Populärvetenskaplig presentation

Man läser ibland om att vi behöver få i oss tillräckligt med ”antioxidanter” i vår kost för att skydda oss mot de farliga ”fria radikaler” som kan skada vår kropp. Radikaler är föreningar som innehåller atomer med oparade elektroner.

Den syrgas som vi andas in är kanske det enklaste exemplet på en förening som är en fri radikal (en diradikal). Den är dock en osedvanligt stabil molekyl och inte alls representativ för den typen av reaktiva radikaler som kan bildas i vår kropp och angripa och förstöra viktiga biomolekyler såsom DNA, proteiner och kolhydrater. Kroppen har även flera olika system av ”antioxidanter” som effektivt kan förstöra de reaktiva radikalerna. För det mesta råder det en slags balans mellan de reaktiva molekylerna - ”oxidanterna” - och de som skyddar oss - ”antioxidanterna”. När antioxidanter reagerar med reaktiva fria radikaler omvandlas de själva till fria radikaler. Dessa är dock mycket mindre reaktiva och kan inte ställa till med någon större skada (jämför med syrgasmolekylen). I allra bästa fall stöter dessa radikaler sedan ihop med, och förstör, ytterligare en av de reaktiva föreningarna. Antioxidanten är sedan helt förbrukad. Varje antioxidantmolekyl kan således maximalt förstöra två reaktiva radikaler. Med tanke på att kroppen behöver tillföras många av de antioxidanter den behöver med födan, är det inte särskilt förvånande att det har utvecklats system där den aktiva antioxidanten regenereras gång efter annan och därmed kan förstöra många fler än bara två reaktiva radikaler. Detta att den aktiva antioxidanten regenereras kontinuerligt med hjälp av någon mer lättillgänglig förening gör att den kan fungera ”katalytiskt”. Sålunda är vitamin E den katalysator som kroppen använder sig av för att förstöra peroxylradikaler. Den katalytiska processen är för övrigt den allra mest effektiva för kroppen när det gäller att förstöra såväl radikaler som andra reaktiva föreningar.

Produktionen av antioxidanter i världen är enorm och kan räknas i miljoner ton per år. Antioxidanter används i många olika sammanhang. De behöver sättas till livsmedel för att förhindra den långsamma nedbrytning som vi brukar benämna "härskning". Alla plastmaterial som tillverkas behöver stabiliseras med antioxidanter för att de inte skall åldras i förtid och spricka sönder. Smörjmedel och andra oljebaserade produkter skulle ha en betydligt kortare livslängd om de inte innehöll små mängder av antioxidanter. Det samma gäller för övrigt alla andra produkter som vi framställer och som innehåller organiska föreningar i någon form (kosmetika, tvål , läkemedel...). Den allra största delen av de ca 1 miljon ton antioxidanter som vi framställer och tillsätter olika typer av produkter idag kan inte regenereras och därmed inte fungera katalytiskt. För stabilisering av de ofantliga mängder av plastmaterial som produceras varje år kan det handla om tillsats av några tiondels vikts-% av antioxidant medan vissa typer av smörjoljor kräver en inblandning i storleksordningen 2-3 %. En stor del av antioxidanterna lakas förr eller senare ut ur materialen och hamnar i vår miljö där de kan orsaka en hel del skada. Det finns således stora ekonomiska och miljömässiga vinster att göra om man kunde regenerera antioxidanterna med någon billig ofarlig tillsatskemikalie och få dem att förstöra hundratals av de skadliga föreningarna istället för, som idag, bara en eller två. Då skulle man kunna reducera tillsatsen av den katalytiskt aktiva substansen högst väsentligt.

Vår forskning syftar till att utveckla nya, ”gröna”, ”uthålliga”, miljövänliga och regenererbara antioxidanter som kan katalysera nedbrytning av reaktiva syreföreningar såsom peroxylradikaler och hydroperoxider. Om man kunde skräddarsy dessa föreningar så att de fungerar i olika miljöer (plaster, oljor, den mänskliga kroppen) skulle man drastiskt kunna minska tillsatsen av antioxidanter till olika material och framställa mer effektiva läkemedel. Vi är syntetiska organiska kemister och vi är inblandade i allt ifrån design, framställning och testning av nya antioxidanter i enkla modellsystem som vi själva har utvecklat. De mest effektiva föreningarna skickar vi vidare till samverkanspartners inom olika områden. Vi samarbetar med biokemister och medicinare för att hitta nya läkemedel för behandling av inflamatoriska sjukdomar, stroke och reumatism och med polymerkemister och oljebolag för att söka ta fram bättre stabilisatorer för plastmaterial och oljeprodukter.