Sølv er smukt – og en dræber. Det skinnende hvide metal er et naturligt antibiotikum. Det betyder, at det dræber bakterier. Mennesker har erkendt denne fordel siden oldtiden. Velhavende romere spiste med knive, gafler og skeer lavet af sølv. De forstod, at sølv hjalp med at forhindre fordærvet mad i at gøre dem syge. Historikere mener faktisk, at det var sådan, vi kom til at kalde spiseredskaber for “sølvbestik”.”
I dag handler det at spise af sølv mere om rigdom end om sundhed. Alligevel spiller sølv fortsat en rolle inden for medicin. Læger bruger sølvbelagte bandager til at dræbe bakterier, der kan inficere forbrændinger og andre sår. Sølv bruges også nogle gange til at overtrække medicinsk udstyr som f.eks. åndedrætsrør. Dette kan mindske sandsynligheden for, at patienter i respiratorer (for at hjælpe dem med at trække vejret) udvikler lungebetændelse på grund af udsættelse for bakterier.
Undervisere og forældre, tilmeld dig The Cheat Sheet
Vejlige opdateringer, der hjælper dig med at bruge Science News for Students i undervisningsmiljøet
I løbet af blot det sidste årti er sølvets anvendelse som bakteriedræber blevet udvidet dramatisk – og ikke kun inden for medicin. Fra omkring 2005 begyndte virksomheder at tilføje en særlig form for sølv til en lang række dagligdags produkter. Dette sølv blev formet til utroligt små partikler. Virksomhederne puttede det i sokker, tandbørster, vaskemaskiner, støvsugere og andre genstande.
I nogle tilfælde bliver tilsætning af det særlige sølv promoveret som et forsvar mod bakterier, der kan gøre folk syge. Andre gange handler det mere om at neutralisere bakterier, der forårsager stinkende fødder eller ildelugtende ånde. Ved sidste optælling indeholdt mere end 400 forbrugerprodukter denne form for sølv, kaldet nanosølv.
Og som navnet antyder, er nanosølvpartikler for små til at kunne ses, selv med et klasseværelsesmikroskop. Partiklerne måler mellem 1 og 100 nanometer, eller milliardedele af en meter, på tværs. (Nano er et præfiks, der betyder en milliarddel.) Til sammenligning er de fleste menneskehår 40.000 til 120.000 nanometer brede. Det er hundredvis af gange bredden af selv en stor nanopartikel.
Mennesker har brugt sølvprodukter i tusindvis af år. Men nogle forskere er begyndt at bekymre sig om, at det kan skade vores sundhed eller miljøet at tilsætte så meget nanosølv til så mange ting, hvis vi tilføjer så meget nanosølv til så mange ting. Eksperter er begyndt at lede efter svar. Men indtil videre er resultaterne blandede.
Lille partikel, stor overflade
Videnskabsfolk siger, at der er flere ting, der er vigtige at vide om nanosølv for at vurdere dets potentielle skadevirkninger. For det første er nanosølv så lille, at det kan finde vej ind i bittesmå rum. Disse rum omfatter vores celler og cellerne i andre levende væsener. For det andet har nanosølvpartikler, fordi de er så små, et meget stort overfladeareal. Det betyder, at deres overflade er forholdsvis stor i forhold til deres volumen. Partikler gennemgår kemiske reaktioner på deres overflade. Jo større overfladeareal, jo flere kemiske reaktioner. Nogle af disse reaktioner kan være skadelige. Andre er det måske ikke.
Listen over potentielle reaktioner omfatter det, der sker, når sølv reagerer med fugt i luften – disse nanopartikler afgiver sølvioner. Sølvioner er sølvatomer med en positiv elektrisk ladning. Nogle undersøgelser tyder på, at sølvioner kan dræbe en mikrobe ved at beskadige dens cellemembraner. Dette kan gøre mikrobernes celler “utætte”. Påvirkede celler dør hurtigt.
Andre undersøgelser tyder på, at selve nanopartiklen kan dræbe en mikrobe.
Men hvad sker der, hvis nanosølv kommer ind i menneskelige celler? Nogle forskere har spekuleret på, om partiklerne – eller de ioner, de frigiver – kan forårsage skade.
Jim Hutchison er blandt de forskere, der forsøger at finde ud af dette. Han er kemiker og ekspert i nanopartikler ved University of Oregon i Eugene.
