ارگانیسمهای که ازن ازبین میبرد

مکانیسم عمل ازن بر روی باکتریها ویروس ها وقارچها

باکتریها میکروارگانیسم های کوچکی میباشند که دارای ساختمان ساده و ابتدایی میباشند. مولکول ازن با اکسیدکردن گروه های سولفیدریک پروتئینی سلول باکتری را غیر فعال میکند. در دزهای بالاتر با حمله به جداره ی سلول باکتری، موجب از هم گسیختگی و پارگی دیواره و غشاء خارجی و مرگ باکتری میشوند. همچنین ویروسها ذراتی غیر مستقل هستند که تنها در سلول میزبان رشد و تکثیر مییابند. هر ذره ویروس شامل یک مولکول است. در اطراف این مولکول پوششی از جنس پروتئین قرار دارد که کپسید نامیده RNA یا DNA اسید نوکلئیک میشود. وظیفه ی کپسید محافظت از اسید نوکلئیک ویروس و امکان پذیر کردن اتصال و دخول ویروس به میزبان میباشد. هر مولکول ازن با نفوذ از میان پوشش پروتئینی، اسید نوکلئیک ویروس را تخریب میکند و در غلظتهای بالاتر مولکول های ازن با تخریب پروتئین کپسید، سلول ویروسی را منهدم میکنند.

در قارچها ازن از طریق از بین بردن پروتئینهای پوشش اسپور باعث نابودی آنها میشود واکنش ازن با ترکیبات به دو صورت میباشد:

۱-  واکنش مستقیم : این نوع واکنش بیشتر در ترکیبات غیر اشباع رخ میدهد. بطوریکه ازن در محل پیوند دوگانه وارد میشود و واکنش میدهد .

۲- واکنش غیر مستقیم : بیشتر در ترکیبات اشباع رخ میدهد که منجر به تجزیه ازن به رادیکال آزاد میشود واین رادیکال ها با ترکیبات مورد نظر واکنش میدهند.

مکانیسم اثر ازن برروی دیواره باکتری :

۱- حمله مولکولی ازن به باندهای دوگانه غیراشباع چربی­ها در سطح سلول باکتری .
۲- از بین رفتن لایه­ های لیپوپروتئینی ولیپوپلی ساکاریدی و نهایتاً ایجاد تغییر در نفوذپذیری و تجزیه سلولی .
۳- انعقاد پروتئین­های سلولی، تخریب آنزیم ها و تبدیل S-S به S-H و در نهایت مرگ سلول .
۴- تخریب مواد ژنتیکی سلول .

ازن درجه اکسیدکنندگی بالاتر، فعالیت سریعتر، زمان کمتر، تأثیرگذاری بهتر و نتایج مطلوب­تری را برای استریلیزاسیون نسبت به سایر روش­ها دارا می باشد.همچنین سیستم­های تولید ازن به صورت سانترال و دائم کار بوده و نیاز به هیچ گونه ماده اولیه مصرفی ندارد و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه هستند. کاربردهای ازن در صنایع غذایی تصفیه و استریلیزاسیون آب و هوا به منظور افزایش کیفیت و ماندگاری محصولات می­باشد. ازن بدون درنظر گرفتن ماهیت باکتری، ویروس، قارچ و حتی اسپور آنها را از محیط حذف می­نماید. زمانی که ازن در آب تجزیه می شود، رادیکال های آزاد هیدروژن پراکسی HOO2 و هیدروکسیل OHO تشکیل می شود که خاصیت اکسید کنندگی بسیار بالایی دارند و نقش مهمی در فرآیند گندزدایی ایفا می کنند. مکانیسمی که ازن برای گندزدایی به کار می برد شامل موارد زیر است:

۱- اکسیداسیون یا انهدام مستقیم دیواره سلولی بطوریکه اجزای سازنده سلول به بیرون تراوش می کنند.
۲- واکنش سلول با رادیکال های آزده شده از تجزیه ازن .
۳- آسیب رساندن به هسته یا اسید نوکلوئیک سلول .
۴- شکستن پیوندهای کربن و نیتروژن (انجام واکنش دی پلیمریزاسیون ازن می تواند صیف گسترده ای از میکرو ارگانیزم ها شامل باکتری، قارچ، ویروس، جلبک، کپک، اسپور و … را نابود کند.همچنین FDA در سال ۲۰۰۱ اجازه استفاده از ازن به عنوان ضدعفونی کننده مستقیم را صادر نمود که این عمل تحول عظیمی در استفاده از ازن به صورت گازی و یا محلول در آب برای کاهش بار میکروبی مواد غذایی به وجود آورد.

