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Che cosa sono i disinfettanti a base di ammonio quaternario?

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I composti di ammonio quaternario (quat) sono disinfettanti tensioattivi a carica positiva, come il cloruro di benzalconio (ADBAC) e il DDAC, che uccidono i germi disgregando le membrane cellulari e gli envelope virali. Su superfici pulite controllano molti batteri e virus con envelope, ma sono poco attivi contro spore, micobatteri e virus privi di envelope, e letame, residui di sapone e acqua dura li inattivano.

Un corridoio di stalla vuoto con un pavimento in cemento appena lavato e ancora bagnato, tra cancelli dei box in acciaio, alla luce morbida del giorno.

Che cosa sono i composti di ammonio quaternario?

I composti di ammonio quaternario, spesso abbreviati in quat o QAC, sono una categoria di sostanze chimiche di sintesi utilizzate per controllare batteri, virus e altri germi sulle superfici1. Dal punto di vista chimico sono tensioattivi cationici, cioè a carica positiva2. Negli Stati Uniti sono pesticidi antimicrobici: oltre 2.000 prodotti pesticidi registrati contengono quat e il primo pesticida antimicrobico a base di quat è stato registrato nel 19471.

L'Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA) raggruppa i quat in quattro categorie in base alla struttura1. Due di questi gruppi sono il gruppo del cloruro di alchil dimetil benzil ammonio (ADBAC), che comprende 24 sostanze chimiche simili ed è talvolta chiamato cloruro di benzalconio, e il gruppo del cloruro di didecil dimetil ammonio (DDAC), che ne comprende cinque1. I disinfettanti contengono talvolta più di un quat1. Le generazioni di prodotti più recenti sono in genere più germicide, meno schiumogene e più tolleranti al carico organico e ai saponi2.

Generazioni di disinfettanti quat ed esempi di sostanze attive
GenerazioneEsempi di sostanze attive
PrimaCloruro di benzalconio; ADBAC (cloruro di alchil dimetil benzil ammonio)2
SecondaADEBAC (cloruro di alchil dimetil etilbenzil ammonio)2
TerzaADBAC più ADEBAC2
QuartaDDAC (cloruri di dialchil dimetil ammonio, come le forme didecilica, diottilica o dodecilica)2
QuintaDDAC più ADBAC2

Come uccidono i germi i quat?

I quat rompono le membrane dei batteri e i rivestimenti esterni dei virus con envelope, e la rottura della membrana uccide la cellula1. A livello molecolare si legano in modo irreversibile ai fosfolipidi a carica negativa delle membrane batteriche e denaturano le proteine di membrana, distruggendo il controllo della membrana su ciò che la attraversa2.

Questo richiede tempo. Quanto dipende dal quat e dalla sua concentrazione, e alcuni quat devono restare a contatto con un germe per alcuni minuti1. L'etichetta indica il tempo di contatto, cioè il periodo in cui una superficie deve restare visibilmente bagnata perché il prodotto agisca1. Alcuni prodotti rendono inoltre le superfici batteriostatiche per un breve periodo dopo l'uso2. I quat agiscono meglio a pH da neutro ad alcalino, con la massima efficacia a pH da 9 a 10, e perdono attività sotto pH 3,52.

Che cosa uccidono i disinfettanti quat e che cosa non colpiscono?

I quat hanno uno spettro più ristretto rispetto ai disinfettanti ossidanti. L'EPA definisce disinfettante un prodotto che distrugge o inattiva in modo irreversibile funghi e batteri infettivi sulle superfici, ma non necessariamente le loro spore4, e gli organismi controllati da uno specifico prodotto quat sono quelli elencati nella sua etichetta1.

Attività tipica dei disinfettanti a base di ammonio quaternario per gruppo di organismi
Gruppo di organismiAttività tipica dei quatNote
Batteri Gram-positivi (ad esempio Staphylococcus aureus)Buona2L'organismo Gram-positivo di prova standard per le indicazioni dei disinfettanti presso l'EPA è S. aureus2
Batteri Gram-negativi (ad esempio Pseudomonas, Salmonella)Inferiore; in genere meno sensibili dei batteri Gram-positivi2,3La loro membrana esterna rende più difficile al quat raggiungere la membrana cellulare3
Virus con envelopeClassificati come virucidi3I quat rompono il rivestimento esterno dei virus1
Virus privi di envelope (ad esempio norovirus)Scarsa3In genere non virucidi nei confronti dei virus privi di envelope2
FunghiClassificati come fungicidi3, anche se l'efficacia può essere limitata2Verifichi in etichetta i funghi indicati1
MicobatteriScarsa; intrinsecamente resistenti3Struttura complessa della parete cellulare3
Spore battericheInefficaci2Resistenza intrinseca dovuta a strutture complesse3

Perché i quat falliscono in stalle, pollai e pediluvi?

