Çalışma Prensibi: Antimikrobik Bakırın Ardındaki Bilim
Antimikrobik bakırın bakterileri öldürme mekanizması karmaşık olsa da sağladığı etki basittir. Bilimsel çalışmalar, antimikrobik bakırın çok yönlü bir saldırıyla bakterileri öldürdüğünü* ifade eder. Aşağıda verilen soru ve cevaplar, antimikrobik bakırın öldürme mekanizmasını açıklamaya çalışan aktif ve devam eden araştırmaları özetlemektedir.
Bakır bakterileri nasıl etkiler?
Bilimsel araştırmalara göre bakır yüzeyler bakterileri ardışık iki adımda etkiler: birinci adım, yüzey ile bakterinin dış membranı arasında bu membranın yırtılmasını sağlayan doğrudan etkileşimdir. İkinci adım ise, hücrenin hayati besinlerini ve suyu kaybederek genel olarak zayıflamasını sağlayan dış membran üzerinde bulunan deliklerle ilgilidir.
Bakır, bir bakterinin üzerinde nasıl delik açar?
Bakteri gibi tek hücreli organizmalar dahil tüm hücrelerin dış membranı kararlı mikro elektrik akımıyla karakterize edilir. Buna genel olarak “transmembran potansiyeli” adı verilir ve kelimenin tam anlamıyla bir hücrenin içi ve dışı arasındaki gerilim farkıdır. Bakterinin bakır yüzeye temas ettiğinde, hücre membranında kısa devre olduğundan şüphelenilmektedir. Bu kısa devre, membranı zayıflatır ve üzerinde delik açar. Membran üzerinde delik açmanın bir başka yolu da lokalize oksitlenme yaratmaktır. Bu da, tek bir bakır molekülü ya da bakır iyonunun bakır yüzeyden serbest kaldığında hücre memvranının yapı blokuna (protein ya da yağ asidi) çarpmasıyla olur. Bu “çarpışma” oksijen varken gerçekleşirse, oksidatif bir hasardan söz edebiliriz.
Delik açıldıktan sonra bakır molekülü hücreye nasıl daha fazla zarar verir?
Hücrenin ana savunma mekanizması (dış membranı) hasar aldığına göre, bakır iyonları sürekli olarak hücrenin içine girer. Böylece hücrenin içinde birçok hayati süreç tehlikeye girmiş olur. Bakır hücreyi içten yorar ve hücre metabolizmasını bozar (hayatta kalması için gerekli biyokimyasal reaksiyonlar). Bu reaksiyonlar enzimler tarafından katalize edilir. Fazla bakır bu enzimlere bağlandığında aktiviteleri daha fazla ilerleyemez. Bakteri artık nefes alamaz, yiyecek alamaz, sindirim yapamaz ya da enerji üretemez.
Bakırın etkisi nasıl bu kadar hızlı olabiliyor ve nasıl bu kadar fazla mikroorganizmayı etkileyebiliyor?
Uzmanlara göre, bakterilerin bakır yüzeyler üzerinde kaybolma hızı, bakırın etkilerinin çok hedefli doğasıyla ilgilidir. Membranın delinmesinden sonra bakır, enzimleri engelleyebilir ve hücrenin besin maddelerini taşımasını ve sindirmesini durdurarak zarar gören membranını tamir etmesine ve nefes almasına ya da çoğalmasına engel olabilir. Bu nedenle birçok bakteri çeşidinin bakırla temasa duyarlı olduğu düşünülmektedir.
*Yapılan testler antimikrobiyel metalin aşağıdaki bakterileri gruplarının tamamına karşı etkin olduğunu gösterir.
Metisiline karşı Dayanıklı Staphylococcus aureus (MRSA), Vankomisine karşı Danayıklı Enterococcus faecalis (VRE), Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Pseudomonas aeruginosa, ve E. coli O157:H7.
