Probiotyki w utrzymaniu czystości i higieny - podstawy Autor: dr Robin Temmerman - mikrobiolog Tłumaczenie: Maciej Kobylański 1
WPROWADZENIE W ciągu ostatnich lat, w mediach coraz częściej pojawiają się nagłówki typu: Niebezpieczne bakterie oporne na działanie antybiotyków; Coraz więcej zakażeń, a coraz mniej antybiotyków; Zagrożenie dla ludzi i zwierząt!. Przyczyn tego problemu należy szukać w nieświadomym działaniu człowieka, który stosując antybiotyki i środki dezynfekujące zabija wszystko, co go ochrania. Taka postawa jest anachroniczna i błędna! Firma Chrisal już od 25 lat rozwija zrównoważone produkty czyszczące, które łączą efektywność z trwałością, a jej nadrzędnym celem jest zapewnienie przyszłym pokoleniom bezpiecznej przyszłości w harmonii z przyrodą. W bieżących czasach, największym wyzwaniem dotyczącym higieny stał się rozwój oporności mikroorganizmów. Człowiek powinien uczyć się żyć z mikroorganizmami, odstępując od przekonania, że może je całkowicie zniszczyć. Firma Chrisal znalazła rozwiązanie problemu oporności, które coraz chętniej stosowane jest w nowych sektorach gospodarki, na całym świecie. Z uwagi na rewolucyjne aspekty tego rozwiązania, otrzymujemy wiele pytań z nim związanych. Niniejszy dokument powstał w ramach odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące naszych rozwiązań, podstaw mikrobiologii oraz bieżących spraw związanych z higieną. Mam nadzieje, że zamieszczone tu informacje, pomogą lepiej zrozumieć potrzebę zmiany dotychczas stosowanych metod na zrównoważoną technologię firmy Chrisal. Życzę pożytecznej lektury! Dr Robin Temmerman CEO w firmie Chrisal 2
1. MIKROBIOLOGIA Mikrobiologia to nauka o mikroorganizmach. Mikrobiolog to osoba, która studiuje mikroorganizmy i bazując na swojej wiedzy oferuje rozwiązania korzystne dla ludzi, zwierząt oraz środowiska. 1.1 CZYM SĄ MIKROORGANIZMY? Mikroorganizm lub mikrob to organizm, które jest zbyt mały, by można go było zobaczyć gołym okiem. Widoczna jest jedynie duża ilość mikroorganizmów. Najważniejszymi przykładami mikroorganizmów są wirusy, bakterie, grzyby, drożdże i algi. Bakterie są najbardziej powszechne, a ich wielkość wynosi około 1 mikrometra, czyli jedną tysięczną milimetra (1000 bakterii ustawionych w szeregu mierzy nie więcej niż 1 milimetr)! Mikroorganizmy można znaleźć wszędzie. W dużej ilości występują na skórze, w układzie trawiennym, w glebie oraz w powietrzu. Zdecydowana większość mikroorganizmów jest dobroczynna, pożyteczna a nawet niezbędna dla ludzi, zwierząt i środowiska. Kilka przykładów korzystnego działania mikroorganizmów: Trawienie: pokarm, który zjadamy nie mógłby być strawiony bez pomocy miliardów bakterii zamieszkujących nasze jelita. Kompostowanie: Martwa materia (np. liście, trawa, zdechłe zwierzęta) są przetwarzane przez mikroorganizmy na mniejsze związki, z których powstają później nowe rośliny i zwierzęta. Produkcja żywności: znaczna część produktów spożywczych nie mogłaby powstać bez udziału mikroorganizmów: np. chleb i wino powstaje z udziałem drożdży, a ser i jogurt z udziałem bakterii. Niestety, część mikroorganizmów jest szkodliwa dla ludzi, zwierząt i środowiska. Szkodliwe organizmy nazywamy patogenami. Pomimo, iż są one w mniejszości, to szkodzą reputacji mikroorganizmów pożytecznych. Kilka przykładów szkodliwego działania mikroorganizmów: Choroby: różne mikroorganizmy powodują choroby takie jak: grypa, przeziębienie, zapalenie płuc, tężec, zakażenia ran, itp. W skutek działania mikroorganizmów także rośliny nie wydają plonów lub obumierają. Psucie żywności: za psucie się jedzenia lub jego zanieczyszczenie odpowiadają głównie bakterie, mogące wywołać zapalenie okrężnicy lub biegunkę. Do najbardziej znanych bakterii tego typu należy Salmonella, E. coli, Listeria, Clostridium. 3