Den mest synlige effekt af sølv, siger Hutchison, er en tilstand kaldet argyria (Ahr-JEER-ee-uh). Personer, der udsættes for meget store mængder sølv, kan lide af denne tilstand. Selv om det gør huden blå, ser det ikke ud til at påvirke helbredet på anden vis.
Historikere mistænker argyria for at være oprindelsen til udtrykket “blåt blod”. Det bruges til at beskrive folk af adelig fødsel. Royalty ville sandsynligvis have båret en masse sølvsmykker. Adelsmænd ville også have brugt ægte sølvservice, når de spiste og drak.
Disse blåblodede kan også have drukket en masse kolloidalt sølv. Det er en væske, hvori sølvpartikler er suspenderet.
“Kolloid sølv har været brugt i lang tid”, siger Hutchison. “Man troede, at det var et universalmiddel mod mange forskellige sygdomme.”
Det var især populært, før moderne antibiotika blev udviklet til at dræbe mikrober. Selv i dag drikker nogle mennesker det. De mener, at det kan bekæmpe nogle alvorlige sygdomme. Den amerikanske Food and Drug Administration er dog uenig. Dette føderale agentur siger, at der ikke er videnskabeligt bevis for, at kolloidalt sølv med succes behandler noget som helst.
Så vidt tyder Hutchisons forskning på, at nanosølv og de sølvioner, det afgiver, sandsynligvis ikke er skadelige for mennesker (ud over at gøre nogle af dem blå). “Man kan aldrig bevise, at enhver teknologi er sikker, før man bruger den”, siger han. “Men sølv ser ikke ud til at være giftigt for os.”
I en undersøgelse fra 2011, der blev offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano, undersøgte Hutchisons hold sølvsmykker og spiseredskaber under højtydende mikroskoper. De fandt ud af, at de solide sølvprodukter afgav nanopartikler. “Det betyder, at nanosølv har været i kontakt med mennesker i lang, lang tid”, siger han. Og det, konkluderer han, “bør være betryggende, fordi disse eksponeringer ikke ser ud til at have forårsaget skade.”
Men alligevel, bemærker Hutchison, anvendes nanosølv i flere produkter end nogensinde før. Det er en del af det boom, der er sket på markedet for bakteriedræbende midler. Det er muligt, at både mennesker og miljø bliver udsat for så meget af sølvet, at tidligere erfaringer måske ikke helt forudsiger fremtidige risici.
Meget af det lidt
Der findes faktisk ingen undersøgelser, der antyder, hvor meget nanosølv der kan være for meget, siger Ramune Reliene. Hun er kræftforsker ved State University of New York i Albany.
Undersøgelser viser, at nanosølv kan skade menneskelige celler. Men disse undersøgelser udsatte cellerne for et sted mellem 100 og 10.000 gange mere nanosølv, end mennesker i øjeblikket støder på i miljøet, siger hun. Desuden var cellerne i en petriskål. En celle i et levende væsen fungerer anderledes end en celle i en skål i et laboratorium.
Det er derfor, at det er vigtigt at gå videre end celleundersøgelser, hævder forskerne. Nogle ønsker at se nanosølv testet på dyr. Reliene og andre har påbegyndt et sådant arbejde med forsøgsmus og rotter. Indtil videre har de kun gennemført en håndfuld af sådanne undersøgelser. Det betyder, at det er for tidligt at vide med sikkerhed, hvordan nanosølv kan påvirke sundheden hos store og små dyr.
Denne tidlige forskning har dog givet antydninger af, at nanosølv kan give problemer. Sidste år offentliggjorde Relienes hold f.eks. data, der tyder på, at sølvstykkerne kan udgøre en risiko for kræft.
Forskerne gav fem mus vand, der indeholdt høje niveauer af nanosølv, i fem dage. Derefter kiggede eksperterne på dyrenes blodceller, på celler i deres knoglemarv og på væv fra musembryoner under udvikling. I hvert enkelt tilfælde fandt de skader på DNA. Dette molekyle findes i de fleste celler. Det fortæller cellerne, hvordan de skal vokse og fungere.
Reliene er især bekymret for DNA-skader i knoglemarven. Det skyldes, at der både hos mus og mennesker dannes blodceller inde i knoglemarven. Den type skade, som forskerne så i musenes marv, er den samme type skade, som fører til blodkræft hos mennesker. Leukæmi og lymfekræft er to eksempler.
