SARS-CoV-2, коронавірус, що викликає захворювання COVID-19, дійсно може бути знищений ультрафіолетовим світлом, або ультрафіолетовим випромінюванням, як це було нещодавно запропоновано. Але це не так просто, як просто вийти на сонечко або пройти руки під чорним світлом.
Вам доведеться почекати сім днів, поки сонце зробить свою роботу над використаною маскою, наприклад, за словами Джима Меллі, інженера-еколога з Університету Нью-Гемпшира.
На той час вірус вже самознищився. SARS-CoV-2 не може швидко переносити умови поза тілом і в'яне. У лабораторному експерименті він тривав три дні на пластику, два дні на нержавіючій сталі і один день на картоні [i].
Можна обґрунтовано припустити, що прямі сонячні промені прискорять його руйнування. SARS-CoV, попередник нашої нинішньої пандемії коронавірусу, постраждав під сонячним світлом. Дослідження 2013 року підрахувало, що під полуденним сонцем у Вашингтоні, D.C., або Нью-Йорку під час літнього сонцестояння потрібно від 1,3 до двох годин, щоб недієздатність більшості коронавірусів на рукавичці - хоча віруси в найбільших глобулах неушкоджені.
Тим коротше довжина хвилі ультрафіолету, тим ефективніше вона проти вірусів. Сонячне світло, в основному в діапазоні УФ-А, не може зрівнятися з УФ-С, який виявився настільки успішним проти всіх мікробів, що його називають зародком УФ. Герміцидний ультрафіолет був прийнятий для дезінфікування поверхонь лікарень та медичних інструментів. Згідно з дослідженням 2005 року, він особливо добре працює проти коронавірусів.
Отже, чому це не може допомогти людині боротися з COVID-19? З одного боку, атмосфера блокує 100 відсотків УФ-С випромінювання від сонця, тому ніхто з них не буде недієздатним SARS-CoV-2 в повітрі, на шкірі або інших поверхнях. УФ-С також повинен бути згенерований спеціальними лампами.
Використання УФ-С безпосередньо на людині або у людини є проблематичним.
Перетворення промислового ультрафіолету на себе "буквально було б смаження людей", сказав Ден Арнольд, менеджер з продажу та маркетингу UV Light Technology в Бірмінгемі, Великобританія, в статті BBC. УФ-С не тільки знищує віруси, перекресливши їх геноми, але і вкрай небезпечний для всіх живих клітин. Арнольду довелося відмовити менеджерів супермаркетів від установки обладнання своєї компанії на вході в їх магазини.
АВК ультрафіолету
У спектрі електромагнітного випромінювання від сонця УФ-діапазон займає діапазон від 400 нм до 10 нм. (Зображення надано ESA / AOES Medialab.)
Ультрафіолетове випромінювання в спектрі електромагнітного випромінювання між видимим світлом і рентгенівським випромінюванням ще більше розщепюється як УФ-А, УФ-В і УФ-С.
УФ був відкритий в 1801 році німецьким фізиком Йоганном Вільгельмом Ріттером.
УФ-діапазони визначаються ВМС США наступним чином:
УФ-А, довжиною хвилі 315-400нм, найменш шкідливий. На краю видимого спектру його синювате світло в народі називають чорним світлом. Ви бачили тілесні флуоресцентні рідини під УФ-А в місцях злочину - сподіваюся, тільки в телевізорі і фільмах. Комахи і птахи можуть бачити УФ-А. Яструби будуть відслідковувати ультрафіолетові сліди сечі аж до гризуна. Кришталик в людському оці блокує ультрафіолет з сітківки, за винятком рідкісного випадку афакії, стан, коли лінза відсутня або видалена. Після того, як імпресіоніст Клод Моне зняв лінзи з хірургією катаракти, його сцени стали все більш синюватими. Афакічні спостерігачі були завербовані американськими військовими під час Другої світової війни для виявлення ультрафіолетових сигналів з морських німецьких підводних човнів [ii].
УФ-В, довжина хвилі 280-315нм, швидше за все, пошкодить клітини, діючи на меланін шкіри, а також генетичний матеріал клітин. Найбільше впливає ДНК, але так само як і РНК, генетичний матеріал у коронавірусів. 95 відсотків УФ-В блокується озоновим шаром.
УФ-С, 180-280nm довжина хвилі, відомий і прийнятий як герміцидний, однак, технічно він не може недієздатний організм стільки, скільки знищити його генетичний матеріал і, отже, його здатність реплікуватися. Руйнування генетичного матеріалу УФ-С є невибірковим. Неважливо, чи є клітини у рослин, тварин, дріжджів, бактерій, вірусів або людей. Наша атмосфера блокує всі ультрафіолетові сонячні промені від земної поверхні.
Екстремальний ультрафіолет, 10-180nm, іноді називають вакуумним ультрафіолетом за його нездатність поширюватися, якщо тільки у вакуумі.
