Several mechanisms conferring bacterial resistance to biocides have been described;
some are inherent to the bacterium, other to the bacterial population. In addition, some
of the resistance mechanisms are intrinsic (or innate) to the micro-organism while others
have been acquired through forced mutations or through the acquisition of mobile
genetic elements (Poole 2002a). Innate mechanisms can confer high-level bacterial
resistance to biocides. In this case, the term unsusceptibility is used (see definition;
section 3.1.1.1).
The most described intrinsic resistance mechanism is changes in the permeability of the
cell envelope, also referred to as "permeability barrier". This is not only found in spores
(Cloete, 2003, Russell 1990, Russell et al. 1997), but also in vegetative bacteria such as
mycobacteria and to some extent in Gram-negative bacteria. The permeability barrier
limits the amount of a biocide that enters the cell, thus decreasing the effective biocide
concentration (Champlin et al. 2005, Denyer and Maillard 2002, Lambert 2002). In
mycobacteria the presence of a mycoylacylarabinogalactan layer accounts for the
impermeability to many antimicrobials (Lambert 2002, McNeil and Brennan 1991, Russell
1996, Russell et al. 1997). In addition, the presence and composition of the
arabinogalactan/arabinomannan cell wall also plays a role in reducing the effective
concentration of biocide that can penetrate within mycobacteria (Broadley et al. 1995,
Hawkey 2004, Manzoor et al. 1999, Walsh et al. 2001).The role of the lipopolysaccharides (LPS) as a permeability barrier in Gram-negative
bacteria has been well documented (Ayres et al. 1998, Denyer and Maillard 2002, Fraud
et al. 2003, McDonnell and Russell 1999, Munton and Russell 1970, Stickler 2004). There
have also been a number of reports of reduced biocide efficacy following changes in other
components of the outer membrane ultrastructure (Braoudaki and Hilton 2005,
Tattawasart et al. 2000a, Tattawasart et al. 2000b) including proteins (Brözel and Cloete
1994, Gandhi et al. 1993, Winder et al. 2000), fatty acid composition (Guérin-Méchin et
al. 1999, Guérin-Méchin et al. 2000, Jones et al. 1989, Méchin et al. 1999) and
phospholipids (Boeris et al. 2007). It must be noted that in the above mentioned
examples, an exposure to biocides was followed by changes in ultrastructure related to a
decrease in biocidal susceptibility, usually at a low concentration (under the MIC value).
The charge property of the cell surface also plays a role in bacterial resistance
mechanisms to positively charged biocides such as QACs (Bruinsma et al. 2006). It is
likely that bacterial resistance emerges from a combination of mechanisms (Braoudaki
and Hilton 2005, Tattawasart et al. 2000a, Tattawasart et al. 2000b), even though single
specific mechanisms are often investigated.The presence of efflux pumps is another mechanism that has been well described in the
literature. It has gained increased recognition as a resistance mechanism over the past
decade. Efflux pumps decrease the intracellular concentration of toxic compounds,
including biocides (Borges-Walmsley and Walmsley 2001, Brown et al. 1999, Levy 2002,
McKeegan et al. 2003, Nikaido 1996, Paulsen et al. 1996a, Piddock 2006, Poole 2001,
Poole 2002a, Putman et al. 2000). They are widespread among bacteria and five main
classes have been identified: the small multidrug resistance (SMR) family (now part of
the drug/metabolite transporter (DMT) superfamily), the major facilitator superfamily
(MFS), the ATP-binding cassette (ABC) family, the resistance-nodulation-division (RND)
family and the multidrug and toxic compound extrusion (MATE) family (Brown et al.
1999; Borges-Walmsley and Walmsley 2001, McKeegan et al. 2003, Piddock 2006, Poole
2001, Poole 2002b, Poole 2004).
