মিথিলিন ব্লু কীভাবে কাজ করে: ইলেকট্রন স্থানান্তর এবং ইলেকট্রন কোথায় পৌঁছায়

বেঞ্চের ওপর ছিপি-বন্ধ একটি ফ্লাস্কই মিথিলিন ব্লু কীভাবে কাজ করে তার সবচেয়ে সংক্ষিপ্ত সৎ পরিচয়। পানি, গ্লুকোজ, এক চিমটি সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং তরলটিকে গাঢ়, ভুল হওয়ার উপায় নেই এমন নীল করার মতো পর্যাপ্ত রঞ্জক। কয়েক মিনিট অপেক্ষা করলে নীল রং ধীরে ধীরে মিলিয়ে যায়, যতক্ষণ না ফ্লাস্কটিকে পানিভর্তি ফ্লাস্কের মতো দেখায়। ঝাঁকালে রং সঙ্গে সঙ্গে ফিরে আসে। তারপর আবার ফিকে হয়ে যায়, এবং যতক্ষণ গ্লুকোজ ইলেকট্রন ছেড়ে দিতে প্রস্তুত ও অক্সিজেন সেগুলো গ্রহণ করতে প্রস্তুত থাকে, ততক্ষণ এটি এমনই চলতে থাকে।

রঞ্জকটির একমাত্র পরিবর্তন হলো এটি কতটি ইলেকট্রন বহন করছে। অক্সিডাইজড অবস্থায় এটি নীল। রিডিউসড অবস্থায় নয়। এই অণু নিয়ে চিকিৎসা ও গবেষণা সাহিত্যে যা কিছু আছে তার প্রায় সবই ওই একটি প্রত্যাবর্তনযোগ্য ধাপ থেকে আসে, কারণ যে অণু এক অংশীদারের কাছ থেকে ইলেকট্রন নিয়ে অন্য অংশীদারকে দিতে পারে সেটি একটি রিলে, আর রিলে নিজে থেকে কিছুই করে না। এটি কী করে, তা পুরোপুরি নির্ভর করে এর দুই প্রান্তে কী রয়েছে তার ওপর।

দুটি রূপ, এবং এই জুটি কেন গুরুত্বপূর্ণ

অক্সিডাইজড রূপটি একটি সমতল, ধনাত্মক আধানযুক্ত রিং ব্যবস্থা। এই সমতল, আধানযুক্ত আকৃতির কারণেই এটি নিউক্লিক অ্যাসিডের সঙ্গে স্তরে স্তরে যুক্ত হয়, কোষঝিল্লির সায়ালাইলেটেড গঠনের সঙ্গে আবদ্ধ হয় এবং আনুমানিক 600 থেকে 700 ন্যানোমিটারের মধ্যে দৃশ্যমান আলো প্রবলভাবে শোষণ করে—স্পেকট্রামের যে অংশটিকে মানুষের চোখ নীল হিসেবে দেখে।

রিডিউসড রূপটি ভিন্ন। এতে কোনো আধান নেই, এটি পানির বদলে চর্বিতে দ্রবীভূত হয় এবং বর্ণহীন। শরীরের ভেতরের pH-এ এর আয়নায়ন খুবই কম, কয়েক শতাংশের মাত্রায়। তাই রিডিউসড অণুটি বিসরণের মাধ্যমে সহজেই কোষঝিল্লি অতিক্রম করে, এবং ভেতরে প্রবেশের পর, যেখানে পরিবেশ তুলনামূলক বেশি অক্সিডাইজিং, এটি আবার অক্সিডাইজড হয়ে কার্যত আটকে যেতে পারে। অক্সিডাইজড রিং ব্যবস্থা সমতল; রিডিউসডটি বাঁকতে পারে। এই গঠনগত পরিণতি এবং রঙের পরিবর্তন—দুটিই দুই রূপের নিজস্ব গল্পের অংশ, এবং এগুলো মিথিলিন ব্লু ও লিউকোমিথিলিন ব্লুর তুলনায় আরও বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হয়েছে।

ইলেকট্রন গ্রহণ

অক্সিডাইজড রঞ্জকটি বহু ধরনের দাতার কাছ থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করবে। প্রদর্শনী ফ্লাস্কে গ্লুকোজ তাদের একটি। কোষের ভেতরে রিডিউসড পাইরিডিন নিউক্লিওটাইড এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট চেইনের উপাদানগুলো অন্য উদাহরণ। অক্সিজেনযুক্ত কোনো টিস্যুতে মিথিলিন ব্লু রিডিউসড হলে, এটি যে চক্র তৈরি করে তা রিডিউসিং এজেন্ট ও অক্সিজেন—উভয়ই ব্যবহার করে এবং প্রধানত হাইড্রোজেন পারঅক্সাইডসহ রিঅ্যাক্টিভ অক্সিজেন স্পিসিজ তৈরি করে। রঞ্জকটি চক্র শেষে অপরিবর্তিত অবস্থায় ফিরে আসে, আবার একই চক্র চালানোর জন্য প্রস্তুত।

