لماذا لا تستطيع المطهرات قتل أكثر من 99% من الجراثيم؟

هل تساءلت يومًا لماذا تشير معظم المطهرات إلى قتل 99.9% أو 99.99% من الجراثيم، لكنها لا تعد أبدًا بالقضاء عليها جميعًا؟ ربما خطرت هذه الفكرة في ذهنك في منتصف الطريق أثناء تنظيف مطبخك أو حمامك. في عالم حيث العلم قادر على القيام بكل أنواع الأشياء المذهلة، هل كان من الممكن أن يخترع شخص ما مطهرًا فعالاً بنسبة 100٪؟ تتطلب الإجابة على هذا اللغز فهمًا قليلًا لعلم الأحياء الدقيقة وقليلًا من الرياضيات.

الميكروبات في كل مكان

الميكروبات، مثل البكتيريا والفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى، موجودة في كل مكان في بيئتنا. ويمكن العثور عليها في كل مكان تقريبًا، بدءًا من الهواء الذي نتنفسه وحتى الأسطح التي نلمسها. في الواقع، تشير التقديرات إلى وجود ما يقرب من 39 تريليون خلية ميكروبية داخل جسم الإنسان!

لوضع هذا في منظوره الصحيح، إذا أردنا تصور عدد الميكروبات على بوصة مربعة واحدة من الجلد، فسيكون الأمر مثل وجود ملعب كرة قدم مكتظ بأكثر من 100.000 “مشجع” من الميكروبات يهتفون.

وفي حين أن بعض الميكروبات غير ضارة، إلا أن البعض الآخر يمكن أن يسبب المرض. والحقيقة هي أن حياتنا اليومية مليئة بفرص عديدة للميكروبات للالتصاق والنمو والانتشار. على سبيل المثال، لمسة واحدة لسطح ملوث يمكن أن تنقل آلاف الميكروبات إلى أيدينا، والتي يمكن بعد ذلك أن تنتشر بسهولة إلى أعيننا أو أنفنا أو فمنا أو أجزاء أخرى من الجسم.

الرياضيات وراء قتل 99% من الجراثيم

عندما يتعلق الأمر بالقضاء على الميكروبات، فإن فهم الرياضيات وراء ذلك أمر بالغ الأهمية. إن مفهوم نمط التحلل اللوغاريتمي (logarithmic decay pattern) هو المفتاح لفهم السبب وراء عدم قدرة المطهرات على الادعاء بقتل الجراثيم بنسبة 100%. وبعبارة بسيطة، فإن الاضمحلال اللوغاريتمي هو عكس النمو الأسي.

يصف النمو الأسّي نمطًا من الزيادة حيث تنمو الكمية بمعدل يتناسب مع قيمتها الحالية. وهذا يعني أنه كلما زادت الكمية، زادت سرعة نموها. الأمر أشبه بكرة الثلج التي تتدحرج إلى أسفل التل، فكلما تراكم عليها المزيد من الثلج، أصبحت أكبر، ولأنها أكبر، فإنها تلتقط المزيد من الثلج، وتنمو بوتيرة سريعة على نحو متزايد.

فإذا تضاعف عدد مستعمرة من 100 بكتيريا كل ساعة، فإن عدد البكتيريا في غضون 24 ساعة سوف يتجاوز 1.5 مليار. هذا هو النمو الأسي. الآن، دعونا نقلبها. عندما نستخدم مطهرًا لقتل الميكروبات، فإن عدد الميكروبات يتناقص بمرور الوقت، لكن معدل الوفاة يتباطأ مع انخفاض عدد الميكروبات.

على سبيل المثال، إذا قتل المطهر 90% من البكتيريا كل دقيقة، فبعد دقيقة واحدة، ستبقى 10% فقط من البكتيريا الأصلية. وبعد الدقيقة التالية، سيبقى 10% من الـ 10% المتبقية (أو 1% من الكمية الأصلية)، وهكذا.

وهذا يعني أنه بغض النظر عن مدى فعالية المطهر، فإنه لا يمكنه أبدًا القضاء تمامًا على جميع الميكروبات. أفضل ما يمكن فعله هو تقليل الحمل الميكروبي بنسبة معينة من السكان الأوليين. ولهذا السبب تدعي المطهرات عادة أنها تقتل 99.9% من الجراثيم، وليس 100%.

كيفية عمل المطهرات

تحتوي المطهرات الكيميائية، وهي النوع الأكثر شيوعاً، على مكونات فعالة مثل الكحول ومركبات الكلور وبيروكسيد الهيدروجين. حيث تستهدف المكونات الحيوية للميكروبات المختلفة، مما يؤدي في النهاية إلى قتلها.

