Η μάχη του χαλκού με τα μικρόβια – Θα βοηθήσει και κατά του κοροναϊού;

Ο πάπυρος Σμιθ είναι ένα από τα παλαιότερα «βιβλία» που έχουν διασωθεί. Το κείμενο που περιέχει είναι υπολογισμένο ότι γράφτηκε μεταξύ του 2600 και του 2200 π.Χ.

Εκεί και από τότε έχουν απαθανατιστεί οι γνώσεις των ανθρώπων για τη δυνατότητα του χαλκού να βοηθάει στην αποστείρωση πληγών στο στήθος, που προέκυπταν προφανώς από τις συγκρούσεις στο πεδίο της μάχης, όπως επίσης και στην αποστείρωση του νερού.

Οι μελετητές της ιατρικής των Βαβυλωνίων και των Αιγυπτίων έχουν γράψει ότι οι στρατιώτες των λαών αυτών, όταν έπειτα από μια μάχη ακόνιζαν ξανά τα ξίφη τους, τα φτιαγμένα από χαλκό και κασσίτερο, συνήθιζαν να μαζεύουν τα ρινίσματα και να τα τοποθετούν προσεκτικά στις πληγές τους ώστε να ελαττώσουν την πιθανότητα μόλυνσης και να επιταχυνθεί η επούλωση.

Τεσσεράμισι χιλιάδες χρόνια μετά, στην οδό Αριστοτέλους, στην είσοδο κάποιου καταστήματος, η χειρολαβή στην εξώπορτα τις τελευταίες ημέρες απέκτησε μια υποτυπώδη και αραιή περιέλιξη με λίγο χοντρό χάλκινο σύρμα. Στην ερώτηση γιατί το έβαλε αυτό, ο ιδιοκτήτης του καταστήματος κάπως αμήχανα ομολόγησε πως το μόνο που είχε ακούσει ήταν πως «κάνει καλό». Και κάπως αμήχανα πρόσθεσε: «Κάποιοι με είπαν ακόμη και συνωμοσιολόγο που έβαλα αυτό το σύρμα».

Ο ούγγρος γιατρός Ιγκνάζ Σέμελβαϊς (1818-1865) έκανε μια πρόταση που χαρακτηρίστηκε σκανδαλώδης για την εποχή. Για τη μείωση της θνησιμότητας μεταξύ των ασθενών ζήτησε από τους συναδέλφους του της εποχής εκείνης να πλένουν τα χέρια τους, τουλάχιστον πριν από τις χειρουργικές επεμβάσεις. Εγινε καταγέλαστος γι’ αυτό, και πικραμένος και απογοητευμένος οδηγήθηκε σε ψυχιατρική κλινική όπου δεν βρήκε κάτι άλλο εκεί εκτός από τον θάνατο, εξαιτίας των χτυπημάτων που δέχτηκε από τους «νοσηλευτές» του.

Το 1983 η ερευνήτρια για ιατρικά θέματα Φίλις Κουν άσκησε κριτική για την εξαφάνιση του χαλκού από τα νοσοκομεία. Είχε παρατηρήσει πως ενώ τα εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα φαίνονταν καθαρά, δεν εμπόδιζαν τα μικρόβια να προκόβουν επάνω τους. Αντίθετα, στα εξαρτήματα από χαλκό ο αριθμός τους ήταν σημαντικά μικρότερος. Στο τέλος της έρευνάς της, που είχε τον εύγλωττο τίτλο: «Doorknobs: a source of nosocomial infection?», έγραψε: «Αν το νοσοκομείο σας κάποτε ανακαινιστεί, προσπαθήστε (τουλάχιστον) να διατηρήσετε τα παλιά χάλκινα πόμολα και ό,τι άλλο, ενώ αν βάλετε ανοξείδωτο χάλυβα σιγουρευτείτε ότι θα τον απολυμαίνετε καθημερινά».

Αν και δεν είχε την τύχη του Σέμελβαϊς, την εργασία της την κατάπιε το σκοτάδι. Ως το 2014-15 τουλάχιστον, που μια ερευνητική ομάδα στην Αγγλία εργάστηκε επάνω στους ιούς, τον norovirus και τον πρόδρομο του COVID-19, τον 229 Ε. Οι εργασίες τους αυτές, που έγιναν στο Κέντρο Βιολογικών Επιστημών του Σαουθάμπτον στην Αγγλία, ξύπνησαν αρκετά περισσότερο κόσμο.