1.2 SPOŁECZNOŚĆ MIKROBIOLOGICZNA Pomimo swych niewielkich rozmiarów, mikroorganizmy są bardzo inteligentne. Doskonale wiedzą, jak współpracować, aby przetrwać. Pierwsze ślady mikroorganizmów na Ziemi datuje się na 3 miliardy lat wstecz, co sprawia, że są one znacznie bardziej doświadczonymi od ludzi mieszkańcami naszej planety. Bez względu na to, gdzie występują (gleba, powietrze, na zwierzętach, w roślinach), mikroorganizmy tworzą społeczność znaną jako społeczność mikrobiologiczna lub mikroflora. Taka społeczność może być bardzo zróżnicowana i złożona. Każdy mikroorganizm spełnia swoją rolę w społeczności. Razem mają tylko jeden cel - przetrwać tak długo, jak to możliwe. Jeśli społeczność mikrobiologiczna (mikroflora) pojawia się na dowolnej trwałej powierzchni (np. na materiale, zębach, skórze, liściu, itp...) to tworzy biofilm. Dobrym przykładem biofilmu są czarne zabrudzenia fug i kafli pod prysznicem. Biofilm składa się z różnych mikroorganizmów i substancji, które są przez nie wytwarzane. Substancje te, mogą służyć jako pożywienie lub schronienie przed czynnikami zewnętrznymi. Zamknięte w ochronnej warstwie biofilmu mikroorganizmy, swobodnie żyją i rozwijają się. Biofilm nie jest niestety pożądany przez ludzi, ponieważ tworzy widoczne zabrudzenia, jest źródłem przykrych zapachów, wielu niedogodności a także schronieniem dla zarazków i patogenów. Czego potrzebuje społeczność mikrobiologiczna do przetrwania? Pokarmu: Jako istoty żywe, mikroorganizmy nie potrafią przetrwać bez pokarmu. Ich dieta jest bardzo zróżnicowana i również mikroskopijna. Głównym źródłem pokarmu są cukry, tłuszcze i proteiny, ale także takie rarytasy jak uryna i pot. Nie wszystkie mikroorganizmy żywią się tym samym, dlatego dochodzi w biofilmie do regularnej wymiany związków odżywczych między mikrobami różnych szczepów. Wilgoci: Mikroorganizmy nie mogą też przetrwać bez picia. Nie piją one w dosłownym rozumieniu, ale absorbują wilgoć ze środowiska, podobnie jak gąbka wchłania wodę. Jeśli w danym środowisku nie ma odpowiedniej wilgotności, to aktywność mikroorganizmów szybko zanika. Podobnie jak ludzie i zwierzęta, mikroorganizmy potrafią przetrwać dłużej bez jedzenia niż bez picia. Wilgoć jest więc dla nich bardzo istotna. Bezpieczeństwa: Przetrwanie mikroorganizmów zależy również od odpowiednich warunków środowiska, takich jak: temperatura, wilgotność oraz ph. Radykalna zmiana choćby jednego z nich szkodzi mikroorganizmom, które aby się chronić tworzą biofilm. 4
1.3. DYNAMIKA SPOŁECZNOŚCI MIKROBIOLOGICZNEJ Społeczność mikrobiologiczna (mikroflora), która tworzy biofilm żyje i nieustannie się zmienia w zależności od zmian warunków środowiska (wilgotności, temperatury, energii itp.). Celem mikrobiologicznej społeczności jest istnienie i przetrwanie jak najdłużej. Aby cel ten osiągnąć, mikroorganizmy adoptują się do warunków i komunikują ze sobą we własnym języku zwanym quorum sensing (wyczuwanie liczebności). Przykład: Na danej powierzchni znajduje się wystarczająca ilość miejsc, pokarmu i wilgoci dla rozwoju maksymalnie 100 mikroorganizmów. Obecne na tej powierzchni mikroorganizmy komunikują się między sobą, w celu utrzymania limitu ilościowego z marginesem bezpieczeństwa w postaci wolnych miejsc. Pozwala to uniknąć nagłych problemów związanych z przeludnieniem. Przykład takiej powierzchni odzwierciedla poniższy diagram: DIAGRAM 1 (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 42; szkodliwe 18; miejsca wolne 41) Na powierzchni znajdują się mikroorganizmy pożyteczne (kolor zielony), szkodliwe (kolor czerwony) i puste miejsca oznaczające zapas. Jako, że mikroorganizmy żyją przeciętnie tylko kilka dni, nieustannie trwa proces umierania starych i rozwoju nowych komórek, co sprawia, że ich ogólna liczba pozostaje stała. Jeśli nie dochodzi do ingerencji człowieka, to mamy do czynienia z naturalną równowagą w ekosystemie mikrobiologicznym lub ze zrównoważoną mikroflorą. 5
