الإمكانات الكبيرة لمضادات الأكسدة النانوية

وأظهرت التجارب أن جسيمًا نانويًا واحدًا قادر على تسريع تحييد آلاف جزيئات الأكسجين النشطة الضارة بالجسم بسرعة كبيرة والتي يتم التعبير عنها بشكل أكبر بواسطة خلايا الجسم استجابة للإصابة أثناء تحويلها إلى أكسجين محايد.

[ترجمة د.نحماني موشيه]
أثبتت التجارب أن حقن الجسيمات النانوية، وهو النوع الذي يمكن أن يحمي الشخص المصاب من المزيد من الضرر بعد الإجهاد التأكسدي، فعال للغاية.

طور علماء من جامعة رايس وجامعة تكساس طرقًا للتحقق من صحة اكتشافهم عام 2012 الذي يجمع البولي إيثيلين جلايكول مع مجاميع الكربون المحبة للماء، والمعروفة باسم PEG-HCCs، وهو اكتشاف يمنع عملية الأكسدة المفرطة التي يمكن أن تسبب ضررًا في الدقائق المباشرة. وبعد ساعات من الإصابة.

وأظهرت التجارب أن جسيمًا نانويًا واحدًا قادر على تسريع تحييد آلاف جزيئات الأكسجين النشطة الضارة بالجسم بسرعة كبيرة والتي يتم التعبير عنها بشكل أكبر بواسطة خلايا الجسم استجابة للإصابة أثناء تحويلها إلى أكسجين محايد. ويمكن لهذه الأشكال النشطة أن تلحق الضرر بالخلايا وتسبب طفرات جينية، ولكن يبدو أن المادة الجديدة (PEG-HCCs) لديها قدرة كبيرة على تحويلها إلى مواد أقل نشاطا وبالتالي أقل ضررا. ويأمل الباحثون أن حقن المادة في أسرع وقت ممكن مباشرة بعد إصابة الجسم، مثل إصابة الرأس أو السكتة الدماغية، سيكون قادرا على تخفيف مدى تلف الدماغ بفضل استعادة مستويات الأكسجين إلى مستوياتها الطبيعية. وقد نُشرت نتائج الدراسة منذ فترة طويلة في المجلة العلمية Proceedings of the National Academy of Sciences.

وقال الكيميائي جيمس تور: "عمليا، تعيد هذه المواد مستويات الأكسجين في الجسم إلى مستوياتها الطبيعية على الفور تقريبا". "يمكن أن تكون هذه الآلية أداة مفيدة بشكل خاص للعاملين في طب الطوارئ المطلوب منهم تحقيق الاستقرار السريع لضحايا حوادث السيارات أو السكتات الدماغية، أو علاج الجنود المصابين بجروح خطيرة في ساحة المعركة".

المواد من مجموعة PEG-HCCs يبلغ عرضها 3 نانومتر، وطولها 40-30 نانومتر وتحتوي على 5000-2000 ذرة كربون. وفي التجارب التي أجريت، تمكن جسيم نانوي واحد من تسريع تحويل 20 ألف إلى مليون جزيء أكسجين نشط في كل ثانية إلى جزيء أكسجين محايد، وهو نفس الجزيء الذي تستهلكه الأنسجة التالفة. كان نفس الباحثين أيضًا مسؤولين عن دراسة سابقة أظهرت أن حقن المادة المبتكرة قادر على تثبيت الدورة الدموية بسرعة في الدماغ وحمايته من جزيئات الأكسجين النشطة التي يتم التعبير عنها بشكل أكبر بواسطة الخلايا أثناء الصدمة الطبية، خاصة عندما تكون يصاحبه فقدان كميات كبيرة من الدم.

ركزت أبحاثهم على إصابات الدماغ المؤلمة، وهي الإصابات التي تتسبب في إطلاق الخلايا لكمية كبيرة من أنواع الأكسجين التفاعلية المعروفة باسم الأكسيد الفائق. (ويكيبيديا، سوبر أكسيد)  في مجرى الدم. هذه الجذور الحرة السامة عبارة عن جزيئات تحتوي على إلكترون واحد غير متزاوج يستخدمه الجهاز المناعي لتدمير الكائنات الحية الدقيقة التي غزت الجسم. وفي التراكيز المنخفضة، تساهم هذه الأشكال في تنظيم استهلاك الطاقة الطبيعي للخلايا. عادة، يتم تنظيمها بواسطة إنزيم ديسموتاز فوق الأكسيد المسؤول عن تحييد هذه الأشكال. ومع ذلك، حتى الكدمات الخفيفة قد تطلق ما يكفي من الأكاسيد الفائقة لتدمير الدفاعات الطبيعية للدماغ. ونتيجة لذلك، قد تخلق هذه الأشكال أشكالًا أكثر ضررًا من الأكسجين (البيروكسينيتريت، ويكيبيديا) مما تسبب في مزيد من الأضرار الجسيمة.

"أظهرت الدراسة الحالية أن مادة PEG-HCCs تعمل تحفيزيًا بمعدل سريع للغاية وقادرة على تحييد الآلاف من الجزيئات الضارة، وخاصة جذور الأكسجين الفائق والهيدروكسيل التي تدمر الأنسجة الطبيعية عندما يكون تركيز الجذور فيها مرتفعًا بشكل خاص". وأوضح الباحث الرئيسي. يوضح الباحث: "هذه النتيجة مهمة ليس فقط لعلاج إصابات الدماغ المؤلمة والسكتات الدماغية، ولكن أيضًا لعلاج العديد من الإصابات الخطيرة لأي عضو أو نسيج وكذلك للإجراءات الطبية مثل زرع الأعضاء". "في أي حالة تتعرض فيها الأنسجة للإجهاد، ونتيجة لذلك ينخفض ​​تركيز الأكسجين، قد يسبب جذر الأكسجين الفائق ضررًا إضافيًا لبيئة الأنسجة السليمة."

استخدم الباحثون طريقة التحليل الطيفي بالرنين المغنطيسي الإلكتروني (ESR) الذي يمكن من خلاله الحصول على بنية ومعدل تكوين جذور الأكسجين الفائق مباشرة عن طريق حساب الإلكترونات غير المتزاوجة في وجود مضاد الأكسدة PEG-HCC، أو في غيابه. يوضح الباحث الرئيسي: "على النقيض تمامًا من إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المعروف، فإن مادتنا ليست بروتينًا ولا تحتوي على ذرة معدنية تساعد في النشاط التحفيزي". "قد يكون النشاط التحفيزي الفعال للمادة ناتجًا عن قلب الكربون المترافق والمستوي."

ملخص المقال

أخبار الدراسة