Hur silver dödar patogener

Posted on by

Exakt hur silver förmår döda bakterier och andra patogener har länge varit oklart. Och även om det fortfarande finns vissa frågeställningar och oklarheter, så förstår man idag ganska bra hur det fungerar.

Grundförutsättningarna har att göra med silvers unika egenskaper av att dels ha den lägsta s.k. resistiviteten (som innebär hög förmåga att bära elektricitet) av alla metaller, och dels dess låga toxicitet (låga giftighet).

Den låga giftigheten hos silver jämfört med många andra metaller gör silver jämförelsevis ofarligt för mänskliga celler.

Den låga resistiviteten innebär att silveratomer väldigt lätt lämnar ifrån sig de elektriskt ledande elektronerna, varvid silverjoner bildas. Och dessa silverjoner är därtill väldigt reaktiva, d.v.s. deras instabilitet gör att de lätt och snabbt reduceras genom att dela på en elektron med en annan kemisk förening.

Silver i ren metallisk form, såsom silversmycken eller silvernanopartiklar, oxiderar lätt i kontakt med syre. I luften bildas silveroxid, men i kontakt med syret i vatten eller andra syrerika vätskor, så bildas först silverhydroxid, som p.g.a. sin instabilitet sedan omedelbart övergår till silver-oxid. Silveroxid är också väldigt instabilt, och reduceras lätt i kontakt med ämnen som fungerar som reduktionsmedel, och särskilt lätt i kontakt med svavel till det mycket stabila ämnet silversulfid. Ex.vis kan man se denna process på silversmycken. Svavel är ett av de vanligaste förekommande grundämnena som finns i naturen, och detta ämne är en viktig bestånds-del i alla levande celler, inklusive bakterier och virus. Silver binder på så sätt lätt upp svavel hos dessa patogener, vilka därmed försvagas och slutar att fungera. Detta kan dels ske mot dessa patogeners yta, genom en elektrostatisk urladdning, varvid deras cellmembran förstörs. Och det kan dels ske inuti dessa celler, detta genom att silverjoner kommer in i cellerna via cellernas s.k. jonkanaler. Väl inne i cellerna hos bakterier så reagerar de med svavel. Hos vanliga celler så gör detta inget eftersom de är så ofantligt mycket större och stabilare. Men hos de jämförelsevis små cellerna som bakterierna består av, så blir det snabbt en så pass stor obalans att de slutar att fungera. Bilden nedan visar den relativa storleken hos en mänsklig cell respektive växtcell jämfört med allt från storleken på en liten molekyl till tjockleken på cellmembranen, till virus och bakterier.

relativstorlek

 

Silvernanopartiklar har internt en neutral elektrisk laddning, detta efter­som antalet protoner och elektroner i dessa silveratomer är lika många och s.a.s. tar ut varandra. Varje atom har skal av elektroner, vilka har en negativ elektrisk laddning, varför de i förhållande till andra partiklar har en svagt negativt elektrisk laddning runt omkring sig.

Silverjoner är alltså silveratomer som förlorat en elektron, varför den interna elektriska balansen rubbas, och de är därför positivt elektriskt laddat. Dock dras inte silverjoner till silvernanopartiklar, trots deras motsatta laddning. Orsaken är att silverjonen strävar efter att återfå en elektron, och det kan den inte få genom att ansluta sig till en silvernano­partikel, men den kan få det genom att ansluta sig till motsatta joner med negativ elektrisk laddning.

Våra celler har i vilostadie en svagt negativ elektrisk laddning, vilket gör att positivt laddade joner (inte minst Natrium- och Kaliumjoner) dras in i cellerna medan negativt laddade joner lämnar cellerna. Men det gör också att koncentrationen av positivt resp. negativt laddade joner i cellerna hela tiden ändras, och därmed ändras också den elektriska laddningen hos cellen, som därmed endera tillåter positivt laddade joner att komma in i cellen, eller negativt laddade joner att lämna cellen. D.v.s. det sker inte samtidigt, utan i vad som närmast kan liknas vid andning. Och denna “andning” hos en cell gör den på så sätt till en levande organism, där cellerna under längre tid är negativt elektriskt laddade (för att kunna ta emot joner), och endast under mycket kortare tidsperioder istället är positivt elektriskt laddade (för att kunna ge ifrån sig negativt laddade joner). På liknande sätt kan också celler upprätthålla ett balanserat pH-värde, detta alltså genom att styra flödet av hydroxidjoner som passerar in och ut genom dessa jonkanaler. 2)

Cellerna hos bakterier, virus och andra patogener har ett vilotillstånd som är positivt elektriskt laddat. Detta innebär att patogener dras till våra celler, och det är också på så sätt de lätt tar sig in i cellerna, detta eftersom patogenerna har en positivt laddad yta och likt magneter dras till de negativt laddade cellerna 2).

Silvernanopartiklar dras på liknande sätt, likt magneter till patogener, detta eftersom de är negativt laddade på utsidan och patogenerna är positivt laddade på utsidan.

Vad som händer är inte att de krockar, utan när avståndet blir tillräckligt litet, så sker en elektrisk urladdning, varvid en eller flera silveratomer på ytan av silvernanopartikeln oxideras, vilket innebär att en eller flera atomer mister sin elektron och därmed övergår till jonform där de lossnar från silvernanopartikeln, och s.a.s. skjuts in mot patogenens ytterhölje, där en kemisk reduktion sker som river up ett hål i ytterhöljet så att innanmätet rinner ut. Man kan likna det vid en pistolkula, där nano-partikeln skjuter en eller flera silverjoner mot patogenens cellvägg, som därmed förstörs 3).

Och skulle det vara så att cellmembranen inte går direkt sönder vid denna elektro-statiska urladdning, så kommer silverjonerna endera att komma att reagera med reducerande ämnen på dessa patogeners yta, för att på så sätt försvaga den, eller passera in i dessa celler via dessa jon-kanaler och s.a.s. förstör dessa bakterier inifrån.

I den URL-länk som hänvisning sker till vid 3) så har man bildbevis för hur bl.a. silvernanopartiklar på dessa sätt dödar bakterier och svampar, där det klart och tydligt framgår att hur cellväggarna förstörs.

Man har i vetenskapliga studier 1) kunnat påvisa, att silverföreningar som är olösliga i vatten, inte har denna effekt. D.v.s. silver måste kunna oxidera (och därmed frigöra en silverjon) för att kunna döda patogener. Detta är orsaken till varför olösliga silver-föreningar såsom exempelvis silversulfid inte dödar bakterier, virus och mikroorga-nismer. Och detta är också bra, detta eftersom i stort sett allt silver som hamnar i naturen slutligen oxiderar till dessa olösliga eller extremt svårlösliga silverför-eningar, såsom silverklorid, silversulfid och silverselenid. Och det gör också att den s.k. ekotoxiska effekten (silvers relativa skadlighet på ekologiska system) är försumbar jämfört med andra kemiska ämnen som släpps ut i avloppen.

Referenser: