Fullerene C60, l'antiossidante e prolungatore di vita

Scoperti dallo scienziato inglese Harold Kroto, che studiando le stelle estinte con il metodo spettroscopico, notò una banda spettrale unica caratterizzata da dei composti del carbonio. Quasi contemporaneamente, insoliti composti chimici furono scoperti da scienziati guidati da Richard Smalley dell’Università di Houston. Insieme formarono una squadra che presto scoprì l’esistenza di sostanze poi chiamate Fullereni, con potenzialmente una serie di applicazioni ed effetti eccezionali.

Non si può negare che i Fullereni abbiano suscitato un vero e proprio clamore nel mondo scientifico, dimostrando che oltre alle due varietà di carbonio puro già conosciute, cioè il diamante e la grafite, ne è apparsa una terza e perfettamente pura, tra l'altro ben 100 volte più resistente del diamante stesso. Questa scoperta, che si può tranquillamente definire epocale, è stata fatta nel 1985 da tre scienziati cooperanti di diverse università, Bob Curl ed il già citato Richard Smalley della Rice University, più Harry Kroto dell’Università del Sussex.

La loro invenzione non è passata inosservata, attirando così tanto interesse e ammirazione che il team ha ricevuto il premio Nobel per il loro lavoro. La nuova molecola è stata chiamata “Buckminster fulleren” dal nome del designer e architetto americano Buckminster Fuller, che ha progettato coperture per grandi edifici a forma di cupole geodetiche, con una forma simile alla molecola del Fullerene.

Definendo il termine Fullerene in modo semplice, comprensibile per un profano, possiamo dire che si tratta di carbonio, simile nella struttura a quello che si trova comunemente, per esempio, nella fuliggine che esce da un camino. Sono solidi, con un caratteristico colore nero e lucentezza metallica, con proprietà chimiche simili a quelle degli idrocarburi aromatici. Sono molto difficili da sciogliere, solo in alcuni solventi aromatici, formando con loro una cosiddetta soluzione colorata, nel caso del Fullerene C60 con una tinta viola. I Fullereni sono ottenuti mediante bombardamento laser di un disco di grafite pura che ruota in un flusso di elio. Sfortunatamente, questo metodo non solo era estremamente costoso e tecnologicamente complicato, ma anche inefficiente, motivo per cui il Fullerene C60 è attualmente ottenuto utilizzando il cosiddetto metodo della fiamma. Questo metodo è molto più semplice e prevede la combustione di Toluene, sostanza chimica del gruppo degli idrocarburi aromatici, con la conseguente formazione di una grande quantità di fuliggine contenente molte molecole di Fullerene che vengono poi estratte utilizzando nuovamente il Toluene.

Queste varietà di carbonio allotropo sono costituite da un numero pari di atomi di carbonio, da 28 a 1500, che formano una struttura a gabbia, vuota all’interno. La più semplice molecola di Fullerene consiste in 60 atomi di carbonio dalla forma di un pallone da calcio (infatti inizialmente il nome della molecola era soccerene, da soccer=gioco del calcio). Essa si può trovare anche in meteoriti, spazi interstellari, nebulose rimaste da stelle estinte, e sulla terra nei luoghi in cui si è abbattuto un fulmine, vicino ai crateri dei vulcani, in piccole quantità in alcune rocce e come detto nella fuliggine.

La scoperta dei Fullereni quindi è stata una vera e propria rivoluzione nel campo delle nanotecnologie ed è una delle scoperte più sensazionali del XX secolo. Non c’è niente di più prezioso della nostra salute, che purtroppo comincia a deteriorarsi lentamente con l’età, e le malattie che ci colpiscono a volte si rivelano molto difficili da curare. Per secoli, prima gli alchimisti e gli scienziati poi, hanno cercato un modo per prolungare la vita e trascorrerla in salute e piena di vitalità. Di tanto in tanto, i media annunciano una nuova cura miracolosa, che di solito si rivela meno efficace di quanto ipotizzato in precedenza. Il progresso, tuttavia, non si ferma, dopo tutto stiamo assistendo al continuo e rapido sviluppo di nuove tecnologie e altre aree della scienza, compresa la chimica. Uno dei risultati della ricerca attiva sono i Fullereni che includono naturalmente anche il C60.

Proprietà ed applicazioni in medicina

All’interno dei Fullereni è possibile, per esempio, racchiudere atomi di molti altri elementi, e finora questo è stato fatto con quasi tutti gli elementi a noi noti ed interi piccoli composti chimici. Anche le loro proprietà superconduttrici sono state confermate, quindi possono essere usate come superconduttori, cioè in condizioni appropriate possono condurre elettricità senza alcuna resistenza. Se li combiniamo con molecole di alcuni polimeri, cioè sostanze chimiche ad alto peso molecolare, possiamo ottenere un lubrificante quasi ideale, tuttavia, la più promettente ed interessante sembra essere la loro applicazione in medicina.