Ο «μυστηριώδης» μηχανισμός

Από το 2011 ήταν γνωστό ότι τα άτομα του χαλκού, χάνοντας ένα ή δύο ηλεκτρόνια, οπότε παρουσιάζονται με συνολικά θετικό φορτίο, είναι πλέον έτοιμα να συμμετάσχουν σε πολύ δυνατές… μάχες. Μετατρέπονται, όπως λέμε, σε θετικά (και πολύ δραστήρια) ιόντα, που είναι έτοιμα να εκτελέσουν «συμβόλαια θανάτου». Θύματά τους στη συγκεκριμένη περίπτωση τα μόρια διαφόρων μολυσματικών μικροοργανισμών που θα τύχει να έλθουν σε επαφή με χάλκινες επιφάνειες.

Οπως το περιέγραψε ένας από τους ερευνητές του φαινομένου, «όταν ένας ιός ή ένα βακτήριο έλθει σε επαφή με μια τέτοια επιφάνεια, κατακλύζεται από ιόντα χαλκού. Και αυτά μπορούν υπό ορισμένες συνθήκες είτε τα ίδια να το διαπεράσουν κεραυνοβόλα, σαν να ήταν σφαίρες που βρίσκουν τον στόχο τους, είτε να δημιουργήσουν άλλους καταστροφείς. Δεν σκοτώνουν απλά, αλλά καταστρέφουν ολοσχερώς. Μέχρι και τα μόρια που είχαν προορισμό να δώσουν τα σχέδια για το πώς θα ήταν οι απόγονοί τους, οπότε χάνεται και η δυνατότητά τους με κάποια μετάλλαξη να καταφέρουν να διαιωνιστούν, αφού δεν θα έχουν διασωθεί καν τα γονίδιά τους. Ο χαλκός συμπεριφέρεται σχιζοφρενικά».

Ενα σταγονίδιο φορτωμένο με μολυσματικούς μικροοργανισμούς όταν «προσγειώνεται» στην χάλκινη επιφάνεια προκαλεί την επίθεση των ιόντων του χαλκού. Αυτά που έχουν χάσει τα δύο ηλεκτρόνια (δηλαδή ο δισθενής χαλκός) αντιδρούν με το οξυγόνο του υγρού σταγονιδίου και δίνουν μονοσθενή χαλκό και ένα μόρφωμα των ατόμων του οξυγόνου που ονομάζεται στη χημεία υπεροξείδιο (Ο2.-). Παρότι το ίδιο το Ο2.-  δεν θεωρείται ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, έχει παρατηρηθεί ότι η αυξημένη δημιουργία του στα κύτταρα προκαλεί την οξείδωση και την τροποποίηση βιολογικών ιδιοτήτων, απαραίτητων για τη διατήρηση της δομής και της λειτουργίας τους. Κυκλοφορώντας πλέον ως ελεύθερη ρίζα, το υπεροξείδιο βρίσκοντας και ένα ιόν υδρογόνου θα δώσει τελικά το πολύ δραστικό υπεροξείδιο του υδρογόνου. Εκεί ακριβώς αρχίζει η αποδόμηση του εχθρού. Από τη συνάντηση του δισθενούς χαλκού με το υπεροξείδιο του υδρογόνου προκύπτει μονοσθενής χαλκός καθώς επιστρέφεται ένα ηλεκτρόνιο στον χαλκό και δύο ρίζες υδροξυλίου, που επιτίθενται πάραυτα και αυτές. Γίνονται χειροβομβίδες που ανατινάζουν το RNA του μολυσματικού εισβολέα, ενώ σε άλλες περιπτώσεις μολυσματικών βακτηρίων αρκεί η άμεση δράση του πιο ενεργού δισθενούς και η κάπως πιο καθυστερημένη του μονοσθενούς χαλκού.

Το 2014 λοιπόν, πέρα από τα βακτήρια, στην ερευνητική ομάδα του Σαουθάμπτον έψαξαν για την επίδραση διαφόρων επιφανειών σε έναν ιό, τον πολύ οδυνηρό για τον άνθρωπο Norovirus, τον ιό που προκαλεί άμεσα γαστρεντερίτιδα. Εξετάστηκε η επίδραση σε αυτόν υλικών όπως: χαλκός, Τεφλόν, PVC, κεραμικά πλακάκια, γυαλί, ανοξείδωτος χάλυβας. Ο ιός σε όλες αυτές τις επιφάνειες, πλην του χαλκού, διατηρούσε τη δύναμη προσβολής του, που ήταν δύο ολόκληρες εβδομάδες. Στον χαλκό άντεχε μόλις 2 ώρες. Οσον αφορά τα κράματα του χαλκού αποδείχθηκε ότι όσο περισσότερος χαλκός τόσο καλύτερα (https://aem.asm.org/content/81/3/1085).

Παλιό κρασί για καινούργιες μολύνσεις

Χρειάστηκαν χρόνια για να μελετηθούν και να εξιχνιαστούν αυτοί οι μηχανισμοί αλλά τώρα, με την τόσο εμφατική και καταστροφική εμφάνιση του νέου κορωνοϊού, μια εργασία που δημοσιεύθηκε μόλις την πρώτη εβδομάδα του Μαρτίου έδωσε και πάλι πολύ αέρα στα πανιά όσων είναι υπέρμαχοι της χρήσης του μικροβιακού χαλκού στη μάχη κατά των αόρατων εχθρών του ανθρώπου.

