Oxid chloričitý. (Kredit: Volné dílo).

Co se stane, když smícháte kyselinu sírovou (H₂SO₄) s chlorečnanem draselným (KClO₃)? Odpověď na tuto otázku publikoval již v roce 1801 skotský vojenský chirurg a chemik William Cruickshank (asi 1740 – 1811). Vznikne zelenožlutý plynný produkt, který tento muž nazval překysličenou kyselinou solnou (hyperoxigenic muriatic acid). O dekádu později popsal britský chemik sir Humphrey Davy (1778 – 1829) přípravu plynné směsi nazvané euchlorine (z řeckého eú – opravdový, skutečný a z řeckého chlóros – žlutozelený) a to reakcí chlorečnanu draselného (KClO₃) a kyseliny chlorovodíkové (HCl). Po nich pak celá řada vědců studovala povahu plynů vznikajících reakcí chlorečnanů a kyselin. Dávali jim různá jména (např. deutoxid chlóru, peroxid chlóru, Millonův plyn atd.), ale shodli se na tom, že barevné dýmy opouštějící reakční směs bývají značné nestabilní a vykazují náruživou tendencí destruovat laboratorní sklo. Oxid chloričitý (ClO₂) byl pak jako složka tajemného euchlorinu identifikován v roce 1875 rakouským chemikem Leopoldem von Pebalem (1826 – 1887). Pro komerční účely se daný plyn začal syntetizovat ve 30-tých letech 20. století a nejčastěji byl využíván jako bělící činidlo v papírenském či textilním průmyslu. V roce 1941 byla ve městě Niagara Falls v americkém státě New York uvedena do provozu úpravna pitné vody, kde byl oxid chloričitý poprvé použit namísto chlóru jako desinfekční činidlo.

Oxid chloričitý je žlutozelený plyn velmi dobře rozpustný ve vodě (3g/L při 25°C), ovšem se zvyšující se teplotou jeho rozpustnost prudce klesá. Díky přítomnosti nepárového elektronu ve valenční vrstvě má charakter paramagnetického radikálu. Jde o velmi reaktivní oxidační činidlo. Pokud plyn unikající z koncentrovaného vodného roztoku dosáhne dostatečně velkého parciálního tlaku, začne se explozivně rozkládat za vzniku kyslíku a chloru. Výbuch může být iniciován například světlem, teplem, tlakem či chemicky. Práce s koncentrovanějšími roztoky tedy vyžaduje dostatečné znalosti, zkušenost a také určitou zručnost. Z důvodu malé chemické stálosti se oxid chloričitý ani jako plyn ani v roztoku obvykle neskladuje, ale vyvíjí se přímo v místě použití.

Vodný roztok oxidu chloričitého. (Kredit: Volné dílo)

Oxid chloričitý se používá k úpravě senzorických vlastností vody, je též účinným desinfekčním prostředkem hubícím patogenní bakterie a viry. Při použití oxidu chloričitého nedochází ke změně pH upravované vody a reakcí s organickými nečistotami obvykle nevznikají zdraví nebezpečné halogenované sloučeniny. Jisté zdravotní riziko však mohou představovat vznikající chloritanové (ClO₂^-) a chlorečnanové (ClO₃^-) anionty, jejichž zbytková koncentrace v pitné vodě bývá regulována příslušnými hygienickými limity.

Oxid chloričitý je silné oxidační činidlo, snadno difunduje přes buněčné membrány a reaguje především s aminokyselinami obsahujícími síru jako je metionin a cystein, dále s aromatickými aminokyselinami tyrosinem a tryptofanem a dvojmocnými anorganickými ionty (Fe²⁺, Mn²⁺). Jedním z důležitých cílů toxického účinku ClO₂ je protein glutation, který obsahuje cystein a je důležitou součástí ochrany buněk před oxidativním stresem. Baktericidní účinek souvisí především se schopností oxidu chloričitého poškozovat integritu buněčných membrán a způsobovat tak únik životně důležitých látek (K⁺, ATP atp.) z nitrobuněčného prostoru. Poškozena bývá i proteosyntéza a funkce mitochondrií, dochází též k denaturaci celé řady životně důležitých proteinů a oxidativnímu poškození nukleových kyselin (DNA, RNA). Oxidace tryptofanu a tyrosinu a s tím spojená denaturace příslušných proteinů ve virovém obalu je zřejmě základním mechanismem antivirového účinku ClO₂. Obalené viry by teoreticky měly být na účinek této látky citlivější než bakterie či eukaryotní buňky lidských tkání, které před poškozením do jisté míry chrání jejich antioxidační systém. Tento předpoklad potvrzují některé studie zabývající se čištěním vody či sterilizací potravin, v případě snahy inaktivovat pomocí oxidu chloričitého viry napadající živé tkáně jsou výsledky dosti nejednoznačné.

