'Zašto je sapun tako učinkovit protiv SARS-CoV-2, koronvirusa i velike većine virusa? Zato što je virus samoizgrađena nanočestica u kojoj je najslabija karika lipidni (masni) sloj', kaže profesor kemije na australskom sveučilištu New South Wales Palli Thordarson i uvodi nas dublje u područje supramolekularne kemije kako bi činjenično pokazao zašto je sapun učinkovit i važan borac protiv virusa.

Sapun otapa masnu membranu zbog čega se virus raspada poput kuće od karata i 'umire', ili obzirom da virusi zapravo nisu živi ispravnije bi bilo reći da postaje neaktivan. Virusi izvan tijela mogu biti aktivni satima, čak i danima.

Dezinficijensi u obliku tekućina, maramica, gelova i krema koji sadrže alkohol (i sapun) imaju slične učinke, ali nisu toliko dobri kao običan sapun. Osim alkohola i sapuna, 'antibakterijska sredstva' iz tih proizvoda uopće ne utječu na strukturu virusa.

Prema tome, mnogi antibakterijski proizvodi, promatrano iz perspektive djelovanja na viruse, zapravo su samo skuplja verzija sapuna. Sapun je najdjelotvorniji, ali dobre su i alkoholne maramice kad vam sapun nije pri ruci ili u trenucima kad njegova upotreba ne bi bila praktična.

Ali zašto je sapun toliko dobar? Da bi to objasnio, profesor Thordarson kaže da je potrebno malo putovanje kroz supramolekularnu kemiju, nanoznanost i virologiju. Na ovom putovanju pokušat će objašnjavati što općenitije, izostavljajući pojedine kemijske izraze.

hordarson naglašava i kako on nije virolog, nego stručnjak za supramolekularnu kemiju i sastavljanje nanočestica. Za bolje razumijevanje virologije prilaže sliku s vrlo dobrim informacijama o ovom području.Iako nije virolog, Thordarson kaže kako su ga virusi oduvijek fascinirali jer na njih gleda kao na jedan od najspektakularnijih primjera kako se supramolekularna kemija i nanoznanost mogu zbližiti. Za početak, objašnjava građu većine virusa, koji se sastoje od tri ključna građevinska bloka: RNA, proteina i lipida.

RNA je genetski materijal virusa, vrlo sličan DNK-u. Proteini imaju nekoliko uloga, uključujući probijanje u ciljanu stanicu, pomaganje u umnožavanju virusa i u osnovi su građevinski blok u cijeloj strukturi virusa, poput cigle u kući.

Lipidi formiraju omotač oko virusa, kako zbog zaštite tako i zbog pomaganja u njegovom širenju i staničnoj invaziji. RNA, proteini i lipidi se samostalno spajaju kako bi tvorili virus. Kritični moment je nepostojanje jakih 'kovalentnih' veza koje bi ove jedinice držale zajedno.

Umjesto toga, samostalno spajanje virusa temelji se na slabim 'nekovalentnim' intetrakcijama između proteina, RNA i lipida koji zajedno djeluju, slikovito rečeno, poput čičak trake. Tu samosklopljenu virusnu česticu vrlo je teško razbiti, ali to je ipak moguće učiniti, npr. sapunom.

Većina virusa, uključujući i koronaviruse, veličine je između 50 i 200 nanometara, što ih svrstava u kategoriju nanočestica. Nanočestice imaju složene interakcije s površinama na kojima se nalaze, a isto je i s virusima. Koža, čelik, drvo, tkanina, boja i porculan vrlo su različite površine.

Kad virus napadne stanicu, RNA poput računalnog virusa 'preotima' upravljanje staničnim mehanizmom i prisiljava ga da počne proizvoditi puno svježih kopija vlastite RNA i različitih proteina koji čine virus.

Ovo su preventivne mjere koje možete poduzeti za zaštitu od koronavirusa:

Te nove RNA i molekule proteina, samostalno se sklapaju s lipidima (obično lako dostupnim u stanici) i stvaraju nove kopije virusa. Odnosno, virus ne kopira sebe samog, nego pravi kopije građevnih blokova koji se zatim samostalno sklapaju u nove viruse.

Svi ti novi virusi prenapuče stanicu koja na kraju umire/eksplodira, oslobađajući viruse koji zatim inficiraju više stanica. Neki od ovih virusa koji su u plućima završe u dišnim putevima i sluznicama koje ih okružuju. Kad kašljete, a pogotovo kad kišete, sitne kapljice iz dišnih putova mogu letjeti i do 10 metara. Smatra se da su oni vodeći nosioci koronavirusa, koji mogu letjeti barem 2 metra. Dakle, izuzetno je važno prekriti usta kad kišete i kašljete.

Te sitne kapljice završavaju na raznim površinama i često se brzo osuše. Međutim, virusi i dalje ostaju aktivni! Daljnji slijed događaja na razini je supramolekularne kemije i govori o načinu na koji samosastavljene nanočestice (poput virusa) stupaju u interakciju s okolinom.

Moćan koncept supramolekularne kemije kaže kako slične molekule stupaju u snažnije međusobno djelovanje od različitih molekula. Drvo, tkanina i osobito koža prilično snažno interaktivno djeluju s virusima. Usporedite to sa čelikom, porculanom i barem malim dijelovima plastike poput teflona. Važna je i struktura površine, a što je ona glađa, manje će se virusa 'zalijepiti' za površinu. Grube površine mogu čak i razdvojiti virus.