Il motivo principale è lo sporco. I quat vengono facilmente inattivati dal materiale organico e dai saponi e detergenti anionici, e l'acqua dura ne riduce l'attività perché gli ioni calcio e magnesio formano complessi con il disinfettante2. Letame, lettiera e mangime possono inoltre nascondere gli organismi e reagire con il disinfettante al posto dei microbi2.

Uno studio sui pediluvi condotto con stivali sporchi di letame suino ha mostrato quanto questo conti. Quando gli stivali erano sporchi di letame suino, il tipo di disinfettante non faceva alcuna differenza; un pediluvio contaminato aggiungeva contaminazione agli stivali; e gli stivali spazzolati fino a rimuovere il letame e poi immersi per 5 minuti in un pediluvio a base di quat raggiungevano lo standard di disinfezione5.

Anche le soluzioni in uso possono diventare una fonte di batteri. Una revisione del 2023 riporta che i disinfettanti con un quat come unica sostanza attiva hanno maggiori probabilità rispetto ad altri tipi di contaminarsi con batteri Gram-negativi, e che ceppi di Serratia marcescens isolati da pediluvi contaminati in diversi allevamenti di bovini da latte sono sopravvissuti a una soluzione di cloruro di benzalconio appena preparata alla concentrazione d'uso3. La stessa revisione osserva che i panni in cotone e in microfibra assorbono i quat dai secchi, abbassando la concentrazione di lavoro3.

Come si usa un disinfettante quat in un'azienda agricola o in un canile?

Con i quat, la pulizia preliminare non è facoltativa. Le indicazioni di pulizia e disinfezione di un centro universitario di sanità animale stabiliscono l'ordine da seguire2:

  • Rimuova letame, lettiera, mangime e detriti visibili raschiando, spazzolando o spazzando2.
  • Lavi con acqua e sapone o detergente, poi risciacqui bene, perché i residui di sapone possono inattivare alcuni disinfettanti2.
  • Lasci asciugare le superfici, in modo che l'acqua residua non diluisca la soluzione2.
  • Prepari una soluzione fresca ogni giorno o secondo quanto indicato in etichetta, alla concentrazione riportata in etichetta; più concentrato non significa sempre migliore2. Segua sempre l'etichetta del prodotto.
  • Mantenga le superfici bagnate per l'intero tempo di contatto indicato in etichetta, poi risciacqui accuratamente gli oggetti prima del ritorno degli animali, in particolare le attrezzature per mangime e acqua2.
  • Pulisca e asciughi i secchi riutilizzabili prima di aggiungere nuovo disinfettante e controlli la concentrazione d'uso dopo la diluizione3.
  • Per i pediluvi, rimuova prima il letame dagli stivali spazzolandoli e mantenga pulito il pediluvio stesso5.

I quat sono pericolosi per le persone, gli animali e l'ambiente?

È la concentrazione a determinare il pericolo. I quat hanno una bassa tossicità per via cutanea, ma a seconda della concentrazione possono essere fortemente irritanti o corrosivi per la pelle e gli occhi, e hanno una tossicità moderata se inalati o ingeriti1. Diversi studi hanno rilevato che l'asma è più frequente nei lavoratori che usavano prodotti per la pulizia a base di quat1. Una guida di sanità animale aggiunge che i quat sono altamente tossici se ingeriti, quindi le aree e gli oggetti disinfettati vanno risciacquati dopo il tempo di contatto e prima dell'uso da parte degli animali2.

I quat si legano saldamente al suolo e ai sedimenti, il che ne limita il movimento verso le acque sotterranee1. Sono tossici per gli animali acquatici, in particolare per i pesci, quindi va evitato il ruscellamento verso stagni, corsi d'acqua e scarichi2; l'ADBAC è classificato come altamente tossico per i pesci e per gli invertebrati acquatici1.

