تحقیقات جدید پژوهشگران کرهای نشان داده است، نانوذرات سریا میتوانند ترکیبات اکسیژنی واکنشی که از ایسکمی (بیهوشی) نشات میگیرند و باعث مرگ سلولی میشوند را بدام بیاندازند.
کاهش آسیب بیهوشی ناشی از کمخونی با نانوذرات سریا
مرسومترین شکل بیهوشیها از کاهش ناگهانی جریان خون به مغز (ایسکمی) ایجاد میشود که منجر به تأمین ناکافی اکسیژن و مواد مغذی میگردد. بیهوشی ایسکمی یکی از اصلیترین عوامل مرگ و معلولیت در جوامع صنعتی است. این بیماری اگر فورا درمان نشود، ممکن است منجر به مرگ برخی نواحی از مغز گردد. اکنون، پژوهشگران کرهای رهیافت تازهای برای درمان تکمیلی ارائه کردهاند: نانوذرات سریا میتوانند ترکیبات اکسیژنی واکنشی که از ایسکمی نشات میگیرند و باعث مرگ سلولی میشوند را بدام بیاندازند.
هنگامی که از ورود خون به نواحی از مغز جلوگیری شود، ترکیبات واکنشی اکسیژنی مانند آنیونهای رادیکال سوپراکسید (–•O2)، پراکسید هیدروژن (H2O2)، و رادیکالهای هیدروکسیل (–•HO) تشکیل شده و روی هم انباشته میشوند. این نمونهها باعث آسیب اکسایشی شده و مسئول آسیب بافتی و مرگ سلولی در طول بیهوشی هستند. اتصالات و واحدهای عصبی تخریب شده و فعالیت مغز در این نواحی متوقف میگردد. علی رغم درمانهای گوناگونی که بهطور ابتدایی به عوامل کاهش جریان خون، مانند لخته خون، حمله میکنند هیچ روشی برای حفاظت اعصاب از آسیب اکسایشی بعد از یک بیهوشی شدید ایسکمی وجود ندارد. سئونگ-هون لی، تایوان هایئون، و همکارانشان در دانشگاه ملی سئول امیدوارند که نانوذرات ساخته شده از سریا بتواند رهیافت جدیدی برای درمان ارائه کنند.
سلولها دارای آنزیمهایی هستند که میتوانند نمونههای اکسیژنی واکنشی را بشکنند: سوپراکسید دیسموتاز، که آنیونهای سوپراکسیدی را به پراکسید هیدروژن تبدیل میکند، و کاتالاز، که پراکسید هیدروژن را میشکافد. نانوذرات سریا میتوانند هر دو را انجام دهند. چطور این کار انجام میشود؟ سریوم در بلورهای سریا بهشکل ۴+Ce وجود دارد. با اینحال، اگر اندازه ذره تا چند نانومتر کاهش یابد، بعضی از نواحی سطحی ذره، اتمهای اکسیژن را از دست میدهند. این نواحی دارای ۳+Ce هستند و به راحتی میتوانند به ۴+Ce کاهش یافته و به طور برگشتپذیر به اکسیژن پیوند بخورند.
این پژوهشگران کشتهای سلولی را با مادهای که غلظت نمونههای اکسیژنی واکنشی را افزایش میداد، تحت بررسی قرار دادند. نانوذرات اکسید سریوم بهطور چشمگیری میزان ماندگاری سلول را بهبود دادند. این پژوهشگران در آزمون حیوانی، بیهوشی ایسکمی را در موشها ایجاد کردند. نانوذرات سریا بهطور زیادی حجم بیهوشی و آسیب عصبی را کاهش دادند. البته، ضروری است که مقادیر استفاده شده، بهینه و متعادل شوند.
جالب اینجاست که غلظت نانوذرات سریا در نواحی سالم مغز بسیار کم بود در حالیکه در نواحی ایسکمی بشدت بالا بود. این پژوهشگران پی بردند که نانوذرات سریا به سختی میتوانند از سد سالم خونی مغز عبور کنند. با اینحال، این سد در نواحی ایسکمی دچار آسیب شده است و اجازه میدهد که نواحی بیمار مغز قابل دسترسی بوده و آسیب اکسایشی متوقف شود.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجلهی Angewandte Chemie منتشر کردهاند.
