Na turgnaimh a cheangail gorm meitiléine le riospráid cheallach

Ídíonn fuil dhaonna dhífhibrinithe, a théitear go 37 °C ar feadh trí huaire an chloig, thart ar dhá faoin gcéad den ocsaigin atá inti. Cuir méid beag gorm meitiléine léi roimh an ngoradh, agus ídíonn an fhuil chéanna thart ar seasca a cúig faoin gcéad. Níor athraigh aon rud sna cealla. Níor athraigh ach an tuaslagán.

Tagann an figiúr sin ó pháipéar a d'fhoilsigh George Harrop agus E. S. Guzman Barron in Johns Hopkins in 1928, agus is ann a thosaigh an ráiteas a dhéantar arís agus arís eile go bhfeabhsaíonn gorm meitiléine riospráid cheallach. Níl an ráiteas bréagach, ach tá a chiall níos cúinge ná mar a shílfeá.

An méid a thomhaiseann an figiúr sa tábla i ndáiríre

Ba é iontógáil ocsaigine an críochphointe, agus cinneadh é trí anailís gháis. Scag Harrop agus Barron fuil úrbhailithe trí olann chadáis ag 10 °C chun na cealla bána a bhaint, sháithigh siad an sampla le hocsaigin, roinn siad é, chuir siad ruaim le cuid amháin, agus rinne siad anailís ar an dá chuid tar éis an ghoradh. Is annamh a bhí líon na leocaicítí os cionn thart ar mhíle in aghaidh an mhilliméadair chiúbaigh. Tuairiscíodh ídiú ocsaigine mar an sciar d'ábhar tosaigh ocsaigine an tsampla a bhí imithe.

Thomhais siad dé-ocsaíd charbóin freisin, ach bhí deacrachtaí leis an modh sin. Scaoil fuil dhífhibrinithe suas le dhá mhilleamól dé-ocsaíde carbóin in aghaidh 100 mL sa chéad uair an chloig den ghoradh, ar chúiseanna nach raibh baint acu leis an imoibriú a bhí á staidéar. Dá bhrí sin, ní fhéadfaí úsáid a bhaint as na cóimheasa riospráide ó fhuil iomlán. Níor thug ach cealla nite i dtuaslagán Locke figiúirí a d'fhéadfaí a léirmhíniú, agus bhí siad sin cnuasaithe idir 0.73 agus 0.80, leis an ruaim agus gan í.

Ní mionsonra gan tábhacht é sin. Sna páipéir seo, ciallaíonn “riospráid” malartú gás i soitheach dúnta. Déantar scrúdú ar leith ar an mbearna idir ídiú ocsaigine agus aschur fuinnimh inúsáidte in an méid a insíonn agus nach n-insíonn ídiú ocsaigine duit faoi ATP.

Ba sna cealla ba lú riospráid a rinne an ruaim an difear ba mhó

Is beag ídiú ocsaigine intomhaiste atá ag éiritricítí aibí mamacha. Bíonn ídiú intomhaiste ag éiritricítí núicléasacha éan. Rinne Harrop agus Barron turgnaimh ar an dá chineál, agus is í an chodarsnacht eatarthu croílár a n-argóna.

Sna samplaí mamacha, mhéadaigh an ruaim an t-ídiú fiche go caoga oiread. I bhfuil gé, a raibh a cealla ag déanamh riospráide cheana féin, níor mhéadaigh sí an ráta níos mó ná dhá oiread riamh. Dá airde an riospráid ag an tús, is ea is lú a d'fhéadfadh an ruaim cur léi.

Tá an grádán céanna le feiceáil laistigh d'aon speiceas amháin. D'ídigh sampla daonna ó othar le polycythemia vera, a raibh cealla neamhaibí ann, 11.3 faoin gcéad dá ocsaigin gan ruaim ar bith, i gcomparáid le 2.8 faoin gcéad i gcealla nite ó dheontóir sláintiúil. Níor ardaigh an ruaim é ach go 63.4 faoin gcéad: luasghéarú sé oiread, agus bhí luasghéarú beagnach tríocha oiread sna gnáthchealla. Bhrúigh an ruaim na cealla aibí i dtreo iompar na gceall neamhaibí, agus sin é a dúirt na húdair a bhí á dhéanamh aici.

Ba cheart go gcuirfeadh ciainíd stop leis

Bhí a fhios go gcuireadh ciainíd stop le hocsaídiú ceallach. Chuir Harrop agus Barron leis na samplaí í mar sin féin, in éineacht leis an ruaim.

Is sampla ionadaíoch iad na torthaí ó fhuil eallaigh. Thit an t-ábhar ocsaigine ó 22.61 go 22.03 faoin gcéad de réir toirte thar thrí huaire an chloig gan aon rud a chur leis. Le gorm meitiléine, thit sé go 12.84. Le gorm meitiléine agus ciainíd photaisiam ag tiúchan mólarach aon chúig mhíliú, thit sé go 12.74. Go bunúsach, níor cuireadh isteach ar éifeacht na ruaime.

