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Warum bauen Seifenmoleküle beim Händewaschen Ihre Hautzellen nicht ab?

Warum bauen Seifenmoleküle beim Händewaschen Ihre Hautzellen nicht ab?


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Seifenmoleküle haben eine ähnliche Struktur wie Phospholipide und interagieren mit der Zellmembran. Sie können eindeutig Schäden an der Zellmembran verursachen.

Wenn dies der Fall ist, warum zersetzt Seife dann nicht jedes Mal, wenn Sie sie verwenden, Ihre Haut? Die Hautzellen, Keratinozyten, haben immer noch eine Membran, also würde Seife unsere Haut nicht auf die gleiche Weise angreifen wie Pflanzenzellen und zu einer Verschlechterung führen?


Die äußerste Schicht der Säugetierepidermis (Verhornungsschicht oder Stratum corneum) besteht aus 15-20 Schichten toter Zellen, die Korneozyten genannt werden, bei denen es sich im Grunde genommen um tote Keratinozyten handelt, die mit keratinischen Zwischenfilamenten, die mit anderen Proteinen vernetzt sind, sowie einigen Lipiden gefüllt sind. Wenn sich Keratinozyten zu Korneozyten differenzieren (ein Vorgang, der als Verhornung bezeichnet wird), wird die Plasmamembran durch eine sogenannte konifizierte Hülle ersetzt, die aus vernetzten Strukturproteinen und einigen Lipiden besteht (mehr Details hier).

Tenside in Seife wechselwirken mit Komponenten der Maisfeldschicht wie Keratin, jedoch nicht in der gleichen Weise wie mit der Lipiddoppelschicht einer typischen Plasmamembran. Das Ergebnis einer solchen Wechselwirkung hängt neben anderen Faktoren von der Art der Seife sowie von der Menge und Dauer der Anwendung ab, aber selbst eine normale Seife kann bei normaler Anwendung auf normaler Haut zu einer gewissen Keratindenaturierung führen. Aber die Hornschicht wird tatsächlich ständig abgestoßen (Abschuppung genannt) und durch Keratinozyten ersetzt, die sich in der innersten Schicht der Epidermis vermehren.

Weitere Details zur Wirkung von Reinigungsmitteln auf die Haut finden Sie hier und hier. Hier und hier finden Sie auch nützliche Informationen zur Hautstruktur.


https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2674689/

„Das SC [Stratum corneum] besteht aus Corneozyten, Keratinozyten, die eine terminale Differenzierung durchlaufen haben, umgeben von einer neutralen, mit Lipiden angereicherten extrazellulären Matrix, die hauptsächlich aus Ceramiden, Cholesterin und freien Fettsäuren besteht. Die hydrophobe extrazelluläre Lipidmatrix bildet die Hauptbarriere gegen die transkutane Bewegung von Wasser und Elektrolyten."

Die Keratinozyten haben eine extrazelluläre Grundsubstanz, die im Grunde Dinge wie Seife und Wasser daran hindert, in den Körper zu diffundieren / anderweitig einzudringen; dies ist sogar ein Teil unseres angeborenen Immunsystems. Die Antwort ist dann die keratinisierte geschichtete Plattenepithel-extrazelluläre Matrix.


Ein Chemieprofessor erklärt: Warum Seife so gut darin ist, COVID-19 abzutöten

Eine der konsequentesten COVID-19-Botschaften von Gesundheitsbehörden war die Bedeutung einer guten persönlichen Hygiene.

Das Händewaschen mit Seife ist eine der einfachsten und effektivsten Methoden, um Viren abzutöten, mit denen Sie möglicherweise in Kontakt gekommen sind.

Hast du gelesen?

Aber warum ist einer der alltäglichsten und banalsten Haushaltsgegenstände im Kampf gegen COVID-19 so effektiv?

Palli Thordarson ist Professorin an der School of Chemistry der University of New South Wales, Australien. Er ging zu Twitter, um einige der molekularen Chemie zu erklären, die bei der Beantwortung dieser Frage hilft.

Aktuelle Informationen zu allen Aspekten von COVID-19 finden Sie auch auf der COVID-Aktionsplattform des Weltwirtschaftsforums.

Thordarson erklärt, dass Viren in der Regel aus drei Dingen bestehen:

  • Ein Nukleinsäuregenom (deren genetisches Material: DNA oder RNA).
  • Protein, das die Nukleinsäure umhüllt und die Virusreplikation im Wirtskörper unterstützt.
  • Eine fettige äußere Lipidschicht.

Die Verbindungen zwischen diesen drei Komponenten liefern die Struktur des Virus, aber diese Verbindungen sind schwach – es gibt keine kovalenten Bindungen, die eine stabilere Struktur ergeben würden.

Stattdessen, sagt Thordarson, beruht die virale Selbstorganisation auf schwachen „nicht-kovalenten“ Wechselwirkungen zwischen den Proteinen, RNA und Lipiden. Zusammen wirken diese wie ein Klettverschluss, sodass es sehr schwer ist, das selbstorganisierte Viruspartikel aufzubrechen.

Es ist jedoch möglich, das Partikel mit Seife aufzubrechen, was besonders gut darin ist, die Lipidschicht, die das Virus umgibt, aufzulösen. Es löst auch all diese anderen schwachen Bindungen innerhalb des Virus auf. Sobald das passiert, zerfällt das Virus effektiv.

Das Waschen mit Wasser allein ist weitaus weniger wahrscheinlich, dass das Virus von der Hautoberfläche entfernt wird.

Seife enthält fettähnliche Verbindungen, die als Amphiphile bezeichnet werden und den Lipiden in der Virusmembran ähneln.

Wenn Seife mit diesen Fettstoffen in Kontakt kommt, bindet sie sich an diese und bewirkt, dass sie sich vom Virus lösen. Es zwingt das Virus auch, sich von der Haut zu lösen.

Beim Händewaschen muss man allerdings kräftig vorgehen. Deshalb empfiehlt es sich, die Hände mindestens 20 Sekunden lang gründlich zu waschen.

