ሜቲሊን ብሉ እና ሆርሜሲስ፦ የመጠን–ምላሽ ኩርባዎች አቅጣጫ ለምን ሊቀይሩ ይችላሉ

አንድ አይጥ አንድን ነገር ለይቶ ማወቅን ከተማረ በኋላ በኪሎግራም 4 ሚሊግራም ሜቲሊን ብሉ ይሰጠዋል፤ በማግስቱም ያስታውሳል። ሌላ አይጥ 50 ይሰጠዋል፣ የመሮጫ ጎማውንም ለማዞር እንኳን ይቸገራል። ሞለኪውሉ አንድ ነው። የተፅዕኖው አቅጣጫ ግን አንድ አይደለም። ስለ ሜቲሊን ብሉ ከጥቂት በላይ የጥናት ጽሑፎችን ያነበበ ሰው ይህን መገልበጥ አጋጥሞታል፤ ስምም አለው፦ ሆርሜሲስ። ይህ ዝቅተኛ እና ከፍተኛ ተጋላጭነቶች ተመሳሳይ የሚለካ ውጤትን በተቃራኒ አቅጣጫዎች የሚገፉበት ባለሁለት ደረጃ ምላሽ ነው።

ይህ ስም ጠቃሚ የሚሆነው ምን እንደሚያመለክት እና ምን እንደማያረጋግጥ ሲታወቅ ብቻ ነው። ይህ ጽሑፍ እያንዳንዳቸው የራሳቸው የሚለካ ውጤት፣ የክምችት ክልል እና የሙከራ አወቃቀር ያላቸውን አራት የታተሙ የሜቲሊን ብሉ የመረጃ ስብስቦች ይመለከታል፤ የቀለም ንጥረ ነገሩ ኬሚስትሪም እንዲህ ያሉ መገልበጦችን ለምን አሳማኝ እንደሚያደርጋቸው ያሳያል። በመጨረሻም መረጃዎቹ አጥብቀው በሚጠይቁት ማስጠንቀቂያ ይደመድማል፦ በአንድ ሙከራ ከፍተኛ ነጥቡን የሚደርስ ኩርባ የዚያ ሙከራ መግለጫ እንጂ፣ ለግለሰብ የሚወሰድ መጠን የመምረጫ ዘዴ አይደለም።

ንድፉ ስም አለው፣ ስሙም ከሚመስለው ይልቅ ጠባብ ትርጉም አለው

ሆርሜሲስ የሚለውን ቃል በ1943 ሳውታም እና ኤርሊክ ፈጠሩት፤ ካላብሬሴ እና ባልድዊን ደግሞ ዘመናዊ መጠናዊ ትርጓሜውን ሰጡት፦ ሆሚዮስታሲስ ከተረበሸ በኋላ በቀጥታ ወይም በማካካሻ ሂደት የሚፈጠር፣ የመላመድ ባለሁለት ደረጃ ምላሽ። በዚህ ትርጓሜ ውስጥ የሌለውን ልብ ይበሉ። ጠቃሚ የሚለው ቃል አልተጠቀሰም። ሆርሜሲስ ኩርባው አቅጣጫ እንደሚቀይር ይናገራል፤ ከዚያ በላይ አይደለም።

የሚታየው ቅርጽ በቋሚው ዘንግ ላይ በሚቀመጠው የሚለካ ውጤት ይወሰናል። የሚለካው ውጤት እንደ ኢንዛይም እንቅስቃሴ፣ ኦክስጅን አጠቃቀም ወይም የትውስታ ውጤት ያለ አዎንታዊ ተግባር ሲሆን፣ በዝቅተኛ መጠን የሚከሰት ማነቃቃትን በከፍተኛ መጠን መገታት ሲከተለው፣ የተገለበጠ U ይሳላል። የሚለካው ውጤት እንደ በሽታ መከሰት ያለ ጎጂ ነገር ሲሆን፣ በዝቅተኛ መጠን መገታትን በከፍተኛ መጠን መጨመር ሲከተለው፣ J ወይም U ይሳላል። ግንኙነቱ አንድ ነው፣ የቋሚው ዘንግ መለኪያ ግን ይለያል። አብዛኛው የሜቲሊን ብሉ ምርምር አዎንታዊ ተግባራትን ይለካል፤ ስለዚህ ይህ ጽሑፍ የተገለበጡ U ኩርባዎችን ይጠቀማል፣ የፊደሉ ምርጫ ግን የግራፍ አቀራረብ ምርጫ መሆኑን በመገንዘብ።