Σε αυτήν που παράδοξα χρηματοδοτήθηκε από την αμερικανική κυβέρνηση με την αντιφατική πολιτική, έγιναν δοκιμές για το πόσο χρόνο θα μπορούσε να επιζήσει ο κορωνοϊός πλέον, μέσα σε σταγονίδια είτε εκτοξευμένα στον αέρα από ένα προσβεβλημένο από την ασθένεια άτομο, είτε πέφτοντας σε διάφορες επιφάνειες, πολύ κοινές ως προς το να υπάρχουν στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων.

Αποδείχθηκε ότι σε επιφάνειες φτιαγμένες από πλαστικό ή ανοξείδωτο χάλυβα μπορούν να επιβιώσουν (και πιθανότατα να είναι σε θέση να μολύνουν) ακόμη και δύο ή τρεις ημέρες. Σε ξύλινες επιφάνειες του τύπου κάρντμπορντ έως και 24 ώρες ενώ σε καθαρά χάλκινες ή έστω σε κράματα του χαλκού με άλλα μέταλλα μόλις τέσσερις ώρες.

Ετσι, θυμηθήκαμε πάλι το πόσο χρήσιμο είναι να έχεις βάλει σε νοσοκομεία αλλά και σε άλλους δημόσιους χώρους όχι χάλυβα αλλά χαλκό, ή έστω κάποια από τα κράματά του. Από αυτή την άποψη είναι πολύ θετικό που το «Αττικόν Πανεπιστημιακό» στο Χαϊδάρι έχει επιλεγεί ως ένα δημόσιο νοσοκομείο αναφοράς, δηλαδή να νοσηλεύονται εκεί, αυτές τις ημέρες, αποκλειστικά οι πάσχοντες από τον κορωνοϊό, διότι στη μονάδα εντατικής θεραπείας εκεί, από το 2012 συγκεκριμένες επιφάνειες της ΜΕΘ επιστρώθηκαν με πιστοποιημένα κράματα αντιμικροβιακού χαλκού, όπως οι 6 από τις 12 κουπαστές κρεβατιών, οι επιφάνειες και οι χειρολαβές των πλευρικών τραπεζιών, οι βάσεις των ορών, οι χειρολαβές των βοηθητικών καροτσιών, οι βάσεις των δοχείων αντισηπτικού τζελ, καθώς επίσης και οι χειρολαβές στις ντουλάπες των νοσοκόμων. Μετά από μια συγκριτική μελέτη, που διήρκεσε από τον Σεπτέμβριο του 2011 έως και τον Φεβρουάριο του 2012, ο αποικισμός των βακτηρίων μειώθηκε κατά μεγάλο ποσοστό στις επιφάνειες με επίστρωση αντιμικροβιακού κράματος χαλκού, φτάνοντας μέχρι και το 98% σε σύγκριση με τις μη επιστρωμένες επιφάνειες.

Επειτα από δύο χρόνια ακολούθησε και η Μονάδα Εντατικής Θεραπείας του Γ.Ν. Βόλου ΑΧΙΛΛΟΠΟΥΛΕΙΟΥ. Συνεχίζοντας την προσπάθεια μείωσης των λοιμώξεων στους χώρους της ΜΕΘ, τοποθέτησε αντιμικροβιακό χαλκό σε συγκεκριμένα σημεία. Εγινε καταγραφή των λοιμώξεων το 2014 και εφαρμόστηκαν στη συνέχεια επικαιροποιημένα πρωτόκολλα. Μετά από αυτές τις ενέργειες παρατηρήθηκε σημαντική μείωση σε απόλυτους αριθμούς των ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων κατά 33%, ενώ μείωση παρατηρήθηκε και στις ημέρες νοσηλείας καθώς και στη φαρμακευτική δαπάνη. Τα αντικείμενα αντιμικροβιακού χαλκού που τοποθετήθηκαν ήταν τροχήλατα τραπεζάκια, στατό ορών, ηλεκτρικοί διακόπτες, πόμολα σε διάφορες πόρτες, μικρά πομολάκια σε διάφορα συρτάρια, επιφάνειες εργασίας και διακόπτες βρυσών.

Στη συνέχεια το ίδιο συνέβη και στο νοσοκομείο «Αγιος Δημήτριος» της Θεσσαλονίκης και το 2016 υπήρξε εφαρμογή του αντιμικροβιακού χαλκού στα δύο νηπιαγωγεία του Δήμου Βάρης – Βούλας – Βουλιαγμένης. To Ελληνικό Ινστιτούτο Ανάπτυξης Χαλκού (ΕΙΑΧ), που είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός (http://www.copper.org.gr ), βοήθησε στα παραπάνω.

