SARS-CoV-2, koronavirus koji uzrokuje bolest COVID-19, zaista može biti uništen ultraljubičastim svjetlom ili UV-om, kao što je nedavno sugerirano. Ali to nije tako jednostavno kao samo izlazak na sunce ili dodavanje ruku pod crno.
Morali biste čekati sedam dana da sunce obavi svoje radove na korištenoj maski, na primjer, prema Jim Malley, inženjeru zaštite okoliša sa Univerziteta New Hampshire.
U to se vrijeme virus već samouništio. SARS-CoV-2 ne može tolerirati uslove izvan tijela i brzo uvene. U laboratorijskom eksperimentu trajalo je tri dana na plastici, dva dana na nehrđajućem čeliku i jedan dan na kartonu [i].
S razlogom možemo pretpostaviti da bi direktna sunčeva svjetlost ubrzala njegovo uništavanje. SARS-CoV, prethodnik naše trenutne pandemije koronavirusa, patio je pod sunčevom svjetlošću. Studija iz 2013. izračunala je da bi trebalo 1,3 do dva sata pod podnevnim suncem u Washingtonu, DC ili New Yorku tokom ljetnog solsticija da onesposobe većinu koronavirusa na rukavicama - iako su virusi u najvećim kuglama neozlijeđeni.
Što je talasna dužina UV kraća, to je učinkovitiji protiv virusa. Sunčeva svjetlost, uglavnom u UV-A opsegu, ne može se usporediti sa UV-C, koja se pokazala toliko uspješnom protiv svih klica da se naziva mikrobiološkim UV. Germicidni UV je usvojen za sanaciju bolničkih površina i medicinskih instrumenata. Prema studiji iz 2005. godine, posebno dobro djeluje protiv koronavirusa.
Pa, zašto ne može pomoći ljudima da se bore protiv COVID-19? Kao prvo, atmosfera blokira 100 posto UV-C zračenja sunca, tako da ništa od toga neće onesposobiti SARS-CoV-2 u zraku, na vašoj koži ili drugim površinama. UV-C takođe moraju generirati posebne lampe.
Upotreba UV-C direktno na ili na ljudima je problematična.
Okretanje industrijskog UV-a na sebe "doslovno bi pržilo ljude", rekao je Dan Arnold, direktor prodaje i marketinga za UV Light Technology iz Birminghama u Velikoj Britaniji, u članku BBC-a. UV-C ne uništava viruse samo kodiranjem njihovih genoma, već je i izuzetno opasan za sve žive stanice. Arnold je morao odvratiti menadžere supermarketa da instaliraju opremu njegove kompanije na ulazu u njihove prodavnice.
ABC-ovi UV-a
U spektru elektromagnetnog zračenja sunca, UV traka zauzima opseg od 400 nm do 10 nm. (Slika ljubaznošću ESA / AOES Medialab.)
UV u spektru elektromagnetnog zračenja između vidljive svjetlosti i X-zraka dalje se dijeli kao UV-A, UV-B i UV-C.
UV je 1801. otkrio njemački fizičar Johann Wilhelm Ritter.
UV domete američka mornarica definira na sljedeći način:
UV-A, talasne dužine 315-400nm, najmanje je štetan. Na rubu vidljivog spektra, njegovo plavkasto svjetlo popularno se naziva crnim svjetlom. Vidjeli ste kako tjelesne tečnosti fluoresciraju pod UV-A na mjestima zločina - nadamo se samo u TV-u i filmovima. Insekti i ptice mogu vidjeti UV-A. Jastrebovi će pratiti UV tragove urina sve do glodara. Leća u ljudskom oku blokira UV mrežnicu iz mrežnice, osim u rijetkim slučajevima afakije, stanja u kojem leća nedostaje ili je uklonjena. Nakon što su impresionisti Claude Monet uklonili sočiva operacijom mrene, scene su mu postajale sve više plavičaste. Američka vojska regrutirala je promatrače Aphakic za vrijeme Drugog svjetskog rata kako bi otkrili UV signale s podmorskih njemačkih podmornica [ii].
UV-B, valne dužine 280-315 nm, vjerovatnije će oštetiti ćelije djelujući na melanin kože, kao i na genetski materijal ćelija. DNK je pogođena najviše, ali isto tako i RNA, genetski materijal u koronavirusima. 95 posto UV-B blokira ozonski omotač.
UV-C, talasne dužine 180-280 nm, poznat je i prihvaćen kao klicinicidan, mada tehnički možda neće onesposobiti organizam toliko kao da uništi njegov genetski materijal i, prema tome, sposobnost replikacije. Uništavanje UV-C genetskog materijala je neselektivno. Svejedno je jesu li stanice u biljkama, životinjama, kvascima, bakterijama, virusima ili ljudima. Naša atmosfera blokira sav sunčev UV-C sa Zemljine površine.
Ekstremni UV, 10-180nm, ponekad se naziva i vakuumskim UV zbog njegove nemogućnosti širenja, osim ako nije u vakuumu.