Le proprietà chimiche dei Fullereni sono simili a quelle degli idrocarburi aromatici, ma il loro grande vantaggio soprattutto nel contesto dell’uso medico è il fatto che sono potentissimi antiossidanti. Non c’è da stupirsi se questo potenziale suscita grande interesse e la presunta capacità di assorbire e disattivare i radicali liberi è diventata oggetto di numerosi studi clinici ed esperimenti.                                                                                                    Questi hanno dimostrato eccezionali proprietà antiossidanti e la loro utilità come portatori di farmaci. Sta diventando sempre più audace sviluppare un sistema di somministrazione dei farmaci in cui una sostanza terapeutica o diagnostica viene inserita all’interno del C60 per circolare liberamente in tutto il corpo.

Gli studi sui ratti hanno confermato al di là di ogni dubbio che la sopravvivenza degli animali trattati con il Fullerene è quasi doppio rispetto quella del gruppo di controllo con del placebo. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che il C60 rallenta la morte cellulare ed è estremamente efficace nel ridurre lo stress ossidativo, una delle principali cause dell’invecchiamento. L’efficacia di C60 nella rimozione dei radicali liberi deriva dal fatto che la molecola ha una struttura grande e stabile, formata da doppi legami di atomi di carbonio grazie ai quali è facile legarsi con altri atomi, compresi gli atomi di ossigeno libero, cioè i radicali liberi.                                                                                                                                                                                                            Si stima che fino a 34 radicali possono unirsi ad una singola molecola di Fullerene. Così, il C60, mentre viaggia attraverso il corpo, assorbe una grande quantità di atomi di radicali liberi, ripristinando il naturale equilibrio tra questi e gli antiossidanti.

Cosa sono i radicali liberi

L’ossigeno e i nutrienti, che sono una fonte di energia, sono essenziali per la vita dell’organismo. I processi di respirazione e metabolismo sono accompagnati dalla formazione di particelle molto attive come i radicali dell’ossigeno.

Si chiamano radicali liberi perché sono atomi di ossigeno privi di un elettrone ed intercettano l’elettrone mancante da altri atomi, come proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici. Questo a sua volta può portare alla distruzione delle strutture proteiche, al danneggiamento delle membrane cellulari, e persino al DNA. Sono proprio causa dell’azione dei radicali liberi la comparsa di patologie come l’aterosclerosi, l’alto livello di colesterolo, l’ipertensione, il diabete, il cancro e altre malattie.                                                                                                                                                                                                                             Lo stress ossidativo è uno dei principali fattori di invecchiamento e gioca un ruolo di primo piano nello sviluppo di malattie come le malattie cardiovascolari, disturbi neurologici, cambiamenti degenerativi, infiammazioni, asma, problemi digestivi, artrite reumatoide e persino cataratta. Inoltre, molti medici ritengono che lo stress ossidativo sia la causa della sclerosi multipla e del morbo di Parkinson.

Come per minimizzare l’impatto negativo dei radicali liberi?

Dobbiamo essere consapevoli che la stessa presenza di atomi di ossigeno reattivi è ovvia e neutra per la salute, a meno che non compaiano in quantità eccessiva. Nel frattempo, condurre uno stile di vita inappropriato, contribuisce alla loro formazione in eccesso, mentre allo stesso tempo non generiamo abbastanza antiossidanti. In questo modo, promuoviamo il disturbo dell’equilibrio naturale e l’insorgenza di stress ossidativo.

Le cause principali dell’eccesso di radicali liberi sono:

- Fumare. Le sostanze contenute nella nicotina e nel fumo di sigaretta contengono molti radicali liberi e riducono significativamente il livello di antiossidanti nel sangue.

- L'Aria inquinata è analoga come danno alla combustione delle sigarette.

- Continui stati di stress possono contribuire allo sviluppo di molte malattie pericolose.

- Consumo eccessivo di alcol.

- Esposizione prolungata al sole, cioè ai raggi UV.

- Dieta anomala, ricca di prodotti trasformati, priva di antiossidanti naturali.

- L'allenamento troppo faticoso causa una significativa accelerazione del metabolismo e, di conseguenza, un aumento della produzione di radicali liberi.

La risposta a questi rischi è fornire all’organismo una quantità adeguata di antiossidanti, sia attraverso uno stile di vita sano, sia attraverso l’integrazione di sostanze appropriate. Un ruolo molto importante è svolto da una corretta alimentazione, ricca di Vitamine C, E, Beta-Carotene o Licopene, uno dei più forti, accanto alla Vitamina C.

Il menu dovrebbe quindi basarsi su frutta e verdura fresca, carote, prezzemolo verde, cavoletti di Bruxelles, pomodori, ribes nero, spinaci, broccoli, more, angurie, cereali integrali, pesce, latte e prodotti lattiero-caseari, germogli, semi e noci. Anche il tè, il vino rosso (in piccole quantità) e il cacao saranno d’aiuto. Altrettanto importante è un’attività fisica moderata ma sistematica, l’assenza di stimolanti, la capacità di sciogliere le tensioni e il frequente riposo.

Le proprietà del Fullerene C60

È noto che la Vitamina C si un potente antiossidante. Molte persone saranno sorprese nell’apprendere che il Fulleren C60 ha proprietà antiossidanti molto molto maggiori rispetto a qualsiasi altro antiossidante conosciuto.