W następnym rozdziale omówiono wpływ czyszczenia chemicznego i dezynfekcji na naturalną równowagę mikrobiologiczną. Od kiedy zaczęto zdawać sobie sprawę, że za choroby odpowiadają mikroorganizmy, wśród ludzi pojawiło się przeświadczenie, że wszystkie mikroorganizmy są niebezpieczne. Poza rozwojem narzędzi, umożliwiających walkę z chorobami (antybiotyki), sporą uwagę poświęcono też kwestii higieny. Stąd rozwój środków czystości i dezynfekcji. 2.1 CZYSZCZENIE I DEZYNFEKCJA Istnieją spore różnice między środkami czystości i środkami dezynfekującymi. Podobnie jak pomiędzy powierzchnią zmywalną a skórą. Czyszczenie: to usuwanie zabrudzeń z powierzchni (materiału lub skóry), które może być wykonana przy użyciu mydła lub detergentu. Dezynfekcja: to usuwanie z powierzchni wszystkich mikroorganizmów, które wykonuje się przy pomocy biocydów (dezynfektantów). Mydła i środki dezynfekujące zawierają głównie chemiczne składniki, a środki dezynfekujące dodatkowo aktywną substancją bakteriobójczą. W ostatnim czasie dużą popularność zdobyły produkty, które łączą myjące działanie mydła z biobójczym działaniem środka dezynfekującego (np. Dettol). Głównym celem mycia i dezynfekcji jest całkowite usunięcie mikroorganizmów oraz brudu, będącego źródłem ich pożywienia. 2.2 PROBLEM OPORNOŚCI Z początku wydawało się, że detergenty i środki dezynfekujące działają skutecznie, i z powodzeniem można nimi usuwać zabrudzenia i pozbywać się mikroorganizmów. Jednak, z uwagi na bardzo długą obecność na Ziemi, mikroorganizmy nauczyły się adoptować do zmiennych i trudnych warunków. Po kilku dekadach od wynalezienia środków dezynfekujących, mikroorganizmy znalazły sposób na obejście kierowanego w ich stronę zagrożenia i wykształciły tzw. oporność. Innymi słowy, mikroorganizmy nauczyły się, jak przetrwać atak dezynfektantów i pozostać przy życiu. Dlatego dziś skuteczność dezynfekcji jest znacznie mniejsza niż przed laty. Inny, nie mniej ważny problem ze środkami chemicznymi, dotyczy skuteczności ich działania. Działanie środków chemicznych zmusza mikroorganizmy do tworzenia coraz trwalszych struktur ochronnych - biofilmów. Struktury biofilmu utrzymują brud (pokarm mikroorganizmów) na tyle mocno, że nie da się go skutecznie usunąć tradycyjnymi środkami czyszczącymi (detergentem, mydłem). 6
2.3 PARADOKS DEZYNFEKCJI Jednak największym zagrożeniem powstającym na skutek stosowania środków chemicznych i dezynfekujących jest wpływ tych środków na mikrobiologiczną równowagę środowiska, a konkretnie na tworzenie się niezdrowej mikroflory. Co dzieje się, gdy czyścimy chemicznie i dezynfekujemy? Po raz kolejny weźmy za przykład powierzchnię, na której mamy odpowiednią ilość miejsca pokarmu i wilgoci dla rozwój maksymalnie 100 mikroorganizmów. Krótko po wykonaniu dezynfekcji, liczba mikroorganizmów na powierzchni gwałtownie spada. DIAGRAM 2 (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 12; szkodliwe 4; miejsca wolne 84) Z uwagi na oporność, część mikroorganizmów przeżyła atak środków dezynfekujących. Jako, że dezynfekcja działa tylko chwilę, ocalałe osobniki momentalnie powracają do fazy ponownego rozwoju. Służy temu ogromna ilość wolnych miejsc (powstałych na skutek zabicia mikroorganizmów), dużą ilość dostępnego pokarmu (martwe mikroorganizmy stanowią pokarm dla innych mikroorganizmów) oraz wilgoci (dostarczonej wraz ze środkiem dezynfekującym). Dzięki wykształconej oporności, szkodliwe bakterie potrafią przetrwać dezynfekcję i w krótkim czasie ponowić rozwój. W rezultacie, każda dezynfekcja prowadzi do utworzenia społeczności mikrobiologicznej, w której jest coraz więcej zarazków. Rozwój nowej społeczność mikrobiologicznej ustabilizuje się (jak zwykle) na stałym poziomie, z marginesem bezpieczeństwa w postaci kilkudziesięciu wolnych miejsc. 7
