Investigadores dirigidos por el Prof. Huang Qing de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (CAS) han demostrado recientemente el importante papel del oxígeno singlete ( ¹ O₂ ), una especie de especies reactivas de oxígeno (ROS), en mecanismos antimicrobianos sinérgicos al estudiar el mecanismo fungicida del plasma atmosférico frío (CAP). Los resultados se publicaron en Science of the Total Environment .

CAP es altamente eficaz en la inactivación de microorganismos dañinos. Al producir una variedad de ROS, CAP puede inducir estrés oxidativo en microorganismos, lo que conduce a diferentes modos de muerte. Comprender el papel de las ERO en la eliminación de microorganismos dañinos es de gran importancia y puede brindar orientación para la eliminación eficiente de microorganismos en el medio ambiente.

En los últimos años, el grupo del Prof. Huang ha llevado a cabo una investigación sistemática sobre el mecanismo y la aplicación de la desinfección y esterilización microbiana con plasma no térmico. En este estudio, las funciones de las ROS generadas por el plasma en la destrucción de hongos, incluido el radical hidroxilo (·OH), ¹ O₂ , peróxido de hidrógeno (H₂ O₂ ) y anión superóxido (O₂ ^- ), fueron examinados, respectivamente.

En particular, se encontró y explicó el efecto sinérgico del oxígeno singulete con otras ROS generadas por plasma en la inactivación de hongos.

Basándose en el estudio anterior, los investigadores investigaron la generación de ROS (·OH, ¹ O₂ , H₂ O₂ , O₂ ^- ) por CAP, y exploró su relación con varias ROS intracelulares (·OH, ¹ O₂ , H₂ O₂ , O₂ ^- ) con el tiempo.

Según los investigadores, entre las ROS generadas por plasma, ·OH causa principalmente la inactivación fúngica al alterar la estructura de la membrana de la pared, mientras que ¹ O₂ tiene un efecto sinérgico con otras ROS para matar hongos. Generado por plasma ¹ O₂ puede inducir la despolarización del potencial de membrana mitocondrial (MMP), y el grado de despolarización de MMP determina el destino de los hongos.

Durante el tratamiento a corto plazo con plasma, el daño mitocondrial leve puede conducir al inicio de la apoptosis. Por el contrario, durante un tratamiento prolongado, la ·OH generada por plasma dañará gravemente las membranas celulares y elevará el nivel de ¹ O₂ causará una despolarización severa de MMP, lo que resultará en un aumento de O₂ intracelular ^- y Fe ²⁺ , así como necroptosis celular.

Otro hallazgo del equipo fue que ¹ O₂ podría conducir a la agregación de proteínas intracelulares y la producción de necrosoma RIP1/RIP3, lo que finalmente conduciría a la necroptosis.

Este estudio mejora la comprensión del mecanismo fungicida de CAP y proporciona orientación teórica para más aplicaciones de la tecnología de plasma. + Explora más

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