Oxid chloričitý v Globálně harmonizovaném systému klasifikace a označování chemikálií ( systém bezpečnostní klasifikace Organizace spojených národů), nevěští nic dobrého. (Kredit: Volné dílo).

Zředěný vodný roztok oxidu chloričitého známý pod zkratkou CDS je příznivci alternativní medicíny považován za přípravek vhodný k boji proti infekci SARS-CoV-2. Nikoli však jako prostředek pro desinfekci povrchů či čištění vody, ale jako lék určený k vnitřnímu užití. Odborné texty v recenzovaných časopisech abstrahovaných na Web of Science (WoS) se zabývají spíše negativními dopady uvedeného přístupu. Například v květnu 2021 vyšla v časopise Hemodialysis international (Q4 urologie a nefrologie) případová studie popisující akutní selhání ledvin u 55-letého pacienta, který požil roztok CDS neznámé koncentrace jako prevenci proti COVID 19. Pět dní po aplikaci zázračného elixíru se u něj začala projevovat nevolnost, zvracení a poruchy vědomí. Vstupní vyšetření v nemocnici prokázalo dehydrataci a neschopnost udržet pozornost, biochemická vyšetření pak ukázala na závažná poškození funkce jater a ledvin. Hospitalizace, během níž pacient podstoupil dialýzu, trvala 6 dní. V časopise International Journal of Environmental Research and Public Health (Q1 vliv životního a pracovního prostředí na zdraví) vyšla v říjnu 2021 přehledová studie, která se zabývala nejčastějšími příčinami otrav během prvních dvanácti měsíců pandemie COVID 19. Nejvíce smrtelných otrav způsobil podomácku vyrobený alkohol obsahující metanol (25%), dále opiáty (18%) a desinfekce rukou na bázi metanolu (15%). Požití oxidu chloričitého bylo příčinou smrtelné otravy v 5% případů.

Možností využití oxidu chloričitého k prevenci a léčbě COVIDU 19 se zabývají téměř výhradně texty uveřejněné v málo kvalitních periodikách, které nejsou abstrahovány na WoS. Dané texty mají nejčastěji charakter mechanistických úvah, které zdůrazňují, že viry mají nižší odolnost vůči oxidativnímu poškození oxidem chloričitým než eukaryotické buňky a většinou pracují s myšlenkou, že v určitém rozmezí koncentrací může roztok oxidu chloričitého zabíjet koronaviry, aniž přitom poškodí buňky lidských tkání. Text v časopise Physiology international z roku 2020 se například poměrně optimisticky vyjadřuje o možnosti použití roztoků ClO₂ k desinfekci úst (kloktání) a horních cest dýchacích (nosní kapky), přičemž k možnosti účinné desinfekce dolních cest dýchacích jsou autoři textu spíše skeptičtí. Ve stejném roce však vyšla i přehledová publikace Cochrane library, jejímž cílem bylo získat komplexní informace o účinnosti ústních vod a nosních sprejů při snižování virové nálože u pacientů pozitivně testovaných na COVID 19. Autoři této přehledové práce identifikovali celkem 16 probíhajících randomizovaných placebem kontrolovaných studií zahrnujících 1250 pacientů, přičemž žádná z těchto studií nebyla v době vydání přehledu dokončena. U většiny těchto studií pak měli autoři přehledu pochyby, zda je jejich metodika vhodná pro efektivní posouzení vztahu mezi účinností a rizikem testovaných přípravků. V dané souvislosti je jistě zajímavá i meta-analýza z roku 2020 uveřejněná v časopise Current pharmaceutical design (Q3 farmacie a farmakologie), která se sice nezabývá infekcí SARS-CoV-2, ale obsahuje obecné informace o účinnosti oxidu chloričitého při desinfekci dutiny ústní. Podle této meta-analýzy jsou přípravky na bázi ClO₂ sice schopné likvidovat bakterie osídlující povrch zubů a dásní, jejich účinnost se však statisticky významně neliší od jiných běžně užívaných prostředků.