Egal wie glatt und weich sich Ihre Haut anfühlt, wenn Sie Nanopartikel groß sind – wie ein Virus – ist sie holprig, uneben und voller kleiner Rillen.

Viren haften an der Haut und setzen sich in diesen winzigen Fältchen fest, weshalb ihre Verlagerung aktives Händewaschen erfordert.

Auch andere Substanzen sind wirksam, wie beispielsweise Gele auf Alkoholbasis. Personen mit hohem Alkoholgehalt (normalerweise 60 bis 80 %) lösen das Virus ebenfalls auf. Die antibakteriellen Eigenschaften solcher Produkte haben jedoch keinen Einfluss auf Viren.


Wie funktioniert NATÜRLICHE Seife?

Seife, Wasser und Öl bestehen alle aus Molekülen. Einige Moleküle sind hydrophil, (hydro=Wasser und philic=liebend) werden diese Moleküle von Wasser angezogen.

Einige Moleküle sind hydrophob, (Hydro=Wasser und Phobie=Angst), werden sie vom Wasser abgestoßen.

Wasser und alles, was sich mit Wasser vermischt, sind hydrophil.

Öl und alles, was sich mit Öl vermischt, sind hydrophob.

Wir alle wissen, dass sich Wasser und Öl beim Mischen trennen. Hydrophile und hydrophobe Verbindungen vertragen sich einfach nicht.

Zwei andere Wörter, die wir kennen müssen, sind polar und unpolar. Unpolare Verbindungen, wie Öl und Fett, können sich nicht in Wasser lösen. Polar Verbindungen können sich in Wasser lösen.

Das meiste, was wir Schmutz nennen, ist Fett oder Öl, das sich nicht nur mit Wasser entfernen lässt. Dies liegt daran, dass Öl und Fett unpolar sind, was bedeutet, dass sie sich nicht im Wasser auflösen.

Seife kann sowohl mit Wasser als auch mit Öl vermischt werden. Wieso den?

Das Seifenmolekül hat zwei verschiedene Enden, eines ist hydrophil (polarer Kopf), das sich an Wasser bindet, und das andere ist hydrophob (unpolarer Kohlenwasserstoffschwanz), das sich an Fett und Öl bindet.

Da Seifenmoleküle sowohl Eigenschaften von unpolaren als auch von polaren Molekülen haben, kann Seife als Emulgator. Ein Emulgator ist einfach ein Additiv, das hilft, zwei Flüssigkeiten zu vermischen.

Wenn fettiger Schmutz, Fett oder Öl mit Seifenwasser vermischt wird, ordnen sich die Seifenmoleküle zu winzigen Clustern an, die als . bezeichnet werden Mizellen.

Die Seifenmoleküle wirken als Brücke zwischen polaren Wassermolekülen und unpolaren Ölmolekülen.

Der wasserliebende (hydrophile) Kopf der Seifenmoleküle haftet am Wasser und zeigt nach außen, wodurch die äußere Oberfläche der Mizelle gebildet wird.

Der ölliebende (hydrophobe) Schwanz klebt am Öl und fängt das Öl in der Mitte ein, wo es nicht mit dem Wasser in Berührung kommen kann.

Da das Öl sicher in der Mitte eingeschlossen ist, ist die Mizelle wasserlöslich. Wenn das Seifenwasser weggespült wird, geht der fettige Schmutz mit.

Haben Sie sich jemals gefragt, warum es einfacher ist, schmutzige, fettige Hände (und andere Dinge) in heißem oder warmem Wasser zu reinigen statt kaltem Wasser? Dies liegt daran, dass die Fette und Öle in heißem Wasser weich werden oder schmelzen, wodurch sie sich leichter an das hydrophobe Ende des Seifenmoleküls anlagern können. Das wiederum erleichtert das Abspülen.

Seife ist ein natürliches Tensid. Ein Tensid ist jede Substanz, die dazu neigt, die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit, in der es gelöst ist, zu verringern.

Fast alle Reinigungsprodukte basieren auf Tensiden. Tenside reduzieren nicht nur die Oberflächenspannung des Wassers, sondern ihre Konstruktion (mit einem hydrophilen Ende und einem hydrophoben Ende) macht sie sowohl mit Wasser als auch mit Ölen kompatibel.

Diese Eigenschaft macht sie gut für die Reinigung. Wenn Tenside die Oberflächenspannung von Wasser senken, machen sie die Wassermoleküle im Grunde rutschiger, sodass sie weniger an sich kleben und eher mit Öl und Fett interagieren.

Naturseife benötigt keine synthetischen Zusätze, um Schaum zu erzeugen oder zu reinigen, weil Naturseife ist ein natürliches Tensid. So macht es nicht nur tolle Blasen und schäumt, sondern hilft auch dabei, öligen Schmutz von Ihrer Haut zu entfernen – ganz natürlich!

Sie können sich Seife als den Mittelsmann vorstellen, der Öl und Wasser zusammenbringt, damit Schmutz und Fett auf Ihrer Haut leicht weggespült werden können.

Da eine Art Tensid benötigt wird, um öligen Schmutz wegzuwaschen, wenn das Reinigungsprodukt, das Sie für Gesicht, Körper oder Haar verwenden, keine echte Seife ist, wird es mit synthetischen Tensiden, im Wesentlichen Reinigungsmitteln, hergestellt.

Weitere Informationen und ein süßes Video zur Oberflächenspannung finden Sie in unserem Blog: "Wie erzeugt natürliche Seife Schaum?"


Zwanzig Sekunden Seife

Seife ist unverzichtbar. Viele Krankheitserreger, einschließlich des Coronavirus, haben eine äußere Membran aus einer Doppelschicht von Fettmolekülen (einer Lipiddoppelschicht), die mit Proteinen besetzt ist, mit denen sie Zellen infizieren. Seife kann diese Membran abbauen, Bakterien abtöten und Viren deaktivieren (sie können technisch nicht abgetötet werden, da sie von vornherein nicht leben).