Autobus prolazi UV-C tretman u Šangaju u Kini. Koristeći 210 epruveta koje emitiraju UV-C zračenje, kako unutar tako i izvan autobusa, Yanggao tvrdi da je smanjio postupak sterilizacije od 40 minuta na pet minuta, omogućavajući dezinfekciju 250 autobusa dnevno. (Slika ljubaznošću YouTubea.)
Kako UV ubija viruse?
Tehnički, virusi se ne mogu „ubiti“ jer nisu živi u biološkom smislu te riječi. Međutim, može se učiniti da se ne mogu replicirati pomoću UV zračenja. UV zračenje, posebno UV-C, apsorbiraju DNK i RNK, mijenjajući njegovu strukturu. Virus se možda i dalje kreće tražeći ćeliju domaćina, ali njegov genetski materijal je ugrožen. Ne može se replicirati. Igra je gotova.
Kako se frekvencija zračenja povećava, šireći se od vidljivog spektra dok ne dostigne sljedeću klasifikaciju zračenja (X-zrake), postaje smrtonosnija.
E = h · ƒ
Gdje je E=energija u džulima ili J
A h=6,626 × 10-34 J · s, ili konstanta Plancka'
Iako učinak UV-a na tijelo na atomskom nivou nije poznat niti je uočljiv, postoji teorija da s porastom frekvencije svjetlosti uzrokuje rezonancije različitih veličina ćelijskih struktura, molekula i atoma - sve do subatomskih čestica. Sa dovoljno energiziranim česticama oslobađaju se veza koje ih drže zajedno. X-zrake i gama zrake nazivaju se jonizujućim zračenjem zbog njihove sposobnosti da razlome pozitivne ione (alfa raspad, proton i neutron) ili negativne ione (elektrone i neutrone).
"UV-C zračenje je dovoljno energično da pojedini fotoni mogu proizvesti prekid hemijske veze i jonizaciju nekih atoma i molekula", rekao je George Chabot, Ph.D., emeritus profesor na UMass Lowell, na forumu za javno zdravlje. „Preferencijalna apsorpcija određenih energetskih fotona materijalima, organskim i neorganskim, očigledna je u čitavom elektromagnetnom spektru od mikrotalasa preko infracrvene i vidljive svetlosti, ultraljubičastog zraka, X-zraka i gama zraka.“
Frekvencije UV-a posebno štete DNK i RNK. Virus SARS-CoV-2 u svojoj jezgri ima zavojnice RNK koje ubrizgava u ćeliju domaćina da bi preuzela ćeliju, što uzrokuje lančanu reakciju koja rezultira infekcijom.
RNA u koronavirusu apsorbira UV-C i tjera molekule u RNK da se preurede u dimere (od "di" što znači dva, i "mer" od dijelova), što rezultira RNA koja se neće upariti i, prema tome, neće omogućiti virusu da se replicira. UV-B zračenje će također stvoriti dimere, ali je 20 do 100 puta manje efikasno od UV-C, prema studiji iz 2004. godine o inaktivaciji koronavirusa. DNA-RNA UV-A preslabo apsorbiraju i daleko manje djeluju u stvaranju dimera.
Može li se UV koristiti kao tretman za pacijente sa COVID-19?
Ideja o liječenju COVID-19 UV zračenjem možda je potekla od UV-A svjetlosnih tretmana koji se koriste za stanja kože, uključujući ekcem, psorijazu, vitiligo i limfom T-ćelija, vrstu karcinoma kože. Tretmani UV svjetlom sežu u rani 20. vek. Danski liječnik Niels Ryberg Finsen dobio je Nobelovu nagradu 1903. za svjetlosnu terapiju koja se koristi u borbi protiv tuberkuloze kože.
Bilo je izvještaja istraživača koji sugeriraju da UV-C (raspon talasnih dužina od 220 do 225) može biti manje štetan za ljudska tkiva, ali ta su istraživanja još uvijek na miševima. Učinak na ljude nije poznat, pa je Malley dio konsenzusa medicinskih stručnjaka koji ga ne preporučuju kao tretman za COVID-19.
S javnošću koju je napastovao sigurni ubica virusa, Međunarodno udruženje ultraljubičastih zračenja (IUVA) osjećalo se primorano da izda ovo upozorenje:
„Željeli bismo obavijestiti javnost da ne postoje protokoli koji bi savjetovali ili dozvolili sigurnu upotrebu UV svjetla direktno na ljudsko tijelo na talasnim dužinama i izloženostima koje dokazano efikasno ubijaju viruse poput SARS-CoV-2. Poznato je i da UV svjetlost pod uvjetima za koje je poznato da ubijaju takve viruse uzrokuje ozbiljne opekotine kože, rak kože i oštećenje oka. Preporučujemo da svi koji koriste UV svjetlost za dezinfekciju medicinske opreme, površina ili zraka u kontekstu COVID-19, aplikacija koje su potkrijepljene zdravim znanstvenim dokazima, slijede sve preporučene zdravstvene i sigurnosne mjere predostrožnosti i da izbjegnu izravno izlaganje tijela UV svjetlost. "
Šta je sa industrijskom i medicinskom upotrebom UV-C?
