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生活小常識 : 為何用肥皂或酒精洗手能對付病毒?

2020-10-16
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文、圖/企劃處 鍾啟東
 一、 病毒和細菌
病毒(virus)是種古老的生物,但起源仍不明;其構造較細胞還簡單,主要由自然界核酸分子(Nucleic acids)與蛋白質(protein)構成的非細胞形體,介於生命體及非生命體之間的有機物種。其無法自行藉由細胞分裂生長和複製表現出生命現象,需靠感染機制利用宿主的細胞系統進行自我複製,若宿主死亡,病毒也難以單獨存活繁衍;病毒的傳播方式多種多樣,其中動物病毒可以通過蚊蟲叮咬直接接觸或經由咳嗽和打噴嚏以飛沫非直接接觸來傳播;自1899年發現病毒並命名,迄今已鑑定出超過5,000種類型的病毒。
   病毒的尺寸很小,大約是細菌大小的千分之一直徑,在10-300奈米(nanometer),必須使用電子顯微鏡才可以觀察。因病毒的運作方式和細胞不同,能用來殺滅細菌抗生素對病毒卻無效。需靠自體免疫系統( immune system)或接種疫苗(vaccine)對抗。
 二、 病毒生物成分與結構:
一個完整的病毒顆粒稱為病毒體(virion),由兩到三個成份組成 : 內部為核酸基因(負責攜帶和傳遞遺傳信息,主要為一段雙螺旋較穩定脫氧核糖核酸(DNA,deoxyribonucleic acid)或多段較不穩定單股核糖核酸(RNA,ribonucleic acid) , 病毒的基因組中RNA不如DNA穩定,複製過程容易出錯,因此一般RNA病毒的基因組都不大。但冠狀病毒鶴立雞群,基因組幾乎是其他RNA病毒的三倍長,是所有RNA病毒中最大、最複雜的種類。而病毒的形態各異,從簡單的螺旋形和正二十面體形到複合型結構。而其外部由蛋白質組成的具有保護功能的衣殼(Capsid,或稱蛋白質外殼),衣殼是由病毒基因組所編碼的蛋白質組成的,通常只需要存在病毒基因組,衣殼蛋白就可以自組裝成為衣殼。它的形狀可以作為區分病毒形態的基礎。有些病毒的核衣殼外面,還有一層由蛋白質、多醣和脂類構成的膜叫做包膜(envelope,又稱外套膜),包膜上生有刺突(spike)(圖1),病毒的特色是棘突蛋白(spike protein),是病毒外部的蛋白,病毒就是靠著它,附著並穿透人和動物的細胞膜,是病毒入侵細胞的必要構造;這些尖刺具有非常重要的功能,每種病毒分別具有專屬的尖刺,構造就像鑰匙,能與目標細胞外表的分子鎖匹配,病毒體靠著尖刺,讓自己附著上目標細胞對接,接著尖刺就打開入口侵入。使病毒與人體細胞膜融合,進入宿主細胞。  儘管尖刺對病毒具有這等用途,卻也成為容易遭受攻擊的弱點所在。它們是受感染宿主免疫反應的主要標靶,白血球製造的抗體分子能抓住尖刺,防止病毒體附上細胞。
病毒體結構
 三、 肥皂化學結構與病毒的反應機制
常生活中最常見的表面活性劑,可使目標溶液表面張力顯著下降的物質,降低兩種液體或液體-固體間的表面張力,具分解、滲入的效果,應用廣泛。最典型的例子是肥皂(硬脂酸鈉,C17H35COONa),化學簡式為RCOOM,其中R為親油性(lipophilic group)長鏈烷基,M為親水基(hydrophilic group)鹼鹽(圖2.)。
肥皂化學結構
人們通常認為肥皂溫和怡人,但從微生物的角度來看,肥皂往往極具摧毀力。一滴普通肥皂的肥皂水足以破壞並殺死多種細菌和病毒,包括目前全球散播的新冠病毒。肥皂威力驚人,祕密在於其混合結構。肥皂由大頭針形狀的分子構成,每個分子都有親水性的頭,容易跟水結合,還有親油性的尾巴,避開水而傾向與油脂結合。這些分子懸浮在水中時,輪流以單個單元的形態漂浮,與溶劑中其他分子互動,並與其他分子結合成為小氣泡,稱為「微胞」,頭朝外,尾巴向內收攏(圖3.)。
肥皂泡泡與病毒反應
而細菌和病毒因具有脂質膜外殼,這種膜像是雙層微胞,兩圈疏水性的尾巴被兩圈親水性的頭包夾。當你用肥皂和水洗手時,你是用肥皂分子包圍皮膚上的所有微生物。自由漂動的肥皂分子的親油性尾巴努力避開水,在這過程中,這些尾巴插入一些細菌和病毒的脂質外層,把外層撬開,破壞整個系統。重要核酸分子從破掉的蛋白質膜散落到周圍的水中,使細菌死亡,病毒失效。一些肥皂分子會聯手破壞使細菌、病毒和汙垢附著在皮膚表面上的化學鍵,把這些汙物帶離皮膚。當你洗手時,所有被肥皂分子破壞、困住和殺死的微生物都被沖走。
   另外在無水可洗手環境時,適當使用另一具短鏈烷基酒精皆是良好的防疫方式。酒精能殺死某些病毒,這是因為那些病毒具有脂質套膜,而酒精能破壞脂質,並使蛋白質變性,讓病毒失去活性而死亡(也可以殺死細菌)。新冠病毒是具有脂質套膜的病毒,因此酒精可以殺死新冠病毒。須注意的是,酒精的最佳消毒濃度為75%,有利於逐步滲入病原體。若濃度過高,脫水作用太強,使病原表面蛋白質迅速凝固,妨礙酒精滲入而沒有效果。而衛福部建議洗手15秒,則是為了讓肥皂與酒精與病毒有充分反應時間。
 四、 結論 : 勤洗手是防止病毒散播最佳方法之一
當病毒流行造成疾病時,大部分的病毒是要靠個人的免疫力加以清除,例如許多人感染以後,終生免疫,因為人體已經有抗體存在。病毒既然是透過人體自身的抗體加以清除的話,最好的治療方法就是接種疫苖,利用疫苖使身體產生抗體,只要同類的病毒入侵時,抗體就會進行清除的工作。所以,未來要想對抗各式病毒,只能期盼短期內能發展出疫苖來,在病毒沒有藥物可以治療前,勤洗手可以幫助減慢或減少病毒的傳播,真的重要又有效,另外在公共場所要盡量避免以手碰觸眼睛及鼻孔,以保護你個人的健康安全。
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