Статьи
Статья
Почему именно мыло так эффективно против коронавируса?

Профессор химии из Университета Нового Южного Уэльса Палли Тордарсон в своем твиттере доступно объяснил, почему именно мыло является наиболее эффективным средством для защиты от коронавируса и чем оно лучше более дорогих дезинфицирующих средств. Приводим перевод познавательного треда.

Почему мыло так эффективно против возбудителя коронавируса SARS-CoV-2, равно как и против большинства других вирусов? Потому что вирус — это самоорганизующаяся наночастица, в которой самым слабым звеном является липидный (жировой) бислой.

Мыло растворяет жировую мембрану, так что вирус разваливается как карточный домик и «умирает». Правильнее сказать, становится неактивным.

Дезинфицирующие средства или жидкости, салфетки, гели и кремы, содержащие спирт (и мыло), имеют аналогичные эффекты, но на самом деле они не так хороши. Другие «антибактериальные средства», помимо спирта и мыла, в этих продуктах практически не влияют на структуру вируса.

Следовательно, эти средства — просто дорогая версия мыла с точки зрения того, как они действуют на вирусы. Мыло лучше всего, спиртовыми салфетками же стоит пользоваться, когда мыло недоступно (например, за рабочим столом в офисе)

Но почему именно мыло так эффективно? Чтобы объяснить это, я отправлюсь с вами в путешествие по супрамолекулярной химии, нанонауке и вирусологии. Я попытаюсь объяснить это в общих чертах, насколько это возможно, опустив некоторые специальные химические термины.

Вирусы: как они работают

Большинство вирусов состоят из трех ключевых строительных блоков: РНК, белков и липидов. РНК — это вирусный генетический материал. Белки выполняют несколько функций, включая проникновение в клетку-мишень, способствуют репликации вируса и являются ключевым строительным блоком во всей структуре вируса. Липиды образуют оболочку вокруг вируса как для защиты, так и для содействия его распространению и клеточной инвазии.

РНК, белки и липиды самоорганизуются, образуя вирус. Не существует сильных ковалентных связей, удерживающих эти единицы вместе. Вместо этого вирусная самосборка основана на слабых «нековалентных» взаимодействиях между белками, РНК и липидами. Они соединяются друг с другом наподобие текстильной застежки-липучки, поэтому очень трудно разрушить самосборную вирусную частицу. Тем не менее мы можем это сделать (например, с помощью мыла!).

Размер большинства вирусов, включая коронавирус, составляет от 50 до 200 нанометров, что позволяет отнести их к наночастицам. Наночастицы сложным образом взаимодействуют с поверхностями, на которых они находятся. То же самое с вирусами. Кожа, сталь, древесина, ткань, краска и фарфор — это очень разные поверхности.

Когда вирус проникает в клетку, его РНК «захватывает» клеточный механизм, как компьютерный вирус (!), и заставляет клетку производить множество новых копий вирусных РНК и различных белков. Эти новые молекулы РНК и белка самособираются с помощью липидов (которые обычно уже есть в захваченной клетке), образуя новые копии вируса.

Таким образом, вирус не сам себя копирует, а создает копии строительных блоков, которые затем самостоятельно собираются в новые вирусы!

Все эти новые вирусы в конечном итоге поражают клетку, и она умирает / взрывается, высвобождая вирусы, которые затем заражают еще больше клеток. Некоторые из этих вирусов попадают в дыхательные пути и окружающие их слизистые оболочки.

Когда вы кашляете или чихаете, крошечные капельки из дыхательных путей могут вылетать на расстояние до 10 м! Предполагается, что более крупные из этих капель являются основными носителями коронавируса, и они могут преодолевать по воздуху как минимум 2 м. Вот почему важно прикрываться, когда кашляешь или чихаешь!

Эти крошечные капельки попадают на поверхности и быстро высыхают. Но вирусы остаются активными! Согласно концепции супрамолекулярной химии, однородные молекулы взаимодействуют друг с другом сильнее, чем разнородные. Дерево, ткань, не говоря уже о коже, довольно сильно взаимодействуют с вирусами. В свою очередь, сталь, фарфор и некоторые виды пластика, например тефлон, — довольно слабо.