Автобус проходить лікування УФ-С в Шанхаї, Китай. Використовуючи 210 труб, що випромінює випромінювання УФ-С, як всередині, так і зовні автобуса, Янггао стверджує, що приніс 40-хвилинний процес стерилізації до п'яти хвилин, що дозволяє проводити дезінфекцію 250 автобусів на день. (Зображення люб'язно youTube.)
Як ультрафіолет вбиває віруси?
Технічно віруси не можна «вбити», тому що вони не живі в біологічному сенсі цього слова. Однак вони можуть бути зроблені не в змозі реплікувати за допомогою УФ-випромінювання. УФ-випромінювання, зокрема УФ-С, поглинається ДНК і РНК, змінюючи його структуру. Вірус все ще може рухатися, шукаючи клітину-господаря, але його генетичний матеріал скомпрометований. Не вдалося реплікувати. Гра скінчилась.
У міру збільшення частоти випромінювання, отримуючи далі від видимого спектра, поки не досягне наступної класифікації випромінювання (рентгенівських променів), воно стає більш смертельним.
E = h · f
Де E = енергія в Джоулі, або J
І h = 6.626 × 10-34 J·s, або константа Планка
Хоча вплив ультрафіолету на організм на атомному рівні не відомий або не спостережуваний, теореслив, що зі збільшенням частоти світла він викликає резонанс в різних розмірах клітинних структур, молекул і атомів - весь шлях до субатомних частинок. Коли частинки заряджаються енергією, вони вириваються з зв'язків, які тримають їх разом. Рентгенівські та гамма-промені називаються іонізуючим випромінюванням за їх здатність відламувати позитивні іони (альфа-розпад, протон і нейтрон) або негативні іони (електрони і нейтрони).
«УФ-С випромінювання є достатньо енергійним, що окремі фотони можуть виробляти хімічні розриви зв'язків і іонізацію деяких атомів і молекул», - сказав Джордж Шабо, доктор філософії, почесний професор UMass Lowell, на форумі громадської охорони здоров'я. «Преференційне поглинання конкретних енергетичних фотонів матеріалами, як органічними, так і неорганічними, проявляється по всьому електромагнітному спектру від мікрохвильових печей через інфрачервоне і видиме світло, ультрафіолетове, рентгенівське і гамма-промені».
Частоти ультрафіолетового випромінювання особливо шкоджають ДНК і РНК. Вірус SARS-CoV-2 має котушки РНК в своєму ядрі, які він вводить в клітину господаря, щоб взяти на себе клітину, викликаючи ланцюгову реакцію, яка призводить до інфекції.
УФ-С поглинається РНК при коронавірусі і змушує молекули в РНК переставити себе в димери (від "di" означає два, і "mer" з частин), в результаті чого РНК, яка не буде спаровуватися і, отже, не дозволить вірусу реплікуватися. УФ-В випромінювання також зробить димери, але це в 20-100 разів менше, ніж УФ-С, згідно з дослідженням 2004 року про інактивацію коронавірусу. УФ-А занадто слабо поглинається ДНК і РНК і набагато менш ефективний у прийнятті димерів.
Чи можна використовувати ультрафіолет як лікування хворих на COVID-19?
Ідея лікування COVID-19 за допомогою ультрафіолету, можливо, прийшла від УФ-А легких методів лікування, що використовуються для шкірних захворювань, включаючи екзему, псоріаз, вітіліго і Т-клітинної лімфоми, тип раку шкіри. УФ-легкі процедури сяготь початку 20 століття. Данський лікар Нільс Райберг Фінсен отримав Нобелівську премію в 1903 році за легку терапію, яка використовується для боротьби з туберкульозом шкіри.
Були повідомлення дослідників, що припускають, що далекий УФ-С (діапазон довжини хвилі від 220 до 225), може бути менш шкідливим для тканин людини, але ці дослідження все ще знаходяться на мишах. Вплив на людину невідомий, тому Маллі є частиною консенсусу медичних експертів, які не рекомендують його як лікування COVID-19.
Коли громадськість засмагла від вірного вбивці вірусу, Міжнародна ультрафіолетова асоціація (IUVA) була змушена видати це попередження:
«Ми хотіли б повідомити громадськості, що немає протоколів, які б радили або дозволяли безпечне використання ультрафіолетового світла безпосередньо на тілі людини на довжині хвилі і впливах, доведених для ефективного знищення вірусів, таких як SARS-CoV-2. Ультрафіолетове світло в умовах, як відомо, вбити такі віруси, як відомо, також викликають серйозні опіки шкіри, рак шкіри, і пошкодження очей. Ми настійно рекомендуємо всім, хто використовує ультрафіолетове світло для дезінфекції медичного обладнання, поверхонь або повітря в умовах COVID-19, додатків, які підкріплені обґрунтованими науковими доказами, дотримуватися всіх рекомендованих заходів безпеки та уникати прямого впливу тіла на ультрафіолетове світло».
А як щодо промислового та медичного використання УФ-С?