Dva z takřka nepřeberného množství přípravků na trhu, které mnozí  užívají v naději, že je ochrání před COVID-19.

Výsledky observačních retrospektivních či prospektivních klinických studií zabývajících se účinností vnitřně užívaného roztoku oxidu chloričitého při prevenci a léčbě COVID 19 byly dosud publikovány pouze v neimpaktovaných open access časopisech, u nichž nelze vyloučit jejich predátorský charakter. Autorské týmy pocházejí převážně z latinskoamerických zemí jako je Mexiko, Bolívie či Peru. Podle článku z časopisu International Journal of Multidisciplinary Research ze září 2021 zabránilo profylaktické užívání roztoku CDS o koncentraci 3 mg/l po dobu 14 dní vzniku příznaků COVID 19 v 90.4% případů. Z 1163 účastníků studie se symptomy choroby rozvinuly pouze u 112 z nich. Pro zajímavost – hygienický limit regulující zbytkový obsah ClO₂ v upravené pitné vodě stanovený Americkou agenturou pro ochranu životního prostředí (US EPA) je 0.8 mg/l, 98% účinnosti při likvidaci bakterií ve vodě bylo dosaženo při koncentraci 5 mg/l a k 50% inhibici různých kmenů viru chřipky došlo při koncentracích 50 až 80 mg/l. l roztoku použitá v dané studii tedy několikanásobně překročila hygienický limit pro pitnou vodu, nedosahovala však úrovně, u níž by se dal předpokládat významnější antivirový účinek. V časopise Journal of Infectious Diseases & Therapy byl uveřejněn článek zabývající se využitím CDS pro léčbu pacientů s COVID 19. Těmto pacientům byl oxid chloričitý údajně podáván jak per-orálně ve formě roztoku o koncentraci 3000 mg/l a také intravenózně ve formě sterilního solného roztoku o koncentraci 9 000 mg/l. Aplikované dávky ClO₂ se pohybovaly mezi 0.65 až 5.40 mg/kg. Tato léčba prý neměla závažnější vedlejší účinky a vedla k uzdravení 99.03% z 1136 pacientů zahrnutých ve studii. Retrospektivní charakter studie s nejasným způsobem výběru účastníků a podivným postupem hodnocení účinnosti léčby – to jsou jen některé ze závažných metodických nedostatků uvedené práce.

Zájemce o informace týkající se možností terapeutického využití roztoku oxidu chloričitého pro prevenci a léčbu nemoci COVID 19 si jistě nemůže stěžovat na nedostatek literárních zdrojů. Pokud se však neorientuje v metodologii medicínského výzkumu a kritériích kvality odborných publikací, může získat nereálně optimistický dojem ohledně účinnosti a rizik dané terapie. Neodborné zacházení s koncentrovanými roztoky oxidu chloričitého je pak rozhodně zdraví a životu nebezpečnou kratochvílí. Ovšem, jak říkávaly naše babičky, proti gustu žádnej dišputát…..

Literatura

1. Gan, W., Ge, Y., Zhong, Y. and Yang, X., 2020. The reactions of chlorine dioxide with inorganic and organic compounds in water treatment: kinetics and mechanisms. Environmental Science: Water Research & Technology, 6(9), pp.2287-2312.

2. Noszticzius, Z., Wittmann, M., Kály-Kullai, K., Beregvári, Z., Kiss, I., Rosivall, L. and Szegedi, J., 2013. Chlorine dioxide is a size-selective antimicrobial agent. PloS one, 8(11), p.e79157.

3. Wei, M.K., Wu, Q.P., Huang, Q., Wu, J.L. and Zhang, J.M., 2008. Plasma membrane damage to Candida albicans caused by chlorine dioxide (ClO2). Letters in applied microbiology, 47(2), pp.67-73.

