Kivihiilen käyttö voimakkaana antioksidanttina
Tutkijat ovat saattaneet löytää keinon estää tiettyjä sairauksia ylittämästä kehon luonnollista antioksidanttijärjestelmää.
Traumaattiset tapahtumat, kuten aivovammat, aivohalvaukset ja sydänkohtaukset, vaikuttavat miljooniin ihmisiin vuosittain ja voivat olla kohtalokkaita. Maailman terveysjärjestön (WHO) mukaan aivohalvaus on maailman toiseksi suurin tappaja.
Kaikki nämä olosuhteet sisältävät oksidatiivisen stressin, joka on kehon epätasapaino vapaiden radikaalien ja antioksidanttien välillä.
Traumaattisten aivovaurioiden tapauksessa vapaiden radikaalien määrä kasvaa, mikä johtaa kudosvaurioihin ja mahdollisesti elinten toimintahäiriöihin. Tämä epätasapaino voi myös johtaa sydänkohtauksen ja aivohalvauksen pysyviin vaikutuksiin.
Antioksidanttihoito on yksi tapa torjua oksidatiivista stressiä. Tutkijat tutkivat edelleen sen tehokkuutta, mutta monet pitävät sitä lupaavana hoitona. Luonnolliset antioksidantit, kuten superoksididismutaasientsyymi, ovat kuitenkin yleensä ylittäneet reaktiivisiksi happilajeiksi kutsuttujen vapaiden radikaalien.
Keinotekoisen antioksidantin löytäminen voi auttaa kehon luonnollisia antioksidantteja voittamaan ROS: n - uusi tutkimus kertoo yllättävästä lähteestä.
Hiilen potentiaali
Vastaus on hiili Rice-yliopiston tutkijoiden mukaan Houstonissa, Teksasissa, Texas A&M Health Science Centerissä ja McGovern Medical Schoolissa Texasin yliopiston terveystieteiden keskuksessa.
Tämä antioksidantti on peräisin grafeenikvanttipisteistä (GQD), jotka tutkijat uuttoivat ensin kivihiilestä vuonna 2013. Nämä kvanttipisteet ovat pieniä puolijohdepartikkeleita, joita tutkijat voivat manipuloida tietyillä tavoilla. Uusin kehitys osoittaa, että nämä pisteet saattavat auttaa pitämään oksidatiivisen stressin loitolla.
Kemistit olivat aiemmin havainneet, että polyetyleeniglykolin (PEG) lisääminen hydrofiilisiin klustereihin voisi vähentää oksidatiivista stressiä. Yksi nanohiukkanen poisti tuhansia ROS-molekyylejä.
Mutta hiili voisi tarjota paljon halvemman ja kätevämmän ratkaisun. Tutkijat havaitsivat, että PEG: n lisääminen kivihiiltä peräisin oleviin kvanttipisteisiin oli yhtä tehokasta. Ryhmä julkaisi hiljattain havainnot ACS Applied Material & Interfaces päiväkirja.
Tulevat edut
Tutkijat testasivat hiilipisteet jyrsijöiltä otetuilla elävillä soluilla. Ne osoittivat, että useat erilaiset pitoisuudet näyttivät vähentävän ROS-aktiivisuutta.
He näkivät positiivisen vaikutuksen, vaikka he antoivat kvanttipisteet 15 minuuttia sen jälkeen, kun näytteisiin oli lisätty vetyperoksidia. Vetyperoksidi on kemikaali, joka aiheuttaa oksidatiivista stressiä.
Tutkijat uuttivat kvanttipisteitä sekä bitumisesta että antrasiittihiilestä. Ensimmäiset ovat pienempiä, ja joukkue havaitsi niiden olevan vähemmän tehokkaita antioksidantteina. Toisaalta antrasiittipisteet voisivat säilyttää enemmän soluja myös pienemmillä pitoisuuksilla.
Mutta elävässä organismissa "pienemmät ovat tehokkaampia", toteaa Rice Universityn kemisti James Tour. "Suuremmilla on todennäköisesti myös vaikeuksia päästä aivoihin."
Vaikka tutkijoiden on tehtävä enemmän tutkimuksia antioksidanttihoidosta, Tour uskoo hänen uudesta työstään olevan erittäin hyödyllistä tulevaisuudessa.
"Aikaisempien nanohiukkastemme korvaaminen kivihiiltä johdetuilla kvanttipisteillä tekee näiden potentiaalisten terapeuttisten materiaalien tuottamisesta paljon yksinkertaisempaa ja halvempaa", hän sanoo. "Se avaa oven helpommin lähestyttäville terapioille."
”Työskentely tämän projektin parissa on ollut silmien avaamista. On ollut kiehtovaa syntetisoida, luonnehtia ja testata näitä nanohiukkasia in vivo ja nähdä niiden toimivan. "
Kirjoittaja Kimberly Mendoza
