Virusurile mortale nu se potrivesc cu clasicul săpun – iată știința din spatele acestei afirmații.
Palli Thordarson, profesor la Facultatea de Chimie a Universității din New South Wales, Sydney, explică pe înțelesul tuturor importanța spălării pe mâini cu apă și săpun, în condițiile pandemiei COVID 19.
Chimia supramoleculară și nanoștiința ne spun nu doar multe despre modul în care virusul se asamblează într-o amenințare funcțională, activă, ci și despre cum putem învinge virușii cu ceva la fel de simplu ca săpunul.
Apa nu este eficientă singură în spălarea virusului de pe mâinile noastre. Produsele pe bază de alcool funcționează mai bine. Dar nimic nu bate săpunul – virusul se desprinde de piele și se destramă ușor în apă cu săpun.
Săpunul funcționează mai bine decât alcoolul și dezinfectanții pentru distrugerea structurii virusurilor.
De ce săpunul funcționează atât de bine la noul coronavirus și, într-adevăr, la majoritatea virusurilor? Deoarece este o nanoparticulă auto-asamblată în care cea mai slabă legătură este cea lipidică (grasă).
Sună științific. Să explicăm
Săpunul dizolvă membrana grasă, iar virusul se destramă ca un castel de cărți și „moare” sau, mai degrabă, devine inactiv, deoarece virușii nu sunt în viață cu adevărat. Virusurile pot fi active în afara corpului ore întregi, chiar și zile.
Dezinfectanții, șervețele, gelurile și cremele care conțin alcool (și săpun) au un efect similar, dar nu sunt la fel de bune ca săpunul obișnuit. În afară de alcool și săpun, agenții antibacterieni din aceste produse nu afectează prea mult structura virusului. În consecință, multe produse antibacteriene sunt, practic, doar o versiune scumpă a săpunului. Săpunul este cel mai bun, dar și șervețele cu alcool sunt bune atunci când săpunul nu este la îndemână, de exemplu la serviciu, în magazine, în mijloacele de transport în comun.
Chimie supramoleculară
Dar de ce, exact, este săpunul atât de bun? Pentru a explica asta, vă voi duce printr-o călătorie în chimia supramoleculară, nanoștiința și virologia. Voi încerca să explic acest lucru în termeni generici. (Trebuie să subliniez că, deși sunt expert în chimie supramoleculară și în asamblarea nanoparticulelor, nu sunt virolog.)
Majoritatea virusurilor constau din trei blocuri cheie: ARN, proteine și lipide. ARN este materialul genetic viral – este similar cu ADN-ul. Proteinele au mai multe roluri, inclusiv ruperea în celula țintă, care ajută la replicarea virusului și sunt practic un bloc cheie (precum o cărămidă dintr-o casă) în structura virusului.
Lipidele formează apoi o înveliș în jurul virusului, atât pentru protecție, cât și pentru a ajuta la răspândirea și invazia sa celulară. ARN-ul, proteinele și lipidele se autoasamblează pentru a forma virusul. În mod critic, nu există legături „covalente” puternice care să țină aceste unități împreună.
Totuși, putem rupe particula virală cu săpun!
Majoritatea virusurilor, inclusiv coronavirusul, sunt nanoparticule. Nanoparticulele au interacțiuni complexe cu suprafețele pe care sunt, este la fel cu virușii. Pielea, oțelul, lemnul, țesătura, vopseaua și porțelanul sunt suprafețe foarte diferite.
Când un virus invadează o celulă, ARN „deturnează” aparatul celular ca un virus de calculator și obligă celula să facă copii noi ale propriului ARN și diferitelor proteine care alcătuiesc virusul.
Aceste noi molecule de ARN și proteine se autoasamblează cu lipide (sunt prezente în celulă) pentru a forma noi copii ale virusului. Adică, virusul nu se fotocopiază pe el însuși, face copii ale blocurilor de construcții, care apoi se autoasamblează în noi viruși.
Toate aceste noi virusuri în cele din urmă copleșesc celula și moare sau explodează, eliberând viruși care apoi continuă să infecteze mai multe celule. În plămâni, virusurile sfârșesc în căile respiratorii și mucoase.
Când tușești, sau mai ales când strănuți, picături mici din căile respiratorii pot zbura până la 30 de metri. Cele mai mari sunt considerate principalele purtătoare de coronavirus și pot parcurge chiar și 7 metri.
Pielea este o suprafață ideală pentru virusuri
Aceste picături mici se opresc pe suprafețe și se usucă rapid. Dar virușii sunt încă activi. Ceea ce se întâmplă în continuare este despre chimia supramoleculară și modul în care interacțiunile auto-asamblate (precum virusurile) interacționează cu mediul lor.