Діапазон УФ-С випромінювання, між 254 і 270 нм, знайшов застосування як герміцид, що становить проти всіляких вірусів, таких як H5N1, свинячий грип і SARS плюс "супербуги", як клас стійких до наркотиків бактерій, вірусів і грибів, таких як CRE, C. diff, MRSA, стали відомі.
«Ультрафіолетове випромінювання, більш конкретно герміцидне УФ або далеко УФ-С, може бути дуже ефективним при інактивації вірусів, бактерій та інших людських патогенів, і якщо правильно розроблені та керовані можуть бути успішним застосуванням для дезінфекції ДПП, хірургічних інструментів, повітря та води», - сказав Джим Маллі, професор цивільної та екологічної інженерії в Університеті Нью-Гемпшира, в заяві, оприлюдненій для преси.
УФ-С використовується для дезінфекції води, повітряних систем і поверхонь вже більше ста років, а його ефективність підтримується десятиліттями наукових досліджень, повідомляє IUVA. У той час як ультрафіолетовий вплив, необхідний для інактивації різних мікроорганізмів, змінюється, немає відомих мікроорганізмів, які можуть його пережити. Регулярно і часто очищають повітря, воду і поверхні від бактерій, вірусів, грибків і найпростіших.
Данські UVD Robots стверджують, що усувають 99,99 відсотка всіх вірусів з повітря і поверхонь приміщення і були придбані лікарнями Китаю. Він включав вбудовані гарантії, щоб переконатися, що в приміщенні немає пацієнтів.
Однак УФ-С не може дезінфікувати там, де він не може «бачити», тому його дезінфекція обмежується прямими і відбитими променями. Мікроби в тріщинах, плетіння тканин, складки простирадл, за меблями, під килимками і т.д., не зміняться. Тому повна стерилізація повинна мати, крім УФ-С, протирання дезінфікуючим розчином або промивання милом або миючим засобом.
Чому ультрафіолет так важко на шкірі та очах?
УФ-А і УФ-В випромінювання на шкірі викликають сонячні опіки. УФ-С випромінювання, яке набагато енергійніше, викличе гірше, швидше сонячні опіки. На щастя, 100 відсотків його блокується атмосферою. Засмага - це меланін, який збирається на шкірі як реакція на УФ-А і УФ-В. Меланін поглинає випромінювання і розсіюється у міру тепла. Тим темніше шкіра, тим більше меланіну присутній. Тим не менш, найтемніша шкіра має тільки SPF (фактор захисту від сонця) 13.4 [iii], тому сонцезахисний крем все ще доцільний.
Продовження впливу збільшує ризик раку шкіри, включаючи меланому, яка виникає, коли клітини меланіну (меланоцити) виростають з-під контролю, та інші стани шкіри.
«Ми говоримо про легкі хвилі на низьких довжинах хвиль, які містять багато енергії, і ця енергія була показана в багатьох дослідженнях, щоб бути надзвичайно шкідливими для тканин людини, зокрема, шкіри та очей», - сказав професор Маллі.
Очі особливо чутливі до ультрафіолетового випромінювання. Сонцезахисні окуляри слід носити, щоб захистити очі від ультрафіолетового впливу. Снігова сліпота, загальна назва фотокератиту, викликана відбитими УФ-А і УФ-В променями зі снігу, води або піску.
У виробництві фотокератит є результатом погляду безпосередньо на світло від зварювальної операції і йде за назвами arc-eye або зварювальників спалаху.
Фотокератит може бути тимчасовою сліпотою, але повторне опромінення може призвести до катаракти і постійної сліпоти.
Хоча межі УФ-С регулюється, IUVA рекомендує нам повністю уникнути впливу УФ-С.
Чи може звичайне сонячне світло запобігти поширенню вірусу COVID-19?
(Зображення люб'язно надані ВООЗ.)
Сонячне світло точно не запобігав поширенню COVID-19, заявили у Всесвітній організації охорони здоров'я (ВООЗ) в непевних умовах. "Піддаючи себе сонцю або температурі вище 25 С, не запобігає коронавірусній хворобі (COVID-19)".
Але ультрафіолет вбиває мікробів. Пам'ятаєш SODIS?
Сонячна дезінфекція (SODIS) води в Індонезії за допомогою прозорих ПЕТ пластикових пляшок для напоїв. (Зображення люб'язно надане SODIS Eawag.)
Ідея звичайного сонячного світла, що вбиває мікроби - всілякі бактерії, віруси, гриби і найпростіші - можливо, підхопила пари від сонячної дезінфекції питної води (SODIS). Залишення нефільтрованої та неочищеної води в пластикових пляшках (поліетилентерефталат, або ПЕТ) є простим, дешевим та ефективним методом виробництва питної води, що просувається неурядовими організаціями в регіонах з малою кількістю операцій з очищення води, але рясною сонячною радіацією, наприклад, в Азії та Африці. Содіс має значний успіх проти бактерій, особливо E. coli, можливо, через відповідність довжини хвилі УФ-А розміру бактерій.