Niz UV-C zračenja, između 254 i 270 nm, pronašao je primjenu kao germicid, upotrebljiv protiv svih vrsta virusa, poput H5N1, svinjske gripe i SARS-a, plus „superbube“, kao klase bakterija, virusa i otpornih na lijekove. gljive, poput CRE, C. diff, MRSA, postale su poznate.
"UV svjetlost, tačnije mikrobiološka ili daleka UV-C, može biti vrlo učinkovita u inaktivaciji virusa, bakterija i drugih ljudskih patogena, a ako je pravilno dizajnirana i rukuje, može biti uspješna aplikacija za dezinfekciju OZO, hirurških instrumenata, zraka i vode," rekao je Jim Malley, profesor inženjerstva građevine i zaštite okoliša sa Univerziteta New Hampshire, u izjavi objavljenoj novinarima.
UV-C se koristi za dezinfekciju vode, vazdušnih sistema i površina više od sto godina, a njegova efikasnost potkrepljena je višedecenijskim naučnim istraživanjima, navodi IUVA. Iako se izloženost UV zračenju koja je potrebna za inaktivaciju različitih mikroorganizama razlikuje, ne postoje poznati mikroorganizmi koji to mogu preživjeti. Redovito je i često pročišćava zrak, vodu i površine protiv bakterija, virusa, gljivica i protozoa.
Danski UVD Robots tvrdi da eliminira 99,99 posto svih virusa iz sobnog zraka i površina, a kupile su ga kineske bolnice. Uključivala je ugrađene zaštitne mjere kako bi se osiguralo da u sobi nema pacijenata.
Međutim, UV-C ne može dezinficirati tamo gdje ne može „vidjeti“, pa je njegova dezinfekcija ograničena na direktne i reflektirane zrake. Klice u pukotinama, prepletanje tkanina, nabori posteljine, iza namještaja, ispod prostirki, itd., Neće biti pogođeni. Zbog toga kompletna sterilizacija mora imati UV-C brisanje otopinom za dezinfekciju ili pranje sapunom ili deterdžentom.
Zašto je UV jako tvrd na koži i očima?
UV-A i UV-B zračenje na koži uzrokuje opekotine. UV-C zračenje, koje je mnogo energičnije, izazvalo bi gore, brže opekotine od sunca. Srećom, atmosfera ga blokira na 100 posto. Sunčanica je melanin koji se skuplja na koži kao reakcija na UV-A i UV-B. Melanin upija zračenje i rasipa se kao toplota. Što je koža tamnija, to je više melanina. Međutim, najtamnija koža ima samo SPF (faktor zaštite od sunca) od 13,4 [iii], pa je krema za sunčanje i dalje preporučljiva.
Kontinuirano izlaganje povećava rizik od karcinoma kože, uključujući melanom koji se javlja kada ćelije melanina (melanociti) rastu van kontrole i druga stanja kože.
"Govorimo o svjetlosnim valovima na malim talasnim dužinama koji sadrže puno energije, a ta je energija u mnogim studijama pokazala da izuzetno šteti ljudskim tkivima, posebno koži i očima", rekao je profesor Malley.
Oči su posebno osjetljive na UV zračenje. Treba nositi sunčane naočale kako bi zaštitili oči od izlaganja UV zračenju. Snježna sljepoća, uobičajeni naziv za fotokeratitis, uzrokovana je reflektiranim UV-A i UV-B zrakama snijega, vode ili pijeska.
U proizvodnji, fotokeratitis nastaje gledanjem izravno u svjetlost zavarivanja i pod nazivom lučno oko ili zavarivači koji bljeskaju.
Fotokeratitis može biti privremeno sljepilo, ali ponavljano izlaganje može dovesti do katarakte i trajnog sljepila.
Iako su ograničenja UV-C regulirana, IUVA preporučuje da u potpunosti izbjegavamo izlaganje UV-C.
Može li uobičajena sunčeva svjetlost spriječiti širenje virusa COVID-19?
(Slika ljubaznošću SZO.)
Sunčeva svjetlost definitivno neće spriječiti širenje COVID-19, izjavila je Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) nedvojbeno. „Izlaganje suncu ili temperaturama višim od 25 C NE sprečava koronavirusnu bolest (COVID-19).“
Ali UV ubija klice. Sjećate se SODIS-a?
Solarna dezinfekcija (SODIS) vode u Indoneziji pomoću prozirnih PET plastičnih boca za piće. (Slika ljubaznošću SODIS Eawag.)
Ideja da obična sunčeva svjetlost ubija klice - sve vrste bakterija, virusa, gljivica i protozoa - možda je pokupila pare solarnom dezinfekcijom vode za piće (SODIS). Ostavljanje nefiltrirane i netretirane vode u plastičnim bocama (polietilen tereftalat ili PET) jednostavna je, jeftina i efikasna metoda proizvodnje pitke vode koju promoviraju nevladine organizacije u regijama s malo operacija pročišćavanja vode, ali obilnim sunčevim zračenjem, poput Azije i Afrike. SODIS postiže značajan uspjeh protiv bakterija, posebno E. coli, vjerovatno zbog usklađivanja talasne dužine UV-A s veličinom bakterija.