COVID-19-tautia aiheuttava koronavirus SARS-CoV-2 voidaan todellakin tuhota ultraviolettivalolla eli UV-säteilyllä, kuten äskettäin on ehdotettu. Mutta se ei ole niin yksinkertaista kuin vain mennä ulos aurinkoon tai ojentaa kädet mustan valon alla.
New Hampshiren yliopiston ympäristöinsinöörin Jim Malleyn mukaan aurinko tekisi työnsä esimerkiksi käytetyn naamion kanssa seitsemän päivää.
Siihen mennessä virus on jo tuhoutunut itsestään. SARS-CoV-2 ei siedä kehonsa ulkopuolisia olosuhteita ja säkää nopeasti. Laboratoriokokeissa se kesti kolme päivää muovilla, kaksi päivää ruostumattomalla teräksellä ja yhden päivän pahvilla [i].
Voimme kohtuudella olettaa, että suora auringonvalo kiihdyttäisi sen tuhoa. Nykyisen koronaviruspandemiamme edeltäjä SARS-CoV kärsi auringonvalosta. Vuonna 2013 tehdyssä tutkimuksessa laskettiin, että kestää 1,3–2 tuntia keskipäivän auringon alla Washingtonissa, D.C:ssä tai New Yorkissa kesäpäivänseisauksen aikana lamauttaa useimmat koronavirukset hanskalla – vaikkakin virukset suurimmissa globules vahingoittumattomina.
Mitä lyhyempi UV:n aallonpituus on, sitä tehokkaampi se on viruksia vastaan. Auringonvaloa, enimmäkseen UV-A-alueella, ei voi verrata UV-C: hen, joka on osoittautunut niin onnistuneeksi kaikkia bakteereja vastaan, että sitä kutsutaan germisiaaliseksi UV: ksi. Germicidal UV on hyväksytty puhdistamaan sairaalan pinnat ja lääketieteelliset instrumentit. Vuonna 2005 tehdyn tutkimuksen mukaan se toimii erityisen hyvin koronavirusta vastaan.
Miksei se voi auttaa ihmisiä taistelemaan COVID-19:ää vastaan? Yksi asia, ilmakehä estää 100 prosenttia UV-C-säteilystä auringosta, joten mikään siitä ei lamauta SARS-CoV-2:ta ilmassa, iholla tai muilla pinnoilla. UV-C:n on myös tuottava erityislampuilla.
UV-C:n käyttö suoraan ihmisiin tai ihmisillä on ongelmallista.
Teollisen UV:n kääntäminen itseemme "kirjaimellisesti käristäisi ihmisiä", sanoi Dan Arnold, UV Light Technologyn myynti- ja markkinointipäällikkö Birminghamissa, Isossa-Britanniassa, BBC:n artikkelissa. UV-C ei ainoastaan tuhoa viruksia tuhoamalla niiden genomeja, vaan se on myös erittäin vaarallinen kaikille eläville soluille. Arnold on joutunut luopumaan supermarkettien johtajista asentamasta yrityksensä laitteita myymälöidensä sisäänkäynnille.
UV-yhdisteiden FC-yhdisteet
Auringon sähkömagneettisen säteilyn spektrissä UV-taajuusalue on 400-10nm. (Kuva: ESA / AOES Medialab.)
Näkyvän valon ja röntgensäteiden välisen sähkömagneettisen säteilyspektrin UV-säteily jakautuu edelleen UV-A:ksi, UV-B:ksi ja UV-C:ksi.
UV:n löysi vuonna 1801 saksalainen fyysikko Johann Wilhelm Ritter.
Yhdysvaltain laivasto määrittelee UV-radat seuraavasti:
UV-A, 315-400nm aallonpituus, on vähiten haitallinen. Näkyvän spektrin reunalla sen sinertävää valoa kutsutaan yleisesti mustaksi valoksi. Olet nähnyt kehon nesteiden fluoresoivan UV-A:n alla rikospaikoilla – toivottavasti vain televisiossa ja elokuvissa. Hyönteiset ja linnut näkevät UV-A: n. Hawkit jäljittävät UV:n virtsarei'istä jyrsijälle. Ihmissilmän linssi estää UV:n verkkokalvolta lukuun ottamatta harvinaista afasiatapausta, jossa linssi puuttuu tai poistetaan. Kun impressionisti Claude Monet'n linssit poistettiin kaihileikkauksella, hänen kohtauksensa muuttuivat yhä sinertävämmiksi. Yhdysvaltain armeija värväsi toisen maailmansodan aikana apikaanisia tarkkailijoita havaitsemaan UV-signaaleja saksan offshore-u-veneistä [ii].
