Por: Mauro Muñoz
¿Qué son y cómo actúan los amonios cuaternarios?
Los amonios cuaternarios (QUATs), son una familia de moléculas con poder antimicrobiano, bactericida, fungicida y viricida. Su estructura común se basa en el ion amonio (NR4+), que se trata de un átomo de nitrógeno enlazado con cuatro sustituyentes (de allí el término “cuaternario”), esta disposición genera sobre el nitrógeno una carga formal positiva, la cual confiere a la molécula su poder biocida. Los QUATs interactúan con las cargas negativas de los fosfolípidos que forman la bicapa lipídica de la membrana celular de los microorganismos, causando así un daño generalizado de dicha membrana y genera la ruptura y fuga de moléculas intracelulares ocasionando finalmente la muerte del organismo.
Desarrollo en el tiempo de las distintas generaciones Los amonios cuaternarios tienen sus primeras apariciones a principios de la década de 1900, pero ganaron terreno por primera vez en el mercado de desinfectantes en las décadas de 1930 y 1940 con la aprobación del cloruro de benzalconio como agente antimicrobiano. Desde sus inicios, esta clase de antimicrobianos se han comercializado para su uso en diversos entornos incluidos hospitales, instalaciones sanitarias, diversas industrias, entornos comerciales y residenciales. Con el paso progresivo del tiempo y para reducir los riesgos de resistencia microbiana, esta familia de moléculas ha ido evolucionando en lo que se denominan generaciones.
Las distintas generaciones de amonios cuaternarios describen cambios en la estructura de la molécula o combinaciones que ayudan a mejorar su eficiencia biocida y estabilidad en presencia de alta carga orgánica, rangos ácidos o básicos de pH y dureza que presenta el vehículo (agua). Estructuralmente, el cambio más significativo frente a su origen (el cloruro de benzalconio) es abandonar el grupo funcional que tiene anillos aromáticos (esqueletos moleculares rígidos) por cadenas lineales (esqueletos moleculares flexibles; flexibilidad conformacional), que experimentalmente tienen mucha más ventaja por la poca oportunidad que tienen los microrganismos para crear mecanismos de resistencia.
Importancia como materia activa en desinfectantes Los QUATs, forman parte de la materia activa de una gran cantidad de productos desinfectantes porque sus beneficios son variados y se describen a continuación:
a) Capacidad para evitar la resistencia de patógenos. Los QUATS que poseen flexibilidad conformacional en su estructura química tienden a escapar de mecanismos de resistencia, a diferencia de los amonios cuaternarios derivados directos del cloruro de benzalconio que presentan estructuras moleculares rígidas debido al anillo aromático (este es el caso de los desinfectantes que contienen solamente amonios cuaternarios de primera, segunda y tercera generación).
b) Tiempo de inicio de acción desinfectante. Para los amonios cuaternarios, los cosolventes mejoran la capacidad de homogenizarse y extenderse sobre las superficies aplicadas, lo cual reduce su tiempo de inicio de acción desinfectante hasta alrededor de los 5 minutos.
c) Actividad residual. Los amonios cuaternarios tienen una actividad residual que se extiende por varias horas debido a que cuando se aplican sobre una superficie forman un film molecular que continúa actuando frente a patógenos que se aproximen.
d) Amplio espectro de acción biocida. Los compuestos de amonio cuaternario son tensioactivos catiónicos y antimicrobianos con un amplio espectro de actividades. Los QUATs son letales para una amplia variedad de organismos, incluidas las células vegetativas de bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos, parásitos (p. ej., Leishmania major, Plasmodia falciparum) y virus lipofílicos (con envoltura). Estudios específicos in-vitro realizados para comprobar la actividad biocida, demuestran que inhibe el crecimiento de cepas de F. oxysporum raza 1. También verifica la estabilidad del producto durante su aplicación por más de 72 horas en el caso de QUATs de quinta generación.
Otros beneficios de los amonios cuaternarios Los amonios cuaternarios son los ingredientes activos con mayor presencia en los listados de recomendaciones de la EPA de productos para la desinfección contra SARS-CoV-2.
Por la naturaleza de los Quats en mezclas desinfectantes comparado contra los que basan su acción en la oxidación como es el ejemplo del ácido hipocloroso y el peróxido de hidrógeno, los Quats son mucho más manejables tanto por estabilidad como por su poco efecto degradativo sobre las superficies (corrosión).
Los derivados de amonios cuaternarios aún tienen mucho potencial como biocidas que debe ser explorado y explotado para mejorar su eficacia, eficiencia además que con la incorporación de nuevas moléculas sus efectos medioambientales y sobre el humano sean más amigables.
Considerar todas estas características que potencian el poder biocida de los desinfectantes a base de amonio cuaternario es una tarea que solo logran las formulaciones especiales de productos desarrollados específicamente como herramientas de Bioseguridad.
Referencias
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