على سبيل المثال، تعمل الكحوليات عن طريق تغيير طبيعة البروتينات وتعطيل غشاء الخلية للميكروبات، في حين أن مركبات الكلور تدمر أنظمة الإنزيمات للميكروبات. ومن ناحية أخرى، يطلق بيروكسيد الهيدروجين جذور الأكسجين الحرة التي تؤدي إلى أكسدة غشاء الخلية الميكروبية وإتلافه.

يتم عادةً دمج هذه المكونات النشطة بتركيزات وتركيبات محددة لتعزيز فعاليتها ضد أنواع مختلفة من الميكروبات. حيث يلعب تركيز المكونات النشطة، بالإضافة إلى مدة التعرض، دورًا حاسمًا في تحديد مدى القضاء على الميكروبات.

بالإضافة إلى ذلك، يؤثر نوع السطح أو الجسم الذي يتم تطهيره أيضًا على فعالية المطهر. على سبيل المثال، قد تكون بعض المطهرات أكثر فعالية على الأسطح غير المسامية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الزجاج، بينما قد يكون البعض الآخر أكثر ملاءمة للأسطح المسامية مثل الخشب أو القماش.

لماذا 99.9% لا تكفي؟

في بيئة المختبر المثالية، يمكن للمطهرات أن تقلل بشكل فعال من تجمعات الميكروبات بنسبة 99.9%. ومع ذلك، في العالم الحقيقي، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها عند تقييم مدى فعالية المطهر في إزالة الميكروبات من السطح.

أحد العوامل الحاسمة هو حجم الميكروبات الأولية. كلما زاد تلوث السطح، زادت صعوبة عمل المطهر للقضاء على الميكروبات. على سبيل المثال، إذا بدأت بمجموعة صغيرة مكونة من 100 ميكروب، فإن إزالة 99.9% ستترك ميكروبًا واحدًا فقط خلفك، مما يؤدي إلى تعقيم السطح بشكل فعال. من ناحية أخرى، إذا كان لديك عدد أولي كبير يبلغ مئات الملايين أو المليارات من الميكروبات، فإن تقليل الحمل الميكروبي بنسبة 99.9% سيظل يترك ملايين الميكروبات متبقية.

يعد الوقت أيضًا عاملاً حاسمًا في تحديد مدى فعالية قتل الميكروبات. إن تعريض سطح شديد التلوث للمطهر لفترة أطول يمكن أن يضمن القضاء على المزيد من التجمعات الميكروبية. ولهذا السبب توصي العديد من المطهرات المنزلية بتطبيق المنتج والانتظار لفترة محددة قبل مسحه.

تؤثر عوامل أخرى مثل درجة الحرارة والرطوبة ونوع السطح أيضًا على مدى جودة عمل المطهر خارج المختبر. علاوة على ذلك، قد تكون الميكروبات الموجودة في العالم الحقيقي أكثر أو أقل حساسية للتطهير من تلك المستخدمة في الاختبارات المعملية.

• هل حقن المطهرات يقتل كورونا كما ادعى ترامب؟
• ما تفسير تسارع الزمن الّذي نشعر به مع تقدمنا في السن؟
• صناعة معقم اليدين بنفسك وبأبسط الطرق
• الإنترنت لن يدوم إلى الأبد وعلينا منع تراثنا الرقمي من الاختفاء!
• لماذا تستمر الميكروبات في خلق الجائحات؟

أهمية مكافحة العدوى

في حين تلعب المطهرات دورًا حاسمًا في الحد من تعرضنا لمسببات الأمراض، إلا أنها ليست سوى جزء واحد من أساليب مكافحة العدوى. ولتقليل خطر الإصابة بالعدوى بشكل حقيقي، نحتاج إلى اعتماد نهج متعدد الأوجه يجمع بين التطهير وممارسات أخرى.

غسل اليدين، على سبيل المثال، هو أحد أكثر الطرق فعالية لمنع انتشار المرض. فعندما يتم غسل اليدين بشكل صحيح، نستطيع قتل 99% من الجراثيم. يمكن لهذا الفعل البسيط أن يقلل بشكل كبير من خطر انتقال العدوى، خاصة في البيئات عالية الخطورة مثل المستشفيات ومرافق الرعاية الصحية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتهوية المناسبة والتنظيف المنتظم والتخلص المناسب من النفايات أن تساعد أيضًا في منع انتشار العدوى. وفي أماكن الرعاية الصحية، تعد بروتوكولات التعقيم والعزل حاسمة في منع انتشار المرض.

إن فهم كيفية انتشار الميكروبات ونقل المرض أمر ضروري في تطوير استراتيجيات فعالة لمكافحة العدوى. ومن خلال التعرف على مسارات انتقال العدوى، يمكننا تصميم تدخلات مستهدفة لسد هذه المسارات.

المصدر

Why do disinfectants only kill 99.9% of germs? Here’s the science | the conversation