Die Verwendung von Kohle als starkes Antioxidans

Kohle als starkes Antioxidans

Forscher haben womöglich einen Weg gefunden, um zu verhindern, dass bestimmte medizinische Erkrankungen das natürliche Antioxidansystem des Körpers überfordern.

Traumatische Ereignisse wie Hirnverletzungen, Schlaganfälle und Herzinfarkte betreffen jedes Jahr Millionen von Menschen und können tödlich enden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) führt Schlaganfall als zweitgrößten Todesursache der Welt an. (1)

Alle diese Erkrankungen beinhalten oxidativen Stress, der ein körperliches Ungleichgewicht zwischen dem Gehalt an freien Radikalen und Antioxidantien darstellt.

Bei traumatischen Hirnverletzungen steigt die Zahl der freien Radikale, was zu Gewebeschäden und möglicherweise zu Fehlfunktionen der Organe führt. Dieses Ungleichgewicht kann auch zu nachhaltigen Auswirkungen von Herzinfarkt und Schlaganfall führen.

Die Antioxidantientherapie ist eine Möglichkeit, oxidativen Stress zu bekämpfen. Die Forscher untersuchen noch immer die Wirksamkeit, aber viele halten es für eine vielversprechende Behandlung.

Natürliche Antioxidantien, wie das Enzym Superoxid-Dismutase, werden jedoch tendenziell von freien Radikalen, den sogenannten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), überrannt.

Die Suche nach einem künstlichen Antioxidans könnte den natürlichen Antioxidantien des Körpers helfen, ROS zu überwältigen – eine neue Studie berichtet über eine überraschende Quelle.

Das Potenzial von Kohle

Nach Angaben von Wissenschaftlern der Rice University in Houston, TX, des Texas A&M Health Science Center und der McGovern Medical School an der University of Texas Health Science Center ist die Antwort: Kohle.

Dieses Antioxidans stammt von Graphen-Quantenpunkten (GQDs), die die Wissenschaftler 2013 erstmals aus Steinkohle gewonnen haben. Diese Quantenpunkte sind winzige Halbleiterteilchen, die Wissenschaftler auf bestimmte Weise manipulieren können. (2)

Die neueste Entwicklung zeigt, dass diese Punkte helfen können, oxidativen Stress in Schach zu halten.

Die Chemiker hatten bereits festgestellt, dass die Zugabe von Polyethylenglykol (PEG) zu hydrophilen Clustern den oxidativen Stress reduzieren könnte. Ein Nanopartikel löschte Tausende von ROS-Molekülen aus.

Aber Kohle könnte eine viel billigere und bequemere Lösung bieten. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Zugabe von PEG zu kohlebasierten Quantenpunkten ebenso effektiv war. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse kürzlich in der Zeitschrift ACS Applied Material & Interfaces. (3)

Zukünftige Vorteile

Die Wissenschaftler testeten die Kohlepunkte an lebenden Zellen von Nagetieren. Sie zeigten, dass eine Reihe von verschiedenen Konzentrationen die ROS-Aktivität zu reduzieren schienen.

Sie sahen einen positiven Effekt, selbst wenn sie die Quantenpunkte 15 Minuten nach Zugabe von Wasserstoffperoxid zu den Proben verabreichten. Wasserstoffperoxid ist eine Substanz, die oxidativen Stress induziert.

Die Forscher extrahierten Quantenpunkte aus Steinkohle und Anthrazit. Die ersteren sind kleiner, und das Team fand sie weniger effektiv als Antioxidans. Anthrazitfarbene Punkte hingegen könnten auch bei niedrigeren Konzentrationen mehr Zellen erhalten.

Aber in einem lebenden Organismus sind “die kleineren effektiver”, sagt der Chemiker der Rice University James Tour. “Die Größeren haben wahrscheinlich auch Schwierigkeiten beim Zugang zum Gehirn.”

Obwohl Wissenschaftler mehr Forschung in der Antioxidantientherapie betreiben müssen, glaubt Tour, dass seine neue Arbeit in der Zukunft sehr nützlich sein wird.

“Der Ersatz unserer früheren Nanopartikel durch Quantenpunkte aus Kohle macht es viel einfacher und kostengünstiger, diese potenziell therapeutischen Materialien herzustellen”, sagt er. “Es öffnet die Tür zu leichter zugänglichen Therapien.”

“Die Arbeit an diesem Projekt war eine ziemlich aufschlussreiche Erfahrung. Es war faszinierend, diese Nanopartikel zu synthetisieren, zu charakterisieren und dann in vivo zu testen und ihre Wirkung zu sehen.”



Bildquelle:

  • https://www.medicalnewstoday.com/articles/325104.php
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