የሜቲሊን ብሉ ሆርሜቲክ ምላሾችን ያሰባሰበው የ2008 ክለሳ የምላሹን ስፋት በቁጥር ያሳያል። በባህሪ፣ በፊዚዮሎጂ እና በባዮኬሚስትሪ መለኪያዎች፣ በማነቃቂያው ክልል ያሉ ምላሾች በግምት ከመቆጣጠሪያው 130 እስከ 160 በመቶ ይደርሳሉ፣ አማካያቸውም ወደ 140 ይጠጋል። ከዚያ መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ፣ ወደ መቆጣጠሪያው ደረጃ ተመልሰው ይወርዳሉ፣ ከዚያም ከእሱ በታች ይሆናሉ። ይህ ክልል የብዙ ሙከራዎች ማጠቃለያ እንጂ የሞለኪውሉ ቋሚ ባህሪ አይደለም። ከታች ያለው እያንዳንዱ ኩርባ በራሱ መለኪያዎች የራሱ ከፍተኛ ነጥብ አለው።

በተለይ ይህ ሞለኪውል ለምን አቅጣጫ ሊቀይር ይችላል

ሜቲሊን ብሉ ቀላል ኤሌክትሮን ለጋሽ አይደለም። ወደ ቀድሞ ሁኔታው ሊመለስ የሚችል አጓጓዥ ነው። ኦክሲዳይዝድ የሆነው ሰማያዊ ቅርጽ ኤሌክትሮኖችን ተቀብሎ፣ ቀለም የሌለው ሪዱስድ ቅርጽ ይሆናል፤ ሪዱስድ ቅርጹም እነዚያን ኤሌክትሮኖች በሂደቱ ቀጣይ ክፍሎች ላይ ሊያስተላልፍ ይችላል። ከእነዚህ ኩርባዎች በስተጀርባ ያለው የኤሌክትሮን ቅብብል፣ ሜቲሊን ብሉ ኤሌክትሮኖችን እንዴት እንደሚያንቀሳቅስ በሚያብራራው ጽሑፍ ተገልጿል፤ እዚህም ዋናው ጉዳይ ይህ የማጓጓዝ ሂደት ነው።

በዝቅተኛ ክምችት፣ ይህ ዑደት ለሕዋስ መተንፈስ አማራጭ መንገድ ይሰጣል። ሪዱስድ የሆነው የቀለም ንጥረ ነገር፣ በኤሌክትሮን ማጓጓዣ ሰንሰለት የመጨረሻ ኢንዛይም በሆነው ሳይቶክሮም ኦክሲዴዝ ላይ ኦክሲዳይዝድ ሊሆን ይችላል፤ ይህም የኢንዛይሙን የሥራ ፍጥነት፣ የኦክስጅን አጠቃቀምን እና የሕዋስ መተንፈስ አቅምን ይጨምራል። በከፍተኛ ክምችት ግን፣ ይኸው ኤሌክትሮኖችን አጥብቆ የሚቀበል ኬሚስትሪ መደበኛውን ሰንሰለት ከመርዳት ይልቅ መወዳደር ይጀምራል፦ ኤሌክትሮኖችን ከተለመደው መንገዳቸው ያዞራል፣ ኦክስጅንን በቀጥታ ይጠቀማል፣ ጠቃሚ ኃይል ከማምረት ይልቅም ምላሽ ሰጪ የኦክስጅን ዝርያዎችን ያመነጫል። አነስተኛ የካታሊሲስ አጓጓዥ ሲሆን ፍሰቱ ይጨምራል፤ ከመጠን ያለፈ ተወዳዳሪ ኤሌክትሮን ተቀባይ ሲሆን ይቀንሳል። ኬሚስትሪው አቅጣጫ መቀየርን አሳማኝ ያደርጋል፣ ሆኖም ማንኛውም የተወሰነ የሚለካ ውጤት ከፍተኛ ነጥቡን የት እንደሚደርስ አያረጋግጥም።