UV-B, 280-315nm aallonpituus, vahingoittaa todennäköisemmin soluja, jotka toimivat ihon melaniinilla, sekä solujen geneettistä materiaalia. Eniten vaikuttaa DNA, mutta niin vaikuttaa myös RNA, koronavirusten geneettinen materiaali. Otsonikerros estää 95 prosenttia UV-B:stä.
UV-C, 180-280nm aallonpituus, tunnetaan ja hyväksytään germiksiaalisena, vaikka teknisesti se ei välttämättä lamauta organismia niin paljon kuin tuhoaa sen geneettistä materiaalia ja siten sen kykyä replikoida. UV-C:n geneettisen materiaalin tuhoaminen on umpimähkäistä. Ei ole väliä, ovatko solut kasveissa, eläimissä, hiivaassa, bakteereissa, viruksissa tai ihmisissä. Ilmakehämme estää auringon UV-C:n maan pinnalta.
Extreme UV, 10-180nm, kutsutaan joskus tyhjiö UV sen kyvyttömyydestä levitä, ellei tyhjiössä.
Bussi käy läpi UV-C-käsittelyn Shanghaissa, Kiinassa. Käyttämällä 210 UV-C-säteilyä säteilevää putkea sekä bussin sisällä että sen ulkopuolella Yanggao väittää tuoneen 40 minuutin sterilointiprosessin viiteen minuuttiin, mikä mahdollistaa 250 linja-auton desinfioinnin päivässä. (Kuva YouTubesta.)
Miten UV tappaa viruksia?
Teknisesti viruksia ei voida "tappaa", koska ne eivät ole elossa sanan biologisessa merkityksessä. Niitä ei kuitenkaan voida tehdä replikoitumaan UV-säteilyn avulla. Erityisesti UV-säteily, UV-C, imeytyy DNA:han ja RNA:han, mikä muuttaa sen rakennetta. Virus saattaa yhä liikkua etsien isäntäsolua, mutta sen geneettinen materiaali on vaarassa. Sitä ei voi replikoida. Peli lopussa.
Säteilyn taajuuden kasvaessa, päästäen kauemmas näkyvästä spektristä, kunnes se saavuttaa seuraavan säteilyluokituksen (röntgensäteet), se muuttuu tappavammäksi.
E = h · Ƒ
Missä E= energia Joulesissa tai J
Ja h = 6.626 × 10-34 J·s, tai Planckin vakio
Vaikka UV:n vaikutusta elimistöön atomitasolla ei tunneta tai voi havainnoitavissa, on oleellista, että valon taajuuden kasvaessa se aiheuttaa resonanssia solurakenteiden, molekyylien ja atomien eri kokoisina – aina atomia pienempiin hiukkasiin asti. Kun hiukkaset ovat tarpeeksi energisiä, ne vapautuvat siteistä, jotka pitävät ne yhdessä. Röntgensäteitä ja gammasäteitä kutsutaan ionisoivaksi säteilyksi niiden kyvystä katkaista positiivisia ioneja (alfan hajoaminen, protoni ja neutroni) tai negatiivisia ioneja (elektroneja ja neutroneja).
"UV-C-säteily on riittävän energistä, jotta yksittäiset fotonit voivat aiheuttaa joidenkin atomien ja molekyylien kemiallisen sidoksen rikkoutumisen ja ionisaation", sanoi UMass Lowellin emeritusprofessori George Chabot kansanterveysfoorumissa. "Tiettyjen energia fotonien etuoikeutettu imeytyminen materiaaleihin, sekä orgaanisiin että epäorgaanisiin, näkyy koko sähkömagneettisessa spektrissä mikroaalloista infrapuna- ja näkyvän valon, ultraviolettisäteiden, röntgensäteiden ja gammasäteiden kautta."
UV-säteilyn esiintymistiheydet ovat erityisen vahingollisia DNA:lle ja RNA:lle. SARS-CoV-2-viruksen ytimessä on RNA-keloja, jotka se injektoi isäntäsoluun solun valtaamiseksi aiheuttaen ketjureaktion, joka johtaa infektioon.
