… wie wirkt Kupfer auf Bakterien und Pilze?Nach derzeitigem Stand der Wissenschaft wirken Kupferoberflächen auf Bakterien im wesentlichen durch zwei aufeinanderfolgende Stufen ein: Der erste Schritt ist eine direkte Interaktion zwischen der Oberfläche und der äußeren Membrane der Bakterie, wodurch diese Membrane zerreisst. Im zweiten Schritt verliert die Bakterie durch diese Perforationen ihrer äußeren Membrane lebensnotwendige Nährstoffe sowie Wasser, außerdem dringt Kupfer in die Zelle ein und stört die Stoffwechselprozesse.
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… wie kann Kupfer eine Bakterie durchlöchern?Die äußere Membrane einer jeden Zelle, einschließlich eines einzelligen Organismus wie einer Bakterie, eines Pilzes oder auch eines Virus, ist durch einen stabilen elektrischen Mikro-Strom gekennzeichnet. Dies wird oft als "Transmembranes-Potential" bezeichnet und ist buchstäblich eine Spannungsdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren einer Zelle. Derzeitige Forschungsergebnisse legen nahe, dass der Kontakt zwischen einer Bakterie und einer Kupfer-Oberfläche einen Kurzschluss des Stroms in der Zellmembrane auslöst. Dies schwächt die Membrane und erzeugt Löcher.
Ein weiterer Mechanismus, der eine Durchlöcherung der Membrane fördern kann, besteht in Form einer lokalen Oxidation oder "Rostbildung". Dies geschieht, wenn einzelne Kupfermoleküle oder Kupferionen sich von der Kupferoberfläche lösen und gegen einen Baustein der Zellmembrane (sei es ein Protein oder eine Fettsäure) aufprallen. Wenn beim "Aufprall" Sauerstoff vorhanden ist, kommt es zur "oxidativen Schädigung" oder "Rostbildung". Auf vergleichbare Weise schwächt Rost auch Metall und macht es porös.
… nach der Perforation der Zellmembrane, welchen weiteren Schaden fügen die Kupferionen der Mikrobe zu?Da die zentrale Schutzvorkehrung des Mikroorganismus (ihre äußere Hülle) beschädigt wurde, strömen die Kupferione ungehindert in die Zelle. Dies gefährdet zahlreiche wichtige Prozesse im Inneren der Zelle. Kupfer überwältigt buchstäblich das Innere der Zelle und behindert die lebensnotwendigen biochemische Reaktionen). Diese Reaktionen werden von Enzymen durchgeführt und katalysiert. Wenn überschüssiges Kupfer sich an diese Enzyme heftet, kommt ihre Tätigkeit zum Erliegen. Die Bakterie kann nicht länger "atmen", "essen", "verdauen" oder "Energie produzieren".
...wieso schadet Kupfer dann nicht auch den menschlichen Zellen?Kupfer schadet nicht den menschlichen oder tierischen Zellen, weil diese ein Enzym haben, welches die Kupferionen auffängt und zum eigenen Vorteil nutzt. Der Mensch konsumiert täglich Kupfer als Bestandteil der grundlegenden Nährstoffe. Viele Lebensmittel wie Hülsenfrüchte, Schokolade, Nüsse, Mandeln, Kartoffeln, Pfirsiche, Rosinen, etc. enthalten Kupfer. In der Regel benötigt ein Mensch zwischen 1-2 Milligramm Kupfer täglich.
Die Spirale, die sich viele Frauen zur Empfängnisverhütung einsetzen lassen, ist ein kupferhaltiger Gegenstand.
… wie erklärt sich die sehr schnelle Wirkung des Kupfers und wie ist es möglich, dass es ein so breites Spektrum von Mikroorganismen beeinflusst?Die Geschwindigkeit, mit der Kupferoberflächen Mikroorganismen hemmen, erklären die Wissenschaftler mit der Multi-Target-Natur des Kupfereffekts. Nachdem die Membrane perforiert wurde, hemmt Kupfer jedes beliebige Enzym auf das es stößt, und verhindert so, dass der Mikroorganismus Nährstoffe befördert oder verdaut, ihre beschädigte Membrane repariert, oder überhaupt atmet und sich vermehrt.
Diese multiple Wirkungsweise ist auch dafür verantwortlich, dass ein so breites Spektrum von Mikroorganismen durch den Kontakt mit Kupfer gehemmt wird.
Der wissenschaftliche Inhalt dieser Seite entstammt großteils diesem Artikel (englisch). In folgendem Video wird die antibakterielle Wirkungsweise des Kupfers am Beispiel von Türklinken veranschaulicht.
Antimikrobielle Socken