এই শেষ বিষয়টিই এমন একটি আপাত বিরোধ ব্যাখ্যা করে যা অন্যথায় অসতর্ক বলে মনে হতে পারে। সাহিত্যে মিথিলিন ব্লুকে প্রো-অক্সিড্যান্ট এবং অ্যান্টিঅক্সিড্যান্ট—দুইভাবেই বর্ণনা করা হয়, এবং দুটো বর্ণনাই সমর্থনযোগ্য। এটি কৃত্রিম ইলেকট্রন গ্রহণকারী হিসেবে কাজ করে সুপারঅক্সাইড উৎপাদন কমাতে পারে, ফলে ইলেকট্রনের প্রবাহ সেই এনজাইম সাইটগুলো থেকে অন্যদিকে সরে যায় যেখানে অন্যথায় অক্সিজেন সুপারঅক্সাইড র্যাডিক্যালে রূপান্তরিত হতো। যকৃতের কোষ-সংস্কৃতিতে এটি thioredoxin reductase 1 এবং NADPH quinone oxidoreductase-সহ phase-2 অ্যান্টিঅক্সিড্যান্ট প্রতিরক্ষা এনজাইম উদ্দীপিত করতে দেখা গেছে। এই দুই দিকের কোনটি দেখা যাবে তা নির্ভর করে ওই মুহূর্তে রিলের কোন প্রান্তে ইলেকট্রনের ঘাটতি রয়েছে তার ওপর। "মিথিলিন ব্লু কি একটি অ্যান্টিঅক্সিড্যান্ট"—এ ধরনের প্রশ্ন পূর্ণাঙ্গ নয়, যতক্ষণ না বলা হচ্ছে কোন ব্যবস্থায়, কোন ঘনত্বে এবং আর কী কী উপস্থিতিতে।

ইলেকট্রন এগিয়ে দেওয়া

রঞ্জকটি একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন ধরে রাখার পর, এরপর তিনটি একেবারেই ভিন্ন ঘটনা ঘটতে পারে, অথচ সাধারণত সেগুলোকে একই শিরোনামের অধীনে বর্ণনা করা হয়। তা করা উচিত নয়।

এটি ইলেকট্রন একটি ধাতব কেন্দ্রে দিতে পারে। সবচেয়ে স্পষ্ট উদাহরণ হলো হিমোগ্লোবিন, যা ফেরাস অবস্থা থেকে ফেরিক অবস্থায় অক্সিডাইজড হয়েছে। ওই অবস্থায় এটি অক্সিজেন বহন করতে পারে না। লোহিত রক্তকণিকায় একটি এনজাইম রঞ্জকটিকে রিডিউস করে, তারপর রিডিউসড রঞ্জকটি এনজাইমের সাহায্য ছাড়াই অক্সিডাইজড হিম আয়রনকে ইলেকট্রন দেয়, কার্যকর হিমোগ্লোবিন পুনরুদ্ধার করে এবং রঞ্জকটিকে আবার তার অক্সিডাইজড রূপে ফিরিয়ে আনে। এতে রঞ্জকটি খরচ হয় না; এটি চক্রাকারে কাজ করে। এই বিক্রিয়ার ওপর ভিত্তি করা ক্লিনিক্যাল বিষয়টি হাসপাতাল-পর্যায়ের, এবং মেথেমোগ্লোবিনেমিয়ায় মিথিলিন ব্লুর ব্যাখ্যায় এটি কীভাবে ব্যবহৃত হয় এবং কেন এত ঘনিষ্ঠ তত্ত্বাবধানে রাখা হয় তা আলোচনা করা হয়েছে।

পাঠ্যসূত্র সম্পর্কে একটি সৎ নোট: এই নিবন্ধ যে দুটি পর্যালোচনার ওপর ভিত্তি করে তৈরি, এনজাইম ধাপটির জন্য তারা একই রিডিউসিং কোফ্যাক্টরের নাম দেয় না—একটিতে NADH এবং অন্যটিতে NADPH বলা হয়েছে। এখানে উপলভ্য উৎসগুলোতে এই মতভেদ বাস্তব এবং অমীমাংসিত, তাই একটি মাত্র কোফ্যাক্টরের নাম দেওয়ার বদলে প্রতিটি অংশ কী ভূমিকা পালন করে তা বর্ণনা করাই নিরাপদ।

