Używanie węgla jako silnego przeciwutleniacza
Naukowcy być może znaleźli sposób, aby zapobiec przytłaczaniu naturalnego układu antyoksydacyjnego organizmu przez niektóre schorzenia.
Traumatyczne wydarzenia, takie jak urazy mózgu, udary i zawały serca, dotykają każdego roku miliony ludzi i mogą być śmiertelne. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wymienia udar jako drugiego co do wielkości zabójcę na świecie.
Wszystkie te stany obejmują stres oksydacyjny, który jest zaburzeniem równowagi między poziomem wolnych rodników a przeciwutleniaczami.
W przypadku urazowych uszkodzeń mózgu zwiększa się liczba wolnych rodników, co prowadzi do uszkodzenia tkanek i potencjalnie dysfunkcji narządów. Ten brak równowagi może również prowadzić do trwałych skutków zawału serca i udaru mózgu.
Terapia antyoksydacyjna jest jednym ze sposobów zwalczania stresu oksydacyjnego. Naukowcy wciąż badają jego skuteczność, ale wielu uważa, że jest to obiecująca metoda leczenia. Jednak naturalne przeciwutleniacze, takie jak enzym dysmutaza ponadtlenkowa, są zwykle zastępowane przez wolne rodniki zwane reaktywnymi formami tlenu (RFT).
Znalezienie sztucznego przeciwutleniacza może pomóc naturalnym przeciwutleniaczom w organizmie pokonać RFT - nowe badanie donosi o zaskakującym źródle.
Potencjał węgla
Odpowiedzią jest węgiel, według naukowców z Rice University w Houston w Teksasie, Texas A&M Health Science Center oraz McGovern Medical School w University of Texas Health Science Center.
Ten przeciwutleniacz pochodzi z grafenowych kropek kwantowych (GQD), które naukowcy po raz pierwszy wyodrębnili ze zwykłego węgla w 2013 r. Te kropki kwantowe to maleńkie cząsteczki półprzewodnikowe, którymi naukowcy mogą manipulować w określony sposób. Najnowsze odkrycie pokazuje, że te kropki mogą pomóc w powstrzymaniu stresu oksydacyjnego.
Chemicy wcześniej odkryli, że dodanie glikolu polietylenowego (PEG) do hydrofilowych klastrów może zmniejszyć stres oksydacyjny. Jedna nanocząstka wyeliminowała tysiące cząsteczek RFT.
Ale węgiel mógłby stanowić znacznie tańsze i wygodniejsze rozwiązanie. Naukowcy odkryli, że dodanie PEG do kropek kwantowych pochodzących z węgla było równie skuteczne. Zespół niedawno opublikował swoje ustalenia w Materiały i interfejsy ACS dziennik.
Przyszłe korzyści
Naukowcy przetestowali węglowe kropki na żywych komórkach pobranych od gryzoni. Wykazali, że wiele różnych stężeń wydaje się zmniejszać aktywność RFT.
Widzieli pozytywny efekt nawet wtedy, gdy podawali kropki kwantowe 15 minut po dodaniu do próbek nadtlenku wodoru. Nadtlenek wodoru to substancja chemiczna wywołująca stres oksydacyjny.
Naukowcy wydobyli kropki kwantowe zarówno z węgla kamiennego, jak i antracytowego. Te pierwsze są mniejsze, a zespół stwierdził, że są mniej skuteczne jako przeciwutleniacze. Z drugiej strony antracytowe kropki mogą zachować więcej komórek nawet przy niższych stężeniach.
Jednak w żywym organizmie „mniejsze są bardziej efektywne” - zauważa James Tour, chemik z Uniwersytetu Rice. „Większe prawdopodobnie również mają problemy z dostępem do mózgu”.
Chociaż naukowcy będą musieli przeprowadzić więcej badań nad terapią przeciwutleniającą, Tour uważa, że jego nowa praca przyniesie ogromne korzyści w przyszłości.
„Zastąpienie naszych wcześniejszych nanocząstek kropkami kwantowymi pochodzącymi z węgla sprawia, że wytwarzanie tych potencjalnie terapeutycznych materiałów jest znacznie prostsze i tańsze” - mówi. „Otwiera drzwi do łatwiej dostępnych terapii”.
„Praca nad tym projektem była dość otwierającym oczy doświadczeniem. Fascynujące było syntetyzowanie, charakteryzowanie, a następnie testowanie tych nanocząstek in vivo i obserwowanie ich działania ”.
Współwłaścicielka Kimberly Mendoza
