Χρήση του άνθρακα ως ισχυρό αντιοξειδωτικό
Οι ερευνητές μπορεί να έχουν βρει έναν τρόπο να αποτρέψουν ορισμένες ιατρικές καταστάσεις από το να κατακλύσουν το φυσικό αντιοξειδωτικό σύστημα του σώματος.
Τραυματικά συμβάντα, όπως εγκεφαλικές βλάβες, εγκεφαλικά επεισόδια και καρδιακές προσβολές επηρεάζουν εκατομμύρια ανθρώπους κάθε χρόνο και μπορεί να είναι θανατηφόρα. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) παραθέτει το εγκεφαλικό επεισόδιο ως το δεύτερο μεγαλύτερο δολοφόνο στον κόσμο.
Όλες αυτές οι καταστάσεις περιλαμβάνουν οξειδωτικό στρες, το οποίο είναι μια σωματική ανισορροπία μεταξύ των επιπέδων των ελεύθερων ριζών και των αντιοξειδωτικών.
Στην περίπτωση τραυματικών εγκεφαλικών τραυματισμών, ο αριθμός των ελεύθερων ριζών αυξάνεται, με αποτέλεσμα βλάβη στους ιστούς και, ενδεχομένως, δυσλειτουργία οργάνων. Αυτή η ανισορροπία μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διαρκή αποτελέσματα καρδιακής προσβολής και εγκεφαλικού επεισοδίου.
Η αντιοξειδωτική θεραπεία είναι ένας τρόπος για την καταπολέμηση του οξειδωτικού στρες. Οι ερευνητές μελετούν ακόμη την αποτελεσματικότητά του, αλλά πολλοί το θεωρούν μια πολλά υποσχόμενη θεραπεία. Ωστόσο, τα φυσικά αντιοξειδωτικά, όπως το ένζυμο υπεροξείδιο δισμουτάση, τείνουν να κατακλύζονται από τις ελεύθερες ρίζες που ονομάζονται αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS).
Η εύρεση ενός τεχνητού αντιοξειδωτικού μπορεί να βοηθήσει τα φυσικά αντιοξειδωτικά του σώματος να ξεπεράσουν το ROS - μια νέα μελέτη αναφέρει μια εκπληκτική πηγή.
Το δυναμικό του άνθρακα
Η απάντηση είναι ο άνθρακας, σύμφωνα με επιστήμονες του Πανεπιστημίου Rice στο Χιούστον, TX, το Texas A&M Health Science Center και την Ιατρική Σχολή McGovern στο Πανεπιστήμιο του Texas Health Science Center.
Αυτό το αντιοξειδωτικό προέρχεται από κβαντικές κουκκίδες γραφενίου (GQDs) που οι επιστήμονες εξήγαγαν για πρώτη φορά από κοινό άνθρακα το 2013. Αυτές οι κβαντικές κουκίδες είναι μικροσκοπικά σωματίδια ημιαγωγών που οι επιστήμονες μπορούν να χειριστούν με ορισμένους τρόπους. Η πιο πρόσφατη εξέλιξη δείχνει ότι αυτές οι κουκκίδες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη διατήρηση του οξειδωτικού στρες.
Οι χημικοί είχαν προηγουμένως βρει ότι η προσθήκη πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG) σε υδρόφιλα σμήνη θα μπορούσε να μειώσει το οξειδωτικό στρες. Ένα νανοσωματίδιο ακύρωσε χιλιάδες μόρια ROS.
Αλλά ο άνθρακας θα μπορούσε να προσφέρει μια πολύ φθηνότερη και πιο βολική λύση. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η προσθήκη PEG σε κβαντικές κουκίδες που προέρχονται από άνθρακα ήταν εξίσου αποτελεσματική. Η ομάδα δημοσίευσε πρόσφατα τα ευρήματά τους στο Εφαρμοσμένο Υλικό & Διεπαφές ACS εφημερίδα.
Μελλοντικά οφέλη
Οι επιστήμονες δοκίμασαν τις κουκκίδες άνθρακα σε ζωντανά κύτταρα που λαμβάνονται από τρωκτικά. Έδειξαν ότι ένας αριθμός διαφορετικών συγκεντρώσεων φάνηκε να μειώνει τη δραστηριότητα ROS.
Παρατήρησαν θετικό αποτέλεσμα ακόμη και όταν έδωσαν τα κβαντικά σημεία 15 λεπτά μετά την προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου στα δείγματα. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι μια χημική ουσία που προκαλεί οξειδωτικό στρες.
Οι ερευνητές εξήγαγαν κβαντικές κουκίδες τόσο από ασφαλτούχο όσο και από ανθρακίτη. Οι πρώτοι είναι μικρότεροι και η ομάδα τους βρήκε λιγότερο αποτελεσματική ως αντιοξειδωτικό. Οι ανθρακίτες κουκκίδες, από την άλλη πλευρά, θα μπορούσαν να διατηρήσουν περισσότερα κύτταρα ακόμη και σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις.
Αλλά σε έναν ζωντανό οργανισμό, «τα μικρότερα είναι πιο αποτελεσματικά», σημειώνει ο χημικός James Tour του Πανεπιστημίου Ράις. «Οι μεγαλύτεροι πιθανώς έχουν πρόβλημα να έχουν πρόσβαση στον εγκέφαλο επίσης.»
Αν και οι επιστήμονες θα πρέπει να κάνουν περισσότερη έρευνα για την αντιοξειδωτική θεραπεία, ο Tour πιστεύει ότι το νέο του έργο θα είναι εξαιρετικά ευεργετικό στο μέλλον.
«Η αντικατάσταση των προηγούμενων νανοσωματιδίων μας με κβαντικές κουκίδες που προέρχονται από άνθρακα καθιστά πολύ πιο απλή και λιγότερο δαπανηρή την παραγωγή αυτών των δυνητικά θεραπευτικών υλικών», λέει. "Ανοίγει την πόρτα για πιο εύκολα προσβάσιμες θεραπείες."
«Το να δουλεύεις σε αυτό το έργο υπήρξε μια εντυπωσιακή εμπειρία. Ήταν συναρπαστικό να συνθέσουμε, να χαρακτηρίσουμε και, στη συνέχεια, να δοκιμάσουμε αυτά τα νανοσωματίδια in vivo και να τα δούμε να λειτουργούν. "
Συν-επικεφαλής συγγραφέας Kimberly Mendoza