আলো থাকলে এটি শক্তি, অথবা একটি ইলেকট্রন, অক্সিজেনকে দিতে পারে। এই পথটি কেবল আলোকিত অবস্থায় থাকে। উত্তেজিত রঞ্জকটি triplet state-এ পৌঁছায়, এবং সেখান থেকে দুটি প্রক্রিয়া সম্ভব। প্রথমটিতে উত্তেজিত রঞ্জকটি পাশের একটি অণুর সঙ্গে সরাসরি ক্রিয়া করে, হাইড্রোজেন গ্রহণ করে বা একটি ইলেকট্রন স্থানান্তর করে, ফলে র্যাডিক্যাল তৈরি হয়; এভাবে পানির সঙ্গে বিক্রিয়া হলে হাইড্রক্সিল র্যাডিক্যাল তৈরি হয়। দ্বিতীয়টিতে উত্তেজনার শক্তি সরাসরি অক্সিজেনকে দেওয়া হয়, ফলে singlet oxygen তৈরি হয়—একটি অত্যন্ত ইলেকট্রোফিলিক স্পিসিজ যা মাইক্রোসেকেন্ডের মধ্যে ক্ষয় হয় এবং আলোকিত মিথিলিন ব্লু যে প্রধান পথে মাইক্রোবিয়াল কোষ ক্ষতিগ্রস্ত করে বলে সাধারণভাবে স্বীকৃত। কোষ-আবরণের লিপিড ও পেপটাইড এবং DNA-এর গুয়ানিন বেসের সঙ্গে বিক্রিয়া নথিভুক্ত ফলাফলের মধ্যে রয়েছে।

এই পথটির ব্যবহারিক পরিণতি হলো, আলো উপস্থিত থাকলে সংখ্যাগুলো বহু গুণের মাত্রায় বদলে যায়। Wainwright এবং Crossley-এর সংগৃহীত তথ্যে Pseudomonas aeruginosa-এর বিরুদ্ধে মিথিলিন ব্লুর minimum bactericidal concentration অন্ধকারে প্রায় 500 মাইক্রোমোলার এবং প্রতি বর্গসেন্টিমিটারে 12 জুল আলোর ডোজে প্রায় 25 মাইক্রোমোলার। Staphylococcus aureus-এর একটি স্ট্রেইনের ক্ষেত্রে অন্ধকার ও আলোকিত—উভয় অবস্থায় মান 5 মাইক্রোমোলার। অন্যভাবে বললে, অণুটিকে আদৌ অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল হিসেবে গণ্য করা হবে কি না তা শুধু অণুটির বৈশিষ্ট্য নয়; এটি অণু এবং আলোর সম্মিলিত বৈশিষ্ট্য।

রিলে ছাড়াই এটি সরাসরি একটি এনজাইম সাইটে কাজ করতে পারে। মিথিলিন ব্লু nitric oxide synthase-এর সঙ্গে আবদ্ধ ফেরাস আয়রনকে অক্সিডাইজ করে, ফলে এনজাইমটি নিষ্ক্রিয় হয়। এটি soluble guanylate cyclase ব্লক করে, এবং এই উদ্দেশ্যে পরীক্ষাগারে নিয়মিত ব্যবহৃত ঘনত্ব 1 থেকে 10 মাইক্রোমোলার। এটি monoamine oxidase type A-কে 27 থেকে 180 ন্যানোমোলারের IC50-এ বাধা দেয়; serotonin reuptake inhibitor-এর সঙ্গে সুপ্রতিষ্ঠিত interaction-এর পেছনে এই প্রক্রিয়াটিই রয়েছে এবং এ কারণেই মিথিলিন ব্লুর ওষুধের সঙ্গে interaction আলাদা একটি বিষয়।

এই তিনটি পথ রাসায়নিকভাবে আলাদা। এগুলোকে একত্র করে মিথিলিন ব্লু redox cycling-এর মাধ্যমে কাজ করে—এমন একটি দাবিতে নামিয়ে আনা মিথিলিন ব্লু নিয়ে এত লেখাকে একই সঙ্গে আত্মবিশ্বাসী ও অস্পষ্ট শোনানোর প্রধান কারণ।

কার্যপ্রক্রিয়া নিয়ে কোনো বক্তব্য অর্থবহ কি না তা নির্ধারণ করে এমন চারটি পার্থক্য