Što površine čini različitim? Virus na okupu drži kombinacija vodikovih veza (poput onih u molekulama vode) i nečega što nazivamo hidrofilnim interakcijama nalik mastima. Na primjer, površina od vlakana ili drva može s virusom tvoriti puno vodikovih veza. Za razliku od čelika, porculan ili plastika telefona ne tvore puno vodikovih veza s virusom. Dakle, virus nije čvrsto vezan za ove površine, zbog čega je na njima prilično stabilan, dok na tkanini ili drvu ne ostaje dugo aktivan.

Koliko dugo virus ostaje aktivan? Ovisi o više čimbenika. Smatra se da koronavirus SARS-CoV-2 ostaje aktivan na povoljnim površinama satima, možda i danima. Vlaga (otapanje), sunčevo svjetlo (UV zrake) i toplina (molekularni pokreti) virus čine manje stabilnim.

Koža je idealna površina za viruse. Ona je 'organska', a proteini i masne kiseline u mrtvim stanicama na površini kože uzajamno djeluju s virusom kroz vodikove veze i hidrofilne interakcije nalik mastima.

Dakle, kada dodirnete recimo čeličnu površinu na kojoj su čestice virusa, ona će se lijepiti za vašu kožu i zbog toga prenijeti na vaše ruke. U tom trenutku niste još zaraženi, ali postat ćete ako dodirnete lice, jer se virus na njega može prenijeti s vaših ruku.

U tom ste trenutku virus opasno približili dišnim putovima i sluznim tipovima membrana u i oko vaših usta i očiju. Dakle, virus sad može ući pa ako vaš imunološki sustav ne deaktivira virus, zaraženi ste!

Virus koji se nalazi na vašim rukama možete prenijeti i tako da stisnete nekom ruku, a na isti način možete ga prenijeti i na svoju ruku. Očito, isto možete učiniti i poljupcem. Uspijevate li se suzdržavati od navedenog i možete izbjeći da vam netko kihne ravno u lice, donekle ste zaštićeni.

Pa koliko često diramo lice? Ispada da većina ljudi lice dodiruje svakih 2 do 5 minuta. Stoga je rizik zaraze nakon što virus dospije na vaše ruke vrlo visok, osim ako ga pranjem niste učinili neaktivnim.

Pokušaj pranja ruku običnom vodom mogao bi i uspjeti, da se voda ne mora suprotstaviti snažnim interakcijama kože i virusa putem vodikovih veza koje djeluju poput ljepila. Virusi su prilično ljepljivi i voda nije dovoljna da bi ih se pomaknulo.

Voda sa sapunicom je potpuno druga priča. Sapun sadrži tvari nalik mastima koje nazivamo amfifili i koje su istovremeno hidrofilne (privlače vodu i polarne su) i lipofilne (otapaju se u mastima i nepolarne su). Njihova je struktura vrlo slična lipidima iz virusne membrane pa se molekule sapuna njima uspješno suprotstavljaju.

Molekule sapuna također se suprotstavljaju mnogim drugim nekovalentnim vezama koje pomažu samo-sklapanju proteina, RNA i lipida u virus. Sapun učinkovito 'otapa' ljepilo koje virus drži na okupu. Tome sad dodajte vodu.

Sapun također nadjačava interakcije između virusa i površine kože. Kombiniranim djelovanjem sapuna i vode virusi se ubrzo odvajaju od kože i propadaju kao kuća od karata, pa ne samo da ste ih isprali sa svojih ruku, nego ste ih razgradili na građevinske blokove i učinili neaktivnim.

Koža je prilično hrapava i naborana, pa je potrebno dosta trljanja i natapanja kako bi sapun mogao prodrijeti u svaki kutak na površini kože u koji se mogao sakriti aktivni virus.

Pravilno pranje ruku

Proizvodi na bazi alkohola, u koja ubrajamo sva dezinfekcijska i antibakterijska sredstva, sadrže otopinu s visokim udjelom alkohola. Čini ih obično između 60 i 80 posto etanola, ponekad i malo izopropanola, voda i nešto malo sapuna.

Etanol i drugi alkoholi ne formiraju samo vodikove veze s građevnim materijalom virusa, što ga odvaja od kože, nego su i kao otapalo lipofilniji od vode. Dakle, alkohol je sposobniji od vode u otapanju masti pa zbog toga otapa i lipidnu membranu i ometa druge supramolekularne interakcije u virusu.

Međutim, da biste brzo otopili membranu virusa, potrebna vam je prilično visoka koncentracija alkohola (više od 60 posto) pa vam pijenje ili trljanje ruku vodkom ili viskijem koji obično sadrže oko 40 posto etanola neće pomoći. Osim toga, alkohol općenito nije toliko uspješan u obavljanju ovog zadatka kao sapun.

Gotovo svi antibakterijski proizvodi sadrže alkohol i nešto sapuna, a to pomaže u ubijanju virusa. Neki sadrže i 'aktivna' sredstva za ubijanje bakterija, poput triklosana. Međutim, ta sredstva nikako ne djeluju na viruse.