つねぴーblog

元「とある研修医の雑記帳」。アウトプットが趣味です。医学以外の事も投稿するやもしれません。

何故エタノールは細菌を殺菌できる?

なぜアルコールは細菌を殺菌できるのでしょうか?その機序はいかに。



エタノールはなぜ細菌を消毒できる?どのようなメカニズム?


複数の理由があります。列挙するならば、

1、細胞膜の脂質を溶かし出す。
2、タンパク質の変性。タンパク質の構造を変化させて機能を失わせる。
3、脱水作用。エタノールは非常に揮発性の高い液体なので細胞内部に入るとすぐに揮発して蒸発してしまいます。この時、細胞内部の他の液体もろとも蒸発するので細胞内部をからからに乾燥させてダメージを与えます。
(また細菌の芽胞に対しては効果が非常に弱いことが知られています。)



消毒用エタノールが70%の理由

何故70%なのでしょうか。この数字は経験的に確かめられたというだけではなく、根拠があります。エタノールと水の重量比が7:3というのはモル比に換算すると1:1であり、溶液中ではエタノール一分子に対して水一分子という比率になっています。エタノールはC2H5OHという構造のうち、C2H5は疎水性であり、OHは親水性というある種の両親媒性なのですが、C2H5は水とは相性が悪いのでエタノール分子の集合体が界面に配列します。(これによって表面張力が下がり、ある種の界面活性剤ともいえる。界面活性剤は本来混じりあうことのない水の分子と油の分子の表面張力を変えて均等につり合わせてしまう働きをする)細胞を一つの油滴と考えると、細胞膜に対しては疎水性である炭化水素基がずばずばと差し込まれていくので、整然としていた膜も歪んでぼこぼこと穴が開いていきます。そこからエタノールが内部に浸透していくと考えればよいでしょう。

また、100%エタノール(無水エタノール)は細胞膜の浸透効果が低い上に、揮発性が非常に高く、細菌はほとんど殺せないと言います。効果があるとしても菌体の表面のタンパクを変性させる程度でしょう。また、100%エタノールの場合だと、細菌を殺せないばかりか人に害があります。基本的に表皮が防御してくれますが、強力な脱水作用のために肌がかさかさになってしまう可能性があります。ですので直接触れるのはあまりお勧めできません。もちろん逆に低濃度になっても効果がないようです。


細菌は殺せるのに人には無害なのはなぜか

まず、人の表面には細菌と同じように細胞がただ並んでるだけでなく、皮膚バリアがあります。一般的にいう皮膚は実は3層構造をしていてその一番外側にある表皮と呼ばれる層が外界から守ってくれています。表皮の外側は角質層と呼ばれるもので出来ていて、細菌やウィルス、その他の異物の進入を物理的にも化学的にも防いでくれています。またそれだけでなく、水分や保湿成分の喪失を防いでいるのです。表皮の表面は死んだ細胞の集まった平らな層で覆われ、この部分はケラチンという丈夫な線維質のタンパク質でできています。つまり、皮膚の表面は細胞ではないので、細菌と同じようにはじけて死ぬということはないのです。



エタノールで手を消毒すると善玉細菌も死んでしまって通常の細菌業が保てなくなってしまうのでは?


消毒用エタノールで皮膚を十分にアルコール消毒すると、一時的に無菌に近い状態になるが、毛包管や汗腺などに潜んでいる常在菌は殺しきれない。しばらくすると残存していた菌が皮膚に現れ、間もなく増殖し、元の状態に戻ります。