Gleichzeitig dient Seife dazu, Krankheitserreger zusammen mit Ölen und anderen Rückständen von der Hautoberfläche einzufangen und zu entfernen. „Der reine Akt, sich die Hände aufzuschäumen und sie wirklich zu schrubben – es ist ein körperlicher Akt“, erklärt Kristen Gibson, Mikrobiologin der Systemabteilung der Landwirtschaft der Universität von Arkansas, die sich auf die Übertragung von durch Lebensmittel übertragenen Krankheitserregern wie Norovirus spezialisiert hat.

Die Wirkung von Seife tritt jedoch nicht sofort ein, weshalb die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) empfiehlt, sich die Hände 20 Sekunden lang zu waschen. Aber warum 20 Sekunden?

Es gibt Hinweise darauf, dass 20 Sekunden langes Einschäumen mehr Keime entfernt als kürzere Schäume, aber es gibt relativ wenige Studien, die direkt bewerten, wie sich unterschiedliche Händewaschzeiten auf die Gesundheit auswirken. „Die kurze Antwort lautet: Es gibt nicht viele Beweise dafür, dass sich beispielsweise 14 Sekunden von 16 Sekunden unterscheiden“, sagt Donald Schaffner, ein Forscher an der Rutgers University, der sich mit Mikroben und Händewaschen befasst.

Allerdings sind längere Waschzeiten nicht unbedingt besser. Eine Meta-Analyse, die Schaffner 2011 mitverfasst hat, ergab, dass längere Waschzeiten von 120 Sekunden tatsächlich weniger Krankheitserreger entfernten als 30-Sekunden-Wäsche. „Normalerweise sinkt die Rendite nach einer gewissen Zeit“, sagt Gibson.

Selbst inmitten einer Pandemie können sich 20 Sekunden wie eine lange Zeit anfühlen. „Das machen die Leute wahrscheinlich die meiste Zeit nicht“, sagt Schaffner. „Ich weiß, dass ich das die meiste Zeit nicht tue, obwohl ich ein Experte für das Händewaschen bin, der nicht zitiert wird.“ Menschen waschen ihre Hände normalerweise für viel kürzere Zeiträume – etwa sechs Sekunden.

In diesen weniger typischen Zeiten sind Meme, die zu längerem Händewaschen ermutigen, selbst viral geworden. Während die CDC empfiehlt, "Happy Birthday" zweimal als Timer zu summen, haben die Leute viele andere Song-Optionen gefunden, um sich während ihres 20-Sekunden-Scrubs zu unterhalten. (Ich persönlich habe den Refrain von „Africa“ von Toto als meinen Händewasch-Timer übernommen.)


Bioprüfung Ch 3

Erhitzen einer Masse, um ihr überschüssiges Wasser auszutreiben und ihr Volumen zu konzentrieren.

ständige Entfernung von Wasserstoffatomen aus einem Kohlenhydrat.

Unfähigkeit des Körpers, Laktose zu produzieren.

Mangel an Hydrolyse von Laktose.

Glykogen ist eine stark verzweigte funktionelle Gruppe, die ein größeres Glucosepolymer bildet.

Glykogen ist ein Polysaccharid, das durch die Verbindung von überschüssigen Monosacchariden der Glukose gebildet wird.

Glukose ist kein organisches Molekül, aber Glykogen ist ein organisches Molekül.

Dehydrationsreaktionen treten nur bei Tieren auf, und Hydrolysereaktionen treten nur bei Pflanzen auf.

Hydrolyse erzeugt Polysaccharide und Dehydratisierung erzeugt Monosaccharide.

Dehydratisierungsreaktionen bauen Polymere zusammen und durch Hydrolyse werden sie abgebaut.

Durch Hydrolyse entstehen Monomere und Dehydratisierungsreaktionen zerstören sie.

Die Wasserstoff- und Hydroxylionen verbinden sich zu Wasser.

Das Wasserstoffion wird zu einem Isotop.

Aus einem Monosaccharid wird ein Polysaccharid freigesetzt.

Die große Zahl unterschiedlicher Monomere ermöglicht den Aufbau vieler Polymere.

Eine kleine Anzahl von Monomeren kann mit vielen verschiedenen Kombinationen/Sequenzen zu großen Polymeren zusammengebaut werden.

Obwohl es in Zellen nicht viele biologische Moleküle gibt, hat jedes einzelne viele verschiedene Funktionen.

Jeder Organismus hat seinen eigenen einzigartigen Satz von Monomeren zur Verwendung beim Aufbau von Polymeren.

Dehydratation Synthese Hydrolyse

Hydrolyse Dehydratation Synthese

variieren, weil sie unterschiedliche funktionelle Gruppen besitzen.

unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Arten von Wasserstoffbrücken, die sich bilden.

eigentlich haben alle die gleiche Struktur, unterscheiden sich aber in der Anzahl der Elektronen.

Glykogen → Glucose-Untereinheiten

Fett → Fettsäuren + Glycerin

Glukose + Galaktose → Laktose

Zucker- und Phosphatgruppen.

Sie sind kurze Ketten von polaren Kohlenwasserstoffen.

Sie sind hydrophob und wasserunlöslich.

Sie sind große Ketten unpolarer Kohlenwasserstoffe.

Sie dienen der Energiespeicherung.

Denaturieren bezeichnet die Tatsache, dass sich die Bakterienzellen zu schnell teilen und absterben.

Die Denaturierung ihrer Proteine ​​bedeutet, dass die Proteine ​​​​in Bakterien in Kohlenhydrate umgewandelt werden.

Die Säure bewirkt, dass die Zellen anschwellen und aufplatzen, auch Denaturierung genannt.

Sowohl die Entfernung eines Wassermoleküls als auch die Bildung einer Wasserstoffbrücke

Zugabe eines Wassermoleküls

Entfernung eines Wassermoleküls

Bildung einer Wasserstoffbrücke

lässt Fette tertiäre und quartäre Strukturen bilden.

bewirkt die Bildung eines Phospholipids.

Kovalente Bindungen halten diese Moleküle zusammen.