Poniższy diagram odzwierciedla nową społeczność mikrobiologiczną po przeprowadzonej dezynfekcji, w której przeważają szkodliwe mikroorganizmy. DIAGRAM 3 (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 22; szkodliwe 38; miejsca wolne 41) Dla lepszego zobrazowania sytuacji, porównajmy diagram z naturalną mikroflorą (Diagram 1) oraz diagram obrazujący mikroflorę po dezynfekcji (Diagram 3): Naturalna mikroflora (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 42; szkodliwe 18; miejsca wolne 41) Mikroflora po dezynfekcji (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 22; szkodliwe 38; miejsca wolne 41) Na obydwu powierzchniach, odzwierciedlonych na powyższych diagramach, znajduje się ta sama liczba mikroorganizmów. Ilość szkodliwych mikrobów jest jednak wyraźnie wyższa na powierzchni, którą dezynfekowano. 8
Im częściej dezynfekujemy powierzchnię, tym więcej pojawia się na niej szkodliwych mikrobów. Jest to paradoks dezynfekcji. 3. PROBIOTYKI W UTRZYMANIU CZYSTOŚCI I HIGIENY Firma Chrisal przeprowadziła wiele badań mających na celu znalezienie skutecznego i trwałego rozwiązania problemu z opornością mikroorganizmów, aż w końcu się to udało. Wypracowana metoda bazuje na naturze, a konkretnie na pożytecznych mikroorganizmach (probiotykach), które tworzą i utrzymują zdrową mikroflorę na czyszczonej powierzchni. 3.1 JAK TO DZIAŁA? Chrisal wynalazł i rozwinął serię probiotycznych środków czystości, które dostarczają na czyszczoną powierzchnię dużą ilość pożytecznych mikroorganizmów. Wprowadzone mikroby są aktywne w trakcie i po czynności sprzątania. W jaki sposób można rozwiązać problem groźnych mikrobów wprowadzając dużą ilość dodatkowych bakterii? Odpowiedź znajdujemy w dynamice społeczności mikrobiologicznej. Ponownie rozpatrujemy powierzchnię, na której ilość miejsc, pokarmu i wilgoci jest wystarczająca dla rozwoju społeczności mikrobiologicznej w ilości maksymalnie 100 mikroorganizmów. Już po pierwszej aplikacji probiotycznych środków czystości, wszystkie wolne miejsca na analizowanej powierzchni zostaną wypełnione probiotykami. Żadne inne mikroorganizmy nie zostaną w tym czasie zabite, ani zastąpione. Społeczność mikrobiologiczna na naszej powierzchni będzie wówczas wyglądać następująco: DIAGRAM 4 (Maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 82; szkodliwe 18; wolne 0) 9
Na analizowanej powierzchni znajduje się teraz maksymalna liczba 100 mikroorganizmów. To, co będzie działo się później jest wręcz rewolucyjne. Gdy wszystkie wolne miejsca zostają zajęte, mikroorganizmy emitują sygnał (quorum sensing) nawołujący do zaprzestania aktywności rozwojowej. Trwający kilka dni brak aktywności rozwojowej oraz naturalne obumieranie starszych mikroorganizmów prowadzi do spadku populacji poniżej 100. Dopiero wówczas emitowany jest sygnał do wzmożenia aktywności i reprodukcji. Jednak, na skutek ciągłego dostarczania na powierzchnię nowej partii probiotyków, całkowita liczba mikroorganizmów pozostanie na najwyższym poziomie 100 i więcej tak długo, jak długo stosowane będzie czyszczenie probiotyczne. Regularne stosowanie probiotycznych środków czystości skutkuje utrzymaniem niskiej aktywność rozwojowej pierwotnej społeczności mikrobiologicznej i prowadzi do jej naturalnego zanikania. W zamian, (już po kilku myciach) otrzymujemy społeczność mikrobiologiczną złożoną głównie z probiotyków. Nasz diagram będzie więc wyglądał następująco: DIAGRAM 5 (maks. ilość miejsc 100; pożyteczne 96; szkodliwe 4; wolne miejsca - 0) Przedstawiona na powyższym diagramie powierzchnia jest zdominowana przez pożyteczne mikroorganizmy, co udało się osiągnąć bez użycia chemicznych środków biobójczych. Przedstawione rozwiązanie opiera się więc na naturalnym procesie samoregulacji. 10