4. Ofori, I., Maddila, S., Lin, J. and Jonnalagadda, S.B., 2018. Chlorine dioxide inactivation of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus in water: The kinetics and mechanism. Journal of water process engineering, 26, pp.46-54

5. Kály-Kullai, K., Wittmann, M., Noszticzius, Z. and Rosivall, L., 2020. Can chlorine dioxide prevent the spreading of coronavirus or other viral infections? Medical hypotheses. Physiology international, 107(1), pp.1-11.

6. Medina‐Avitia, E., Tella‐Vega, P. and García‐Estrada, C., 2021. Acute kidney injury secondary to chlorine dioxide use for COVID‐19 prevention. Hemodialysis International.

7. Liester, M.B., 2021. The chlorine dioxide controversy: A deadly poison or a cure for COVID-19?. International Journal of Medicine and Medical Sciences, 13(2), pp.13-21

8. Burton, Martin J., Janet E. Clarkson, Beatriz Goulao, Anne-Marie Glenny, Andrew J. McBain, Anne GM Schilder, Katie E. Webster, and Helen V. Worthington. "Antimicrobial mouthwashes (gargling) and nasal sprays administered to patients with suspected or confirmed COVID‐19 infection to improve patient outcomes and to protect healthcare workers treating them." Cochrane Database of Systematic Reviews 9 (2020).

9. Kerémi, B., Márta, K., Farkas, K., Czumbel, L.M., Tóth, B., Szakács, Z., Csupor, D., Czimmer, J., Rumbus, Z., Révész, P. and Németh, A., 2020. Effects of chlorine dioxide on oral hygiene-a systematic review and meta-analysis. Current pharmaceutical design, 2

10. 6(25), pp.3015-3025.

11. Aparicio-Alonso, M., Domínguez-Sánchez, C.A. and Banuet-Martínez, M., 2021. A retrospective observational study of Chlorine Dioxide effectiveness to covid19-like symptoms prophylaxis in relatives living with COVID19 patients. Int J Multidiscip Res Anal, 4, pp.1062-1071.

12. Ma, J.W., Huang, B.S., Hsu, C.W., Peng, C.W., Cheng, M.L., Kao, J.Y., Way, T.D., Yin, H.C. and Wang, S.S., 2017. Efficacy and safety evaluation of a chlorine dioxide solution. International journal of environmental research and public health, 14(3), p.329.

13. Aparicio-Alonso, M., Domínguez-Sánchez, C. and Banuet-Martínez, M., 2021. Chlorine Dioxide as an alternative treatment for COVID19. Journal of Infectious Diseases & Therapy

Oznámení redakce:

Pokud se chcete s autorem článku a jeho kolegy potkat naživo, můžete se přihlásit na přednášky Univerzity třetího věku pořádané Fakultou chemicko-technologickou Univerzity Pardubice.

Fakulta chemicko-technologická Univerzity Pardubice otevírá studium "Univerzity třetího věku" s cyklem přednášek „Chemie pro život". V našem programu populární formou představujeme nejnovější poznatky z oborů vyučovaných na Fakultě chemicko-technologické zajímavé pro širokou laickou veřejnost. Vyučující z řad akademických pracovníků fakult Univerzity Pardubice i odborníci z praxe prezentují vybraná témata tak přitažlivým způsobem, že překonají i některé zažité nepříznivé postoje neodborné veřejnosti vůči chemii jako takové. Studium univerzity třetího věku je základem pro neustálý duševní rozvoj občanů poproduktivního věku, kterým se takto nejen rozšiřují jejich znalosti, ale především je stimulován jejich zájem o současné dění, praktické využívání získaných vědomostí a o stálý aktivní přístup k životu. U3V má celkový rozsah 184 hodin, probíhá čtyři semestry a nabízí tato témata: Chemie, zdraví a prostředí Chemie ve světě potravin a výživy Chemie ve službách Spotřebitelská chemie Podrobné informace na webu Univerzity třetího věku (Univerzita třetího věku - "Chemie pro život" | Fakulta chemicko-technologická).