Hypochlorige Säure

Die Summenformel der hypochlorigen Säure lautet HOCl. Ihre Salze nennt man Hypochlorite. HOCl entsteht bei der Einleitung von Chlorgas (Cl₂) in Wasser:

$${\displaystyle {\ce {Cl2 + H2O -> HOCl + HCl}}}$$

Sie steht in wässriger Lösung in einem pH-abhängigen Gleichgewicht mit dem Hypochlorit-Ion (OCl⁻):

$${\displaystyle {\ce {HOCl <=> H+ + OCl-}}}$$

Bei physiologischem pH-Wert liegt ein erheblicher Anteil als ungeladenes HOCl vor. Diese Form besitzt eine deutlich höhere Membranpermeabilität als das Hypochlorit-Ion und ist für die antimikrobielle Wirkung von besonderer Bedeutung.

HOCl-Lösungen sind licht- und temperaturabhängig nur begrenzt stabil und müssen entsprechend gelagert werden.

HOCl wirkt als starkes Oxidationsmittel. Die antimikrobielle Aktivität beruht auf einer gleichzeitigen Schädigung mehrerer zellulärer Zielstrukturen. Zu den wichtigsten Angriffspunkten gehören:

• Proteine und Enzyme
• Zellmembranen
• Lipide
• DNA und RNA
• Sulfhydrylgruppen schwefelhaltiger Aminosäuren

HOCl oxidiert bevorzugt Cystein- und Methioninreste, führt zur Bildung von Chloraminen und verursacht Proteinfehlfaltungen, Enzyminaktivierungen sowie Membranschäden. Zusätzlich werden Nukleinsäuren oxidativ geschädigt, was zu Replikationsstörungen und Zelltod führen kann. Die antimikrobielle Wirkung entsteht somit durch zahlreiche parallele Angriffspunkte und nicht durch einen einzelnen molekularen Mechanismus.

Neutrophile Granulozyten produzieren HOCl während des oxidativen Bursts. Das Enzym Myeloperoxidase (MPO) katalysiert dabei die Umsetzung von Wasserstoffperoxid und Chloridionen:

$${\displaystyle {\ce {H2O2 + Cl- + H+ -> HOCl + H2O}}}$$

Das gebildete HOCl ist eines der wirksamsten antimikrobiellen Effektormoleküle des angeborenen Immunsystems. Es wird in Phagosomen freigesetzt und trägt wesentlich zur Elimination von Mikroorganismen bei.

Eine erhöhte MPO- bzw. HOCl-Aktivität wird mit verschiedenen chronisch-entzündlichen Erkrankungen assoziiert, darunter Atherosklerose und rheumatoide Arthritis. Bei Atherosklerose ist die LDL-Oxidation durch HOCl ein Erkrankungstreiber. Auch bei neurodegenerativen Erkrankungen ist HOCl ein möglicher pathogenetischer Faktor. Die Schädigung beruht auf oxidativen Modifikationen körpereigener Proteine, Lipide und Nukleinsäuren.

HOCl besitzt ein breites Wirkspektrum gegen:

• grampositive Bakterien
• gramnegative Bakterien
• multiresistente Erreger (z.B. MRSA)
• behüllte und zahlreiche unbehüllte Viren
• Pilze
• mikrobielle Biofilme

Die Wirksamkeit gegen Biofilme stellt einen besonderen Vorteil gegenüber zahlreichen konventionellen Antiseptika dar. Sowohl experimentelle als auch klinische Untersuchungen konnten eine effektive Keimreduktion nachweisen.

Wundbehandlung

HOCl wird zur Reinigung und Dekontamination akuter sowie chronischer Wunden eingesetzt. Studien beschreiben eine Förderung der Wundheilung bei gleichzeitig guter Gewebeverträglichkeit. Anwendungsgebiete sind unter anderem:

• chronische Ulzera
• diabetische Fußulzera
• Dekubitalulzera
• Verbrennungswunden
• postoperative Wunden

Chirurgie

In der Chirurgie wird HOCl vor allem als antiseptische Lavage- und Spüllösung untersucht. Mögliche Einsatzgebiete umfassen:

• sekundäre Peritonitis
• Perforationsperitonitis
• kontaminierte Laparotomien
• offenes Abdomen
• Unterdruck-Wundtherapie mit Instillation (NPWTi-d)

Mehrere Beobachtungsstudien zeigen eine Reduktion postoperativer chirurgischer Wundinfektionen nach intraoperativer Anwendung antiseptischer HOCl-Lösungen.

Desinfektion

Darüber hinaus findet HOCl Verwendung bei der:

• Flächendesinfektion
• Instrumentendesinfektion
• Dekontamination medizinischer Räume
• Aufbereitung endoskopischer Untersuchungsräume

Im Vergleich zu Povidon-Iod oder Chlorhexidin werden folgende potenzielle Vorteile diskutiert:

• geringere Zytotoxizität
• gute Gewebeverträglichkeit
• breites antimikrobielles Spektrum
• Wirksamkeit gegen Biofilme
• geringe allergene Potenz

Die Überlegenheit gegenüber etablierten Antiseptika ist jedoch bislang nicht in allen Anwendungsbereichen eindeutig belegt.

HOCl gilt bei sachgerechter Anwendung als gut verträglich. Relevante unerwünschte Wirkungen sind selten. Sie umfassen:

• lokale Reizungen
• dosisabhängige Zytotoxizität bei hohen Konzentrationen
• Gewebeschäden bei unsachgemäßer Anwendung

Tierexperimentelle und klinische Untersuchungen zeigten bislang keine relevante systemische Toxizität bei intrakavitären Anwendungen.

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