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I chimici di JGU sviluppano la tecnica che diminuisce gli effetti tossici delle sigarette

Meccanismo di difesa naturale simulato con l'aiuto delle nanoparticelle/degli effetti nocivi di fumo diminuiti

I chimici all'università Mainz (JGU) di Johann Gutenberg hanno sviluppato una tecnica che diminuisce gli effetti tossici delle sigarette disponibili nel commercio. Malgrado il fatto che l'organizzazione mondiale della sanità (WHO) stimi che circa 6 milione di persone muoiano ogni anno in conseguenza del consumo del tabacco, il numero dei fumatori intorno al mondo è sull'aumento. Il numero delle morti in relazione con il tabacco è equivalente al tasso di mortalità che accadrebbe se un aereo passeggeri fosse di cadere ogni ora. Secondo le figure pubblicate dall'Istituto statistico federale tedesco, l'industria del tabacco ha generato un volume d'affari intorno all'EUR 20,5 miliardo nel 2016 con la vendita delle sigarette in Germania da solo.

Il fumo di tabacco contiene quasi 12.000 componenti differenti. Fra questi sono le sostanze narcotoxic quali nicotina, le tossine di sangue come cianuro ed il monossido di carbonio, per non menzionare i vari agenti cancerogeni. Fra questi sono i radicali liberi dell'ossigeno, anche conosciuti come le specie reattive dell'ossigeno. Più di quadrilione 10 (10)16 di queste molecole sono inalati con ogni soffio su una sigaretta. Al il gruppo basato a Mainz intestato dal professor Wolfgang Tremel ha scoperto come abbassare significativamente i livelli di questi radicali liberi dell'ossigeno e contrassegnato diminuire così la tossicità del fumo della sigaretta. Questo sviluppo potrebbe contribuire non solo a rendere il consumo ai dei prodotti basati a tabacco piuttosto meno pericoloso ma potrebbe anche essere estendere ad altre aree in cui i radicali reattivi dell'ossigeno sono un problema.

I ricercatori hanno catturato l'idea di fondo dietro il concetto dagli enzimi naturali. In presenza di una concentrazione migliorata di specie reattive dell'ossigeno come conseguenza di, per esempio, la disfunzione enzimatica, la radiazione UV o l'inalazione del fumo di tabacco, la divisione cellulare incontrollata ed il danno ossidativo delle cellule possono accadere. La natura regolamenta la concentrazione di radicali per mezzo di enzimi antiossidanti quale superossido dismutasi (ZOLLA), che svolge un ruolo centrale nella prevenzione dei trattamenti patologici, compreso la crescita del cancro e del tumore, le malattie infiammatorie ed il colpo. L'enzima naturale utilizza i metalli quali rame-zinco, nichel, ferro e manganese come centri reattivi che inducono i radicali dell'ossigeno a decomporrsi in modo che l'organismo sia protetto dal loro comportamento reattivo aggressivo.

Oggi è possibile produrre o isolare gli enzimi come ZOLLA, ma il trattamento è accompagnato dagli alti costi. Tuttavia, la loro stabilità difficile al contatto delle temperature elevate e dei gradi di pH non fisiologici complica gli argomenti. Con gli enzimi naturali in mente, i ricercatori nel campo del biomimetics stanno cercando i modi imitare le reazioni biologiche naturali con l'aiuto dei composti sintetici. Il chimico Karsten Korschelt ed il Dott. Carmen Metzger del chimico dell'alimento hanno studiato le nanoparticelle amminiche dell'idrossido del rame dell'acido-functionalized come analoghi sintetici potenziali di ZOLLA cuprifera. Hanno trovato che le particelle sono state associate con un'più alta tariffa di attività catalitica in termini di decomposizione dei radicali dell'ossigeno che l'enzima stesso. “Questa non è in linea di principio una tal sorpresa come tutti gli atomi di rame sulla superficie della particella possano avere un effetto catalitico, eppure l'enzima ha soltanto un centro attivo,„ ha detto il professor Wolfgang Tremel. Contrariamente agli enzimi naturali, le nanoparticelle di rame functionalized dell'idrossido sono molto stabili ed economiche produrre.

Dal laboratorio a vita di tutti i giorni

Sebbene le reazioni enzimatiche naturali possano essere imitate con l'aiuto delle nanoparticelle, ci sono finora soltanto alcune applicazioni basate per principio. Le nanoparticelle stesse sono utilizzate in cosmetici, per esempio e come sigillanti nani in vernici ed in tessuti. Siamo esposti così estesamente ai radicali liberi su base quotidiana che la loro presenza è trascurata frequentemente complessivamente. Ma nei vapori di scarico e nel fumo della sigaretta rappresentano una minaccia importante contro salubrità. Il gruppo dei chimici a Mainz sta collaborando così con il gruppo intestato dal professor Jürgen Brieger del centro medico di Mainz per determinare se è possibile integrare le nanoparticelle di rame functionalized dell'idrossido in filtri dalla sigaretta e diminuire così i livelli di radicali liberi in fumo, quindi fornire ai fumatori la maggior protezione contro il loro potenziale tossico.

Gli esami di citotossicità hanno provato che gli estratti del fumo della sigaretta nelle concentrazioni esaminate più non hanno un effetto tossico sulle cellule umane dopo il passaggio tramite i filtri dalla sigaretta che contengono le nanoparticelle, mentre c'era la tossicità aumentata nel caso dei comandi in cui i filtri non trattati sono stati impiegati. “Questo dimostra l'effetto positivo delle particelle una volta utilizzato nei filtri dalla sigaretta e nella loro stabilità durante il processo di concimazione,„ Karsten sottolineato Korschelt. I ricercatori a Mainz hanno potuti così dimostrare quello che imitano i meccanismi di difesa naturale con l'aiuto delle nanoparticelle è possibili e che una riduzione degli effetti tossici di vari tipi di fumi può essere raggiunta.