polímero antimicrobiano
Los polímeros con la capacidad de matar o inhibir el crecimiento de microorganismos como bacterias , hongos o virus se clasifican como agentes antimicrobianos . [1] [2] Esta clase de polímeros consta de polímeros naturales con actividad antimicrobiana inherente y polímeros modificados para exhibir actividad antimicrobiana. [1] Los polímeros son generalmente no volátiles, químicamente estables y pueden modificarse química y físicamente para mostrar las características deseadas y la actividad antimicrobiana. [2]Los polímeros antimicrobianos son un candidato principal para su uso en la industria alimentaria para prevenir la contaminación bacteriana y en el saneamiento del agua para inhibir el crecimiento de microorganismos en el agua potable. [2]
Los polímeros antimicrobianos inhiben el crecimiento celular e inician la muerte celular a través de dos mecanismos principales. [5] El primer mecanismo es utilizado por polímeros activos por contacto. [5] Los polímeros activos por contacto utilizan interacciones electrostáticas , el efecto hidrofóbico y el efecto quelato . La atracción electrostática es una interacción inicial común de un polímero antimicrobiano con un microbio . [1] Los efectos quelantes e hidrofóbicos son interacciones secundarias comunes de los polímeros antimicrobianos con los microbios. [1]
Los polímeros antimicrobianos cargados catiónicamente son atraídos por las paredes celulares bacterianas cargadas aniónicamente . [6] La pared exterior de las células bacterianas posee una carga neta negativa. [7] La membrana citoplasmática de las células bacterianas tiene una carga negativa y contiene proteínas esenciales. [7] La interacción secundaria, el efecto quelante, implica la unión del polímero antimicrobiano a la célula microbiana. Estas interacciones conducen a la ruptura de la membrana y, en última instancia, inhiben el crecimiento o la muerte celular. [7]
La membrana citoplasmática de una célula es una membrana semipermeable que controla el transporte de solutos hacia el interior de la célula. [7] La bicapa de fosfolípidos es un componente importante de la membrana celular, que se compone de cabezas hidrofílicas y una cola hidrofóbica. [8] Las cabezas hidrofílicas forman los revestimientos interno y externo de la membrana celular, mientras que las colas hidrofóbicas componen el interior de la membrana. [8] La interacción secundaria, el efecto hidrofóbico, implica la acumulación de compuestos no polares fuera del agua. [9] Los componentes no polares de los polímeros antimicrobianos se insertan en el interior no polar de la membrana celular.
Los polímeros de alto peso molecular inducen comúnmente la muerte celular o la inhibición a través de interacciones activas por contacto con la superficie de las células. [1] La muerte celular y la inhibición resultan del deterioro de la función celular normal. Los residuos positivos en el polímero interactúan electrostáticamente con las cargas negativas en la celda e inducen efectos celulares secundarios. [1] La penetración de la membrana celular es común en polímeros de bajo peso molecular. [1] La Figura 1 demuestra la interacción electrostática e hidrófoba inicial de un polímero antimicrobiano y un polímero biomimético, que provoca la ruptura de la membrana y la muerte celular. [3]La cola hidrofóbica del polímero penetra la bicapa de fosfolípidos en la región hidrofóbica, lo que provoca la ruptura de la membrana y la desnaturalización de proteínas y enzimas , así como otros efectos secundarios. [1] [6] Los efectos secundarios incluyen la interrupción del transporte de solutos y electrones , así como alteraciones en las vías de producción de energía, lo que conduce a la muerte celular. [1] [10]
