они связывают ионы серебра в малодиссоциированные или труднорастворимые, выпадающие в осадок сое­ динения.

Что касается влияния ионного серебра непосредствен­ но на бактерии, то по данному вопросу единого мнения не существует. Известно, что бактерии с отрицательным электрическим зарядом протоплазмы притягивают к се­ бе положительно заряженные ионы серебра. При сопри­ косновении ионов серебра с бактериями последние гиб­ нут.

Некоторые исследователи особое значение придают физико-химическим процессам, протекающим в прото­ плазме бактерий. В 1921 г. Вернике высказал предполо­ жение о том, что действие ионов серебра на бактерии со­ стоит в окислении протоплазмы кислородом, растворен­ ным в воде, причем серебро играет роль катализатора. Исходя из этого, можно предположить, что ионы метал­ лов являются главным образом передатчиками кислоро­ да, а само окисление заключается как в непосредствен­ ном присоединении кислорода, так и в дегидрировании соединений протоплазмы. Эта точка зрения разделяется некоторыми исследователями.

13

Среди многочисленных теорий о характере действия серебра на микроорганизмы одной из наиболее распро­ страненных является адсорбционная теория, которой при­ держивались Вигнати и Шнабель [120], Ляйтнер [95], Зюпфле [114], Жакоб и Мано [90], Циммерман [124, 125] и др. Основное положение этой теории сводится к тому, что клетка теряет жизнеспособность в результате взаи­ модействия электростатических сил, возникающих между отрицательно заряженной протоплазмой бактерии и по­ ложительно заряженными ионами серебра, и адсорбции ионов серебра на бактериальной клетке. В доказатель­ ство адсорбционной теории многими исследователями по­ лучены убедительные данные. Так, Ляйтнер [95] устано­ вил, что в комплексе «бактерия — серебро» последнее можно вытеснить веществами, ионы которых сильно взаи­ модействуют с поверхностью бактерий. При этом анти­ микробное действие серебра ослабевает.

Фрейндлих и Солнер [84] путем химического анализа обнаружили адсорбированное серебро на клетках олиго­ динамически умерщвленной водоросли.

П. Ф. Кна'фельман [21] методом титрования ионов се­ ребра, оставшихся в растворе после адсорбции, устано­ вила, что степень адсорбции весьма высокая и вполне до­ статочная для того, чтобы вызвать гибель бактериальной клетки.

С. Н. Черкинский [71] также является сторонником адсорбционной теории. По его мнению, при электроад­ сорбции ионы тяжелых металлов вначале задерживают­ ся на поверхности бактериальной клетки, затем проника­ ют внутрь, образуя альбуминаты и соединения с нуклеи­ новыми кислотами.

Другой теории придерживались Орцеховский и Штольц [105]. На основании проведенных исследований

14

они высказали предположение об отсутствии непосред­ ственного олигодинамического действия серебра на бак­ териальную клетку. По их мнению, серебро, образуя ком­ плексные соединения, является переносчиком С1-ионов. Положительно заряженные ионы серебра подводят отри­ цательно заряженные Cl-ионы к поверхности микробной клетки, где они, соединяясь с водородом, образуют соля­ ную кислоту, вызывающую «ферментативную анархию» в микробных клетках.

Быводы, содержащиеся в вышедшей в 1953 г. работе Бринкманна [79], не подтверждают этих предположений. Так, исследуя с помощью электронного микроскопа ки­ шечные палочки, на которые действовали серебром, хло­ ром и озоном, Бринкманн не обнаружил никаких струк­ турных изменений в бактериях под влиянием серебра, тогда как хлор и озон вызывали такие нарушения.

В1955 г. Тонли и Вильсон [115] опубликовали работу,

вкоторой механизм действия серебра на клетку объясня­ ли нарушением ее осмотического равновесия.

Имеются данные, подтверждающие, что ионы сереб­ ра, связываясь нуклеиновым ядерным веществом, обра­ зуют нуклеинаты. Этим они нарушают жизнедеятельность бактерий; кислород же лишь тормозит рост последних. Температура воды также оказывает очень большое влия­ ние на эффективность бактерицидного действия ионов, что свидетельствует о значительной роли химических про­ цессов в этих явлениях.