غیر فعال کردن میکروارگانیسم های مقاوم

باعث ایجاد تعداد زیادی بیماری همه گیر در ایالات متحده و بریتانیا توسط آب آشامیدنی .در بسیاری از موارد، آب آشامیدنی با استانداردهای کیفیت ،Giardia Lambia و Cryptosporidium Parvam آخرین پروتئین ده ساله، مانند باکتریایی مطابقت داشت. به همین ترتیب، مقاومت در برابرکریپتوسپوریدیوم پروم و جیاردیا لامبیا در محیط زیست و مقاومت آنها در برابر ضدعفونی کننده ها ، تصفیه مستقیم آبهای سطحی به طور کامل با خواسته های بسیار سنگین مطابقت دارد.

مشکلی برای Cryptosporidium Parvum ، گسترش می یابند که طول عمر بیشتری دارند و نسبت به باکتری ها یا ویروس ها مقاومت بیشتری نسبت به ضد عفونی کننده دارند. به طور کلی (oö) سموم در محیط به سرعت به عنوان کیست های  اندازه ۸ تا ۱۴ میکرومتر است، که با فیلتراسیون معمولی از Giardia Lambia  در اندازه ۴ تا ۵ میکرومتر است، که با فیلتراسیون معمولی قابل حذف است Cryptosporidium Parvum  درمان آب آشامیدنی بیشتر از جیاردیا لامبیا داردساده تر می شود. علاوه بر این، زمانی که آب آشامیدنی یا استخر شنا به وسیله کلرینگ معمولی درمان می شود، کریپتوسپوریدیوم پروم به مقدار کافی غیرفعال می شود.روش های جایگزین درمان مانند Cryptosporidium Parvum  و۳۰ oocysts  به نظر می رسد که قادر به خنثی کردن ، UV ازن و ضدعفونی ازن ضد عفونی کننده و آنتی باکتریال ، آنتی ویرال ، و آنتی فانگال بسیار پر قدرت میباشداوزون تراپی می تواند پاسخ های بیولوژیک زیر را القاء نماید :

• اثرات ضد عفونی کننده و آنتی باکتریال ، آنتی ویرال ، و آنتی فانگال بسیار پر قدرت بطوریکه ۹۸ / ۹۹ % میکرو ارگانیسم ها نسبت به ازن حساس می باشند و در حال حاضر از این اثر فوق العاده ازن در صنایع آب و فاضلاب و غذایی جهت ضد عفونی کردن این منابع استفاده می شود . میکرو ارگانیسم ها به دلیل فقدان سیستم آنتی اکسیدانی قادر به تحمل اثرات اکسیداتیو پر قدرت اوزون نمی باشند بطوریکه ابتدا با انهدام غشای سلولی و در زمان طولانی تر با انهدام ارگانل های درون سلولی از بین می روند . بیو مولکول های سطح پایین و تکامل نیافته به دلیل نداشتن سیستم آنتی اکسیدانی در مقابل اوزون اکسید شده و از بین می روند ولی سلول های سطح بالاتر مانند آنچه در بدن انسان و سایر پستانداران وجود دارند مجهز به سیستم آنتی اکسیدانی پر قدرتی هستند که براحتی در مقابل دوز های تراپوتیک اوزون تحمل نشان داده و آسیب نمی بینند. از اینروست که وقتی یک زخم عفونی مثل زخم پای دیابتی را در معرض دوز های تراپوتیک اوزون قرار می دهیم ، میکرو ارگانیسم ها و بافت های نکروزه ، اکسید شده و از بین می روند و بافت های سالم آسیب نمی بینند و حتی پس از رفع عفونت با اعمال دوز های پایین تر روند ترمیم بافتی در آن ها سرعت می گیرد .
• بهبود گردش خون و تحویل اکسیژن به بافت های ایسکمیک به واسطه عملکرد مقادیر بسیارکم NO و CO و افزایش سطح آنزیم درون اریتروسیتی ۲،۳ -DPG
• تقویت متابولیسم عمومی از طریق ارتقاء تحویل اکسیژن بافتی و افزایش مصرف اکسیژن در سطح سلولی .

سینتیک ضدعفونی ازن ,کینتیک ضد عفونی ازن

ضدعفونی شیمیایی توسط ازن می تواند به دست آوردن آب در تماس با ازون گاز برای یک دوره زمانی خاص باشد. سینتیک غیر فعال کردن میکروارگانیسم های بیماریزا ضد عفونی با یک واکنش شیمیایی قابل مقایسه است. شایع ترین مدل برای توصیف ضدعفونی آب ازن، قانون چیک واتسون است. این قانون می تواند به صورت ریاضی به شرح زیر باشد :

ct=k

k= واکنش ثابت، وابسته به نوع میکروارگانیسم و ضد عفونی کننده است

c= غلظت ضد عفونی کننده

t= زمان تماس، مدت زمانی که ضد عفونی کننده در تماس با آب است

n= ثابت است

ثابت تقریبا برابر با ۱ است، قانون واتسون می تواند به عنوان نزدیک شود: n برابر ۱ است، که باعث غیر فعال کردن باکتری ها می شود که واکنش درجه اول می شود. هنگامی که n در بیشتر موارد

k = c t است، که برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم مورد نیاز است. سطوح غیرفعال سازی مختلف را miutes در (t) و زمان تماس mg / L در (C) مورد استفاده قرار می گیرد. این مقدار ضرب غلظت ضدعفونی کننده Ct در طی ضد عفونی، این مقدارمی توان به دست آورد.

این اغلب به عنوان کاهش ورودی بیان می شود:

۱- ورود به سیستم کاهش = ۹۰ ٪ غیرفعال کردن

۲-ورود به سیستم کاهش = ۹۹ ٪ غیرفعال کردن

۳- ٪ کاهش  ورودی = غیر فعال کردن ۹۹٫۹

۴- کاهش ۴ ورودی = ۹۹٫۹۹ ٪ غیرفعال کردن

CT در منابع ادبی ممکن است متفاوت باشد. در مقایسه با ضد عفونی کننده، مقدار Ct برای انواع مختلف میکروارگانیسم ها و برای ضد عفونی کننده های مختلف انجام شده است. داده های مربوط به ارزش های Ct تحقیقات زیادی بر روی مقدارنور خورشید، دمای آب، مخلوط آب و ضد عفونی کننده، و طراحی محفظه تماس pH  تأثیر می گذارد. مثال ها عبارتند از Ct باید همیشه با کاهش ضایعات مرتبط باشد. به غیر از غلظت و زمان، عوامل دیگری نیز وجود دارد که بر این ارزش ترجیح داده می شود  ۳۰ زمان تماس، بیش از ۵ (t) در یک فاصله زمانی بزرگتر (C) انواع اصلی میکروارگانیسم ها، هنگامی که ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود، نشان داده شده است.

همه ما به اهمیت مصرف اکسیژن در بدنمان واقف هستیم. در واقع اغلب بیماریهای مزمن مثل بیماری های نورودژنراتیو ، دیابت ،آرتروز مفاصل و … ناشی از کاهش مصرف اکسیژن در سطح سلولی و مختل شدن عملکرد میتوکندری ها می باشند که نهایتامنجربه دژنراسیون و وقوع پیری (Aging) و یک شکست فیزیولوژیک در ارگانها می گردد . برخی از فعالیت های سلولی بطورمستقیم اکسیژن را به مصرف می رسانند. اما تقریباً تمامی واکنش های تولید انرژی در سلول مستقیماً اکسیژن را مصرف نمی کنند بلکه از آنزیم های دهیدروژناز استفاده می کنند و این آنزیم های دهیدروژناز غالباً از طریق NAD عمل می کنند NAD  نیکوتین آمید دی نوکلئوتیددر چرخه انتقال الکترون در میتوکندری تولید می شود . واکنش دقیق به صورت زیر است :

O2+NADH à NAD + Water + Energy Heat and ATP

NAD شکل اکسید شده و NADH شکل احیا ء شده است لذا نتیجه نهایی مصرف اکسیژن عبارت است از اکسید شدن NADH و تبدیل آن به NAD. هرچه NAD بیشتر باشد اکسیژن به نحومؤثرتری مصرف می شود و بر عکس ٫در سیتوسل سلول های یک شخص کاملاً سالم نسبت NAD به NADH معادل ۷۰۰ می باشد که تضمین کننده سطوح بالای اکسیداسیون سلولی است . به علاوه همانند سازی DNA و ترمیم DNAوRNA نیز کاملاً وابسته به سطوح NAD میباشند و کاهش سطوح NAD علاوه بر اختلال در تولید انرژی سلولی عملکرد ترمیم و همانند سازی DNA و RNA را نیز مختل می سازد.