“Nanosølv synes at være giftigt for bestemte væv, især umodne blodceller i knoglemarven,” konkluderer Reliene. Hendes hold delte sine resultater i marts 2015 i Nanotoxicology.
Ingen sølvkant på denne forurening
Andrew Maynard er miljøhygiejneforsker ved University of Michigan i Ann Arbor. Hans hold har gennemført en undersøgelse, der ligner Relienes undersøgelse. Selv om de ikke har offentliggjort deres data endnu, er de villige til at dele nogle af de første resultater. De vigtigste af dem: Maynard siger, at hans gruppe “så stort set ingen effekt” af at fodre mus med meget høje niveauer af nanosølv i op til 28 dage.
Både han og Reliene siger, at der er behov for mere forskning, hvis de håber at finde ud af, hvorfor to lignende undersøgelser kan have givet så forskellige resultater.
En mulig forklaring involverer de kemikalier, der bruges til at overtrække nanosølvpartikler. Belægningen forhindrer de enkelte partikler i at klumpe sammen. Forskellige virksomheder bruger forskellige belægninger. Og disse belægninger kan påvirke, om nanosølv er giftigt. Desuden kan nanosølv fremstilles i forskellige størrelser og former. Dette kan også påvirke dets giftighed.
Maynard har mistanke om, at hvis nanosølv kommer til at forårsage problemer, vil det sandsynligvis dukke op i miljøet. Det er der, hvor en masse nanosølv ender. For eksempel skyller vaskemaskiner, der er belagt med nanosølv, nogle af partiklerne ud i kloaksystemet med hvert vasketøjsindtag. Derfra ender partiklerne i floder og søer.
“Fordi de er så små, kan nanopartikler flyde over lange afstande i vandet og blive opfanget af fisk og komme ind i rodsystemer”, siger Maynard. De kan også sætte sig fast på sedimentet på bunden af en flod eller sø. Og det er muligt, at partiklerne kan skade de mikrober, der lever der. Disse mikrober omfatter bakterier, der spiller en vigtig rolle, nemlig at nedbryde døde planter og dyr.
Da mikroberne gør dette, genbruger de det kvælstof, fosfor og kulstof, der var i de døde organismer, tilbage i miljøet. Disse elementer er vigtige næringsstoffer for alle levende væsener.
Hvis bakterierne ikke kan udføre deres arbejde, forbliver disse næringsstoffer låst inde. Så kan nærliggende planter ikke bruge dem til at vokse. Det kan så igen reducere fødeudbuddet for planteædende dyr. Det kan endda påvirke sundheden hos større dyr, der er byttedyr for planteædere.
Chris Metcalfe forsøger at forstå, hvordan nanosølv kan påvirke denne næringsstofcyklus. Han arbejder ved Trent University i Peterborough, Ontario, Canada. Som miljøtoksikolog studerer han materialer, der kan fungere som giftstoffer i miljøet.
Han og hans team har tilsat store mængder nanosølv til en forsøgssø i det nordlige Ontario. Dette ændrede blandingen af de bakterier, der lever på bunden. Metcalfe kan ikke sige, om nanosølvet førte til ændringer i det samlede antal af specifikke bakterietyper. Det skyldes, at der er grænser for teknologien til identifikation af bakterier. Men han tilføjer: “Vi kan sige, at det ændrede sammensætningen af bakterier – hvoraf nogle er involveret i kredsløbet af kulstof, kvælstof og fosfor.” Og det kan igen påvirke næringsstofkredsløbet og de organismer, der er afhængige af det.
Hans hold offentliggjorde sine resultater for tre år siden i Environmental Science and Technology.
Denne sølvkugle holder måske ikke længe
Men der kan være en endnu mere umiddelbar bekymring, frygter Metcalfe og andre forskere. En konstant strøm af nanosølv i miljøet kunne fremme skadelige mikrober til at blive resistente over for bakteriedræberen. Mikrober har en tendens til at udvikle sig – eller tilpasse sig over tid – til skiftende forhold. Og disse tilpasninger kan gøre det muligt for dem at overleve det, der kunne have været en giftig dosis sølv.
Hvis det skete, kunne lægerne ikke længere stole på sølvbelagt medicinsk udstyr eller sølvbehandlet bandage for at forhindre sådanne bakterier i at gøre deres patienter syge.
