Stres oksydacyjny, szkodliwy proces, który może przyspieszyć starzenie się i przyczynić się do chorób takich jak rak, problemy z sercem i zaburzenia mózgu, był przedmiotem wielu badań naukowych. Proces ten występuje, gdy niestabilne cząsteczki zwane wolnymi rodnikami przytłaczają naturalną obronę organizmu, co prowadzi do uszkodzenia komórek. Teraz naukowcy dokonali znaczące przełom w tworzeniu niezwykłego nowego związku. Ten związek, zwany płaską katechiną skoniugowaną z Trolox, łączy skutki katechiny wzmacniające zdrowie, występujące w zielonej herbaty i jabłkach, z Trolox, substancją podobną do witaminy znanej z silnych właściwości przeciwutleniających, które pomagają zneutralizować szkodliwe cząsteczki. Badania te, prowadzone przez profesora Kiyoshi Fukuhary i dr Ikuo Nakanishi, zostały niedawno udostępnione w czasopiśmie Antioxidants.
Profesor Fukuhara z Uniwersytetu Showa, który ma na celu ochronę ciała przed uszkodzeniem spowodowanym stresem oksydacyjnym. „Ten związek nie poprawi się tylko zalet jego składników, ale wprowadza nowy sposób na zwiększenie obrony organizmu przed uszkodzeniami oksydacyjnymi” – wyjaśnił profesor Fukuhara.
Odkrycia są imponujące. Nowy związek jest znacznie bardziej skuteczny w neutralizowaniu szkodliwych cząsteczek, zwanych wolnymi rodnikami, niż sama katechina lub sama trolox. Wolne rodniki są cząsteczkami reaktywnymi, które mogą uszkodzić ważne części komórek, takie jak DNA i białka, jeśli nie są pod kontrolą. Związek działa również równie dobrze, jak Trolox w zapobieganiu rodzaju uszkodzenia, które prowadzi do pogorszenia komórek, co jest stopniową utratą funkcji komórek w czasie. Właściwości te sprawiają, że jest to obiecujące narzędzie do walki z chorobami związanymi ze stresem oksydacyjnym.
To, co czyni ten związek wyjątkowy, to sposób, w jaki łączy mocne strony dwóch składników. Katechina jest naturalnym przeciwutleniaczem, co oznacza, że pomaga chronić ciało, zatrzymując szkodliwe skutki wolnych rodników. Tymczasem Trolox jest rozpuszczalną wodą postacią witaminy E, składnika odżywczego znanego z jej zdolności do ochrony tłuszczów w błonach komórkowych przed uszkodzeniem. Łącząc te dwa razem, naukowcy stworzyli związek z jeszcze silniejszymi efektami ochronnymi. „Interakcja między dwiema częściami związku tworzy sieć, która znacznie zwiększa jego moc przeciwutleniającą”, zauważył dr Nakanishi z National Institutes for Quantum Science and Technology.
Związek ten jest szczególnie wykwalifikowany w kierowaniu reaktywnych form tlenu, specyficznego rodzaju wolnego rodnika, który jest szczególnie szkodliwy dla komórek i DNA. Reaktywne formy tlenu są produktami ubocznymi normalnych procesów komórkowych, ale mogą powodować szkody, gdy ich poziomy stają się zbyt wysokie. W porównaniu z samą katechiną lub samym troloxem, nowy związek jest znacznie bardziej skuteczny w zatrzymywaniu tych szkodliwych cząsteczek w swoich torach. „Nasze ustalenia pokazują, że ten związek może oferować znaczną poprawę terapii mających na celu ochronę przed uszkodzeniami oksydacyjnymi”, powiedział profesor Fukuhara.
