為什么陽(yáng)光和空氣能殺菌

郭伽

1968年夏天，正是西方國(guó)家和蘇聯(lián)處于冷戰(zhàn)對(duì)抗的高潮時(shí)期。英國(guó)國(guó)防部的生物學(xué)研究人員想知道，如果一枚充滿致命細(xì)菌的炸彈在倫敦上空爆炸，散發(fā)出的細(xì)菌塵埃危險(xiǎn)能夠持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室的房頂上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，為了防止細(xì)菌被風(fēng)吹走，他們把大腸桿菌撒在用蜘蛛網(wǎng)纏繞的梳子上。兩個(gè)小時(shí)后，留在蜘蛛網(wǎng)上的細(xì)菌全部死亡。但是，當(dāng)把這種梳子放在房頂上的盒子里時(shí)，超過半數(shù)的細(xì)菌仍然是活的。在流動(dòng)的空氣中似乎有某種神秘的物質(zhì)能殺滅細(xì)菌。

45年后，他們證明，這種神秘的物質(zhì)就是羥基自由基。在有機(jī)分子催化作用下，臭氧和水反應(yīng)不斷地生成羥基自由基。不過，在空氣中這種低濃度的羥基自由基不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

新鮮空氣對(duì)治病有幫助

其實(shí)，首先發(fā)現(xiàn)戶外空氣有滅菌作用的人并不是生物學(xué)的研究人員。1853年7月，俄國(guó)軍隊(duì)占領(lǐng)奧斯曼帝國(guó)的屬地摩爾多瓦和瓦拉幾亞兩個(gè)公國(guó)。1854年3月，英法聯(lián)軍向俄國(guó)宣戰(zhàn)。在英軍的戰(zhàn)地醫(yī)院里，傷兵死亡率高達(dá)42%的消息震驚了英國(guó)社會(huì)。受到首相赫伯特的邀請(qǐng)，護(hù)士南丁格爾到戰(zhàn)地醫(yī)院服務(wù)。她利用打開窗戶和精心護(hù)理使戰(zhàn)地醫(yī)院的死亡率迅速地下降到2.2%。她認(rèn)為，經(jīng)常更新患者周圍的空氣能從肺部和皮膚上帶走致病的臭氣。1856年3月戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，英國(guó)根據(jù)她的提議建成長(zhǎng)而窄的朝陽(yáng)病房，其中還有高至天花板的能上下拉動(dòng)的窗子，有利于空氣的流通。這種病房不僅使空氣傳播的病菌減少，也能快速殺滅病菌（編者注：南丁格爾在護(hù)理事業(yè)中作出了重大貢獻(xiàn)。為讓后人記住她的貢獻(xiàn)，國(guó)際紅十字會(huì)于1907年設(shè)立了南丁格爾獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)那些在護(hù)理事業(yè)中有突出貢獻(xiàn)的護(hù)士。）。

秘魯首都利馬有家醫(yī)院既有依靠空氣自然流動(dòng)的老式醫(yī)院構(gòu)造，又有帶有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)代醫(yī)院結(jié)構(gòu)。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的一個(gè)研究小組在那里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，看看老式醫(yī)院的自然通風(fēng)是否能減少結(jié)核桿菌的傳播。在打開醫(yī)院里的滅火器放出二氧化碳后，他們測(cè)量二氧化碳消散需要的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，老式醫(yī)院的通風(fēng)效率要比現(xiàn)代醫(yī)院的通風(fēng)效率高兩倍。自然形成的微風(fēng)是防止感染非常有效的方法。世界衛(wèi)生組織在一份報(bào)告中指出，所有的醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)盡可能地采用自然通風(fēng)。

紫外線能破壞細(xì)菌中的蛋白質(zhì)

過去，在擁擠的城市里，肺結(jié)核病引起的死亡率大約是總死亡率的五分之一。陽(yáng)光有利于肺結(jié)核病患者的康復(fù)。到上世紀(jì)初，新鮮空氣和陽(yáng)光成為治療肺結(jié)核病的組成部分。

殺滅戶外空氣里細(xì)菌的另一種神秘物質(zhì)是太陽(yáng)光中的紫外線。在到達(dá)地面上波長(zhǎng)為200～400納米的紫外線中，蛋白質(zhì)能吸收其中波長(zhǎng)為207納米的部分。這使細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)分子受到破壞，從而引起細(xì)菌的死亡。由于人體細(xì)胞要比細(xì)菌大很多，這個(gè)波長(zhǎng)的紫外線滲入人體細(xì)胞的距離短，不會(huì)損傷DNA引起基因突變。在打開窗戶的情況下，陽(yáng)光能直接射入南丁格爾風(fēng)格式的病房里。因此，207納米波長(zhǎng)的紫外線和良好的空氣流通使細(xì)菌的數(shù)量大為減少。這是南丁格爾風(fēng)格式病房能減少疾病傳染的原因。

明媚的陽(yáng)光不可能天天有，因此工作人員在一個(gè)肺結(jié)核病房里安裝上紫外線燈來補(bǔ)充陽(yáng)光的不足。為了保護(hù)患者不會(huì)受到紫外線的傷害，他們把紫外線燈照射的方向與墻壁成斜角向上的方式安裝。這樣只有病房的上半部處于紫外線的照射中。根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，紫外線燈能把發(fā)生肺結(jié)核感染的豚鼠數(shù)量從35%減少到10%。這項(xiàng)研究吸引了其他國(guó)家的關(guān)注，特別是肺結(jié)核和艾滋病發(fā)病率高的地區(qū)。秘魯、俄羅斯和巴西的醫(yī)院里都安裝了紫外線燈。為了保證患者的安全，新的醫(yī)用紫外線燈只發(fā)出207納米波長(zhǎng)的紫外線。