UV-C imeytyy RNA: ssa koronaviruksessa ja saa RNA: n molekyylit järjestelemään itsensä uudelleen himmentimiksi ("di" tarkoittaa kahta ja "mer" osista), mikä johtaa RNA: han, joka ei pariudu eikä siten salli viruksen replikoitumista. UV-B-säteily tekee myös himmentimistä, mutta se on 20-100 kertaa tehottomampi kuin UV-C, vuonna 2004 tehdyn koronaviruksen inaktivointia tutkivan tutkimuksen mukaan. UV-A imeytyy liian heikosti DNA:han ja RNA:han ja on paljon tehottomampi himmentäjien tekemisessä.
Voidaanko UV-säteilyä käyttää COVID-19-potilaiden hoitona?
Ajatus COVID-19:n hoitamisesta UV-säteilyllä on saattanut tulla iho-olosuhteisiin, kuten ekseema-, psoriaasi-, vitiligo- ja T-solulymfoomaan, joka on eräänlainen ihosyöpä, käytetyistä UV-A-valohoidoista. UV-valohoidot ovat 1900-luvun alussa. Tanskalainen lääkäri Niels Ryberg Finsen voitti Nobelin palkinnon vuonna 1903 valohoidosta, jota käytettiin ihotuberkuloosin torjuntaan.
On raportoitu tutkijoiden viittaavan pitkälle UV-C:hen (aallonpituusalue 220–225), mutta nämä tutkimukset ovat edelleen hiirillä. Vaikutusta ihmisiin ei tunneta, joten Malley on osa lääketieteen asiantuntijoiden konsensusta, jotka eivät suosittele sitä covid-19-hoidon hoitoon.
Kun varman paloviruksen tappaja tantaloi yleisön, Kansainvälinen ultraviolettiyhdistys (IUVA) katsoi, että oli pakko antaa tämä varoitus:
"Haluamme tiedottaa yleisölle, että ei ole olemassa protokollia, jotka neuvoisivat tai sallisivat UV-valon turvallisen käytön suoraan ihmiskehoon aallonpituuksilla ja altistuksilla, jotka on todistettu tappavan tehokkaasti viruksia, kuten SARS-CoV-2: ta. UV-valon tiedetään tappavan tällaisia viruksia, ja sen tiedetään myös aiheuttavan vakavia ihon palovammoja, ihosyöpää ja silmävaurioita. Suosittelemme, että kaikki, jotka käyttävät UV-valoa lääkinnällisten laitteiden, pintojen tai ilman desinfiointiin COVID-19:n yhteydessä, sovelluksia, joita tukee vankka tieteellinen näyttö, noudattavat kaikkia suositeltuja terveys- ja turvallisuusvarotoimia ja välttävät kehon suoraa altistumista UV-valolle."
Entä UV-C:n teollinen ja lääketieteellinen käyttö?
Uv-C-säteilyn valikoima, 254-270nm, on löytänyt sovelluksen germiikkinä, jota voidaan käyttää kaikenlaisia viruksia, kuten H5N1, sikainfluenssa ja SARS plus "superbugs", kuten lääkeresistenttien bakteerien, virusten ja sienten, kuten CRE, C. diff, MRSA, luokka on tullut tunnetuksi.
"UV-valo, tarkemmin sanottuna germisiaalinen UV tai pitkälle UV-C, voi olla erittäin tehokas virusten, bakteerien ja muiden ihmisen patogeenien inaktivoinnissa, ja jos se on asianmukaisesti suunniteltu ja käytössä, se voi olla onnistunut sovellus PPE: n, kirurgisten instrumenttien, ilman ja veden desinfiointiin", sanoi Jim Malley, new hampshiren yliopiston rakennus- ja ympäristötekniikan professori lehdistölle julkaistussa lausunnossa.
UV-C:tä on käytetty veden, ilmajärjestelmien ja pintojen desinfiointiin jo yli sadan vuoden ajan, ja sen vaikuttavuutta tukee IUVA:n mukaan vuosikymmeniä kestänyt tieteellinen tutkimus. Vaikka eri mikro-organismien inaktivoimiseen tarvittava UV-altistus vaihtelee, ei ole tunnettuja mikro-organismeja, jotka selviäisivät siitä. Ilmaa, vettä ja pintoja puhdistetaan säännöllisesti ja usein bakteereja, viruksia, sieniä ja alkueläimiä vastaan.