কোন রূপ। রিডিউসড রঞ্জকটি অক্সিডাইজড রঞ্জকের সঙ্গে বিনিময়যোগ্য নয়। Acetylcholinesterase inhibition এই ফাঁদটি দেখায়: দীর্ঘ in vitro incubation-এ মিথিলিন ব্লু ধীরে ধীরে তার বর্ণহীন রূপে রিডিউসড হয়, এবং inhibition কমে যায়, কারণ রিডিউসড অণুটি ওই এনজাইমকে inhibit করে না। কোনো assay এত দীর্ঘ সময় চালানো হলে যে রূপই বদলে যায়, সেটি দুর্বলতর প্রভাব দেখাবে এবং ভুল ব্যাখ্যার সুযোগ তৈরি করবে।

কোন ঘনত্ব। soluble guanylate cyclase inhibition-এর পরীক্ষাগার-পরিসর 1 থেকে 10 মাইক্রোমোলার। ইঁদুরের hippocampal slice-এ glutamate-mediated transmission সম্পূর্ণ বন্ধ করতে 5 থেকে 50 মাইক্রোমোলার লেগেছে। কোষ-সংস্কৃতিতে 100 মাইক্রোমোলারের ওপরে toxic effect রিপোর্ট করা হয়েছে। এগুলো একই পরীক্ষা নয়, এবং 50 মাইক্রোমোলারে নিশ্চিত করা কোনো কার্যপ্রক্রিয়া এমন একজন রোগীর ক্ষেত্রে স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রযোজ্য নয় যার plasma concentration তার কেবল একটি ভগ্নাংশ।

কোন route। Absolute oral bioavailability প্রায় 72 শতাংশ, এবং terminal plasma half-life 5 থেকে 7 ঘণ্টা। Oral administration অন্ত্র ও যকৃতে বেশি concentration তৈরি করে; intravenous administration মস্তিষ্কে বেশি concentration তৈরি করে। কোন টিস্যু ইলেকট্রনের মুখোমুখি হবে, তা route নির্ধারণ করে।

কোন model, এবং আলো জ্বালানো ছিল কি না। কার্যপ্রক্রিয়া-সংক্রান্ত সাহিত্যের বড় অংশই cell culture এবং rodent work, এবং এই অণু নিয়ে in vitro ফলাফল light exposure, membrane potential এবং কোষের redox state-এর ওপর নির্ভর করে, কারণ একটি microscope lamp-ই এটিকে photosensitise করার জন্য যথেষ্ট। প্রয়োগ করা dose-এর 65 থেকে 85 শতাংশ লোহিত রক্তকণিকা ও peripheral tissue-এ বর্ণহীন রূপে রিডিউসড হয়। একটি dish-এ পরিষ্কারভাবে দেখা কোনো কার্যপ্রক্রিয়া এবং একজন মানুষ সম্পর্কে করা দাবির মাঝখানে এই প্রতিটি variable অবস্থান করে।

বিশুদ্ধতার প্রশ্নটি কেন রসায়নের প্রশ্ন

আলো মিথিলিন ব্লুকে demethylate করে। প্রথম product হলো Azure B, তারপর Azure A, তারপর thionin; এবং বেশি light intensity কম intensity-এর তুলনায় বেশি breakdown ঘটায়। যে অণুর উপযোগিতা ইলেকট্রন গ্রহণ ও দান করার ক্ষমতার ওপর নির্ভর করে, তার সম্ভাব্য degradation products-ও তাই ঘনিষ্ঠ রাসায়নিক আত্মীয়, যা একই solution-এ থেকে যায়। পাত্রে আসলে কী রয়েছে তার composition কোনো কসমেটিক বিবরণ নয়।

এই কারণেই একজন ক্রেতার জন্য USP specification-এর সঙ্গে conformance-ই অর্থবহ পরীক্ষা। যে product এটি পূরণ করে না, সেটি একটি dye, এবং dye-তে Azure B, heavy metals ও residual solvents-সহ এমন impurity থাকতে পারে যা কেউ গিলে ফেলতে চাইবে না। আরও একটি ফাঁদ হলো এমন seller, যে শুধু heavy metals পরীক্ষা করে এবং ফলাফলকে full compliance হিসেবে উপস্থাপন করে। Blupreme মিথিলিন ব্লুর একটি pharmaceutical manufacturer-এর সঙ্গে অংশীদারিত্ব করেছে এবং full specification পরীক্ষা করে: identity, purity, organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits এবং bacterial endotoxins। প্রতিটি batch-এর পেছনের laboratory testing document প্রকাশিত হয়, এবং supplier নির্বাচন মূলত ওই document আছে কি না এবং তাতে কী কী অন্তর্ভুক্ত রয়েছে তা যাচাই করার বিষয়।

একটি প্রত্যাবর্তনযোগ্য যুগল। সেখান থেকে বেরিয়ে যাওয়ার কয়েকটি পথ। কোন দাবি করা যাবে, তা নির্ধারণ করে পথটি।