Alle sind wichtige Enzyme, die innerhalb der Zelle funktionieren.

Alle sind anorganische Moleküle.

Proteine ​​und Nukleinsäuren.

Kohlenhydrate und Proteine.

Wenn es sich um DNA handelt, enthält das Virus keine Proteine.

Wenn es sich um RNA handelt, enthält es Desoxyribose.

Wenn es sich um RNA handelt, enthält es Ribose.

Was ist in diesem Szenario das wahrscheinlichste Verfahren, das Bierhersteller verwenden, um Alkohol aus stärkehaltigen Körnern herzustellen?

Die Stärke wird vor der Verwendung durch Hydrolyse in Mono- und/oder Disaccharide zerlegt.

Die Stärke wird vor der Verwendung in ein Polymer aus vielen Glucosemolekülen umgewandelt.

Die Stärke wird in Glykogen umgewandelt, das für die Hefe leichter verdaulich ist.

Prionen sind infektiöse Proteine, die durch keine Hitze denaturiert werden können.

Prionen sind Proteine, die leichter denaturiert werden als die meisten Proteine.

Prionen sind Proteine, die dazu führen, dass benachbarte Proteine ​​ihre Form ändern und infektiös werden.

Sie sind ungesättigt und den Proteinen am ähnlichsten.

Sie sind gesättigte Fette und bei normalen Außentemperaturen fest.

Sie sind eine Art komplexes Kohlenhydrat.

Wasserstoff- und Disulfidbrücken.

drei Aminosäuren und ein Glycerin.

ein Glykogen und zwei Phospholipide.

drei Glycerine und drei Fettsäuren.

zwei Fettsäuren und eine Carboxylsäure.

Anzahl der darin enthaltenen Peptidbindungen.

hydrophiler Kopf am hydrophoben Schwanz befestigt.

Anzahl der Disulfidbrücken.

Fettsäuren, die im Polypeptid miteinander verbunden sind.

Phosphat, Protein und stickstoffhaltige Base.

Phosphat, Zucker und stickstoffhaltige Base.

Phospholipid, Zucker und stickstoffhaltige Base.

Proteine ​​sind ein Teil einer Aminosäure.

Aminosäuren werden gebildet, indem viele Proteine ​​miteinander verbunden werden.

Proteine ​​bestehen aus Ketten von Aminosäuren.

Natürlich vorkommende Fette enthalten ein Glycerin, zwei Fettsäuren und eine Phosphatgruppe.

Natürlich vorkommende Fette enthalten ein Saccharose-Rückgrat und drei Fettsäureketten.

Natürlich vorkommende Fette enthalten ein Glycerin und drei Fettsäuren.

Doppelbindungen und ist ungesättigt keine Doppel- und/oder Dreifachbindungen und ist gesättigt

keine Doppelbindungen und ist ungesättigte Doppel- und/oder Dreifachbindungen und ist gesättigt

Doppelbindungen und ist gesättigt keine Doppel- und/oder Dreifachbindungen und ist ungesättigt

Wie sind in diesem Szenario Seife, Schmutz/Öl und Wasser auf molekularer Ebene angeordnet?

Die Seife wird in ein Lipid umgewandelt, das sich an den Schmutz/Öl bindet und gleichzeitig das Wasser abweist.

Wasser und Schmutz/Öl bilden kovalente Bindungen in einem kleinen Tröpfchen, das eine äußere Membran auf Seifenbasis hat.

Die Seifenmoleküle umhüllen den Schmutz/das Öl in einem kleinen Tröpfchen, das ein hydrophobes Äußeres und ein hydrophiles Inneres hat.


Wie Seife COVID-19 an den Händen tötet

Wie 20 Sekunden Händewaschen mit Seife Leben retten können, erklärt die Chemie:

Wasser allein kann Schmutz abspülen, aber Viren und Bakterien sind so klein, dass sie oft chemische und mechanische Eingriffe benötigen, um ihre klebrigen Nanopartikel aus den Spalten unserer einzigartigen Fingerabdrücke zu entfernen. Deshalb ist Seife so wichtig. Es ist für diesen Job gemacht. Geben Sie der Seife mindestens 20 Sekunden gründliches Schrubben und die nadelförmigen Moleküle dringen in die Arten von Bakterien und Viren ein, einschließlich COVID-19, die sich mit einer öligen Lipidmembran schützen. Wie ein Nagel, der einen Reifen knallt, sticht das wasserabweisende Ende des Seifenmoleküls, ein hydrophober Schwanz, der sich mit Öl und Fetten verbinden kann, auf COVID-19 ein und hinterlässt das Virus als entleerter und zerbrochener Sack mit RNA-Zellen.

Und während Alkohol auch eine ölige Membran aufbrechen kann, hat das Waschen mit Seife den zusätzlichen Vorteil, dass Viren und Bakterien physikalisch noch härter von der Haut entfernt werden. Dies ist der dualen Natur der Seifenmoleküle zu verdanken. Wenn die hydrophilen oder wasserliebenden Köpfe sich mit dem Wasser verbinden, drehen sich die Schwänze nach innen, um sich vor dem Wasser zu schützen, und schöpfen auf diese Weise alles, was sie fangen, in winzigen Seifenblasenkäfigen, den Mizellen, auf. Das kräftige Schrubben aller Teile deiner Hände und Handgelenke mit einem schaumigen Schaum ist der Schlüssel, um diese eindringenden Partikel für immer wegzusperren – und sie in den Abfluss zu spülen. Und ob das Wasser kalt oder warm ist, spielt keine Rolle, solange es seifig ist.


Grafik: Wie Seife funktioniert und mit Schmutz interagiert

Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt, die Handgelenke, Handflächen und Handrücken sowie die Zwischenräume zwischen den Fingern in einer verschränkten Bewegung zu schrubben, Fäuste um jeden Daumen zu bilden und die Fingerspitzen in die Handflächen zu reiben.