Tanskan UVD Robots väittää poistavansa 99,99 prosenttia kaikista viruksista huoneilmasta ja pinnoista, ja sen ovat ostaneet sairaalat Kiinassa. Se sisälsi sisäänrakennetut suojatoimet sen varmistamista, että huoneessa ei ole potilaita.
UV-C ei kuitenkaan voi desinfioida siellä, missä se ei voi "nähdä", joten sen desinfiointi rajoittuu suoriin ja heijastussäteille. Bakteerit halkeamissa, kankaiden kudonta, lakanoiden taitokset, huonekalujen takana, mattojen alla jne., eivät vaikuta. Siksi täydellisessä sterilaatiossa on oltava UV-C:n lisäksi pyyhintä desinfiointiliuoksella tai pesu saippualla tai pesuaineella.
Miksi UV on niin kova iholle ja silmille?
UV-A- ja UV-B-säteily iholla aiheuttaa auringonpolttamaa. Paljon energisempi UV-C-säteily aiheuttaisi pahemman ja nopeamman auringonpolttaman. Onneksi ilmakehä estää 100 prosenttia siitä. Aurinkovoidetta on melaniini, joka kerääntyy iholle reaktiona UV- A: hen ja UV- B: hen. Melaniini imee säteilyn ja haihtuu lämpönä. Mitä tummempi iho on, sitä enemmän melaniinia on läsnä. Tummin iho on kuitenkin vain SPF (aurinkosuojakerroin) 13,4 [iii], joten aurinkovoide on edelleen suositeltavaa.
Jatkuva altistus lisää ihosyövän riskiä, mukaan lukien melanooma, joka ilmenee melaniinisolujen (melanosyytit) kasvaessa hallitsemattomasti, ja muiden iho-olosuhteiden.
"Puhumme valoaalloista matalilla aallonpituuksilla, jotka sisältävät paljon energiaa, ja että energian on osoitettu monissa tutkimuksissa olevan erittäin vahingollista ihmiskudoksille, erityisesti iholle ja silmille", professori Malley sanoi.
Silmät ovat erityisen herkkiä UV-säteilylle. Aurinkolaseja on käytettävä silmien suojaamiseksi UV-altistumiselta. Lumisokeus, joka on fotokeratiitin yleinen nimi, johtuu lumesta, vedestä tai hiekasta heijastuneille UV-A- ja UV-B-säteille.
Valmistuksessa valokeratiitti johtuu siitä, että se katsoo suoraan valoa hitsaustoiminnosta ja kulkee kaarisilmän tai hitsaajien nimillä.
Fotokeratiitti voi olla tilapäinen sokeus, mutta toistuva altistuminen voi johtaa kaihiin ja pysyvään sokeuteen.
Vaikka UV-C:n rajoja säännellään, IUVA suosittelee välttämään täysin UV-C-altistusta.
Voisiko tavallinen auringonvalo estää COVID-19-viruksen leviämisen?
(Kuva WHO:lta.)
Auringonvalo ei todellakaan estä COVID-19:n leviämistä, sanoi Maailman terveysjärjestö WHO yksiselitteisesti. "Altistuminen auringolle tai yli 25 asteen lämpötiloille EI estä koronaviruksen aiheuttamaa tautia (COVID-19)."
Mutta UV tappaa bakteereja. Muistatko SODIS:n?
Veden auringon desinfiointi (SODIS) Indonesiassa käyttäen selkeitä PET-muovisia juomapulloja. (Kuva: SODIS Eawag.)
Ajatus tavallisesta auringonvalosta, joka tappaa bakteereja – kaikenlaisia bakteereja, viruksia, sieniä ja alkueläimiä – on saattanut poimia höyryjä juomaveden (SODIS) auringon desinfioinnista. Suodattamattoman ja käsittelemättömän veden jättäminen muovipulloihin (polyeteenitereftalaatti eli PET) on yksinkertainen, halpa ja tehokas tapa tuottaa juomakelpoista vettä alueilla, joilla vedenkäsittelytoimet ovat harvassa, mutta joilla on runsaasti auringon säteilyä, kuten Aasiassa ja Afrikassa. SODIS on huomattava menestys bakteereja, erityisesti E. coli, vastaan, mikä voi johtua UV-A: n aallonpituustasosta bakteerien kokoon.