Почему столь разный эффект? Вирус присоединяется к поверхности с помощью водородных связей (таких, которые есть в воде) и того, что мы называем гидрофильными взаимодействиями. Например, поверхность волокон ткани или дерева может образовывать множество водородных связей с вирусом. В противоположность этому сталь, фарфор или тефлон не образуют с ним сильной водородной связи.

Кожа — это идеальная поверхность для вируса! Она «органическая», и белки и жирные кислоты в мертвых клетках на поверхности соединяются с вирусом как через водородные связи, так и через «жироподобные» гидрофильные взаимодействия

Поэтому, когда вы касаетесь, скажем, стальной поверхности с вирусной частицей на ней, последняя прилипает к вашей коже и, следовательно, попадает на ваши руки. Но вы (пока) не заражены. Однако, если вы дотронетесь до своего лица, вирус может попасть в дыхательные пути и на слизистые оболочки рта, носа и глаз. Если он проникнет туда, вуаля! — вы инфицированы (если, конечно, ваша иммунная система не убьет вирус).

Как часто вы касаетесь своего лица? Оказывается, большинство людей делают это раз в две-пять минут! Так что, если активный вирус попал вам на руки и вы вовремя его не смыли, риск заразиться довольно высок.

Что если мыть руки просто водой?

Итак, давайте попробуем смыть вирус простой водой. Это может сработать, но не обязательно: обычная вода всего лишь «конкурирует» с сильными взаимодействиями между кожей и вирусом через водородные связи. Вирус приклеен к коже довольно сильно, так что обычная вода может его и не «оторвать». Так что просто H2O недостаточно.

Мыльная вода — совершенно другое дело. Мыло содержит вещества, известные как амфифилы, которые структурно очень похожи на липиды в вирусной мембране. Молекулы мыла «конкурируют» с липидами в вирусной оболочке и с множеством других нековалентных связей, которые помогают белкам, РНК и липидам слипаться. Мыло эффективно «растворяет» клей, удерживающий части вируса вместе. Добавьте к этому воздействие обычной воды.

Мыло также разрушает взаимодействия между вирусом и поверхностью кожи, так что вирусы отсоединяются и рассыпаются как карточный домик, благодаря совместному действию мыла и воды. Кожа довольно груба и морщиниста, поэтому вам нужно приложить некоторые усилия, чтобы мыло добралось до всех изгибов и складок, в которых могут скрываться активные вирусы.

Насколько хорош против вируса алкоголь?

Продукты на спиртовой основе, к которым относятся все «дезинфицирующие» и «антибактериальные» средства, содержат раствор с высоким содержанием спирта — обычно 60–80-процентный раствор этанола, иногда с небольшим количеством изопропанола, — а также немного мыла.

Алкоголь тоже растворяет липидную мембрану и нарушает другие супрамолекулярные взаимодействия в вирусе.

Однако для быстрого растворения вируса вам потребуется достаточно высокая концентрация спирта (возможно, более 60%). Водка или виски (обычно 40%) не растворяют вирус так быстро. В целом для этой задачи алкоголь не так хорош, как мыло

Почти все антибактериальные средства содержат спирт и немного мыла, и это помогает убивать вирусы. Но некоторые из них также включают «активные» бактериальные агенты, такие как триклозан. Вот они-то в принципе никак не помогают против вируса!

Подводя итог

Вирусы — это фактически смазанные жиром наночастицы. Они могут оставаться активными в течение многих часов на поверхностях, затем попасть вам на руки, а оттуда на лицо, потому что большинство из нас часто касается лица.

Вода не очень эффективна для того, чтобы смыть вирус с рук. Продукт на спиртовой основе работает лучше. Но ничто не сравнится с мылом — вирус отрывается от кожи и очень легко распадается в мыльной воде.

Вот и всё: супрамолекулярная химия и нанонаука рассказывают нам не только о том, как вирус самособрался в функциональную активную угрозу, но и о том, как мы можем победить вирусы с помощью чего-то простого — например, мыла.

21.03.2020 09:01:50