Następnie profesor Fukuhara i współpracownicy planują przetestować ten związek w badaniach komórkowych i na zwierzętach, aby potwierdzić jego skuteczność w systemach żywych. Badania te mają naśladowanie, jak działa związek w złożonym środowisku żywego organizmu. Mają również nadzieję na zbadanie możliwości połączenia płaskiej katechiny z innymi przeciwutleniaczami, takimi jak kwas liponowy, który jest kolejną substancją znaną z jego działań ochronnych przed stresem oksydacyjnym, w celu opracowania jeszcze silniejszych związków ochronnych.
Dzięki jego silnej zdolności do walki szkodliwych cząsteczek i szerokim zakresie potencjalnych zastosowań, połączenie płaskiej katechiny i trolox oznacza znaczny postęp w nauce przeciwutleniaczy. Przeciwutleniacze są substancjami, które pomagają zapobiegać lub spowolniać uszkodzenie komórek spowodowanych przez wolne rodniki. Odkrycie to może prowadzić do lepszych strategii zapobiegania chorobom związanym ze stresem oksydacyjnym i poprawie ogólnego stanu zdrowia.
Referencje dziennika
Shimizu, W., Shoji, Y., Ohkubo, K., Ito, H., Nakanishi, I., i Fukuhara, K. „Aktywność przeciwutleniacza płaskiej katechiny skoniugowanej z Trolox”. Przeciwutleniacze, 2024. Doi: https://doi.org/10.3390/antiox13101165
O autorach
Dr Kiyoshi Fukuhara jest profesorem z wydziału chemii ekologicznej i leczniczej w School of Pharmacy University. Uzyskał stopień doktora na University of Tokyo, School of Pharmaceutical Sciences, a później służył jako badacz wizytujący pod kierunkiem dr Hechta na Wydziale Chemii na University of Virginia w Stanach Zjednoczonych.
Dr Fukuhara aktywnie angażował się w badania chemiczne dotyczące toksyczności substancji chemicznych, wyjaśniając mechanizmy różnych chemikaliów środowiskowych, które przyczyniają się do rakotwórczości. Skoncentrował się na zaangażowaniu reaktywnych form tlenu (ROS) w toksyczności chemicznej, odkrywając toksyczne skutki spowodowane przez ROS z wielu chemikaliów. Jego prace rozwinęły się na rozwój nowych związków przeciwutleniających, które tłumią stres oksydacyjny, oferując obiecujące strategie zapobiegania i leczenia chorób związanych z uszkodzeniem oksydacyjnym. Jednym z jego znaczących osiągnięć jest stabilizacja stereostruktury katechin i innych polifenoli. Metodologia ta znacznie zwiększa funkcjonalność naturalnych przeciwutleniaczy, takich jak katechiny. Obecnie dr Fukuhara stosuje to podejście do opracowania potencjalnych związków kandydatów na leki, dalszym rozwijając innowacje farmaceutyczne.
Dr Ikuo Nakanishi Otrzymał jego doktorat. dyplom na University of Osaka pod nadzorem profesora Shunichi Fukuzumi w 1999 r. Po pracy jako Posdoc na University of Osaka i National Institute of Health Sciences (NIHS), został badaczem w Institute for Radiological Science (NIHS), National Institutes for Quantum Science and Technology (QST) (były National Institute of Radiological Sciences) w 2002 r. Został awansowany na lidera zespołu Chemistry Redox Chemistry (dawna Grupa Chemii Redox Redox Group), Grupa Spinem Quantum Life Spin, Institute for Quantum Life Science ( IQLS), QST w 2021 r. Zbadał mechanizmy reakcji radykalnych przeciwutleniaczy przy użyciu technik fizykochemicznych, takich jak zatrzymane przepływ, rezonans paramagnetyczny elektronów (EPR), cykliczna woltametria i tak dalej. W oparciu o mechanistyczne spostrzeżenia zaprojektował nowe syntetyczne przeciwutleniacze, które wykazują wyższą aktywność rodnikową w porównaniu z naturalnymi, we współpracy z profesorem Fukuharą.