Non solo gli esperimenti sugli animali, ma anche l’assorbimento di C60 da parte dei volontari hanno dato risultati promettenti. Hanno trovato miglioramenti significativi nella salute e nel benessere, una rigenerazione muscolare più veloce dopo l’esercizio fisico e anche un aspetto più giovane. Le più interessanti sono le possibilità del Fullerene in termini di inibizione del processo di invecchiamento. E anche se gli scienziati continuano ad analizzare questa molecola di carbonio in termini di potenziale pro-health, la sua scoperta e il suo potenziale è un passo avanti per la medicina e, di conseguenza, per la nostra salute e vita più lunga. Tuttavia, si può già confermare con certezza che il Fullerene blocca lo sviluppo di virus e combatte l’infiammazione ed ha anche un effetto distruttivo sulle cellule cancerogene danneggiando i loro aminoacidi. Favorisce anche il trattamento delle lesioni ortopediche e, secondo alcuni medici, migliora le malattie infiammatorie croniche come la malattia Crohn, la sclerosi multipla e la sindrome dell’intestino irritabile e fuoriuscente.                                                                                                                                                                                                                            La sua struttura interna, che garantisce una stabilità eccezionalmente alta gli permette di attaccare un numero record di atomi di radicali liberi, ben 34 pericolosi radicali metilici. Non ha nessun impatto negativo sul corpo umano, questo tipo di carbonio è sicuro al cento per cento, non causando effetti collaterali negativi, cosa che non si può dire di altri farmaci anticancro comunemente usati.                                                                                          L’azione del Fullerene C60 può essere tranquillamente descritta come completa, cosa che certamente non può essere rivendicata da nessun altro antiossidante, compresa la già citata Vitamina C.                                                                                                                                                                                      Inoltre, grazie alla sua lipofilia, la capacità di passare attraverso le membrane lipidiche e quindi di entrare nella cellula e alterarne le funzioni, gli permette non solo di combattere efficacemente virus popolari come l’influenza ma è già stato utilizzato in studi preliminari come veicolo per consegnare farmaci o geni. Tra le numerose sperimentazioni, la struttura cava di C60 è stata utilizzata anche come gabbia per l’HIV, la causa dell'AIDS, rendendo il virus incapace di replicarsi impedendo così una malattia che molto spesso termina con la morte del paziente.                                                                                                  Questo carbonio ha suscitato interesse non solo tra i virologi, ma anche tra i medici di altre specialità, compresi gli ortopedici che vogliono usarlo per trattare l’osteoartrite, l’infiammazione esistente e la possibile rottura del tessuto articolare o osseo. Tuttavia, il campo più importante in cui il Fullerene C60 trova certamente la sua applicazione è l’oncologia. Anche se il trattamento del cancro con i metodi tradizionali è molto efficace, soprattutto se i primi sintomi vengono trattati abbastanza presto, gli effetti collaterali della chemioterapia o delle radiazioni causano altre complicazioni di salute piuttosto note e pesanti. Ci sono anche seri problemi con la consegna di agenti che eliminano attivamente le cellule tumorali direttamente alla fonte della malattia. Fullerene C60 si lega a molecole di tale specificità, permettendo il loro rilascio prolungato e quindi una maggiore efficacia del trattamento. Neutralizzare e rimuovere in modo rapido e preciso i radicali liberi dal corpo è vantaggioso per la nostra salute, ma altrettanto promettente è la ricerca che dimostra che il C60 può essere considerato un estensore di vita naturale, prevenendo la maggior parte dei processi d’invecchiamento del corpo. Gli esperimenti condotti sui ratti hanno dimostrato in modo definitivo che la durata della vita di quelli che assumevano regolarmente i Fullereni si estendeva di quasi del 90%.Attualmente si sta studiando anche l’effetto del Fullerene C60 sul prolungamento della vita umana, e il dottor Phil Meyers, uno specialista di medicina funzionale che lavora in Ohio lo sta testando su se stesso. Ha cominciato a sentire gli effetti positivi dopo poco tempo, tra cui un miglioramento della forma fisica generale e un recupero più veloce dei muscoli dopo uno sforzo pesante. In uno studio, la somministrazione di C60 ha ridotto l’affaticamento muscolare in maniera paragonabile all’integrazione di N-Acetilcisteina e di Beta alanina. In un altro studio sulla pelle umana, il Fullerene C60 incorporato in liposomi costituiti da lecitina e steroli di soia, ha ridotto i danni alla pelle indotti dai raggi UVA.  Sfortunatamente tali risultati non hanno ancora suscitato molto interesse, e i preparati contenenti questa forma di carbonio sono disponibili in quantità limitate e nella maggior parte dei paesi sono ancora considerati un integratore alimentare piuttosto che una medicina a pieno titolo. Purtroppo, è così che succede con le novità, ma si può solo sperare che con il tempo questo cambierà e presto sarà universalmente un abitudine acquistare il Fullerene C60 in ogni farmacia per godere di piena salute, protetti dalle malattie causate dai radicali liberi ed allungando sensibilmente l'aspettativa di vita.