Để làm rõ nhưng lợi ích của đồng ở bài trước, Trúc Lạc xin trình bày bài viết về tính kháng khuẩn của đồng.

Đồng có khả năng diệt khuẩn tự nhiên mà không cần sử dụng hóa chất, giúp ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, virus và nấm mốc. Sử dụng đồ dùng bằng đồng có thể giúp giảm nguy cơ nhiễm trùng, đặc biệt là trong các thiết bị y tế và ống nước.

Cơ sở khoa học

Tính kháng khuẩn của đồng đã được biết đến và sử dụng từ thời cổ đại, nhưng sự hiểu biết về cơ chế khoa học phía sau hiệu ứng này đã được mở rộng đáng kể trong những năm gần đây thông qua nghiên cứu khoa học.

Một cơ sở khoa học quan trọng đằng sau tính kháng khuẩn của đồng là khả năng phát huy “hiệu ứng oligodynamic”, một thuật ngữ mô tả khả năng của các kim loại như đồng và bạc trong việc tiêu diệt vi sinh vật ở nồng độ cực thấp.

Hiệu ứng oligodynamic là một hiện tượng mà trong đó các kim loại có tính kháng khuẩn cao, như bạc, đồng, vàng và chì, có thể diệt khuẩn hoặc ức chế sự phát triển của vi sinh vật (bao gồm vi khuẩn, nấm và một số loại virus) dù chỉ ở nồng độ rất thấp. Tên của hiệu ứng này có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “oligos” có nghĩa là “ít” và “dynamis” có nghĩa là “lực”, ý nghĩa là một lượng nhỏ kim loại có thể có tác động rất mạnh đối với vi sinh vật.

Hiệu ứng oligodynamic được quan sát lần đầu tiên bởi nhà khoa học người Thụy Sĩ, Carl Nägeli vào khoảng giữa thế kỷ 19. Nägeli nhận thấy rằng các ion kim loại từ các bề mặt kim loại có thể ngăn chặn sự phát triển của tảo và một số vi sinh vật khác. Điều này được giải thích là do các ion kim loại này có khả năng xâm nhập vào vi sinh vật và phá hủy các thành phần cơ bản của chúng như màng tế bào, DNA, RNA, và enzyme, gây ra tổn thương và cái chết cho các vi sinh vật đó.

Hiệu ứng oligodynamic là một trong những lý do tại sao các bề mặt kim loại như đồng và bạc được sử dụng trong các ứng dụng y tế và công cộng, ví dụ như trong các bệnh viện để giảm nguy cơ lây nhiễm chéo và trong xử lý nước để diệt khuẩn.

Cơ chế hoạt động

Dưới đây là một số điểm chính giải thích cách thức hoạt động của tính kháng khuẩn của đồng:

1. Phá hủy màng sinh học của vi khuẩn

Nghiên cứu của Warnes và Keevil (2011), công bố trên “Journal of Hospital Infection”, đã chỉ ra rằng tiếp xúc với đồng có thể phá hủy màng tế bào của vi khuẩn MRSA.

Khi vi khuẩn tiếp xúc với bề mặt đồng, ion đồng được giải phóng có thể phá hủy màng sinh học bên ngoài vi khuẩn, làm hỏng cấu trúc tế bào của chúng và làm vi khuẩn bị tiêu diệt.

2. Gây rối loạn chức năng tế bào vi khuẩn

Công trình nghiên cứu của Espírito Santo và cộng sự, công bố trong “Antimicrobial Agents and Chemotherapy” (2011), đã phát hiện ra rằng đồng có thể gây hại đến DNA của vi khuẩn.

Đồng có thể xâm nhập vào bên trong vi khuẩn và gây hại cho DNA và RNA của chúng, làm gián đoạn quá trình sinh tổng hợp protein và nhân đôi của vi khuẩn, dẫn đến cái chết của vi khuẩn.

3. Tạo phản ứng hóa học tạo gốc tự do

Nghiên cứu của Vincent M. Rotello và nhóm tại Đại học Massachusetts Amherst (được công bố trên “Chemical Communications” năm 2012) đã thảo luận về cách đồng tạo ra các gốc tự do có khả năng oxy hóa mạnh.

Sự tương tác giữa ion đồng và oxy trong môi trường ẩm có thể tạo ra các gốc tự do. Các gốc tự do này là những chất có tính oxy hóa mạnh, có thể phá hủy các thành phần cấu tạo nên tế bào vi khuẩn.

4. Ức chế hô hấp tế bào

Theo nghiên cứu của Solioz và Odermatt công bố trong “Biochemical and Biophysical Research Communications” năm 1995, ion đồng có thể làm gián đoạn hô hấp tế bào của vi khuẩn.

Đồng có thể ngăn chặn chuỗi truyền electron, một phần quan trọng của quá trình hô hấp tế bào của vi khuẩn, từ đó cản trở khả năng của vi khuẩn để sản xuất năng lượng cần thiết cho sự sống.

5. Gián đoạn chức năng enzyme

Nghiên cứu của năm 2010 được đăng trong “Cellular and Molecular Life Sciences” đã chỉ ra cách đồng tương tác và ức chế hoạt động của enzyme trong vi khuẩn.

6. Làm mất cân bằng ion trong tế bào

Cơ chế này được thực hiện bởi Harold T. Michels và các cộng sự, công bố trong tạp chí “Applied and Environmental Microbiology”, đã nêu bật cách đồng ảnh hưởng đến gradient ion trong vi khuẩn, từ đó gây ra áp lực osmotic dẫn đến cái chết của tế bào vi khuẩn.

Đồng có thể thay đổi nồng độ ion trong tế bào vi khuẩn, dẫn đến mất cân bằng ion và làm tăng áp lực osmotic, cuối cùng làm vi khuẩn bị chết.

Ứng dụng tính kháng khuẩn của đồng

Nhờ những cơ chế này, đồng thường được sử dụng trong các bệnh viện, trường học và nơi công cộng khác dưới dạng tay nắm cửa, bàn làm việc, và các bề mặt khác để giảm sự lây lan của vi khuẩn và virus. Đồng thời, các sản phẩm như bình đựng nước bằng đồng cũng được một số người ưa chuộng bởi tính kháng khuẩn này. Tuy nhiên, mặc dù đồng có tính kháng khuẩn, nhưng vẫn cần phải thực hiện các biện pháp vệ sinh chu đáo để đảm bảo môi trường sống sạch sẽ và an toàn.