Почему дезинфекция не может убить 100% микробов: объяснение ученых01.01.2025 21:15

Вы когда-нибудь задумывались, почему большинство дезинфицирующих средств заявляют, что они убивают 99,9% микробов, но никогда не обещают уничтожить их поголовно? Возможно, эта мысль приходила вам в голову в процессе уборки кухни или ванной.

Конечно, в мире, где наука способна творить всевозможные удивительные вещи, кто-нибудь мог бы изобрести дезинфицирующее средство, которое было бы эффективным на 100%.

Чтобы решить эту головоломку, нужно, как считают ученые,  немного разбираться в микробиологии и математике.

Что такое дезинфицирующее средство

Дезинфицирующее средство — химическое вещество, используемое для уничтожения или инактивации бактерий, вирусов и других микроорганизмов на неодушевленных предметах.

В нашем доме на поверхностях и предметах обитают миллиарды микробов. Хотя большинство из них безвредно (а некоторые даже полезны для нас), некоторая часть из них может вызвать заболевание у людей и животных.

Хотя дезинфекция может включать в себя физические вмешательства, такие как термическая обработка или использование ультрафиолетового излучения, обычно, когда мы думаем о дезинфицирующих средствах, мы имеем в виду использование химических веществ для уничтожения микробов на поверхностях или предметах.

Химические дезинфицирующие средства содержат активные ингредиенты, такие как спирты, соединения хлора и перекись водорода, которые могут воздействовать на жизненно важные компоненты различных микробов и уничтожать их.

Математика уничтожения микробов

За последние несколько лет мы все узнали, что такое экспоненциальный рост в контексте распространения COVID-19.

Численность микроорганизмов в благоприятных условиях растет с постоянно увеличивающейся скоростью. Например, если колония из 100 бактерий удваивается каждый час, то через сутки численность бактерий превысит 1,5 миллиарда.

Наоборот, уничтожение или инактивация микробов происходит по логарифмической схеме, что, по сути, противоположно экспоненциальному росту. В данном случае, хотя количество микробов со временем уменьшается, скорость их гибели замедляется по мере уменьшения количества микробов.

Например, если определенное дезинфицирующее средство убивает 90% бактерий каждую минуту, то через минуту от первоначальных бактерий останется только 10%. По истечении следующей минуты останется 10% от этих оставшихся 10% (или 1% от первоначального количества) и так далее.

Из-за этого логарифмического процесса невозможно утверждать, что вы способны уничтожить 100% какой-либо популяции микроорганизмов. Только с научной точки зрения можно утверждать, что вы способны снизить микробную нагрузку на долю первоначальной популяции. Вот почему большинство дезинфицирующих средств, продаваемых для домашнего использования, указывают, что они убивают 99,9% микробов.

Другие продукты, такие как дезинфицирующие средства для рук и влажные салфетки, которые также часто уничтожают 99,9% микробов, основаны на том же принципе.

Лаборатория и реальность

Как и во многих научных исследованиях, в реальном мире все становится немного сложнее, чем в лаборатории. Существует ряд других факторов, которые следует учитывать при оценке того, насколько эффективно дезинфицирующее средство удаляет микробы с поверхности.

Одним из таких факторов является размер первоначальной популяции микроорганизмов, от которых вы пытаетесь избавиться. То есть, чем более загрязнена поверхность, тем сильнее воздействие дезинфицирующего средства на уничтожение микробов.

Например, если бы вы начали с того, что на поверхности или предмете было всего 100 микробов, и удалили 99,9% из них с помощью дезинфицирующего средства, вы можете быть уверены, что эффективно удалили все микробы с этой поверхности или предмета (это называется стерилизацией).

Напротив, если у вас имеется большая первоначальная микробная популяция, насчитывающая сотни миллионов или миллиарды микробов, загрязняющих поверхность, даже снижение микробной нагрузки на 99,9% может по-прежнему означать, что на поверхности потенциально остаются миллионы микробов. Которые, несмотря на предпринимаемые вами меры, продолжают размножаться. 

Время — ключевой фактор, определяющий, насколько эффективно уничтожаются микробы. Таким образом, обработка сильно загрязненной поверхности дезинфицирующими средствами в течение более длительного времени — это один из способов обеспечить уничтожение большего количества микробов.

Вот почему, если вы внимательно посмотрите на этикетки многих обычных бытовых дезинфицирующих средств, на них часто указывается, что для дезинфекции необходимо нанести средство, затем подождать определенное время, прежде чем протирать поверхность влажной тряпкой. Всегда обращайте внимание на инструкцию на этикетке.

Другие факторы, такие как температура, влажность и тип поверхности, также влияют на эффективность дезинфицирующего средства за пределами лаборатории.

Аналогичным образом, микробы в реальном мире могут быть более или менее чувствительны к дезинфекции, чем те, которые используются для тестирования в лаборатории.

Ученые подсмотрели как муха-дрозофила борется с паразитами.