Однако перечисленные исследования не раскрыва­ ют причин гибели микроорганизмов под влиянием се­ ребра.

Гуссо с сотрудниками [87] высказал предположение, что ионы серебра подобно адреналину каталитически влияют на ферментные системы. Такой же точки зрения

15

придерживаются Г. Н. Першин [49], Т. М. Турпаев [63] и др.

Большой вклад в решение проблемы антимикробного действия серебра внесли работы Вораца и Тоферна [78], которые объясняют олигодинамическое действие серебра выведением из строя ферментов, содержащих SH- и СООН-группы. Нормальный обмен веществ у бактерий осуществляется при помощи различных ферментов и фер­ ментных систем. Нарушение одного из ферментов приво­ дит к выключению функций всей системы.

Установлено, что ионы серебра связывают только те ферменты, которые имеют активные SH- и СООН-груп- пы. Блокирование активных групп ферментов вызывает изменение их функций, и в результате нарушения обме­ на веществ бактерии гибнут.

Впоследнее время в Секторе химии и технологии во­ ды Института коллоидной химии и химии воды АН УССР под руководством автора проводятся исследования по выяснению механизма бактерицидного действия электро­ литических растворов серебра и изучению их окислитель­ ного и каталитического действия.

Витоге выполненными уже работами показано [34], что электролитическая серебряная вода по сравнению с солями, коллоидными растворами и окисными соедине­ ниями серебра обладает наибольшей каталитической ак­ тивностью в реакции окисления индигокармина пере­ кисью водорода.

АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА СЕРЕБРА

Эффект уничтожения бактерий препаратами серебра чрезвычайно высокий. По данным В. А. Углова.[64], оц в 1750 раз сильнее действия карболовой кислоты в той же

16

а

Время контакта

б

Рис. 1. Сравнение бактерицидности различных дезинфицирующих препаратов на кишечной палочке (а) и бактерии Флекснера (6). Кон­ центрация реагента 1 мг)л, температура 7° С:

/ — серебряная вода; 2 — аммарген; 3 — фенол; 4 — хлор; 5 — хлорная и тесть.

2—63

концентрации и в 3,5 раза сильнее действия сулемы. По нашим данным, действие серебряной воды выше действия

что начало антимикробного действия серебра также за­ висит от применяемой концентрации. Для дозы 0,05 мг/л это 5 мин, для 0,2—3 мин, для 0,5—2 мин. Действие се­ ребра при концентрации 1 мг/л и выше наступает с мо­ мента введения дезинфектантов.

В последнее время появились сообщения о том, что

18

очень важным санитарно-показательным микроорганиз­ мом наряду с кишечной палочкой является энтерококк. Сотрудниками Сектора химии и технологии воды Инсти­ тута коллоидной химии и химии воды АН УССР прово­ дились исследования по выяснению антимикробного дей­ ствия серебра на санитарно-показательные микроорга­ низмы.

В опытах по сравнению антимикробных свойств элек­ тролитических растворов серебра в отношении Bad. coli и Str. faecalis установлено, что Bad. coli более чувстви­ тельна к действию ионов серебра, чем Str. faecalis. Так, полная инактивация энтерококка (104 особ/л) наступает после 3—4 часов контакта с 0,2 мг/л серебра, а для угне­ тения Bad. coli в той же концентрации достаточно 1 часа контакта посевного материала с серебром.

В. С.' Брызгунов и др. [7] в своих работах показали, | что серебро обладает более высоким антимикробным эф­ фектом, чем пенициллин, биомицин и другие антибиоти­ ки, и оказывает губительное действие на антибиотико­ устойчивые штаммы бактерий.

Кроме перечисленных бактерий, под действием ионов серебра сравнительно быстро погибают возбудители ти­ фа, протеи [80], сальмонеллы, пигментные бактерии, ви­ брионы [109, ПО], возбудители дифтерии [88] и другие микроорганизмы.

При этом свежие, только что выделенные штаммы устойчивее старых лабораторных штаммов [89]. Серебро не убивает спорообразующие бактерии, но прорастание спор в присутствии ионов серебра задерживается [94].

По мнению некоторых исследователей (Либ, Крузе, Фишер и др.), на кислотоустойчивые, туберкулезные, а также сапрофитные водные бактерии серебро почти не действует.

19