Efectos de temperatura, humedad, presión y radiación UV ambiental en el tiempo de vida del coronavirus
Dr. Lucio Gonzales C.-Catedrático – UMSS
Este trabajo se fundamenta en el conocimiento de la distribución de los casos infectados por departamento en Bolivia y la correlación que ellos guardan con los factores ambientales específicos de cada zona geográfica, como ser la altura, la presión, la temperatura, la humedad y la radiación UV, así como un conocimiento detallado de la estructura espacial, la composición química y la infectividad del coronavirus y la relación con los factores ambientales.
Las características más importantes que presenta el coronavirus son: su composición simple y su forma de multiplicación especial.
El coronavirus está constituido de un bloque de material genético envuelto en una doble capa lipoproteica que lo protege del medio ambiente y le sirven como vehículo para permitir su transmisión de una célula a otra, que se ilustra en la figura (2).
El ácido ribonucleico (ARN) es el material genético o genoma viral, ubicado en el interior de la partícula, está asociado con un número pequeño de moléculas proteicas que pueden tener actividad enzimática o una función estabilizadora para el plegamiento del ARN y armado de la partícula viral.
El coronavirus está constituido de un capsula central donde se encuentra el material genético o genoma viral y una envoltura que es una membrana constituida por una doble capa lipídica asociada a glicoproteínas, que pueden proyectarse en forma de espículas desde la superficie de la partícula viral hacia el exterior, la superficie o envoltura interna es una cubierta proteica, la cápside, que junto con el genoma constituye la nucleocápside. Las cápsides virales están formadas por un gran número de subunidades polipeptídicas que se ensamblan adoptando una simetría de tipo helicoidal. Las glicoproteínas virales cumplen diversas funciones biológicas durante el ciclo de vida de un virus, siendo esenciales para la infectividad, puesto que actúan: 1) en la adsorción a la célula huésped; 2) en el proceso de fusión que permite la entrada de la nucleocápside viral al citoplasma; 3) en la brotación, que permite la salida del virus envuelto a partir de la célula infectada. Además, las glicoproteínas son el blanco de reacción para el sistema inmune tanto en la respuesta humoral como celular. La figura (1). ilustra la composición del virus.
En el proceso de infección nuestras células son sobreexplotadas por el virus y realizan miles o millones de copias del virus desatendiendo las labores habituales de una célula, las que serían favorables para nuestra vida cotidiana. Por tanto, el virus, además de replicarse desmedidamente, extenúa y frecuentemente destruye la célula hospedadora.
Nuestro sistema inmunológico (compleja red de células, órganos y tejidos que trabajan en conjunto para defendernos de los microorganismos, en particular del coronavirus) no se queda estático o sin acción, puesto que se tiene un ejército preparado para destruir al enemigo, una vez que las nuevas copias abandonan las células explotadas, los virus siguen automáticamente su proceso. Destruyen por completo todas las células donde ingresan a costa de sacar copias de sí mismos, hasta el punto de matar a su hospedador, mientras se expanden por el cuerpo. A causa de esta ilógica dinámica de crecimiento, estarían condenados a extinguirse en el primer cuerpo que infecten, al explotarlo hasta su muerte. Generalmente, antes de que eso ocurra, los virus saltan a otro cuerpo y contagian. Esta desmedida tendencia vírica a la multiplicación nos puede explicar por qué muchos virus muy agresivos tienen una tasa de contagio menor: no dejan tiempo a que sus hospedadores hagan el papel de vectores de transmisión. Si eliminan a sus portadores destruyendo sus células antes de dar el salto a otro cuerpo, se autodestruyen. También nos explica por qué es tan importante el aislamiento de los hospedadores (distanciamiento físico) en caso de pandemia, confinamos a los virus a pelear contra un solo cuerpo sin oportunidad de huir a otro más débil. El coronavirus no es muy agresivo, pero sí muy contagioso, su efectividad se basa en cambiar de cuerpo antes de perder la guerra contra nuestro sistema inmunológico.