Mikrober er særligt gode til at udvikle resistens. Det er derfor, at mange af de antibiotika, der er udviklet til at dræbe skadelige bakterier, ikke længere virker. De fleste af disse lægemidler er blevet brugt ofte og i lang tid. Med en så stor og vedvarende brug af antibiotika har mikroberne en større chance for at udvikle den helt rigtige ændring i deres DNA til at bekæmpe stofferne. Når de først har gjort det, overlever disse “superbakterier” for at avle flere mikrober med samme evne.
Det er særligt svært for mikrober at udvikle resistens over for sølv, fordi grundstoffet ødelægger cellemembraner, siger Maynard. Det er ikke let at komme sig over det. Men det er heller ikke umuligt. Forskerne advarer om, at jo mere nanosølv der kommer ud i miljøet, jo større er chancen for, at mikroberne lærer at modstå det.
Som Maynard udtrykker det: “Sølv er en stor forsvarslinje mod mikrober. Vi ønsker ikke at spilde dette våben på sokker.”
Power Words
(for mere om Power Words, klik her)
antibiotikum Et bakteriedræbende stof, der er ordineret som medicin (eller nogle gange som et fodertilsætningsstof for at fremme væksten hos husdyr). Det virker ikke mod virus.
argyri En permanent, blå misfarvning af huden som følge af overdreven udsættelse for sølvbaserede præparater, der har til formål at behandle en medicinsk tilstand.
bakterium (flertal bakterier) En encellet organisme. De findes næsten overalt på Jorden, fra havets bund til inde i dyr.
kræft En af mere end 100 forskellige sygdomme, der hver især er karakteriseret ved hurtig, ukontrolleret vækst af unormale celler. Udviklingen og væksten af kræft, også kendt som maligniteter, kan føre til tumorer, smerter og død.
kulstof Det kemiske grundstof med atomnummer 6. Det er det fysiske grundlag for alt liv på Jorden. Kulstof findes frit som grafit og diamant. Det er en vigtig del af kul, kalksten og petroleum og er i stand til at binde sig selv kemisk til et enormt antal kemisk, biologisk og kommercielt vigtige molekyler.
celle Den mindste strukturelle og funktionelle enhed i en organisme. Den er typisk for lille til at kunne ses med det blotte øje og består af en vandig væske omgivet af en membran eller væg. Dyr består af alt fra tusindvis til billioner af celler, afhængigt af deres størrelse.
kemisk Et stof, der er dannet af to eller flere atomer, som forener sig (bliver bundet sammen) i et fast forhold og med en fast struktur. Vand er f.eks. et kemisk stof, der består af to hydrogenatomer, der er bundet til et oxygenatom. Dets kemiske symbol er H2O.
kemisk reaktion En proces, der indebærer en omlægning af et stofs molekyler eller struktur, i modsætning til en ændring i fysisk form (f.eks. fra et fast stof til en gas).
kemi Videnskabsområdet, der beskæftiger sig med stoffers sammensætning, struktur og egenskaber, og hvordan de interagerer med hinanden. Kemikere bruger denne viden til at studere ukendte stoffer, til at reproducere store mængder af nyttige stoffer eller til at designe og skabe nye og nyttige stoffer. (om forbindelser) Udtrykket bruges om opskriften på en forbindelse, den måde, den er fremstillet på, eller nogle af dens egenskaber.
kolloid (adj. kolloidal) Et meget fint opdelt stof, der er spredt ud over et andet stof. Kolloid sølv består f.eks. af meget små sølvpartikler, der er suspenderet i en væske.
DNA (forkortelse for deoxyribonukleinsyre) Et langt, dobbeltstrenget og spiralformet molekyle inde i de fleste levende celler, som bærer genetiske instruktioner. I alle levende væsener, fra planter og dyr til mikrober, fortæller disse instruktioner cellerne, hvilke molekyler de skal lave.
elektron En negativt ladet partikel, der normalt befinder sig i kredsløb i de ydre områder af et atom; også bæreren af elektricitet i faste stoffer.
element (i kemi) Hvert af mere end hundrede stoffer, for hvilke den mindste enhed af hvert er et enkelt atom. Eksempler herpå er brint, ilt, kulstof, lithium og uran.
embryo De tidlige stadier af et hvirveldyr under udvikling, dvs. et dyr med en rygrad, der kun består af en eller et eller nogle få celler. Som adjektiv ville udtrykket være embryonalt – og kunne bruges til at henvise til de tidlige stadier eller det tidlige liv af et system eller en teknologi.
