Ebben a cikkben a C60 fullerénről lesz szó. Bár sokféle fullerén molekula létezik, talán a C60 a legismertebb és tudományos szempontból mindenképpen a legjelentősebb.

Mik azok a fullerének?

A rövid válasz az, hogy a fullerének meghatározott, páros számú (60, 72, 84 stb.) szénatomból álló szénmolekulák. A szén vegyértékének köszönhetően sok allotrópot (ugyanazon elem szerkezetileg különböző formáit) képes létrehozni. A szén-allotrópok jól ismert formái például a gyémánt és a grafit. Ezen belül a fullerén elnevezés olyan szén-allotrópokra vonatkozik, amelyeknek molekulái egyszeres és kétszeres kötéssel összekapcsolt szénatomokból állnak, így zárt vagy részben zárt hálót alkotnak, 5, 6 vagy 7 atomból álló kondenzált gyűrűkkel. A molekulák lehetnek üreges gömbök, ellipszoidok, csövek vagy más alakúak.

A fullerének családja a leghíresebb tagjáról kapta a nevét, a C60-ról vagy más néven Buckminster-fullerénről, amely viszont Buckminster Fullerről, a híres amerikai tervezőmérnökről, építészről és feltalálóról kapta a nevét.

Mi az a C60?

A C60 egy dodekaéder (focilabdához hasonló) struktúrával rendelkező molekula, amely 60 szénatomból épül fel. Ez a különleges szerkezet nemcsak a nanotechnológia és az anyagtudomány területén nyitott új horizontokat, hanem a biológia és az orvostudomány világában is izgalmas lehetőségeket rejt magában. Ebben a cikkben felfedezzük a C60 fullerén történetét, csodálatos tulajdonságait és megemlítünk egy különösen figyelemre méltó tanulmányt, amelyben az egerek élettartamát közel 90%-kal sikerült megnövelni.

A Felfedezés Története

A C60 felfedezése 1985-ben történt, amikor Richard Smalley, Robert Curl és Harold Kroto tudósok egy olyan kísérlet során, amely a csillagközi porban lévő szén molekuláinak szerkezetét próbálta megérteni, rábukkantak erre a különleges molekulára. A fullerének felfedezése forradalmasította az anyagtudományt, amiért a három tudós 1996-ban megkapta a kémiai Nobel-díjat. A C60 molekula azért kapta nevét Buckminster Fuller építész után, mert ő olyan geodetikus dómokról híresült el, amelyek hasonlítanak a molekula szerkezetére.

Csodálatos Tulajdonságok

A C60 fullerén egyedülálló kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek közé tartozik a rendkívüli stabilitás, az elektronikus tulajdonságok, valamint a képesség, hogy semlegesíteni tud különböző vegyületeket. Ezek a tulajdonságok teszik a C60-at ideális anyaggá a nanotechnológiai alkalmazásokban, mint például elektronikai eszközökben, orvosi alkalmazásokban, sőt még az energia tárolásában is.

A Nagy Meglepetés: Az Élettartam Megnövekedése

A felfedezést követően sokáig nem foglalkoztak a C60 élettani hatásaival, sőt azt feltételezték, hogy fogyasztása valószínűleg toxikus lenne az élőlények számára, mivel alapvetően egy ipari felhasználású molekuláról volt szó. Amikor a kutatók először megkezdték a C60 toxikus hatásainak vizsgálatát egereken, azzal a céllal, hogy feltárják lehetséges káros hatásait, váratlanul és teljes mértékben meglepődtek, amikor az eredmények nem csak hogy cáfolták a toxikusságra vonatkozó előzetes feltételezéseket, de egy rendkívüli felfedezésre is rávilágítottak: a molekula képes volt jelentősen meghosszabbítani az egerek élettartamát.

Az legjelentősebb kutatás, amely a C60 fullerén kapcsán született, egy 2012-ben közzétett tanulmány (Baati et. al., 2012), amelyben a kutatóknak az egerek élettartamát közel 90%-kal sikerült megnövelniük az oliva olajban feloldott C60 rendszeres adagolásával. Mivel a C60 vízben nem oldódik, ezért oliva olajban, kókusz olajban vagy valamilyen más élelmiszer olajban kell feloldani annak érdekében, hogy be tudjuk juttatni a szervezetbe. Korábbi táplálkozás-egészségügyi ismereteinkből tudjuk, hogy az oliva olaj jó választás de nem kulcsfontosságú, hiszen a tanulmányban szerepelt az egereknek egy kontroll csoportja, amelyek C60 nélküli oliva olajat kaptak és a rajtuk jelentkező élettartam növekedés kb. 8% volt, amely bár nem teljesen elhanyagolható azért messze alulmaradt a 90%-tól. Ez a tanulmány rendkívül fontos, mivel rávilágít a C60 potenciális alkalmazásaira az emberi egészség javítása és az élettartam növelése terén.