የተፅዕኖው በክምችት ላይ መመርኮዝ ገለልተኛ ማስረጃ ፈጽሞ ሚቶኮንድሪያ ከሌላቸው ሕዋሳትም ይገኛል። በ1976 የቀይ የደም ሕዋሳት ሙከራዎች፣ 1 ማይክሮሞላር የሆነ ዝቅተኛ ክምችት፣ በኦክሲሄሞግሎቢን ላይ በእጅጉ በሚመረኮዝ መንገድ የሄክሶዝ ሞኖፎስፌት አማራጭ መንገድን አነቃቃ። ከዚህ አንድ መቶ እጥፍ ከፍ ያለው 0.1 ሚሊሞላር ክምችት ግን፣ ኦክሲሄሞግሎቢን መኖሩ ወይም አለመኖሩ የሚያመጣው ልዩነት እጅግ አነስተኛ ነበር፤ በተጠቀሙባቸውም ሶስቱም የምርመራ ዘዴዎች ሃይድሮጅን ፔሮክሳይድ እንደሚያመነጭ ታይቷል። አንድ የቀለም ንጥረ ነገር፣ በክምችት የተለዩ ሁለት ስልቶች። ቀይ የደም ሕዋሳት የሕዋስ መተንፈስ ማከናወን አይችሉም፣ ስለዚህ ይህ የሚቶኮንድሪያ ኩርባ አይደለም። ነገር ግን ክምችት እየጨመረ ሲሄድ የቀለም ንጥረ ነገሩ የኦክሲዴሽን–ሪዳክሽን ኬሚስትሪ ባህሪውን እንደሚቀይር ያሳያል፤ የሚቶኮንድሪያው ማብራሪያም የሚፈልገው ይህንኑ ነው።

አራት ኩርባዎች፣ አራት የሙከራ አወቃቀሮች

ከታች ያለው ሥዕል አራቱን የመረጃ ስብስቦች ጎን ለጎን እንደገና ይስላል። እያንዳንዱ ክፍል የራሱን ዘንጎች እና ሁኔታዎች ይጠብቃል፤ ምክንያቱም በአንድ መለኪያ ላይ ደራርቦ ማሳየት ይህ ጽሑፍ ሊናገረው የሚችለው የመጀመሪያ ውሸት ይሆናል። ሥዕሉ አጠቃላይ ንድፍ ነው፤ ትክክለኛ እሴቶች እና ሁኔታዎች በጽሑፉ ውስጥ አሉ።

ክፍል A፦ በአይጥ አንጎል ሆሞጄኔት ውስጥ ያለ ሳይቶክሮም ኦክሲዴዝ። እጅግ ግልጽ የሆነው የሚቶኮንድሪያ ኩርባ በሁለተኛ ምንጭ የቀረበ ነው፤ በክለሳው ውስጥ ከአይጥ አንጎል ሆሞጄኔት መረጃ ተስሏል፦ በ0.5 ማይክሮሞላር ከመቆጣጠሪያው እንቅስቃሴ ወደ 138 በመቶ፣ በ5 ማይክሮሞላር አካባቢ ወደ መቆጣጠሪያው ደረጃ፣ በ10 ማይክሮሞላር አካባቢ ደግሞ ከመነሻው ደረጃ በታች። በዚህ የመጨረሻ ክምችት፣ የቀለም ንጥረ ነገሩ ኤሌክትሮኖችን ከሰንሰለቱ መደበኛ ኮምፕሌክሶች እየወሰደ እንደሆነ ደራሲዎቹ ይገምታሉ። ሆሞጄኔት፣ ማይክሮሞላር፣ ስፔክትሮፎቶሜትሪክ ምርመራ። ይህ አረፍተ ነገር ሙሉውን አውድ ይይዛል፣ ኩርባውም ከዚህ አውድ ውጭ ትርጉም የለውም።