Das Problem bei antibakteriellen Seifen und Gelen besteht darin, dass sie in Bezug auf COVID-19 nicht hilfreicher sind als normale Seifen und als Gele nutzlos sind, es sei denn, sie enthalten mindestens 60 % Alkohol, da die antibakteriellen Produkte Viren überhaupt nicht beeinflussen. Darüber hinaus können Bakterien, die eine solche Behandlung überleben, in Zukunft resistent gegen die antibakteriellen Produkte werden. Warum das Risiko eingehen, Bakterien stärker zu machen, wenn Sie nur ein wenig Wasser und Seife brauchen?

Die UNESCO ist die einzige UN-Organisation, die sich für die wissenschaftliche und ingenieurwissenschaftliche Ausbildung und Forschung einsetzt. Die Chemie als Teil der Grundlagenwissenschaften lehrt uns, wie wichtig Hygiene und Händewaschen sind, um COVID-19 zu bekämpfen. Die Bedeutung der naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung für die Welt ist nicht zu unterschätzen - unsere zukünftigen Lösungen hängen davon ab!


Die Chemie der Seife

Swie von händen: wer ist in letzter Zeit unendlich viel vertrauter mit Seife geworden? Wenn 2020 das Jahr war, in dem wir gelernt haben, akribisch zwischen den Fingern und bis in die Arme zu waschen, war es auch das Jahr, in dem wir entdeckten, wie lange 20 Sekunden vor einem Badezimmerspiegel sein können.

Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie das bescheidene Stück Handseife eigentlich funktioniert? Wie bleibt dieser rutschige „Kuchen“, der vor Tausenden von Jahren erfunden wurde, mit Händedesinfektionsmitteln oder einem der anderen modernen Reinigungsprodukte, die wir gegen ein Virus einsetzen, das zu einer Pandemie geworden ist, ebenbürtig?

Im Grunde ist Handseife nur eine Kombination aus Fett oder Öl mit einer alkalischen Substanz. Die ersten Menschen, von denen wir wissen, dass sie sich so aufschäumen, waren die alten Mesopotamier, die tierisches Fett mit Wasser und Holzasche vermischten, um eine Substanz herzustellen, die zweifellos fettig, stinkend und äußerst unangenehm ist, aber auch Schmutz und Dreck in a Weise, die grenzwertig wundersam erschienen sein muss.

Im Grunde spaltet die Holzasche das tierische Fett oder Öl (sogenannte Triglyceride) in Moleküle, die als Amphiphile bezeichnet werden. Diese Amphiphilen haben ein Ende, das Wasser liebt, und ein anderes, das es hasst.

„Ein Ende ist normalerweise sperrig und kürzer, wir sagen, es ist hydrophil – es interagiert stark mit Wasser“, erklärt Pall Thordarson, Chemieprofessor an der University of NSW. „Dann gibt es ein längeres hydrophobes Ende, wir nennen es einen ‚fettigen Schwanz‘.“

Seifenmoleküle haben eine Hybridstruktur mit einem hydrophilen Kopf, der sich an Wasser bindet, und einem hydrophoben Schwanz, der dies vermeidet. Bildnachweis: Greg Barton

Ein sehr ähnlicher Molekültyp – ein sogenanntes Phospholipid – bildet unsere Zellmembranen.

Diese Mesopotamier haben ein Produkt erfunden, das wir 5000 Jahre später immer noch verwenden. Heutige Seifen, zugegebenermaßen angereichert mit exotischen Conditionern, Ölen, Farben und Düften, nutzen immer noch den gleichen Grundmechanismus – Amphiphile.

Sie kennen Thordarson vielleicht nicht aus einer Bar von You-weiß-was, aber dank eines Twitter-Threads über die Wirkung von Seife gegen Viruspartikel wurde er Anfang 2020 viral, sodass er ein oder zwei Dinge über das Thema weiß.

„Das war ein Erlebnis“, erklärt er. „Ich interessiere mich schon seit meiner Zeit vor dem Doktorat für Lipide.“

In seinem viralen Thread, der ursprünglich ein isländischer Facebook-Post war, brach der Wissenschaftler die supramolekulare Chemie hinter der Wirksamkeit von Seife und Wasser auf.

Das Coronavirus hat eine Membran aus öligen Lipidmolekülen, die mit Proteinen besetzt sind, die dem Virus helfen, Zellen zu infizieren. Bildnachweis: Greg Barton

Stellen Sie sich vor, Sie könnten beim Händewaschen bis auf molekulare Ebene sehen.

Sobald Sie Ihre Hände mit Wasser abspülen und mit Seife aufschäumen, beginnen die Amphiphile zu arbeiten. Die hydrophoben Enden wollen das Wasser um jeden Preis vermeiden, also beginnen sie sich nebeneinander zu bündeln und bilden schließlich eine Kugel, wobei die hydrophilen Enden dem Wasser zugewandt sind und die hydrophoben Enden nach innen.

Amphiphile werden aber auch von anderen Nicht-Wasser-Molekülen angezogen, wie Schmutz, Fett, Bakterien, abgestorbenen Hautzellen – sogar Viren.

„Ein Virus ist wirklich nur ein nanoskaliges, fettiges kleines Fleischpartikel“, sagt Thordarson, „und die Lipidschwänze auf den Seifenmolekülen werden versuchen, das Wasser zu vermeiden, indem sie in das fettige Virus stecken.“

Da die meisten Bakterien und Viren Zellmembranen haben (im Fall von Viren „Hüllen“ genannt), können die Amphiphile die Moleküle wie ein Brecheisen aufbrechen, den Inhalt verschütten und das Virus oder die Bakterien inaktiv machen. Dann bilden die Amphiphile kleine Kügelchen um den verschütteten Inhalt, die beim Händewaschen in den Abfluss gespült werden können.

Das Virus wird zerstört, wenn sich die wasserscheuen Schwänze der Seifenmoleküle in die Lipidmembran einklemmen und diese auseinanderbrechen. Bildnachweis: Greg Barton

Ignorieren Sie all die verschiedenen Düfte, Farben und ausgefallenen Verpackungen und Sie werden feststellen, dass die meisten Seifen auf dieselbe Weise funktionieren. „Die gesamte Seifenindustrie besteht zu 99% aus Marketing, weil sie mehr oder weniger das gleiche Zeug verkaufen“, sagt Thordarson.