Εννοείται πως και σε πολλά άλλα μέρη του κόσμου, σε Αγγλία, Γερμανία, Ηνωμένες Πολιτείες, σε νοσοκομεία, αεροδρόμια, παιδικές χαρές, έχουν χρησιμοποιήσει αντιμικροβιακό χαλκό.

Μια αυστηρή ετυμηγορία από τις ΗΠΑ

Η αμερικανική Κρατική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (ΕΡΑ) έχει στην αρμοδιότητά της και την εξέταση της αποτελεσματικότητας του μικροβιακού χαλκού και την παρακολούθηση των ισχυρισμών (claims) στις διαφημίσεις τους όσων προσφέρουν διάφορα προϊόντα με βασικό συστατικό τον χαλκό αυτόν. Είναι εξουσιοδοτημένη «να κατεβάζει» κάθε διαφήμιση που θεωρεί πως μπορεί να δώσει λάθος πληροφόρηση ή έστω να δημιουργεί κάποιες λάθος εντυπώσεις στον καταναλωτή.

Σε μία από τις τελευταίες αναρτήσεις της στο Διαδίκτυο ασχολείται και με το θέμα της πανδημίας λόγω COVID-19. Αξίζει εδώ να αναφερθούν οι οδηγίες – διαπιστώσεις – απαιτήσεις της:

• Εχουν τεθεί υπόψη της ΕΡΑ, μέσω της θυγατρικής της και μη κερδοσκοπικής εταιρείας Ενωση για την Ανάπτυξη του Χαλκού (CDA) διάφορες επιστημονικές εργασίες σχετικά με την αντιμικροβιακή δράση των επιφανειών με κύριο συστατικό τον χαλκό απέναντι και στο στέλεχος του HuCoV-229E. Και εδώ παραπέμπει και στην εργασία από το 2015 της ομάδας από το Σαουθάμπτον.
• Επίσης έχουν γίνει ευρέως γνωστά τα αποτελέσματα μιας εργασίας με χρηματοδότηση από την (αμερικανική) κυβέρνηση όπου διαπιστώνεται ότι ο ιός SARS-CoV-2, που προκαλεί την ασθένεια COVID-19, έμεινε ενεργός επί 2 έως και 3 ημέρες σε πλαστικές και από ανοξείδωτο χάλυβα επιφάνειες ενώ στον χαλκό μόλις 4 ώρες.
• Με βάση τον κανονισμό 82012-1 έως 6, της ΕΡΑ, όπου καταχωρούνται τα εγκεκριμένα κράματα χαλκού (είναι περισσότερα από 400), μπορούν να διατυπώνονται ισχυρισμοί ΜΟΝΟΝ για έξι συγκεκριμένα βακτήρια, τα εξής: MRSA, VRE, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, Pseudomonas aeruginosa, and E. coli O157:H7. Για αυτά υπάρχει βεβαιότητα σε ποσοστό 99,9% ότι τα καταστρέφει μέσα σε δύο ώρες το πολύ. Σε σχέση όμως με τις παραπάνω περιορισμένες ενδείξεις για τον SARS-CoV-2 θα χρειαστεί περισσότερο εκτεταμένος έλεγχος για να εξακριβωθεί η αποτελεσματικότητα των χάλκινων επιφανειών ώστε να είναι βάσιμοι οι ισχυρισμοί των καταχωρισμένων προϊόντων σχετικά με τον SARS-CoV-2.
• Για κάλτσες που περιέχουν νήματα χαλκού απαγορεύει να αναφέρεται ότι κάνουν καλό στην υγεία.

Αυτή είναι η εξαιρετικά προσεκτική στάση μιας πολύ μεγάλης κρατικής υπηρεσίας απέναντι στο θέμα: «χαλκός εναντίον βακτηρίων και ιών». Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι το στοιχείο αυτό συνεχίζει επί 4.500 χιλιάδες χρόνια να μάχεται κατά των αόρατων εχθρών μας. Είτε καθαρό χωρίς προσμείξεις είτε σε κράματα (αλλά με την περιεκτικότητά τους σε αυτό να πρέπει να είναι πάνω από 70%).

Επίσης πρέπει να μην έχει υποστεί επεξεργασία ή να έχει επιβαρυνθεί με επιστρώματα που να μετριάζουν τη δραστικότητά του και η επιφάνεια επαφής με τον άνθρωπο να διατηρείται πάντα καθαρή. Διότι, την ίδια στιγμή, πρέπει να συνδέεται άρρηκτα με την ιδέα ότι είναι βοήθημα, και όχι υποκατάστατο της καθαριότητας.