La resistenza è una preoccupazione reale ma circoscritta. Studi di laboratorio mostrano che i batteri possono sviluppare tolleranza ai quat, e diversi studi associano la tolleranza al cloruro di benzalconio alla resistenza agli antibiotici3. Una revisione del 2023 ha concluso che non vi sono prove sufficienti, in condizioni reali, che l'uso frequente dei quat abbia determinato una diffusa resistenza agli antibiotici, e che le concentrazioni d'uso sono spesso molto superiori ai livelli tollerati dai batteri in laboratorio3. La revisione chiede maggiore attenzione al corretto utilizzo per prevenire la contaminazione dei disinfettanti quat3.

Punti chiave

  • I quat sono disinfettanti tensioattivi cationici; il cloruro di benzalconio (ADBAC) e il DDAC sono i tipi principali.
  • Uccidono disgregando le membrane cellulari e gli envelope virali, il che richiede l'intero tempo di contatto indicato in etichetta.
  • Non colpiscono le spore batteriche, i micobatteri e i virus privi di envelope come il norovirus.
  • Letame, residui di sapone e acqua dura li inattivano: pulisca, risciacqui e lasci asciugare prima dell'applicazione.
  • Sono tossici per i pesci e irritanti ad alte concentrazioni; risciacqui prima del ritorno degli animali e impedisca che il ruscellamento raggiunga l'acqua.

Bibliografia

  1. Quaternary Ammonium Compounds (ADBAC and DDAC) Fact SheetNational Pesticide Information Center, Oregon State University Extension Services · 2023 · University extension publication
  2. Disinfection 101: Key Principles of Cleaning and Disinfection for Animal SettingsCenter for Food Security and Public Health, Iowa State University College of Veterinary Medicine · 2023 · University extension publication
  3. Quaternary ammonium disinfectants and antiseptics: tolerance, resistance and potential impact on antibiotic resistanceAntimicrobial Resistance and Infection Control 12:32 (BMC, Springer Nature) · 2023 · Review article · DOI 10.1186/s13756-023-01241-z
  4. What are Antimicrobial Pesticides?US Environmental Protection Agency · 2026 · Government guidance
  5. Evaluating the efficacy of boot baths in biosecurity protocolsSwine Health and Production 8(4):169-173 (American Association of Swine Veterinarians) · 2000 · Peer-reviewed study
  6. Safety and Effectiveness of Consumer Antiseptic Rubs; Topical Antimicrobial Drug Products for Over-the-Counter Human Use (Final rule)US Food and Drug Administration, Federal Register 84 FR 14847 · 2019 · Regulatory document

Domande frequenti

Il cloruro di benzalconio è un composto di ammonio quaternario?

Sì. Cloruro di benzalconio è un altro nome del gruppo di quat ADBAC, che l'EPA tratta come un'unica categoria di 24 sostanze chimiche simili1. È una delle sostanze attive quat più utilizzate2.

In quali altri ambiti si usa il cloruro di benzalconio?

I quat sono presenti anche in prodotti medicali e cosmetici regolamentati dalla FDA, tra cui lozioni, antisettici topici e spray nasali1. La FDA ha rinviato la decisione definitiva sul cloruro di benzalconio negli igienizzanti per le mani da banco destinati ai consumatori, per consentire la presentazione di nuovi dati6. I prodotti disinfettanti sono pesticidi e non devono mai essere usati sulle persone1.

È possibile miscelare un quat con altri disinfettanti o con il sapone?

La miscelazione di solito riduce le prestazioni. I disinfettanti a base di iodio vengono inattivati dai quat, e molti saponi e detergenti anionici inattivano i quat2. Risciacqui via il detergente prima di applicare un quat e segua l'etichetta del prodotto.

Un prodotto a base di quat è un sanitizzante o un disinfettante?

Dipende dall'etichetta. L'EPA distingue i sanitizzanti, che riducono i microrganismi ai livelli stabiliti dalle norme di sanità pubblica, dai disinfettanti, che distruggono o inattivano in modo irreversibile funghi e batteri infettivi ma non necessariamente le spore4. I quat sono venduti in entrambe le forme, quindi verifichi quale indicazione e quale tempo di contatto riporta l'etichetta1.