Aber es gibt eine Kategorie von Seife, die in den letzten Jahren aufgetaucht ist und behauptet, "antibakteriell" oder "antimikrobiell" zu sein. Während dies wie ein Werbegimmick erscheinen mag – was es teilweise ist – sind diese Seifen tatsächlich ein bisschen anders in ihrer Funktionsweise. Einige als antibakteriell vermarktete Seifen haben „Wirkstoffe“ wie Triclosan und Chlorxylenol, aber diese Inhaltsstoffe waren umstritten. Nachdem die Hersteller im Jahr 2016 nicht nachweisen konnten, dass sie für den langfristigen täglichen Gebrauch sicher sind oder sogar besser als normale Seife sind, verbot die FDA in den USA 17 Chemikalien, darunter Triclosan und ein anderes antibakterielles Mittel namens Triclocarban – also werden Sie es nicht tun finde sie in Seifen nicht mehr. Es kann jedoch sein, dass Sie in diesen Seifen, die sich selbst als „antibakteriell“ vermarkten, auf andere Inhaltsstoffe wie L-Milchsäure stoßen.

Das Virus wird zerstört, wenn sich die wasserscheuen Schwänze der Seifenmoleküle in die Lipidmembran einklemmen und diese auseinanderbrechen. Bildnachweis: Greg Barton

Aber die meisten antibakteriellen Seifen vermeiden diese umstrittenen Inhaltsstoffe. „Einige antibakterielle Formulierungen, die verkauft werden, enthalten tatsächlich nur Ethanol“, erklärt Thordarson. „In gewisser Weise nehmen sie im Grunde Seife und Händedesinfektionsmittel und mischen sie. Das ist es wirklich, und es funktioniert ganz gut.“

Ethanol funktioniert anders als Seife, indem es das Spike-Protein auf der Außenseite des Virus denaturiert. Thordarson vergleicht es mit einem Erdbeben, bei dem alles so stark erschüttert wird, dass Bakterien- und Virushüllen einfach auseinanderfallen.

Wenn sowohl Ethanol als auch Seife zusammenarbeiten, entsteht ein beeindruckendes Team. Obwohl Seife allein das Coronavirus problemlos zerstören kann, haben andere Viren und Bakterien festere Beschichtungen, und Ethanol und Seife zusammen können mehr Arten von Bakterien und Viren von Ihren Händen entfernen.

Man könnte meinen, dass all diese Zelldenaturierung auch für uns ein Problem sein könnte, wenn man bedenkt, dass unsere Haut auch aus Zellen mit Zellmembranen besteht, aber in diesem Fall ist es praktisch, viele, viele Zellen zu haben.

Seife fängt Schmutz und Fragmente des zerstörten Virus in winzigen Bläschen ein, die Mizellen genannt werden, die sich im Wasser wegwaschen. Bildnachweis: Gnác Capek

Die äußere Schicht unserer Haut – das Stratum corneum – besteht aus etwa 15 Schichten abgeflachter abgestorbener Zellen, denen Zellmembranen fehlen. Stattdessen haben sie eine viel härtere Hülle aus Strukturproteinen, die als „verhornte Hülle“ bezeichnet wird und die Amphiphile nicht so sehr interessiert.

Dies hindert Seife nicht daran, einige der Zellen ein wenig zu schädigen, aber da das Stratum corneum ständig abgestoßen wird, können wir es uns leisten, hier und da ein paar Zellen zu verlieren. Dagegen schneiden Bakterien und Viren – mit einer Zellzahl von eins – nicht so gut ab.

Im Laufe der Forschung zu COVID-19 haben wir gelernt, dass das Händewaschen mit Seife oder Desinfektionsmittel – obwohl gut – nicht die einzige Möglichkeit ist, uns selbst zu schützen. Aber werden wir in Zukunft wahrscheinlich etwas Besseres als Seife sehen? Thordarson glaubt das nicht.

„Es ist spottbillig, es ist sicher, es schadet uns nicht, es schadet der Umwelt nicht und es geht schnell kaputt“, erklärt er. "Es fällt mir schwer zu sehen, wie ich es besser machen kann."

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Warum Seife funktioniert

Als Grundlage der täglichen Hygiene wurde das Händewaschen erst vor relativ kurzer Zeit weit verbreitet. In den 1840er Jahren entdeckte Dr. Ignaz Semmelweis, ein ungarischer Arzt, dass viel weniger Frauen nach der Geburt starben, wenn Ärzte sich die Hände waschen. Zu dieser Zeit waren Mikroben nicht allgemein als Krankheitsüberträger bekannt, und viele Ärzte machten sich über die Vorstellung lustig, dass ein Mangel an persönlicher Sauberkeit für den Tod ihrer Patienten verantwortlich sein könnte. Von seinen Kollegen geächtet, war Semmelweis

Es begann wahrscheinlich mit einem Unfall vor Tausenden von Jahren. Einer Legende nach spülte der Regen Fett und Asche von häufigen Tieropfern in einen nahe gelegenen Fluss, wo sie einen Schaum mit einer bemerkenswerten Fähigkeit bildeten, Haut und Kleidung zu reinigen. Vielleicht hatte die Inspiration einen pflanzlichen Ursprung in den schaumigen Lösungen, die beim Kochen oder Zerstampfen bestimmter Pflanzen entstehen. Wie auch immer, die uralte Entdeckung der Seife veränderte die Menschheitsgeschichte. Obwohl unsere Vorfahren es nicht ahnen konnten, wurde Seife letztendlich zu einer unserer effektivsten Abwehrkräfte gegen unsichtbare Krankheitserreger.

Menschen halten Seife normalerweise für sanft und beruhigend, aber aus der Sicht von Mikroorganismen ist sie oft äußerst destruktiv. Ein Tropfen normaler Seife, verdünnt in Wasser, reicht aus, um viele Arten von Bakterien und Viren aufzubrechen und abzutöten, einschließlich des neuen Coronavirus, das derzeit um den Globus kreist. Das Geheimnis der beeindruckenden Macht der Seife liegt in ihrer Hybridstruktur.