The importance of efflux pumps in terms of bacterial resistance to biocides might be
considered as modest since the increase in bacterial susceptibility to selected biocides as
the results of the expression of efflux pumps is usually measured as an increase in MICs
rather than as resistance to a high concentration of an active substance. Efflux pumps
have been shown to reduce the efficacy of a number of biocides including QACs,
phenolics parabens and intercalating agents (Davin-Regli et al. 2006, Heir et al. 1995,
Heir et al. 1999, Leelaporn et al. 1994, Littlejohn et al. 1992, Lomovskaya and Lewis
1992, Randall et al. 2007, Sundheim et al. 1998, Tennent et al. 1989) notably in
Staphylococcus aureus with identified pumps such as QacA-D (Littlejohn et al. 1992,
Rouche et al. 1990, Wang et al. 2008), Smr (Lyon and Skurray 1987), QacG (Heir et al.
1999) and QacH (Heir et al. 1998), and in Gram-negative bacteria such as Pseudomonas
aeruginosa, with MexAB-OprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN and MexJK (Chuanchuen et al.
2002, Morita et al. 2003, Poole 2004, Schweizer 1998) and Escherichia coli with AcrABTolC,
AcrEF-TolC and EmrE (McMurry et al. 1998a, Moken et al. 1997, Nishino and
Yamagushi 2001, Poole 2004).The enzymatic transformation of biocides has also been described as a resistance
mechanism in bacteria, notably to heavy metals (e.g. silver and copper; enzymatic
reduction of the cation to the metal, Cloete 2003); parabens (Valkova et al. 2001),
aldehydes (formaldehyde dehydrogenase, Kummerle et al. 1996), peroxygens (catalase,
super oxide dismutase and alkyl hydroperoxidases mopping up free radicals, Demple
1996). Environmental bio-degradation of various compounds has been well-described
notably among Pseudomonads and complex microbial communities. However, the
importance of degradation as a bacterial resistance mechanism to "in use" concentrations
(high concentrations) of biocides remains unclear. As for efflux, increased resistance
following degradation of biocides has been measured as an increase in MICs but not
necessarily as a decreased in lethal activity.
The modification of target sites has been described on rare occasions and does not seem
to be widespread among bacteria, although there is a paucity of information on this
subject. The bisphenol triclosan has been shown to interact specifically with an enoyl-acyl
reductase carrier protein at a low concentration (Heath et al. 1999, Levy et al. 1999,
Roujeinikova et al. 1999, Stewart et al. 1999). The modification of this enzyme has been
associated with low-level bacterial resistance (Heath et al. 2000, McMurry et al. 1999,
Parikh et al. 2000). It has been noted that at a high concentration triclosan must interact
with other targets within the cell, the alteration of which justified the lethal effect of the
