La riduzione della carica batterica mediante Perossido d’Idrogeno e Nitrato d’Argento

In questo articolo analizzeremo, come strumento di batterio riduzione, la soluzione acquosa a base di Perossido d’Idrogeno (H₂O₂), noto come acqua ossigenata, e Nitrato d’Argento (AgNO₃), il sale di argento dell’acido nitrico.

In acquacoltura con sistemi RAS (Recirculating Aquaculture System), numerosi sono gli strumenti e i protocolli di disinfezione periodica o permanente dell’acqua atti a prevenire la crescita indisturbata di organismi patogeni.

Alcune di queste metodologie, o di protocolli, sono stati poi trasposti e utilizzati dai Koi Keeper nella conduzione delle vasche di allevamento.

Tutti sappiamo che i batteri necessari ai processi di filtrazione dell’acqua formano il biofilm (vedi articolo). Esso è definibile come un’aggregazione complessa di microrganismi contraddistinta dalla secrezione di una matrice adesiva e protettiva e da:

• adesione a una superficie, sia di tipo biologico che inerte;
• eterogeneità strutturale, interazioni biologiche complesse;
• una matrice extracellulare di sostanze polimeriche, spesso di carattere polisaccaridico.

Purtroppo la formazione di questo complesso di adesione superficiale nel pond e nelle sue strutture tecniche (filtri, tubature) rappresenta un ideale substrato per la proliferazione di batteri patogeni, i quali influenzano negativamente la qualità dell’acqua, oltremodo protetti e quindi resistenti a qualsiasi trattamento fisico e chimico (Hisanori et al., 1998).

Tutti i protocolli sono sostanzialmente divisibili in due grandi fasi:

• una fase di batterio riduzione;
• una fase successiva di inoculazione di ceppi batterici non patogeni (vedi articolo).

La reazione di decomposizione delle soluzioni di acqua ossigenata e’ la seguente:2 H2O2 -> 2 H2O + O2quindi una soluzione acquosa di perossido d’idrogeno lasciata a se stessa libera ossigeno e si trasforma in molecole di acqua (notiamo che nel perossido d’idrogeno l’ossigeno ha numero di ossidazione pari a –1, nell’acqua ha numero di ossidazione -2 e nel gas ossigeno ha numero di ossidazione zero quindi l’ossigeno del perossido in parte si riduce e in parte si ossida).

Meccanismo d’azione PEROSSIDO e NITRATO ARGENTO

Il Perossido d’Idrogeno agisce come batteriostatico legandosi con i gruppi sulfididrilici della superficie cellulare, denaturandone le proteine e come battericida legandosi ai gruppi tiolici del DNA impedendone la replicazione.

In generale il Perossido d’Idrogeno ha una maggiore attività contro batteri gram-negativi rispetto ai gram-positivi e gli anaerobi sono anche più sensibili, poiché essi non producono catalasi per rompere il perossido; 25 ppm o meno possono già prevenire la crescita di batteri vegetativi

L’effetto antibatterico dell’argento (Ag+) è noto da secoli, prima della scoperta dei moderni antibiotici veniva usato come antibiotico sia per uso cutaneo che sistemico, ma i meccanismi della sua azione contro i protozoi non sono ancora del tutto chiari.

Molti studi sostengono che il meccanismo principale, attraverso cui l’argento, sotto forma di ione, uccide i batteri, sia il blocco della via respiratoria (inattivazione enzimatica tramite il legame a gruppi tiolici (-SH) o gruppi disulfuri (S-S)) nonché, mediante lo stesso meccanismo, l’inattivazione dei processi metabolici in quanto l’argento si lega anche al DNA e alle proteine della parete cellulare.

Particolare importante è che proprio in virtù di questo meccanismo, la resistenza microbica all’argento di per sé non è mai stata riscontrata.

Attività germicida

Numerosi studi hanno dimostrano come il nitrato d’argento, utilizzato sottoforma di nanoparticelle, sia molto più efficace nell’eliminare le cellule batteriche nei biofilm rispetto ai batteri planctonici (cellule separate che fluttuano o nuotano indipendentemente in un supporto liquido) e come la sua attività biocida si manifesta contro batteri grampositivi, gram-negativi, funghi e virus.

In particolare lo ione argento è particolarmente efficace nel contrastare o prevenire la formazione di biofilm costituiti essenzialmente da Staphylococcus aureus e molto efficace nel fornire un effetto antimicrobico contro ceppi epidemici di Staphylococcus aureus meticillina-resistenti (MRSA) (Edwards-Jones V, 2006).

È stato anche dimostrato che l’argento produce un effetto sinergico in combinazione con gli altri disinfettanti (Silvestry- Rodriguez, 2007), e non reagisca con il materiale organico per produrre sottoprodotti tossici (Silvestry-Rodriguez, 2008).

Nonostante la sua attività sia influenzata da variazioni di pH, con una maggiore attività sul versante acido, esso lo è meno rispetto agli altri disinfettanti come derivati fenolici e acidi organici.

Azione Antinfiammatoria

L’accresciuto processo di guarigione su una ferita, utilizzando dello ione argento, è conosciuto descrittivamente da alcuni secoli, ma solo recentemente gli effetti biochimici antinfiammatori dell’argento sono stati documentati e può essere presentato un meccanismo d’azione.

Il fulcro principale della guarigione di una ferita è basato sul rapporto fra distruzione del tessuto da parte di un gruppo di enzimi collagenasi, conosciuti come METALLOPROTEINASI (MMP), e la sintesi del tessuto che è stimolata dai fattori di crescita.

Un eccesso di attività di MMP è stato documentato nelle ferite dell’ustione ed in ferite croniche e dipende dalla disponibilità di zinco libero; l’argento diminuendo la disponibilità di zinco in superficie diminuisce l’attività eccedente di MMP e quindi favorisce il processo di guarigione.

Protocollo d’uso

Il seguente protocollo d’uso è stato calibrato sull’utilizzo del prodotto denominato DT 184 AQUASILVER®, ma ne esistono in commercio molti altri nomi commerciali in quanto questa soluzione acquosa è comunemente usata in zootecnia come detergente/disinfettante delle reti idriche o lattiere.

per riduzione di carica batterica totale:

singola dose di 5 ml per 1000 lt

in caso di infezioni batteriche ulcerose da Aeromonas (vedi articolo):

modalità di somministrazione:

Il prodotto ovviamente non differenzia i batteri patogeni da quelli utili alla nitrificazione e quindi è potenzialmente in grado di produrre l’effetto collaterale dell’inattivazione del filtro biologico.

Per evitare ciò è consigliabile la somministrazione avendo cura di fermare il ricircolo dell’acqua per almeno 4 ore, areando ben il pond, in modo da lasciare degradare il perossido nei suoi composti innocui.