Food and Drug Administration (eller FDA) FDA er en del af det amerikanske sundhedsministerium og har til opgave at føre tilsyn med sikkerheden af mange produkter. F.eks. er den ansvarlig for at sikre, at lægemidler er korrekt mærket, sikre og effektive, at kosmetik og kosttilskud er sikre og korrekt mærket, og at tobaksvarer er reguleret.
fødevarevæv (også kendt som fødekæde) Netværket af relationer mellem organismer, der deler et økosystem. Organismer, der er afhængige af andre organismer i dette netværk som fødekilde.
Kim Enhver encellet mikroorganisme, f.eks. en bakterie, en svampeart eller en viruspartikel. Nogle bakterier forårsager sygdom. Andre kan fremme sundheden hos organismer af højere orden, herunder fugle og pattedyr. De fleste kimers sundhedsvirkninger er dog fortsat ukendte.
ion Et atom eller molekyle med en elektrisk ladning som følge af tab eller gevinst af en eller flere elektroner.
leukæmi En type kræft, hvor knoglemarven danner et stort antal umodne eller unormale hvide blodlegemer. Dette kan føre til anæmi, en mangel på røde blodlegemer.
lymphoma En type kræft, der begynder i celler i immunsystemet.
marv (i fysiologi og medicin) Svampet væv, der udvikler sig inde i knoglerne. De fleste røde blodlegemer, infektionsbekæmpende hvide blodlegemer og blodplader dannes alle i marven.
membran En barriere, som blokerer for passage (eller gennemstrømning af) nogle materialer afhængigt af deres størrelse eller andre egenskaber. Membraner er en integreret del af filtreringssystemer. Mange tjener denne funktion på celler eller organer i et legeme.
mikrobe Forkortelse for mikroorganisme. En levende ting, der er for lille til at kunne ses med det blotte øje, herunder bakterier, visse svampe og mange andre organismer som f.eks. amøber. De fleste består af en enkelt celle.
mikroskop Et instrument, der anvendes til at se objekter, som f.eks. bakterier eller de enkelte celler i planter eller dyr, der er for små til at være synlige for det blotte øje.
nano Et præfiks, der angiver en milliardedel. I det metriske målesystem bruges det ofte som en forkortelse for genstande, der er en milliardtedel af en meter lange eller i diameter.
nanopartikel En lille partikel med dimensioner målt i milliardtedele af en meter.
kvælstof Et farveløst, lugtløst og ikke-reaktivt gasformigt grundstof, der udgør ca. 78 % af Jordens atmosfære. Det videnskabelige symbol er N. Kvælstof frigives i form af nitrogenoxider ved forbrænding af fossile brændstoffer.
partikel En meget lille mængde af noget.
Petriskål En lavvandet, cirkulær skål, der bruges til at dyrke bakterier eller andre mikroorganismer.
fosfor Et meget reaktivt, ikke-metallisk grundstof, der forekommer naturligt i fosfater. Dets videnskabelige symbol er P.
pneumoni En lungesygdom, hvor infektion med en virus eller bakterie forårsager betændelse og vævsskade. Undertiden fyldes lungerne med væske eller slim. Symptomerne omfatter feber, kulderystelser, hoste og åndedrætsbesvær.
resistens (som i lægemiddelresistens) Reduktion af et lægemiddels effektivitet til at helbrede en sygdom, normalt en mikrobiel infektion. (som i sygdomsresistens) En organismes evne til at bekæmpe en sygdom. (som i motion) En type ret stillesiddende motion, der er baseret på sammentrækning af muskler for at opbygge styrke i lokaliserede væv.
teknologi Anvendelsen af videnskabelig viden til praktiske formål, især i industrien – eller de anordninger, processer og systemer, der er resultatet af denne indsats.
toksisk Giftig eller i stand til at skade eller dræbe celler, væv eller hele organismer. Den risiko, som en sådan gift udgør, er dens toksicitet.
toksikologi Den gren af videnskaben, der undersøger giftstoffer, og hvordan de forstyrrer menneskers og andre organismers sundhed.
ventilator (inden for medicin) En anordning, der bruges til at hjælpe en person med at trække vejret – tage ilt ind og udånde kuldioxid – når kroppen ikke uden videre kan gøre det selv.