Poniżej znajduje się porównanie wszystkich analizowanych wcześniej sytuacji: Stan początkowy, naturalna mikroflora: Czyszczenie chemiczne i dezynfekcja (po lewej efekt krótko po dezynfekcji, a po prawej efekt końcowy). Czyszczenie probiotyczne (po lewej efekt krótko po czyszczeniu probiotycznym, a po prawej efekt końcowy). W rezultacie na naszym przykładowym obszarze dla 100 mikrobów mamy: W przypadku dezynfekcji: (22 pożyteczne, 38 szkodliwe, 41 miejsca wolne) W przypadku czyszczenia probiotycznego: (96 pożyteczne, 4 szkodliwe, 0 miejsc wolnych) Powyższy przykład dowodzi, że probiotyczne utrzymanie czystości prowadzi do powstawania zdrowej mikroflory bez konieczności zabijania szkodliwych mikroorganizmów. 11
PODSUMOWANIE 3.2 JAKIE SĄ KORZYŚCI? Najważniejsze korzyści wynikające ze stosowania probiotycznych środków czystości zostały dokładnie opisane powyżej, a ich wspólnym mianownikiem jest zdrowa i bezpieczna mikroflora, utrzymująca się tak długo, jak długo stosowane jest czyszczenie probiotyczne. Z uwagi na innowacyjny charakter opisanej tu technologii, często spotykamy się z następującymi pytaniami: Czy szkodliwe bakterie mogą wykształcić oporność w stosunku do probiotyków? Nie, mikroorganizmy nie wykształcają oporności w stosunku do innych mikroorganizmów, a jedynie na działanie środków chemicznych. Probiotyczne środki czystości nie zawierają chemicznych substancji biobójczych, w związku z czym nie występuje problem oporności. Czy probiotyki są bezpieczne? Zdecydowanie tak. Probiotyki wykorzystywane w preparatach firmy Chrisal spełniają wszelkie międzynarodowe standard bezpieczeństwa. Co więcej, firma Chrisal przeprowadziła dodatkowe badania, aby mieć całkowitą pewność. Dlaczego nie zaprzestać sprzątania, aby utrzymać naturalną mikroflorę? W miejscach, gdzie przebywają ludzie i zwierzęta szybko gromadzi się brud, który dodatkowo obciąża środowisko mikrobiologiczne. Należy sprzątać, aby utrzymać odpowiednie warunki życia, i lepiej robić to z pomocą preparatów probiotycznych, niż chemicznych. Czy czyszczenie probiotyczne wymaga dużo pracy? Nie więcej niż tradycyjne sprzątanie. Probiotyczne środki czyszczące używa się tak samo jak tradycyjnych produktów, co najmniej dwa razy w tygodniu, w celu osiągnięcia optymalnych rezultatów. Poza korzyściami dotyczącymi aspektów mikrobiologicznych, probiotyczne środki czystości dają dodatkowe korzyści w postaci: Głębokiego czyszczenia: probiotyki usuwają brud i biofilm z głębokich warstw i szczelin podłoża. Kontroli brzydkich zapachów: odór wytwarzany jest najczęściej przez niepożądane bakterie, które zastępujemy nie powodującymi odoru probiotykami. Bezpieczeństwa stosowania: W przeciwieństwie do wielu środków chemicznych i dezynfekujących, produkty probiotyczne są całkowicie bezpieczne w użyciu. Korzyści dla środowiska: poza tym, że probiotyki są w 100% naturalne, to dodatkowo aktywnie wspierają proces oczyszczania wód. Są więc nie tylko przyjazne dla środowiska ale i korzystne dla jego odnowy. 12
Tworząc linie probiotycznych środków czystości, firma Chrisal zapoczątkowała rewolucję w zakresie czyszczenia i znalazła realne rozwiązanie problemu z opornością mikroorganizmów. Znakomite wyniki czyszczenia, bezpieczeństwo stosowania oraz korzyści dla środowiska naturalnego, zapewniają zrównoważoną sanityzację, której wszyscy dziś potrzebujemy. W najbliższych latach technologia probiotyczna będzie wkraczać w nowe sektory gospodarki, dzięki czemu możliwe będzie budowanie zrównoważonej przyszłości. Twórzmy wspólnie zrównoważoną przyszłość 13