Мыло, его химия и немного биохимии
Всем привет) Давно хотела добавить немного мыла в свои посты. Мыло - одно из самых важных открытий в истории всей человеческой цивилизации. Оно помогает человеку значительно улучшать санитарный аспект бытия. Этим за всю свою историю существования мыло спасло, пожалуй, миллионы жизней (как и антибиотики, история которых сильно короче, но не менее яркая!) Но об истории и разных интересных событиях, связанных с открытием и использованием мыла, можно почитать много где. Мы же поговорим о химии мыла и затронем некоторые биохимические аспекты (что особенно актуально в период эпидемий, мыло ведь - важный элемент защиты от микробов).
Мыла́ (во множественном числе, мыла - это ведь целый класс веществ) - по химической сути являются солями. Натриевые (бывают ещё калиевые и аммониевые) соли жирных кислот. Распространена точка зрения, что мыло - это щёлочь, и действуют они из-за своей щелочной реакции (pH > 7). Это не совсем верно. Мыло действительно "по умолчанию" имеет слабощелочную реакцию: ведь эти соли образованы сильным основанием (NaOH, KOH...) и слабыми органическими кислотами. Гидролиз такой соли (химия, 9 или 11 класс школы) даст pH слегка больше 7,0. Такой показатель pH не очень подходит для кожи - у неё-то в среднем pH = 5,5. Эта цифра сильно зависит от участков кожи, особенностей организма и многих других параметров, так что цепляться за это значение вовсе не стоит. Но в любом случае, pH мыла производители стараются довести до этой цифры - различными добавками.
Так что, действие мыл с их "щёлочностью" не связано. А как они работают? Дело вот в чём: в структуре таких солей есть длинный углеводородный неполярный "хвост" и, наоборот, полярная часть (та, где карбоксильная группа жирной кислоты с зарядом "-" и где-то поблизости катион натрия/калия "+"). Неполярная часть имеет сродство к жирам (молекулы жиров тоже неполярны), а полярная - к полярным же молекулам воды. А что такое "грязь" в контексте загрязнений на поверхности кожи? Это как раз жиры (секрет кожных желез) со всевозможными добавками (всё, что принесло на эту поверхность по воздуху или в результате контакта, плюс отвалившиеся частички самой кожи). В результате межмолекулярных взаимодействий неполярный углеводородный хвост "цепляется" к жирам, а полярная часть подхватывается быстро движущимися молекулами воды. Как итог - весь этот "поезд" (где локомотив - молекула H2O) увлекается с током воды.
Между прочим, один из выводов: мыло работает только вместе с водой. Пробовали натереть руки сухим мылом без воды? Сильно чище стали? То-то же.
И второй, может неожиданный для кого-то, вывод: мыло по своей сути - очень близкая штука к жирам. Ведь мыло - соли жирных кислот, а те - в буквальном смысле часть жиров. Вспомним химию 10 класса (органика, ага): жиры - сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и жирных кислот. Исторически мыла как раз и получали при помощи щелочного гидролиза жиров. Если вы слышали когда-нибудь страшные истории про бездомных собак и кошек, которых "свозили на мыловарню", то знайте: доля правды в этом была. :-( Сейчас конечно используют растительные жиры - пальмовое, кокосовое, оливковое масла и т.п. вполне подходят.
Как работает мыло против бактерий и вирусов? Борьба идёт по нескольким направлениям. Во-первых помним, что бактерии и, особенно, вирусы путешествуют не сами по себе, а на микрокаплях биологических жидкостей. Такие "наборы" гадости с поверхностей мыло попросту смывает. А во-вторых мыло разрушает липидную (т.е. такую, где молекулы жиров связаны между собой слабыми межмолекулярными взаимодействиями) оболочку вируса. С бактериями это проделать сложнее, бактерии защищаются в принципе лучше. Но вирусы с точки зрения мыла - штука довольно хрупкая. В любом случае, идея "что-то смоет, что-то разрушит, в целом - обеззаразит" - как раз про взаимоотношения мыла и микробов.
Мылом надо пользоваться правильно: лучше всего - в проточной воде, плюс - намыливать руки 30 или больше секунд. Здесь действует вполне понятная статистика: чем дольше мыло контактирует с поверхностью, тем больше шансов, что оно провзаимодействует с липидами микроорганизмов и смоет или разрушит их.
Время от времени попадаются публикации в интернете, которые ставят под сомнение эффективность мыла. Аргументация большинства из них такова: "нет серьёзных исследований". Но по крайней мере в одной из статей автор подошёл к вопросу достаточно серьёзно. Оценивал возможности взаимодействия мыла с оболочкой вируса (в обозрении, по понятным причинам, был SARS-CoV2) с позиций коллоидной химии (видимо, основная специальность автора). Интересный методологически, в целом, текст сопровождается совершенно вредным и неверным выводом: "мыло не помогает", поэтому я не привожу ссылки на публикацию.
Так вот, помогает. Весь вопрос "мыло VS вирус" можно логично свести к "сможет ли мыло разорвать слабые межмолекулярные липид-липидные связи в вирусной оболочке, взамен предложив оторванному липиду свои". Конечно, в итоге речь идёт об энергетической выгоде процесса, но углубляться в теорию в данном случае не требуется. Для грубейшей оценки вопроса достаточно подумать вот о чём: мыло, чаще всего, в состоянии оторвать один липид от другого. Оно эффективно демонстрирует эту способность, отмывая разнообразные жиры с поверхности рук. Ещё проще и короче: мыло убирает жир. Иначе бы в мире давно заявили бы, что мыться мылом бесполезно: не смывает оно, мол, ничего. Т.е. эффективность мыл против липидов подтверждена самым что ни на есть опытным путём, в ходе тысячелетней истории мыла.
А в липидах, образующих оболочку вируса, ничего магического нет, никакой особенной "волшебной" защитой они не располагают. И они, липид за липидом, "уносятся" мылом. Со многими липидами мыло работает, а с компонентами мембраны коронавируса (или других вирусов), которые суть такие же липиды, вдруг перестанет работать? Не нужно пытаться притягивать за уши какие-то исследования, когда есть простая и понятная эмпирика: мыло объективно разрушает липид-липидные комплекты. Значит с плохо защищёнными оболочками вирусов оно поступает аналогичным образом. Оттого и мало "серьёзных исследований" вопроса: ответ на него достаточно очевиден. Исследовать его - это было бы что-то типа изысканий "а точно ли Земля не плоская"? Точно.
Годное видео про мыло, на английском, но понять не сложно. Оно иллюстрирует действие мыла против вирусов.
Резюме: да здравствует мыло душистое! :-) Серьёзно: мыло - хорошая штука. Оно разрушает и/или смывает микробы с поверхности кожи. Пользуйтесь мылом чаще.
Источник: наш всеочищающий канал "Биохимикум" на Яндекс-который-тут-нельзя-называть-Дзен. Текст статьи мой, картинки и видео из сети.