 تمامی فرآیند های ذکر شده وابستگی کامل به میزان NAD قابل دسترس دارند و کاهش NAD متابولیسم گلوکزرا به طرف شکل بی هوازی و تولید ATP کمترو لاکتات بیشتر و اسیدی شدن بدن سوق می دهد . در طی واکنش های یاد شده با مصرف NAD و احیا شدن آن به NADH بایستی میتوکندری برای حفظ تناسب NAD/NADH بتواند مولکول جدیدی از NAD را تولید کند در غیر این صورت و با ازدیاد NADH و کاهش NAD . تمامی فرآیند اکسیداسیون سلولی دچار نقصان می شود عواملی چون هیپو گلیسمی ، ایسکمی ، کاهش متابولیسم چربی ، کاهش لیپولیز ، توکسیسیته ، عفونت ، اختلال خواب ، کمبود های تغذیه ای و هورمونی ، استرس و التهاب منجر به اختلال عملکرد میتوکندری و عدم جبران NAD مصرف شده گشته که نتیجه آن ازدیاد NADH و بر هم خوردن تناسب NAD/NADH می باشد که بدن برای جبران کمبود مولکول NAD مجبور به تولید آن ازطریقی مستقل از مصرف اکسیژن می باشد . تولید مولکول NAD وابسته به وجود پیروات است و اگر تولید پیروات از طریق اکسیداسیون گلوکز با NAD مقدور نباشد راه جایگزین مستقل از اکسیژن آن تولید پیروات از طریق ترانس آمیناسیون اسید های آمینه است که در این صورت بدن بهای سنگین آن را با تحلیل رفتن عضلات اسکلتی می پردازد . از طرفی تأمین اسیدهای آمینه ازعضلات اسکلتی مستلزم آزاد شدن مقادیر زیادی کورتیزول خواهد بود. لذا کاهش مصرف اکسیژن در بدن به دو عارضه تخلیه . آدرنال و تحلیل عضلات اسکلتی منجر خواهد شد از طرفی بدن برای حفظ تناسب NAD/NADH لا جرم از تبدیل پیروات به لاکتات خواهد بود که نهایتاً به اسیدوز مزانشیمال خواهد . انجامید که این خود به معنی تشدید روند دژنراتیو و پیری اعضاء خواهد بود وقتی اوزون در تماس با خون قرار می گیرد ، اوزونید های شکل گرفته از واکنش اوزون با لیپید ها و اسیدهای آمینه از غشاء سلول نفوذ کرده و با اکسید کردن NADH باعث افزایش NAD می گردند که این منجر به افزایش نسبت NAD/NADH شده و مصرف اکسیژن تحریک می گردد و روند های یاد شده معکوس می گردد .

• ارتقاء آنزیم های آنتی اکسیدان سلولی و القای و ۱ HSP70 .
• القای ملایم فعالیت سیستم ایمنی و تقویت آزاد شدن فاکتور های رشد ایجاد احساس سلامتی بیشتر در اغلب بیماران ، احتمالا از طریق تحریک سیستم نوروآندوکرین .
• فعال کردن سیستم های نوروپروتکتیو .
• Neuro-Protective بخشی از اثرات درمانی اوزون ناشی از استرس اکسیداتیو ملایم و کنترل شده ای است که بواسطه واکنش اوزون با تعدادی ازترکیبات بیولوژیک روی می دهد . آنچه که تعیین کننده اثرات درمانی یا توکسیک اوزون می باشد ، شدت استرس اکسیداتیو است .

همانگونه که تمرینات ورزشی ملایم مفید و تمرینات سخت و شدید برای بدن مضر است استرس اکسیداتیو شدید موجب فعال شدن NFkB شده که منجر به پاسخ التهابی و آسیب بافتی از طریق تولید COX2 ، PGE و ۲سیتوکین ها می گردد . لکن استرس اکسیداتیو متوسط موجب فعال شدن فاکتور ترانس کریپشنال دیگری بنام Nrf می گردد ۲ . Nrf2 خود موجب القا ترانس کریپشن ، ARE می گردد. وقوع ترانس کریپشن ARE منجر به تولید آنزیم های آنتی اکسیدان متعددی می گردد از جمله SOD ،GPx ،GsTr ،CAT NQO- آنزیم های فاز ۲ متابولیسم دارویی و, ۱ ، HSP .وجود آنتی اکسیدان های آزاد و آنزیم های آنتی اکسیدان نه تنها سلول ها را از اکسیداسیون و التهاب محافظت می کند بلکه ممکن است بتوانند روند استرس اکسیداتیو مزمن را معکوس نمایند . شواهد موجود نشان می دهند که اوزون تراپی ممکن است بتواند موجب فعالیت Nrf از طریق استرس اکسیداتیو ملایم گردیده و ایجاد ۲ NfKB و پاسخهای التهابی را مهار نماید . به علاوه فعال شدن Nrf2منجر به محافظت در مقابل بیماریهای نورودژنراتیو از قبیل آلزایمر و پارکینسون می گردد. واکنش های ایمونولوژیک ملایمی نیز ازطریق فاکتور های ترانس کریپشنال هسته ای همچون NFAT و AP- القا ء میگردند. اثرات اوزون تراپی در بیماریهای عروقی بواسطه اثر آن روی فاکتور ترانس کریپشنال هسته ای دیگری موسوم به HlF-1a توجیه میگردد که در اثر استرس اکسیداتیو ملایم  تولید می شود .