ክፍል B፦ የአይጥ ትውስታ እና የጎማ ሩጫ። በአይጥ ትውስታ ጥናት፣ ከስልጠና በኋላ አንድ ጊዜ መርፌ ከተሰጠ 24 ሰዓታት በኋላ ምርመራ ተደርጓል። ከ1 እስከ 10 ሚሊግራም በኪሎግራም የነበሩ መጠኖች፣ በመንቀሳቀስ እና በመመገብ ረገድ ከጨው መፍትሔ ቡድን ሊለይ የሚችል ልዩነት አላመጡም። ከ50 እስከ 100 ሚሊግራም በኪሎግራም ግን የጎማ ሩጫን በእጅጉ ቀንሰዋል፣ የዙር ብዛት መካከለኛ እሴት 35 ከ279 ጋር ሲነጻጸር፤ ከፍተኛው መጠንም የፀጉር መቆም፣ ያልተቀናጀ እንቅስቃሴ እና አንድ ሞት አስከትሏል። በኪሎግራም 4 ሚሊግራም የሆነው መጠን መልመድን እና ነገርን ለይቶ ማወቅን አሻሽሏል፦ ንጥረ ነገሩ የተሰጣቸው አይጦች አዲሱን ነገር በመመልከት ወደ 10 ሰከንዶች የሚጠጋ ተጨማሪ ጊዜ አሳልፈዋል። የአንጎል ኦክስጅን ፍጆታ፣ ሪዱስድ ለሆነው የቀለም ንጥረ ነገር በዝቅተኛ ማይክሮሞላር ክምችት በተጋለጠ ሆሞጄኔት ውስጥም፣ በሕያው እንስሳ ውስጥ በኪሎግራም 1 ሚሊግራም ከተሰጠ 24 ሰዓታት በኋላ በተወሰዱ አንጎሎችም ጨምሯል። ልዩነቱን ልብ ይበሉ፦ ለባህሪ ምርመራ ከስልጠና በኋላ በመላ ሰውነት የሚሰራጩ መጠኖች ተጠቅመዋል፤ ለኦክስጅን አጠቃቀም ምርመራ ደግሞ የሆሞጄኔት ክምችቶችን እና በሕያው እንስሳ ውስጥ የተሰጠ አንድ መጠን ተጠቅመዋል። እነዚህ ሁለት ሙከራዎች እንጂ አንድ ኩርባ አይደሉም።

ክፍል C፦ የዚብራፊሽ T-ማዝ። የዚብራፊሽ ጥናት፣ የሰለጠኑ ዓሦችን ከስልጠና በኋላ ለ12 ሰዓታታት በ0.1፣ 0.5፣ 5.0 ወይም 10.0 ማይክሮሞላር ስማዊ ክምችት ባላቸው መፍትሔዎች ውስጥ አዘፈቀ፤ መቆጣጠሪያውም ሰማያዊ የምግብ ቀለም ነበር። የ0.5 ማይክሮሞላር ቡድን ከሁሉ የተሻለ አፈጻጸም አሳየ፣ የ5.0 ቡድን ከመቆጣጠሪያው ጋር ተመሳሳይ ነበር፣ የ10.0 ቡድን ደግሞ ከዝቅተኛ መጠን ቡድኖች ያነሰ አፈጻጸም አሳየ። ይህ ክፍል ሁለት ጥንቃቄዎችን ይጠይቃል። በመፍትሔ ውስጥ ያለ ማይክሮሞላር ክምችት፣ በደም ወይም በአንጎል ውስጥ ካለ ማይክሮሞላር ክምችት ጋር አንድ አይደለም፤ በገንዳው ውሃ እና በሕብረ ሕዋሱ መካከል የስርጭት እና የመከማቸት ሂደቶች አሉ። በተጨማሪም፣ ስታቲስቲካዊ ማስረጃው ቅርጹ ከሚያስመስለው ደካማ ነው፦ ከፍተኛው መጠን ከዝቅተኛ መጠን ቡድኖች ተለይቷል፣ ሌሎች ስታቲስቲካዊ ጉልህ የቡድን ልዩነቶች ግን አልተዘገቡም። ኩርባው እውነተኛ ነው፣ ግን በጥቃቅን ዝርዝር የተወሰነ አይደለም።