La proteína S y la proteína E ubicados en la parte externa de la primera envoltura lipoproteica que recubre al fragmento de material genético, si bien cumplen las funciones de: adsorción por afinidad con la proteína ACE2 en la célula huésped, como en una reacción enzimática, y salida del virus envuelto desde la célula infectada en la brotación después de la trascripción, es también la parte más vulnerable para el ataque del sistema inmunológico logrando que sea un fragmento incompatible y evitar la absorción e ingreso a las células, por otra parte, son estas moléculas de glucoproteínas y la doble capa lipoproteica susceptibles de ser desnaturalizadas con el uso de biocidas (agentes químicos y físicos) y los factores ambientales, para su destrucción durante la fase de contagio, migración del virus desde un cuerpo infectado hasta uno nuevo, que dependerá de las características del huésped y de los factores ambientales definidos en el caso boliviano por la altura sobre el nivel del mar y las características geográficas.
Los factores ambientales con mayor influencia en la deshidratación y desnaturalización de las lipoproteínas del coronavirus son: la presión atmosférica, la radiación UV, la temperatura y la humedad.
El tiempo de vida del coronavirus, en un medio ambiente de baja presión atmosférica determinado por la altura, baja humedad relativa, alta temperatura y alta radiación UV, se acorta por deshidratación y desnaturalización, puesto que tienen un efecto directo sobre las proteínas de los cuerpos de inclusión virales, desnaturalizándolas, por tanto, reduciendo su capacidad de contagio . Investigaciones del tiempo de vida dan cuenta que, el COVID-19 puede sobrevivir desde algunas horas hasta tres días, dependiendo del tipo de superficie, de la concentración del virus, la temperatura y la humedad.
Los factores ambientales establecidos por la altura como: la presión atmosférica, la humedad, la radiación UV y la temperatura, que tienen una variación drástica para cada región o zona geográfica de Bolivia, tienen una influencia directa en la virulencia, que está relacionada con el tiempo de vida del coronavirus en el aire, por tanto, se justifica la marcada diferencia de casos positivos para cada departamento y región de nuestro país.
Se sabe que la radiación de luz ultravioleta A (UVA) y B (UVB) son capaces de producir alteraciones en los enlaces moleculares del ARN, por tanto, la radiación UV a gran altitud, puede actuar como un desinfectante natural. Está claro que, en conjunto estos factores pueden reducir la capacidad de supervivencia del virus a gran altitud y por tanto su virulencia.
Los casos positivos de contagio con el COVID-19 tienen una marcada diferencia para las diferentes zonas geográficas de Bolivia, por el efecto de los factores ambientales establecidos principalmente por la altura como: la presión atmosférica, la humedad, la radiación UV y la temperatura que, determinan variaciones drásticas para cada región o zona geográfica de Bolivia y tienen una influencia directa en el tiempo de vida del coronavirus, por tanto, en la virulencia.
La región del valle donde se encuentran los departamentos de Cochabamba, Chuquisaca y Tarija presenta los niveles más bajos de casos positivos de contagio que, probablemente se debe a las condiciones ambientales determinadas por la altura de 2500 ms.n.m. (presión atmosférica de 550 mm Hg, humedad relativa baja 50 %, radiación UV alta (11) y temperatura relativamente alta de 23-25 °C), que disminuyen el tiempo de vida del coronavirus, puesto que, en estas condiciones las lipoproteínas se deshidratan y se desnaturaliza en menor tiempo y los enlaces moleculares del ARN COVID-19 se alteran.
La región de los llanos donde se encuentran los departamentos de Santa Cruz, Beni y Pando presenta los niveles más altos de casos positivos de contagio, probablemente porque las condiciones ambientales definidas por una altura promedio de 350 m s. n. m. (presión atmosférica alta de 750 mm Hg, humedad relativa alta de 80 %, radiación UV baja de 8 y temperatura promedio alta de 25°C) determinan mayor tiempo de vida para el coronavirus.
La región del altiplano que aparentemente tiene mejores condiciones climáticas para evitar el contagio por coronavirus, puesto que tiene una altura de 3800 ms.n.m. donde la presión atmosférica es baja de 450 mm Hg. y la radiación UV es alta de 12, sin embargo, tiene temperatura promedio baja de 8°C, y una humedad de 60 % en comparación con la región del valle no le favorece, por tanto, los niveles de contagio por coronavirus presentan valores por encima de la región del valle y por debajo de la región del llano.