Acum este timpul să introducem un concept puternic de chimie supramoleculară care spune în mod eficient: Molecule similare par să interacționeze mai puternic între ele decât cele diferite. Lemnul, țesătura și pielea interacționează destul de puternic cu virușii.
Contrastați acest lucru cu oțelul, porțelanul și cel puțin unele materiale plastice, cum ar fi teflonul. Structura de suprafață contează și ea. Cu cât suprafața este mai plană, cu atât virusul se va „bloca” la suprafață. Suprafețele mai dure pot de fapt să distrugă virusul. Deci de ce diferă suprafețele? Virusul este ținut laolaltă de o combinație de legături de hidrogen (precum cele din apă) și interacțiuni hidrofile sau „asemănătoare grăsimilor”. Suprafața fibrelor sau a lemnului, de exemplu, poate forma o mulțime de legături de hidrogen cu virusul.
În schimb, oțelul, porțelanul sau teflonul nu formează o mare legătură cu hidrogenul cu virusul. Deci, virusul nu este puternic legat de suprafețele respective. Cât timp rămâne activ virusul? Depinde. Noul coronavirus se crede că rămâne activ pe suprafețe favorabile ore întregi, eventual zile. Ce face virusul mai puțin stabil? Umiditatea („se dizolvă”), lumina solară (lumina UV) și căldura (mișcări moleculare).
Pielea este o suprafață ideală pentru un virus. Desigur, este organic, iar proteinele și acizii grași din celulele moarte de la suprafață interacționează cu virusul atât prin legături de hidrogen, cât și prin interacțiuni hidrofile „asemănătoare grăsimilor”.
Așadar, atunci când atingeți o suprafață de oțel cu o particulă de virus pe ea, aceasta va rămâne pe pielea dvs. și, prin urmare, va fi transferată pe mâini. Dar nu sunteți (încă) infectat. Cu toate acestea, dacă vă atingeți fața, virusul poate fi transferat.
Și acum virusul este periculos de aproape de căile respiratorii și de membranele de tip mucus și în jurul gurii și în jurul ochilor. Deci virusul poate intra și – voilă! – ești infectat. Adică, dacă sistemul dumneavoastră imunitar nu omoară virusul.
Dacă virusul este pe mâinile dumneavoastră, îl puteți transmite dând mâna cu altcineva sau vă puteți infecta singur. Deci, cât de des vă atingeți fața? Se pare că majoritatea oamenilor își ating fața o dată la două-cinci minute. Deci, aveți un risc ridicat odată ce virusul vă ajunge pe mâini, dacă nu vă spălați de virusul activ.
Săpunul dizolvă structura unui virus
Apa combinată cu săpun face diferența. Săpunul conține substanțe asemănătoare grăsimilor, unele similare structural cu lipidele din membrana virusului. Moleculele de săpun „concurează” cu lipidele din membrana virusului. Acesta este mai mult sau mai puțin modul în care săpunul elimină și murdăria normală a pielii.
Moleculele de săpun concurează, de asemenea, cu multe alte legături non-covalente care ajută proteinele, ARN-ul și lipidele să se lipească între ele. Săpunul „dizolvă” efectiv cleiul care ține virusul împreună.
Săpunul întrece, de asemenea, interacțiunile dintre virus și suprafața pielii. Curând virusul se desprinde și se desprinde ca un castel de cărți datorită acțiunii combinate a săpunului și a apei. Boom, virusul a dispărut!
Produsele pe bază de alcool includ toate produsele „dezinfectante” și „antibacteriene” care conțin o pondere ridicată de soluție alcoolică, de regulă 60% -80% etanol, uneori cu un pic de izopropanol, apă și un pic de săpun.
Etanolul și alte tipuri de alcool nu formează cu ușurință legături de hidrogen cu materialul virusului, dar, ca solvent, sunt mai lipofile decât apa. Prin urmare, alcoolul dizolvă membrana lipidică și perturbă alte interacțiuni supramoleculare la virus.
Cu toate acestea, aveți nevoie de o concentrație destul de mare (poate 60% -plus) de alcool pentru a obține o dizolvare rapidă a virusului. Vodka sau whisky (au de obicei 40% etanol) nu dizolvă virusul la fel de rapid. În general, alcoolul nu este la fel de bun ca săpunul la această sarcină.
Alcoolul funcționează – într-o măsură
În concluzie, virusurile sunt aproape ca nanoparticulele cu grăsime. Acestea pot rămâne active multe ore pe suprafețe și apoi pot fi ridicate prin atingere. Apoi ajung la fața noastră și ne infectează pentru că cei mai mulți dintre noi ne atingem fața frecvent. C.Z.