ክፍል D፦ የቀይ የደም ሕዋሳት አማራጭ መንገድ። ሜትዝ እና ባልደረቦቹ፣ በሰው ቀይ የደም ሕዋሳት ውስጥ 1 ማይክሮሞላርን ከ0.1 ሚሊሞላር ጋር አነጻጽረዋል። ይህን ያደረጉት በአየር፣ በካርቦን ሞኖክሳይድ እና በፊዚዮሎጂያዊ የኦክስጅን ግፊት ሄሞግሎቢንን ከሞላ ጎደል ሙሉ በሙሉ ካርቦክሲሄሞግሎቢን በሚያደርግ ድብልቅ ውስጥ ነበር። ኦክሲሄሞግሎቢን በሌለበት፣ በዝቅተኛ መጠን የነበረው ማነቃቃት በእጅጉ ቀነሰ፤ በከፍተኛ መጠን የነበረው ማነቃቃት ግን ብዙም አልተለወጠም። ፔሮክሳይድ የታየው በከፍተኛው መጠን ብቻ ነበር። ይህ ክፍል ከሌሎቹ ጎን መቀመጥ ያለበት እንደ ኬሚስትሪ ማስረጃ እንጂ፣ በአንድ ሁሉን አካታች ኩርባ ላይ እንደ አራተኛ ነጥብ አይደለም፦ ሚቶኮንድሪያ የለም፣ የክምችት ልዩነቱ አንድ መቶ እጥፍ ነው፣ የጋዝ ድብልቆችም ሆን ተብሎ ተቀይረዋል።

ከፍተኛ ነጥቦቹ ለምን አይጣጣሙም፣ መጣጣምም ለምን የለባቸውም

አራቱ ከፍተኛ ነጥቦች በሆሞጄኔት ውስጥ 0.5 ማይክሮሞላር፣ ከስልጠና በኋላ በመርፌ የተሰጠ በኪሎግራም 4 ሚሊግራም፣ በገንዳ ውሃ ውስጥ 0.5 ማይክሮሞላር፣ እና በቀይ የደም ሕዋሳት ውስጥ በአንድ መቶ እጥፍ የተለዩ ዝቅተኛና ከፍተኛ መጠኖች ጥንድ ላይ ይገኛሉ። ከእነዚህ ማንኛውንም ሁለት እንደ ተመሳሳይ ቁጥር መቁጠር የምድብ ስህተት ነው። እያንዳንዱ የሚለካ ውጤት የራሱ ኩርባ አለው፦ ለትውስታ ምርጥ የሆነው መጠን፣ ለኦክሲዴዝ እንቅስቃሴ፣ ለኦክስጅን ፍጆታ፣ ለመንቀሳቀስ ወይም ለፔሮክሳይድ ምርት ከሚሆነው ምርጥ መጠን ጋር መጣጣም አያስፈልገውም። እያንዳንዱ የክምችት መለኪያ የተለየ ነገር ያመለክታል፦ በሆሞጄኔት ያለ ማይክሮሞላር፣ በመፍትሔ ያለ ስማዊ ማይክሮሞላር፣ በመላ ሰውነት የሚሰራጭ በኪሎግራም ሚሊግራም፣ እና በፕላዝማ፣ በአንጎል እና በሚቶኮንድሪያ ያሉ ክምችቶች የተለያዩ መጠኖች ናቸው። ሜቲሊን ብሉ በሚቶኮንድሪያ እና በአንጎል የመከማቸት ዝንባሌ ስላለውም፣ እነዚህ መጠኖች የተለዩ ይቆያሉ። እያንዳንዱ የሙከራ ሞዴል የራሱን ፋርማኮኪኔቲክስ ያክላል፦ ዝርያ፣ የመስጫ መንገድ እና ጊዜ የትኛው ሕብረ ሕዋስ ምን ያህል የቀለም ንጥረ ነገር ለምን ያህል ጊዜ እንደሚያገኝ ይወስናሉ።

የመጠን እና የመስጫ መንገድ በሜቲሊን ብሉ ደህንነት ላይ ያላቸው ሚናም እዚህ ጠቃሚ ይሆናል። ምክንያቱም በእነዚህ ጽሑፎች የታዩት የከፍተኛ መጠን ተፅዕኖዎች፣ የእንቅስቃሴ መገታት፣ ያልተቀናጀ እንቅስቃሴ፣ የአንድ አይጥ ሞት እና የፔሮክሳይድ መፈጠር፣ በራሳቸው የሙከራ ሁኔታዎች የመርዛማነት ምልክቶች እንጂ ለሌላ ማንም የደህንነት ገደቦች አይደሉም። በአይጥ በኪሎግራም 4 ሚሊግራም የሆነ መጠንን ወደ ሰው የአወሳሰድ ሥርዓት ለመቀየር የሚፈተን ሰውም፣ የእንስሳት ግኝቶች ከሰው ማስረጃ ጋር እንዴት እንደሚዛመዱ በቅድሚያ ማንበብ አለበት፦ በዝርያዎች መካከል ቀላል የሚሊግራም–በኪሎግራም ልወጣ ማድረግ በቂ አይደለም።