Seife besteht aus nadelförmigen Molekülen, von denen jedes einen hydrophilen Kopf hat – er bindet sich leicht an Wasser – und einen hydrophoben Schwanz, der Wasser meidet und sich bevorzugt mit Ölen und Fetten verbindet. Diese Moleküle schweben, wenn sie in Wasser suspendiert sind, abwechselnd als einzelne Einheiten umher, interagieren mit anderen Molekülen in der Lösung und ordnen sich zu kleinen Blasen, sogenannten Mizellen, mit Köpfen nach außen und Schwänzen nach innen.

Einige Bakterien und Viren haben Lipidmembranen, die doppelschichtigen Micellen mit zwei Bändern hydrophober Schwänze ähneln, die zwischen zwei Ringen hydrophiler Köpfe eingebettet sind. Diese Membranen sind mit wichtigen Proteinen besetzt, die es Viren ermöglichen, Zellen zu infizieren und lebenswichtige Aufgaben zu erfüllen, die Bakterien am Leben erhalten. Zu den in Lipidmembranen eingehüllten Krankheitserregern gehören Coronaviren, HIV, die Viren, die Hepatitis B und C verursachen, Herpes, Ebola, Zika, Dengue-Fieber und zahlreiche Bakterien, die den Darm und die Atemwege angreifen.

Wenn Sie Ihre Hände mit Wasser und Seife waschen, umgeben Sie alle Mikroorganismen auf Ihrer Haut mit Seifenmolekülen. Die hydrophoben Schwänze der frei schwebenden Seifenmoleküle versuchen dabei, dem Wasser auszuweichen, sie verkeilen sich in die Lipidhüllen bestimmter Mikroben und Viren und reißen diese auseinander.

"Sie wirken wie Brecheisen und destabilisieren das gesamte System", sagte Professor Pall Thordarson, amtierender Leiter der Chemie an der University of New South Wales. Essentielle Proteine ​​​​sickern aus den geplatzten Membranen in das umgebende Wasser, töten die Bakterien und machen die Viren unbrauchbar.

Gleichzeitig unterbrechen einige Seifenmoleküle die chemischen Bindungen, die es Bakterien, Viren und Schmutz ermöglichen, an Oberflächen zu haften und sie von der Haut zu lösen. Mizellen können sich auch um Schmutzpartikel und Bruchstücke von Viren und Bakterien bilden und sie in schwimmenden Käfigen aufhängen. Wenn Sie Ihre Hände spülen, werden alle Mikroorganismen, die durch Seifenmoleküle beschädigt, gefangen und abgetötet wurden, weggespült.

Im Allgemeinen sind Händedesinfektionsmittel nicht so zuverlässig wie Seife. Desinfektionsmittel mit mindestens 60% Ethanol wirken ähnlich und besiegen Bakterien und Viren, indem sie ihre Lipidmembranen destabilisieren. Aber sie können Mikroorganismen nicht einfach von der Haut entfernen. Es gibt auch Viren, die nicht auf Lipidmembranen angewiesen sind, um Zellen zu infizieren, sowie Bakterien, die ihre empfindlichen Membranen mit robusten Protein- und Zuckerschilden schützen. Beispiele sind Bakterien, die Meningitis, Lungenentzündung, Durchfall und Hautinfektionen verursachen können, sowie das Hepatitis-A-Virus, Poliovirus, Rhinoviren und Adenoviren (häufige Erkältungsursachen).

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Diese widerstandsfähigeren Mikroben sind im Allgemeinen weniger anfällig für den chemischen Angriff von Ethanol und Seife. Aber kräftiges Schrubben mit Wasser und Seife kann diese Mikroben immer noch von der Haut entfernen, was zum Teil der Grund dafür ist, dass Händewaschen effektiver ist als Desinfektionsmittel. Desinfektionsmittel auf Alkoholbasis sind eine gute Alternative, wenn Wasser und Seife nicht zugänglich sind.

Im Zeitalter der Roboterchirurgie und Gentherapie ist es umso erstaunlicher, dass ein bisschen Seife im Wasser, ein uraltes und im Grunde unverändertes Rezept, eine unserer wertvollsten medizinischen Eingriffe bleibt. Throughout the course of a day, we pick up all sorts of viruses and microorganisms from the objects and people in the environment. When we absentmindedly touch our eyes, nose and mouth — a habit, one study suggests, that recurs as often as every 2 1/2 minutes — we offer potentially dangerous microbes a portal to our internal organs.

As a foundation of everyday hygiene, hand-washing was broadly adopted relatively recently. In the 1840s Dr. Ignaz Semmelweis, a Hungarian physician, discovered that if doctors washed their hands, far fewer women died after childbirth. At the time, microbes were not widely recognized as vectors of disease, and many doctors ridiculed the notion that a lack of personal cleanliness could be responsible for their patients' deaths. Ostracized by his colleagues, Semmelweis was eventually committed to an asylum, where he was severely beaten by guards and died from infected wounds.

Florence Nightingale, the English nurse and statistician, also promoted hand-washing in the mid-1800s, but it was not until the 1980s that the Centers for Disease Control and Prevention issued the world's first nationally endorsed hand hygiene guidelines.

Washing with soap and water is one of the key public health practices that can significantly slow the rate of a pandemic and limit the number of infections, preventing a disastrous overburdening of hospitals and clinics. But the technique works only if everyone washes their hands frequently and thoroughly: Work up a good lather, scrub your palms and the back of your hands, interlace your fingers, rub your fingertips against your palms, and twist a soapy fist around your thumbs.

Or as the Canadian health officer Bonnie Henry said recently, "Wash your hands like you've been chopping jalapenos and you need to change your contacts." Even people who are relatively young and healthy should regularly wash their hands, especially during a pandemic, because they can spread the disease to those who are more vulnerable.