bisphenol (Gomez Escalada et al. 2005b).
มีการอธิบายกลไกหลาย conferring แบคทีเรียทนต่อ biocidesโดยธรรมชาติการแบคทีเรีย เพื่อประชากรแบคทีเรียได้ นอกจากนี้ บางต่อต้านกลไกมี intrinsic (หรือข้อสอบ) กับไมโครมีชีวิตขณะที่คนอื่นมาบังคับกลายพันธุ์ หรือการซื้อมือถือพันธุกรรมองค์ประกอบ (Poole 2002a) กลไกโดยธรรมชาติสามารถประสาทแบคทีเรียสูงความต้านทานการ biocides ในกรณีนี้ ใช้ unsusceptibility ระยะ (ดูคำนิยามส่วน 3.1.1.1)กลไกต้านทาน intrinsic อธิบายไว้มากที่สุดคือ การเปลี่ยนแปลงของ permeability ของเซลล์ซอง เรียกว่าเป็น "permeability อุปสรรค" นี้ไม่เพียงพบในเพาะเฟิร์น(Cloete, 2003, 1990 รัสเซล รัสเซล et al. 1997), แต่ยังอยู่ ในแบคทีเรียผักเรื้อรังเช่นmycobacteria และ ในบางกรณีในแบคทีเรียแบคทีเรียแกรมลบ อุปสรรค permeabilityจำกัดจำนวน biocide ที่ป้อนเซลล์ ลด biocide มีประสิทธิภาพดังนั้นความเข้มข้น (Champlin et al. 2005, Denyer และ Maillard 2002, Lambert 2002) ในmycobacteria ของชั้น mycoylacylarabinogalactan การบัญชีสำหรับการimpermeability กับ antimicrobials (Lambert 2002, McNeil และเบรนแนน 1991 รัสเซลล์1996 รัสเซล et al. 1997) นอกจากนี้ แสดง และองค์ประกอบของการผนังเซลล์ arabinogalactan/arabinomannan ยังมีบทบาทในการลดมีประสิทธิภาพความเข้มข้นของ biocide ที่สามารถเจาะภายใน mycobacteria (Broadley et al. 1995Hawkey Manzoor et al. 1999 สวี et al. 2001, 2004) บทบาทของ lipopolysaccharides (LPS) เป็นอุปสรรค permeability ในแบคทีเรียแกรมลบแบคทีเรียได้ดีเอกสาร (ออและ al. ปี 1998, Denyer และ Maillard 2002 ฉ้อโกงร้อยเอ็ด al. 2003 แมคดอนเนลล์ และรัสเซล 1999, Munton และรัสเซล 1970, Stickler 2004) มียังได้รับรายงานของ biocide ลดประสิทธิภาพต่อการเปลี่ยนแปลงในอีกจำนวนหนึ่งส่วนประกอบของ ultrastructure เมมเบรนภายนอก (Braoudaki และฮิลตัน 2005Tattawasart et al. 2000a, Tattawasart et al. 2000b) รวมถึงโปรตีน (Brözel และ Cloeteปี 1994, al. et คานธี 1993 หมุน et al. 2000), องค์ประกอบของกรดไขมัน (Guérin-Méchin ร้อยเอ็ดal. ปี 1999, Guérin Méchin et al. Jones et al. 1989, Méchin et al. ปี 1999, 2000) และphospholipids (Boeris et al. 2007) ต้องสังเกตว่า ในข้างต้นกล่าวถึงตัวอย่าง การสัมผัสกับ biocides ที่ตามการเปลี่ยนแปลงใน ultrastructure ที่เกี่ยวข้องกับการลดภูมิไวรับ biocidal โดยปกติที่ความเข้มข้นต่ำ (ภายใต้ค่า MIC)คุณสมบัติค่าของผิวเซลล์ยังมีบทบาทในการต้านทานเชื้อแบคทีเรียกลไกการบวกคิด biocides เช่น QACs (Bruinsma et al. 2006) จึงมีแนวโน้มที่ต้านทานแบคทีเรียขึ้นจากการรวมกันของกลไก (Braoudakiและฮิลตัน 2005, Tattawasart et al. 2000a, Tattawasart et al. 2000b), แม้ เดียวกลไกเฉพาะมักจะมีการตรวจสอบ ของปั๊ม efflux เป็นอีกกลไกที่ได้อธิบายไว้อย่างดีในการวรรณกรรม จะได้รับรู้เพิ่มขึ้นเป็นกลไกต่อต้านที่ผ่านมาทศวรรษที่ผ่านมา ปั๊ม efflux ลด intracellular ความเข้มข้นของสารพิษรวม biocides (Borges Walmsley และ Walmsley 2001 น้ำตาลร้อยเอ็ด al. ปี 1999, 2002 อัตราMcKeegan et al. 2003, Nikaido 1996, Paulsen et al. 1996a, Piddock 2006, Poole 2001Poole 2002a, Putman et al. 2000) จะแพร่เชื้อแบคทีเรียและหลักห้าเรียนได้รับการระบุ: ครอบครัวต้านทาน multidrug เล็ก (SMR) (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของการ metabolite ยา/ขนส่ง (DMT) superfamily), superfamily สัมภาษณ์หลัก(MFS), ครอบครัว ATP รวมเทป (ABC) ต่อต้าน-nodulation-ส่วน (RND)ครอบครัวและครอบครัว multidrug และพิษผสมผง (คู่) (Brown et alปี 1999 Borges Walmsley และ Walmsley 2001, McKeegan et al. 2003, Piddock 2006, Poole2001, Poole 2002b, Poole 2004)ความสำคัญของปั๊ม efflux ในแบคทีเรียทนต่อ biocides อาจถือเป็นเจียมเนื้อเจียมตัวเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในแบคทีเรียง่าย biocides ที่เลือกเป็นมักจะมีวัดผลลัพธ์ของนิพจน์ของปั๊ม efflux เป็นการเพิ่ม MICsแทนที่จะ เป็นความต้านทานต่อความเข้มข้นสูงของสารใช้งานอยู่ ปั๊ม effluxได้รับการแสดงเพื่อลดประสิทธิภาพจำนวน biocides ที่รวมทั้ง QACsphenolics parabens และ intercalating ตัวแทน (al. et Davin Regli 2006, al. et Heir 1995Heir et al. ปี 1999, Leelaporn et al. 1994, al. et Littlejohn 1992, Lomovskaya และลูอิส1992, Randall et al. 2007, Sundheim และ al. ปี 1998, Tennent et al. 1989) ยวดในหมอเทศข้างลาย staphylococcus กับปั๊มระบุเช่น QacA-D (Littlejohn et al. 1992Rouche et al. 1990 วัง et al. 2008), Smr (ลียงและ Skurray 1987) QacG (Heir et alปี 1999) และ QacH (Heir และ al. ปี 1998), และ ในแบคทีเรียแบคทีเรียแกรมลบเช่น Pseudomonasaeruginosa, MexAB OprM, MexCD OprJ, MexEF OprN และ MexJK (ชวนชื่น et al2002 โมริตะ et al. 2003, Poole 2004, Schweizer 1998) และ Escherichia coli กับ AcrABTolCAcrEF-TolC และชื่อ (McMurry et al. 1998a มอแกน et al. 1997 กรุณา และYamagushi 2001, Poole 2004) อธิบายการเปลี่ยนแปลงเอนไซม์ในระบบของ biocides เป็นต้านยังกลไกในแบคทีเรีย ยวดกับโลหะหนัก (เช่นเงิน และทองแดง เอนไซม์ในระบบลด cation โลหะ Cloete 2003); parabens (Valkova et al. 2001),aldehydes (dehydrogenase ฟอร์มาลดีไฮด์ Kummerle et al. 1996) peroxygens (catalaseซุปเปอร์ออกไซด์ dismutase และ alkyl hydroperoxidases mopping ค่าอนุมูลอิสระ Dempleปี 1996) การย่อยสลายทางชีวภาพสิ่งแวดล้อมของสารต่าง ๆ ได้รับการอธิบายอย่างดียวดระหว่าง Pseudomonads และชุมชนซับซ้อนจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตาม การความสำคัญของการสลายตัวเป็น "ใช้" กลไกต้านทานแบคทีเรียความเข้มข้น(ความเข้มข้นสูง) ของ biocides ยังคงไม่ชัดเจน สำหรับ efflux เพิ่มความต้านทานต่อไปนี้ของ biocides มีการวัดเป็นการเพิ่ม MICs แต่ไม่จำเป็นเป็นกิจกรรมยุทธภัณฑ์ลดลงในการปรับเปลี่ยนเว็บไซต์เป้าหมายได้ถูกอธิบายในโอกาสที่หายาก และดูเหมือนไปอย่างแพร่หลายในหมู่แบคทีเรีย มี paucity ของข้อมูลนี้ชื่อเรื่อง ไทรโคลซาน bisphenol ได้รับการแสดงการโต้ตอบโดยเฉพาะกับการที่ acyl enoylโปรตีนขนส่ง reductase ที่ความเข้มข้นต่ำ (al. et ฮีธ 1999 อัตราร้อยเอ็ด al. 1999Roujeinikova et al. 1999 สจ๊วต et al. 1999) การเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์นี้ได้เกี่ยวข้องกับการต้านทานเชื้อแบคทีเรียต่ำ (al. et ฮีธ 2000, McMurry et al. 1999Parikh et al. 2000) มันมีการตั้งข้อสังเกตว่า ที่ความเข้มข้นสูง ไทรโคลซานต้องทำงานเป้าหมายอื่น ๆ ภายในเซลล์ เปลี่ยนที่ชิดผลยุทธภัณฑ์ของbisphenol (เมซ Escalada et al. 2005b)
การแปล กรุณารอสักครู่..