A kutatások során megfigyelték, hogy a C60 fullerén antioxidáns hatású, amely védelmet nyújt a szabadgyökök károsító hatásai ellen, így jelentősen hozzájárulva az állatok egészségének és élettartamának javításához.

Szuper-antioxidáns Hatás

Egy másik tanulmány (Liao et. al., 2021) a fullerén C60 védőhatását vizsgálta a deoxinivalenol toxicitásából eredő bélsérüléssel szemben az antioxidáns kapacitás in vitro és in vivo javításával. Ez a kutatás bizonyítja a fullerén C60 antioxidáns képességeit, és kimutatta, hogy jelentősen elősegítette a sejtek életképességét, csökkentette az apoptózist (programozott sejthalált), csökkentette az intracelluláris (sejten belüli) reaktív oxigén gyök (ROS) szintet a deoxinivalenol-expozíció során, és javította az antioxidáns státuszt az egerekben. A tanulmány megjegyzi, hogy a C60 antioxidáns kapacitása 125-szöröse a C-vitaminénak, ami a reaktív oxigén gyök (ROS) és a fullerénmolekulák közötti közvetlen elektronátvitelen keresztül működő mechanizmusra utal, ami a reaktív oxigén gyök (ROS) semlegesítéséhez, bomlásához vezet.

A C60 nem csupán rendkívül erős antioxidáns hatásáról ismert, amely lehetővé teszi, hogy eredményesen semlegesítse a szabad gyököket, de molekuláris szerkezete révén különleges méregtelenítő képességekkel is rendelkezik. Ennek a különleges szerkezetnek köszönhetően a C60 képes „bekebelezni” és megkötni a szabad gyököket, valamint más káros méreganyagokat és nehézfémeket, amelyek a szervezetben találhatók. Miután ezeket a káros anyagokat megkötötte, a C60 segíti azok biztonságos kiürítését a szervezetből, csökkentve ezzel a toxikus terhelést és elősegítve a sejtek egészségének megőrzését.

Ez a méregtelenítő hatás nem csak azért kiemelkedő, mert a C60 hatékonyan semlegesíti a szabad gyököket, hanem mert ezáltal a sejtek és szövetek védelmet kapnak a káros anyagok okozta stresszel és károsodással szemben. Az ilyen típusú méregtelenítés különösen fontos lehet a modern környezetünkben, ahol nap mint nap sokféle káros anyaggal kerülünk kapcsolatba, beleértve a légszennyezést, az élelmiszerben, a kozmetikumokban, sőt még a gyógyászati termékekben is fellelhető toxikus összetevőket, vegyszereket, nehézfémeket. Ezen kívűl további jelentős faktor a minket körülvevő számos elektromos eszköz, mobiltelefon, okosóra, WiFi-router, amelyek mind magas frekvenciájú elektromágneses sugárzást bocsátanak ki és hozzájárulnak a szabadgyökök keletkezéséhez a szervezetünkben. Nem is beszélve az utóbbi években elterjedt elektromos autókról, amelyek motorja és akkumulátortöltői ugyan némileg más jellegű, nagy teljesítményű elektromágneses mezőt képeznek, azonban ez hasonlóan káros az emberi szervezetre.

Következtetés

A C60 fullerén felfedezése és az azt követő kutatások új dimenziókat nyitottak meg a tudomány számos ágában. A nanotechnológiától az orvostudományig, a C60 kínálta lehetőségek tárháza széleskörű és izgalmas. Az említett élettartam-növelő tanulmány csak a jéghegy csúcsa, amely bemutatja, hogyan lehet ezzel a nanoméretű anyaggal radikálisan javítani az emberek vagy akár állatok, háziállatok életminőségét és élettartamát.

A C60 körüli kutatások nem állnak meg az élettartam növelésénél. Számos más potenciális alkalmazás is vizsgálat alatt áll, beleértve a rák elleni küzdelmet, a vírusok és egyéb kórokozók elleni harcot, és még az öregedési folyamatok visszafordítását is. Ezek a kutatások még gyermekcipőben járnak, de a C60 már most is bizonyította, hogy rendkívül sokoldalú eszköz a tudósok kezében.

Végső soron a C60 felfedezése és kutatása izgalmas új területeket nyit meg a tudomány és a technológia számára. Ahogy folytatódnak a kutatások, úgy válik egyre világosabbá, hogy ez a különleges molekula milyen szerepet játszhat a jövő technológiáinak és terápiáinak fejlesztésében.