Új nyomok a korral járó betegségek és az élelmiszer romlása érdekében

Az ózonnal összekapcsolt egzotikus molekula krónikus betegségekben, egyes rákos megbetegedésekben és az ételek bomlásában is szerepet játszhat - derül ki egy meglepő felfedezésből, amelyet a Nemzeti Tudományos Akadémia közleménye jelentett az amerikai energiaügyi minisztérium Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumának tudósai.

Felfedezésük segíthet megmagyarázni a krónikus betegségek vagy egyes rákos megbetegedések kialakulásának emberi kockázatát az életkor előrehaladtával együtt azzal, hogy hogyan bomlik el ételeink idővel; az eredmények váratlan összefüggést tárnak fel a légkör ózonkémiája és emberi sejtjeink vezetékes képessége között a betegségek elhárításában.

"A természet szépsége, hogy gyakran úgy dönt, hogy hasonló kémiai anyagokat alkalmaz az egész rendszerben, de soha nem gondoltuk, hogy közös kapcsolatot találunk a légköri kémia, valamint a testünk és az ételünk kémia között." - mondta Kevin Wilson, a Berkeley Lab vegyésztudományi részlegének igazgatóhelyettese, aki a tanulmányt vezette. "Vizsgálatunk az első, amely egy másik kémiai utat fedezett fel, amely befolyásolhatja, hogy a testünk sejtjei - sőt, még táplálékunk is - mennyire tudnak idővel reagálni az oxidatív stresszre, például a szennyezésre."

Az emberi testeknek és egyes ételeknek sok közös vonásuk van: ezek szerves molekulákból készülnek, beleértve a telítetlen zsírokat is, amelyek a sejtfalak fontos építőkövei. A telítetlen lipidek és más szerves molekulák az idő múlásával lassan bomlanak le az autoxidációnak nevezett láncreakciónak köszönhetően, amelyet oxigén és hidroxil gyökök indítanak el; ezek a reaktív oxigénfajok megtámadják a testünk és az ételünk telítetlen lipidjeit. Az ételekben ez a legfrissebb avokádót például megbarnítja, de az emberi test károsabb. Az életkor előrehaladtával a hidroxilgyök és más reaktív oxigénfajta évtizedekig tartó expozíciója lassan gyengíti a test telítetlen lipidjeit, ez a visszafordíthatatlan károsodás növeli az oxidatív stresszt, és növeli a rák és az életkorral összefüggő krónikus betegségek kialakulásának valószínűségét.

Úgy gondolták, hogy a telítetlen lipidek megtámadásakor a hidroxilgyökök egyedül működnek, de a csapat feltárta, hogy a Criegee köztitermékek, amelyek rendkívül reaktív egzotikus molekulák, együtt játszanak a hidroxilgyökökkel. Ezekről a másodlagos ózonid vegyi anyagmolekulákról kiderült, hogy szén, hidrogén és oxigén található a hidroxil reakció során telítetlen lipidekkel a laboratórium fejlett fényforrásában. A másodlagos ozonidok általában nem kapcsolódnak telítetlen lipidekhez, ezek egy Criegee közbenső reakció termékei légköri aldehidekkel, amelyek alkoholokból származó szerves vegyületek.

A Criegee közbenső termékek nem léteznek nagyon sokáig, ezért nehéz őket közvetlenül tanulmányozni, ami azt jelenti, hogy egy eliminációs folyamatot kellett felhasználni a nullára. Tömegspektroszkópiát alkalmaztak a lipid nanocseppek megvilágítására ultraibolya megvilágításban, amikor a nanoreccsékhez olyan scavenger alkoholmolekulákat adtak, amelyekről ismert, hogy csak Criegee köztitermékekkel reagálnak. inert a vezető szerző, Meirong Zeng szerint. Miután a köztitermékeket a megkötő molekulák letiltották, a reakció a peroxidhoz hasonló termékeket eredményezett, és nem adott ki másodlagos ózonidokat.

Az eredmények vélhetően egy új lipiddegradációs út bizonyítékát szolgáltatják, amelyben a lipidre éhes hidroxil olyan Criegee köztitermékeket állít elő, amelyek új adag hidroxilt szülnek, amelyek a Criegee intermedierek új generációját küldik el, és ez a ciklus folyamatosan replikálódik.

"Ez meglepett minket, mert a hidroxilgyökökről ismert volt, hogy oxidatív károsodást okoznak a sejtekben, de ami a vizsgálatunk előtt nem volt ismert, az az, hogy a hidroxil ezt Criegee köztitermékek képződésével teszi". - tette hozzá Kevin Wilson, a Berkeley Lab vegyésztudományi részlegének igazgatóhelyettese, aki a tanulmányt vezette.

Mivel a krónikus betegségek, a rákos megbetegedések és az étel romlása összefügg a hidroxilgyökök által okozott sejtkárosodásokkal, a Criegee köztitermékeknek hasonló szerepet játszanak abban a molekuláris lebontásban is, amely az embereket kiszolgáltatottá teszi az életkorral összefüggő betegségek számára, és a felfedezés lehet az alapja egy új osztályú antioxidánsok a tudósok szerint.

„Izgalmas felfedezés. Így teljesebb képet kaptunk a sejtek lebomlásának és teljesen váratlan betegségnek a mechanizmusairól. " - mondta Zeng.

"Ennek a munkának a befejezéséhez Nadja és Meirong évekig tartó kemény munkája kellett, és az Advanced Light Source egyedülálló képességei a komplex kémia vizsgálatára" - mondta Wilson. "Reméljük, hogy tanulmányunk eredményei ösztönözni fogják a kutatókat a Criegee köztitermékek, lipidek és antioxidánsok biokémiájának további feltárására, amelyekre az emberek sokféle módon történő segítéséhez van szükség: a betegségek megelőzésétől az élelmiszerek tartósításáig."

A tanulmányt a DOE Tudományos Iroda támogatta a gázfázisú kémiai fizika programon keresztül, és a következő szakasz az lesz, hogy elméleti szakemberekkel együtt tanulmányozzuk azokat a kvantumtulajdonságokat, amelyek a Criegee köztes hidroxilreakcióban működhetnek, hogy jobban feltárják a ciklus mikéntjét. működhet emberi sejtekben, élelmiszerekben és telítetlen lipideket tartalmazó anyagokban, mint például üzemanyagok és műanyagok.

Anyagok:

Megjegyzés: A tartalom stílusa és hossza szerint szerkeszthető.

Ez a cikk nem orvosi diagnózis, tanácsadás, kezelés vagy jóváhagyás nyújtására szolgál.