Człowiek produkuje własne pole oksydacyjne. Skąd się bierze i do czego służy?

Nowe badania potwierdzają, że ludzie wytwarzają własne pole oksydacyjne i zmieniają chemię powietrza w pomieszczeniach. Odkrycie to może mieć znaczenie w zrozumieniu rozprzestrzeniania się różnych patogenów, ale i w tworzeniu mechanizmów zapobiegających temu procesowi.
Człowiek wytwarza własne pole oksydacyjne /Fot. Pixabay
Człowiek wytwarza własne pole oksydacyjne /Fot. Pixabay

Statystyki wskazują, że 90% swojego życia spędzamy w zamkniętych pomieszczeniach – w domu, w biurze czy środkach transportu. W takich okolicznościach jesteśmy narażeni na działanie wielu substancji chemicznych pochodzących z różnych źródeł, np. zanieczyszczeń czy patogenów (bakterii i wirusów).

Czytaj też: Czwarty w historii pacjent wyleczony z HIV. To “złożona i niebezpieczna metoda”

Powietrze, którym oddychamy oczyszcza się w sposób naturalny, rodnikom hydroksylowym (OH) – bardzo reaktywnym cząsteczkom nazywanym również “detergentami atmosfery”, które powstają w wyniku interakcji promieniowania UV, ozonu i pary wodnej. Ale w pomieszczeniach zamkniętych proces ten nie przebiega tak wydajnie. Promienie słoneczne są w dużej mierze filtrowane przez szklane okna, zakłada się, że stężenie rodników hydroksylowych jest znacznie niższe w pomieszczeniach niż na zewnątrz i że to ozon, przedostający się z zewnątrz, jest głównym utleniaczem zanieczyszczeń chemicznych znajdujących się w powietrzu.

Teraz odkryto, że wysokie poziomy rodników OH mogą być generowane w pomieszczeniach – po prostu z powodu obecności ludzi i ozonu. Wykazał to zespół kierowany przez Max Planck Institute for Chemistry we współpracy z naukowcami z USA i Danii. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science.

Nora Zannoni, główna autorka badań, mówi:

Odkrycie, że my, ludzie, jesteśmy nie tylko źródłem reaktywnych substancji chemicznych, ale również sami potrafimy je przekształcać, było dla nas zaskakujące. O sile i kształcie pola oksydacyjnego decyduje to, ile ozonu jest obecne, gdzie on przenika i jak skonfigurowana jest wentylacja przestrzeni wewnętrznej.

Czym jest pole oksydacyjne?

Pole oksydacyjne powstaje w wyniku reakcji ozonu z olejami i tłuszczami na naszej skórze, zwłaszcza ze skwalenem, który stanowi około 10% lipidów skóry, chroniących ją i zapewniających jej elastyczność. Reakcja ta uwalnia wiele związków chemicznych w fazie gazowej zawierających wiązania podwójne, które reagują dalej w powietrzu z ozonem, generując znaczne ilości rodników OH. Te produkty degradacji skwalenu zostały scharakteryzowane i określone ilościowo indywidualnie przy użyciu spektrometrii masowej z transferem protonów oraz systemów szybkiej chromatografii gazowej i spektrometrii masowej.

Po lewej reaktywność OH, po prawej stężenie /Fot. Science

Eksperymenty przeprowadzono na Technical University of Denmark (DTU) w Kopenhadze. Cztery badane osoby przebywały w specjalnej komorze z kontrolą klimatu w standardowych warunkach. Aby zrozumieć, jak wyglądało pole oksydacyjne generowane przez człowieka, połączono wyniki szczegółowego wielofazowego modelu kinetycznego z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine z modelem obliczeniowym dynamiki płynów z Uniwersytetu Stanowego w Pensylwanii. Naukowcy sprawdzili, jak pole OH generowane przez człowieka zmieniało się w różnych warunkach wentylacji i ozonu, poza tymi testowanymi w laboratorium. Z wyników jasno wynikało, że rodniki OH były obecne, obfite i tworzyły silne gradienty przestrzenne.

Czytaj też: Świeże czy mrożone? Poznaliśmy prawdę, które nasienie jest lepsze

Prof. Manabu Shiraiwa z UC Irvine mówi:

Nasz zespół modelujący jest pierwszą i obecnie jedyną grupą, która potrafi zintegrować procesy chemiczne pomiędzy skórą a powietrzem wewnętrznym, od skal molekularnych do skal pokojowych. Model nadaje sens pomiarom – dlaczego OH jest generowany z reakcji ze skórą.

Nowe odkrycie ma również implikacje dla naszego zdrowia – obecnie emisje chemiczne wielu materiałów i wyposażenia wnętrz są testowane w odosobnieniu, zanim zostaną dopuszczone do sprzedaży. Wskazane byłoby jednak przeprowadzenie testów również w obecności ludzi i ozonu.