መወገድ ያለበት ስህተት

የተገለበጠው U ያማልላል፣ ምክንያቱም ምርጥ ነጥብ የተለየበት የመጠን ማስተካከያ መቆጣጠሪያ ይመስላል። ግን እንዲህ አይደለም። ሆርሜሲስ በአንድ የሙከራ አወቃቀር ውስጥ በአንድ የሚለካ ውጤት ላይ ምን እንደተከሰተ ይገልጻል። እንዲህ ያሉ አራት መግለጫዎችን ሲያሰባስቡ፣ በአራት የመለኪያ ሥርዓቶች ያሉ አራት ከፍተኛ ነጥቦች ይገኛሉ፤ ይህም የመጠን ማስተካከያ መቆጣጠሪያ ተቃራኒ ነው። እነዚህን ኩርባዎች በቅንነት መጠቀም ማለት ለንጽጽር እና ለጥንቃቄ መጠቀም ነው፦ ተፅዕኖዎች ከክምችት ጋር አቅጣጫ እንደሚቀይሩ ይጠብቁ፣ እያንዳንዱ የሚለካ ውጤት በራሱ ነጥብ ላይ እንደሚገለበጥ ይጠብቁ፣ እና የአንድን ሙከራ ከፍተኛ ነጥብ ተውሶ ለሌላ ዝርያ፣ የመስጫ መንገድ፣ ሕብረ ሕዋስ ወይም ዓላማ የሚሰጥ መጠንን ለማስተካከል የሚቀርብ ማንኛውንም አባባል በጥርጣሬ ይመልከቱ። በሙከራ ንድፎች እና በግለሰብ የአወሳሰድ ውሳኔዎች መካከል ያለው ልዩነት የዚህ ሙሉ ጽሑፍ ዋና ነጥብ ነው፤ እንዳያመልጥ እንደገና ተገልጿል።

የሚቀጥለውን የመጠን–ምላሽ ጥናት ጽሑፍ እንዴት ማንበብ እንደሚገባ

አራት ጥያቄዎች ከሚያጋጥሟችሁ የሜቲሊን ብሉ ኩርባዎች ሁሉ ማለት ይቻላል ጋር ይስማማሉ። በቋሚው ዘንግ ላይ ያለው የሚለካ ውጤት ምንድን ነው፣ አቅጣጫውንስ ቢቀይር U ወይስ J ይሳላል? አግዳሚው ዘንግ በእርግጥ የሚያሳየው የትኛውን ክምችት ነው፦ ስማዊ የመፍትሔ ክምችት፣ የሆሞጄኔት፣ የፕላዝማ፣ የተገመተ የአንጎል ክምችት፣ ወይስ በመላ ሰውነት እንዲሰራጭ የተሰጠ መጠን? ውጤቱን ያመጣው የትኛው ሞዴል እና የጊዜ አደረጃጀት ነው፦ ሆሞጄኔት፣ መብራት በርቶ ወይም ጠፍቶ ያለ የሕዋስ እርባታ፣ ከስልጠና በፊት ወይም በኋላ መጠን የተሰጣቸው የሰለጠኑ እንስሳት፣ እና መቼ የተመረመሩ? እንዲሁም መቆጣጠሪያው ምን ነበር፦ የጨው መፍትሔ፣ ሰማያዊ የምግብ ቀለም፣ የንጥረ ነገሩ ማጓጓዣ መፍትሔ፤ የጽሑፉ ስታቲስቲክስስ እያንዳንዱን የሁለት ቡድኖች ንጽጽር አባባል ይደግፋል፣ ወይስ አጠቃላይ ቅርጹን ብቻ? አራቱንም የሚመልስ ጽሑፍ ጊዜዎን ይገባዋል። እነዚህን ሳይገልጽ ከፍተኛ ነጥብ ብቻ የሚዘግብ ጽሑፍ ግን አድራሻ የሌለው ቁጥር ሰጥቶዎታል።