Уголь как мощный антиоксидант
Исследователи, возможно, нашли способ предотвратить подавление естественной антиоксидантной системы организма при определенных заболеваниях.
Травматические события, такие как черепно-мозговые травмы, инсульты и сердечные приступы, ежегодно затрагивают миллионы людей и могут быть фатальными. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает инсульт вторым по значимости убийцей в мире.
Все эти состояния связаны с окислительным стрессом, который представляет собой физический дисбаланс между уровнями свободных радикалов и антиоксидантов.
В случае черепно-мозговых травм количество свободных радикалов увеличивается, что приводит к повреждению тканей и, возможно, дисфункции органов. Этот дисбаланс также может привести к длительным последствиям сердечного приступа и инсульта.
Антиоксидантная терапия - один из способов борьбы с окислительным стрессом. Исследователи все еще изучают его эффективность, но многие считают его многообещающим лечением. Однако естественные антиоксиданты, такие как фермент супероксиддисмутаза, имеют тенденцию быть захваченными свободными радикалами, называемыми активными формами кислорода (АФК).
Поиск искусственного антиоксиданта может помочь естественным антиоксидантам организма подавить АФК - новое исследование сообщает об удивительном источнике.
Потенциал угля
По словам ученых из Университета Райса в Хьюстоне, Техас, Техасского центра медицинских наук A&M и Медицинской школы Макговерна в Центре медицинских наук Техасского университета, ответ - уголь.
Этот антиоксидант получен из квантовых точек графена (GQD), которые ученые впервые извлекли из обычного угля в 2013 году. Эти квантовые точки представляют собой крошечные полупроводниковые частицы, которыми ученые могут манипулировать определенным образом. Новейшие разработки показывают, что эти точки могут помочь предотвратить окислительный стресс.
Химики ранее обнаружили, что добавление полиэтиленгликоля (ПЭГ) к гидрофильным кластерам может снизить окислительный стресс. Одна наночастица уничтожила тысячи молекул АФК.
Но уголь может стать гораздо более дешевым и удобным решением. Ученые обнаружили, что добавление ПЭГ к квантовым точкам, полученным из угля, было одинаково эффективным. Команда недавно опубликовала свои выводы в Применяемые материалы и интерфейсы ACS журнал.
Будущие преимущества
Ученые протестировали угольные точки на живых клетках грызунов. Они показали, что ряд различных концентраций, по-видимому, снижает активность АФК.
Они наблюдали положительный эффект, даже когда вводили квантовые точки через 15 минут после добавления перекиси водорода в образцы. Перекись водорода - это химическое вещество, которое вызывает окислительный стресс.
Исследователи извлекли квантовые точки как из битуминозного, так и из антрацитового угля. Первые меньше по размеру, и команда обнаружила, что они менее эффективны в качестве антиоксиданта. С другой стороны, антрацитовые точки могут сохранять больше клеток даже при более низких концентрациях.
Но в живом организме «более мелкие более эффективны», - отмечает химик из Университета Райса Джеймс Тур. «У более крупных, вероятно, также проблемы с доступом к мозгу».
Хотя ученым придется провести дополнительные исследования антиоксидантной терапии, Тур считает, что его новая работа принесет огромную пользу в будущем.
«Замена наших более ранних наночастиц квантовыми точками, полученными из угля, значительно упростит и удешевит производство этих потенциально терапевтических материалов», - говорит он. «Это открывает дверь к более доступным методам лечения».
«Работа над этим проектом открыла мне глаза. Было увлекательно синтезировать, охарактеризовать, а затем протестировать эти наночастицы in vivo и увидеть, как они работают ».
Со-ведущий автор Кимберли Мендоза
