การใช้ถ่านหินเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพ

นักวิจัยอาจพบวิธีป้องกันไม่ให้เงื่อนไขทางการแพทย์บางอย่างครอบงำระบบสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติของร่างกาย

ถ่านหินสามารถเป็นพื้นฐานของสารต้านอนุมูลอิสระที่มีเทคโนโลยีสูงได้หรือไม่?

เหตุการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจเช่นการบาดเจ็บที่สมองจังหวะและหัวใจวายส่งผลกระทบต่อผู้คนนับล้านในแต่ละปีและอาจถึงแก่ชีวิตได้ องค์การอนามัยโลก (WHO) ระบุว่าโรคหลอดเลือดสมองเป็นฆาตกรรายใหญ่อันดับสองของโลก

เงื่อนไขทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับความเครียดจากการออกซิเดชั่นซึ่งเป็นความไม่สมดุลของร่างกายระหว่างระดับของอนุมูลอิสระและสารต้านอนุมูลอิสระ

ในกรณีของการบาดเจ็บที่สมองบาดแผลจำนวนของอนุมูลอิสระจะเพิ่มขึ้นส่งผลให้เนื้อเยื่อถูกทำลายและอาจทำให้อวัยวะทำงานผิดปกติ ความไม่สมดุลนี้อาจนำไปสู่ผลกระทบในระยะยาวของอาการหัวใจวายและโรคหลอดเลือดสมอง

การบำบัดด้วยสารต้านอนุมูลอิสระเป็นวิธีหนึ่งในการต่อสู้กับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น นักวิจัยยังคงศึกษาประสิทธิภาพของมัน แต่หลายคนคิดว่าเป็นการรักษาที่มีแนวโน้ม อย่างไรก็ตามสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติเช่นเอนไซม์ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมูเทสมีแนวโน้มที่จะถูกอนุมูลอิสระที่เรียกว่าสายพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา (ROS) มากเกินไป

การค้นหาสารต้านอนุมูลอิสระเทียมอาจช่วยให้สารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติของร่างกายสามารถเอาชนะ ROS ได้ - รายงานการศึกษาใหม่เกี่ยวกับแหล่งที่น่าแปลกใจ

ศักยภาพของถ่านหิน

คำตอบคือถ่านหินตามที่นักวิทยาศาสตร์จาก Rice University ในฮูสตันเท็กซัสศูนย์วิทยาศาสตร์สุขภาพ Texas A&M และโรงเรียนแพทย์ McGovern ที่ศูนย์วิทยาศาสตร์สุขภาพมหาวิทยาลัยเท็กซัส

สารต้านอนุมูลอิสระนี้มาจากจุดควอนตัมกราฟีน (GQDs) ที่นักวิทยาศาสตร์สกัดจากถ่านหินทั่วไปเป็นครั้งแรกในปี 2013 จุดควอนตัมเหล่านี้เป็นอนุภาคเซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กที่นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดการได้ด้วยวิธีการบางอย่าง การพัฒนาใหม่ล่าสุดแสดงให้เห็นว่าจุดเหล่านี้อาจช่วยรักษาความเครียดออกซิเดชั่น

ก่อนหน้านี้นักเคมีพบว่าการเพิ่มโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ลงในคลัสเตอร์ที่ชอบน้ำสามารถลดความเครียดออกซิเดชั่นได้ อนุภาคนาโนหนึ่งอนุภาคยกเลิกโมเลกุล ROS หลายพันโมเลกุล

แต่ถ่านหินสามารถให้วิธีการแก้ปัญหาที่ถูกกว่าและสะดวกกว่ามาก นักวิทยาศาสตร์พบว่าการเพิ่ม PEG ลงในจุดควอนตัมที่ได้จากถ่านหินมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกัน ทีมเพิ่งเผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาใน ACS Applied Material & อินเทอร์เฟซ วารสาร.

ผลประโยชน์ในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบจุดถ่านหินบนเซลล์ที่มีชีวิตที่นำมาจากสัตว์ฟันแทะ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นที่แตกต่างกันจำนวนมากดูเหมือนจะลดกิจกรรม ROS

พวกเขาเห็นผลในเชิงบวกแม้ว่าพวกเขาจะให้จุดควอนตัม 15 นาทีหลังจากเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงในตัวอย่าง ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารเคมีที่ทำให้เกิดความเครียดออกซิเดชั่น

นักวิจัยได้แยกจุดควอนตัมจากถ่านหินทั้งบิทูมินัสและแอนทราไซต์ เดิมมีขนาดเล็กกว่าและทีมงานพบว่ามีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ในทางกลับกันจุดแอนทราไซต์สามารถรักษาเซลล์ได้มากขึ้นแม้ว่าจะมีความเข้มข้นต่ำกว่าก็ตาม

แต่ในสิ่งมีชีวิต“ สิ่งมีชีวิตที่เล็กกว่านั้นมีประสิทธิภาพมากกว่า” James Tour นักเคมีของมหาวิทยาลัยไรซ์กล่าว “ คนตัวใหญ่ก็มีปัญหาในการเข้าถึงสมองเช่นกัน”

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการบำบัดด้วยสารต้านอนุมูลอิสระ แต่ Tour เชื่อว่าผลงานใหม่ของเขาจะเป็นประโยชน์อย่างมหาศาลในอนาคต

“ การแทนที่อนุภาคนาโนก่อนหน้าของเราด้วยจุดควอนตัมที่ได้จากถ่านหินทำให้การผลิตวัสดุบำบัดเหล่านี้ง่ายขึ้นและราคาไม่แพงมาก” เขากล่าว “ เป็นการเปิดประตูสู่การบำบัดที่เข้าถึงได้ง่ายขึ้น”

“ การทำงานในโครงการนี้ถือเป็นการเปิดหูเปิดตา มันเป็นเรื่องที่น่าสนใจมากที่จะสังเคราะห์สร้างลักษณะเฉพาะจากนั้นทดสอบอนุภาคนาโนเหล่านี้ในร่างกายและดูว่ามันใช้งานได้จริง "

ผู้เขียนร่วม Kimberly Mendoza