Soap is more than a personal protectant when used properly, it becomes part of a communal safety net. At the molecular level, soap works by breaking things apart, but at the level of society, it helps hold everything together. Remember this the next time you have the impulse to bypass the sink: Other people's lives are in your hands.


47 thoughts on &ldquoWhy does soap work so well on SARS-CoV-2?&rdquo

We think you meant “hydrophobic or fat-like interactions” not “hydrophillic”

Since soap causes the virus to fall apart, is there any way to deliver a soap-like material into the lungs like an aerosol? Inhaled medications for asthma and COPD are common. Might there be a way to deliver a soap-like material in small quantities to the lungs, without suffocating the patient? Taking this to an extreme, perhaps the material could be delivered and then “washed out” with another agent? Obviously, there is a need to maintain enough oxygen transfer to maintain life, so this idea may be very silly.

Delivery possible, safety, I’m not sure of

Its very dengerous to the patients

Surfactant like that used for premature babies to prevent collapse of the alveoli in premature babies with Hyaline Membrane Disease is lipid (soapy) solution, which technicall may work in Covid-19. Problem is the amount of surfactant required to achieve the desirable effect in an adult will be presumably large, and the cost therefore massive.

Great breakdown. I would have liked to hear you address the effectiveness of bleach specifically. I always heard bleach KILLS pathogens (as in totally destroys). Does it only render “inactive” as well? And does this mean that even if I treat a surface with a disinfectant and don’t also follow up with a rinse, this same virus can reassemble itself once it makes contact with something organic? I’ve been told that normal laundry washing is sufficient for clothing, but I have yet to hear if the proportion of soaps or detergents matter, likewise cold vs hot water. Normal is very subjective in the laundry world. There are a lot of variables.
Alas I suppose I sound like I should have also studied supramolecular chemistry and nanoscience. But my mom did teach me to wash my hands.

Great article beautifully explained. Dankeschön

May I ask a dumb question, please? May I ask if anyone out there can point me to the, or any definitive, peer-reviewed, clinical study(ies> showing statistically valid en vivo virucidal efficacy of handwashing techniques and antiviral compounds, soaps, ethanols, etc., please?

My big question is what counts as ‘soap’? I have a lot of things I think of as ‘soap’, because I wash with them, which I am now second-guessing regarding their virus-killing ability. Does shower gel/body wash work as effectively as bar soap? My liquid hand soap, upon closer inspection says it’s ‘soap-free antibacterial handwash’, which I assume is something to do with skin sensitivities to regular soap, will that work to kill viruses or do I need to get ‘real’ soap? Do things like shampoo and dishwashing detergent also do the same?

Good article! Wonder if you can add something comparing dilute chlorine (hypochlorite) bleach to soap and alcohol. Seems to be similarly effective and not particularly toxic.

I’m just a little confused by “fat-like” interactions as being “hydrophilic”. Fat-like interaction is hydrophobic or lipophilic. Is this is an error in the article or an error in my understanding?

Does it become hydrophilic because it’s allowing the fat to dissolve in water by adding a detergent or soap?

In my humble opinion, “fat like” interactios are “hidrophobic” not “hidrophilic” (they repel water).
Dear author: please clarify this point.

Thank you so much for your detailed discussion of surfaces! I have been wondering about this very issue because I interact so much with books, paper, and cards. I’ve been wondering if it is okay to loan books to a neighbor–I was thinking of setting up a tiny lending library on our apartment building stair landing, and have been thinking about the surfaces of books and the pages within: the pages are often ordinary paper, while book covers often are covered with some sort of laminate. Your discussion above makes me think it’s not likely for a virus to remain on the page for very long, but perhaps the covers should be wiped off with soapy water and then dried with a towel. (I’m sure someone will suggest wiping them with wipes, but no one in my neighborhood has or can obtain wipes right now, and it sounds to me like a fairly rough washcloth dipped in soapy water would be more effective.)

The same issue also comes up if one is thinking of sharing things like cards or board games. And I know a lot of people have been wondering about paper with regard to having groceries delivered in paper bags, and with regard to sending cards and letters in the mail.

But, it also occurs to me that what happens to a virus on a surface is also at the heart of the debate about masks. We have been frequently told that there is no evidence to suggest that wearing a cloth mask is beneficial to the public, that they don’t fit properly and that they don’t contain copper. And at the same time I’m also hearing that many health care workers are having to reuse masks–so, are they washing the masks with soap and water before reusing them? Or creating a sort of mask quarantine where they go back to a mask that was worn several days earlier, not to the one that was worn yesterday?

Moreover, why wouldn’t it be helpful for members of the public to wear a mask while grocery shopping, for example, if they made the mask themselves from materials at home? For that matter, why wouldn’t it be helpful, for the public generally, to simply wear a scarf across their nose and mouth? And–sorry to keep throwing questions at you, but–we are also often told, if exiting a burning building, to dampen a scarf, put it over our nose and mouth, and then crawl out of the building, doing all of this to avoid smoke inhalation. I realize that smoke is different from a virus. But how and why is it different, and would a cloth mask be more or less effective when damp? I assume it would be less effective, because I seem to be hearing that health care workers should change out masks (if supplies are adequate to allow them to) when a mask becomes damp from one’s breath. If you have time to write a post discussing this, I would love to know more about it. I know two women who are sewing masks at home that they hope to donate to hospitals or clinics, and I don’t know if that’s at all a helpful thing to do or not. Thank you again for your fascinating post and blog!

Question: Can you say something about direct sun light and UV-bulbs? Does it work, how long do you recommend? —- AND: THANK you so much for competent scientific advice. This really does make a difference.

UV does degrade virus but it takes some time to be sufficiently exposed I’d expect a bit longer in the sun but you’d have the added drying and heat effects.

Would exogenous pulmonary surfactant work on SARS CoV2 inside the lungs as a hydrophobic or lipophylic agent, and/or is the virus “out of reach” in the cells? What if surfactant were administered early in the course of the disease before ARDS became acute?
Thank you for this interesting discussion.


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