Brug af kul som en potent antioxidant
Forskere har muligvis fundet en måde at forhindre visse medicinske tilstande i at overvælde kroppens naturlige antioxidantsystem.
Traumatiske begivenheder såsom hjerneskader, slagtilfælde og hjerteanfald rammer millioner af mennesker hvert år og kan være dødelige. Verdenssundhedsorganisationen (WHO) angiver slagtilfælde som verdens næststørste morder.
Alle disse tilstande involverer oxidativ stress, hvilket er en kropslig ubalance mellem niveauerne af frie radikaler og antioxidanter.
I tilfælde af traumatiske hjerneskader øges antallet af frie radikaler, hvilket resulterer i vævsskade og potentielt organdysfunktion. Denne ubalance kan også føre til de varige virkninger af hjerteanfald og slagtilfælde.
Antioxidantterapi er en måde at bekæmpe oxidativ stress på. Forskere undersøger stadig dets effektivitet, men mange anser det for at være en lovende behandling. Naturlige antioxidanter, såsom enzymet superoxiddismutase, har imidlertid tendens til at blive overskredet af frie radikaler kaldet reaktive iltarter (ROS).
At finde en kunstig antioxidant kan hjælpe kroppens naturlige antioxidanter med at overmande ROS - en ny undersøgelse rapporterer om en overraskende kilde.
Kulpotentiale
Svaret er kul, ifølge forskere ved Rice University i Houston, TX, Texas A&M Health Science Center og McGovern Medical School ved University of Texas Health Science Center.
Denne antioxidant stammer fra graphene quantum dots (GQD'er), som forskerne først ekstraherede fra almindeligt kul i 2013. Disse kvanteprikker er små halvlederpartikler, som forskere kan manipulere på bestemte måder. Den nyeste udvikling viser, at disse prikker kan hjælpe med at holde oxidativ stress i skak.
Kemikerne havde tidligere fundet, at tilsætning af polyethylenglycol (PEG) til hydrofile klynger kunne reducere oxidativ stress. En nanopartikel annullerede tusinder af ROS-molekyler.
Men kul kunne give en meget billigere og mere bekvem løsning. Forskerne fandt ud af, at tilsætning af PEG til kulafledte kvanteprikker var lige så effektiv. Holdet offentliggjorde for nylig deres resultater i ACS-anvendt materiale og grænseflader tidsskrift.
Fremtidige fordele
Forskerne testede kulprikkerne på levende celler taget fra gnavere. De viste, at en række forskellige koncentrationer syntes at reducere ROS-aktivitet.
De så en positiv effekt, selv når de administrerede kvanteprikkerne 15 minutter efter tilsætning af hydrogenperoxid til prøverne. Hydrogenperoxid er et kemikalie, der inducerer oxidativ stress.
Forskerne ekstraherede kvanteprikker fra både bituminøst og antracit kul. Førstnævnte er mindre, og holdet fandt dem til at være mindre effektive som en antioxidant. Antracitprikker kunne på den anden side bevare flere celler selv ved lavere koncentrationer.
Men i en levende organisme er "de mindre effektive", bemærker Rice University-kemiker James Tour. "De større har sandsynligvis også problemer med at få adgang til hjernen."
Selvom forskere bliver nødt til at undersøge mere om antioxidantterapi, mener Tour, at hans nye arbejde vil være enormt gavnligt i fremtiden.
”Udskiftning af vores tidligere nanopartikler med kulafledte kvanteprikker gør det meget enklere og billigere at producere disse potentielt terapeutiske materialer,” siger han. "Det åbner døren til lettere tilgængelige terapier."
”At arbejde på dette projekt har været en ganske øjenåbnende oplevelse. Det har været fascinerende at syntetisere, karakterisere og derefter teste disse nanopartikler in vivo og se dem arbejde. ”
Co-lead author Kimberly Mendoza