Fíor: taifead leanúnach micri-riospraíochta ar éiritricítí daonna. Léiríonn an tsaighead an pointe ar cuireadh gorm meitiléine leis. Roimhe sin, tá an rian beagnach cothrom; ina dhiaidh sin, ardaíonn sé go seasta. Atáirgthe ó Harrop agus Barron, Journal of Experimental Medicine 48:207–223 (1928), PMID 19869478.

Ba é a gconclúid gur ghníomhaigh an ruaim mar iompróir ocsaigine, “ag soláthar substainte atá imithe as éiritricítí neamh-núicléasacha mamacha fásta.” Dhá bhliain ina dhiaidh sin, chuir Michaelis agus Salomon in Institiúid Rockefeller an t-easaontas i bhfocail a mhair. Bhí éifeacht na ruaime ina “hairí teagmhasach de chuid na ruaime,” nó bhí an ruaim ina “samhail de shubstaint éigin anaithnid sna horgánaigh.” Níor réitíodh an dá fhéidearthacht sin. Is é an rud atá athraithe ná gur féidir cur síos i bhfad níos cruinne a dhéanamh ar na cealla anois.

Rinne eastóscán ae an rud céanna

Léirigh Michaelis agus Salomon go mbíonn an spreagadh céanna ann de bharr eastóscáin orgán a dhéantar le huisce fuar. Ba é ae francaigh ba láidre, agus tháinig an duán, an liathán agus an magairle ina dhiaidh. Is beag éifeacht, nó ní raibh aon éifeacht, ag an inchinn, ag an matán agus ag séiream fola.

Ansin rinne siad tástáil ar an eastóscán i láthair aonocsaíde carbóin. Níor athraigh riospráid a spreag an t-eastóscán ná an ruaim i meascán de 98 faoin gcéad aonocsaíd charbóin agus 2 faoin gcéad ocsaigin. Chuir an meascán gáis céanna cosc de thart ar 60 go 80 faoin gcéad ar riospráid giosta agus ar riospráid éiritricítí núicléasacha éan clóis, i gcomhréir le cuntas Warburg ar choipeán riospráide atá íogair d'aonocsaíd charbóin. Dá bhrí sin, níorbh í einsím Warburg an tsubstaint fhíocháin anaithnid.

Cuireadh roinnt substaintí a bhí molta mar fhéidearthachtaí as an áireamh le linn an taighde. Níor tháirg glútaitión laghdaithe ná cistéin ach an t-ídiú ocsaigine a bhí riachtanach dá n-ocsaídiú féin. Cuireadh comheinsím Harden agus Young as an áireamh toisc gurbh sa mhatán a bhí an méid ba mhó di, ach gur bheag nárbh ann a bhí an éifeacht ba lú. Bhí an contrárthacht chéanna le cíteacróm Keilin, a ainmníodh cúpla bliain roimhe sin. Níor thug siad ar a moladh féin, gur tháinig an tsubstaint ghníomhach ón núicléas cille, ach moladh.

Bhí coinníollacha ag gabháil leis an éifeacht

B'éigean na cealla a bheith slán. Chuir haemalú le huisce driogtha nó le reo arís agus arís eile deireadh leis an bhfreagairt don ruaim agus don eastóscán araon, agus laghdaigh haemalú páirteach í go comhréireach.

Bhí siúcra riachtanach freisin. Thacaigh glúcós, fruchtós agus siúcrós leis an riospráid a spreag an ruaim; níor thacaigh mainníotól léi. Gan siúcra ar bith, ní raibh riospráid ar bith ann, agus ba chosúil go ndearna an ruaim dochar do na cealla sa phróiseas. Dá bhrí sin, níor chuir glúcós a cuireadh leo uair nó dhó ina dhiaidh sin an riospráid ar ais. Mhol na húdair go raibh an ruaim ag ocsaídiú comhpháirte struchtúraí a bhí de dhíth ar an gcill.

Mhéadaigh soilsiú éifeacht na ruaime go mór, cé go raibh an éifeacht soiléir sa dorchadas. Bhí iompar éagsúil ag ruaimeanna inlaghdaithe eile: bhí gorm tolúiléine chomh héifeachtach le gorm meitiléine nó níos éifeachtaí, agus ní dhearna déshulfónáit indeagó beagnach aon rud. Níor tháinig aon ghaol soiléir chun cinn idir poitéinseal ocsaídiúcháin-laghdúcháin ruaime agus méid a héifeachta. Chuir na húdair é sin síos do thréscaoilteacht na scannán agus do thocsaineacht.

Lean an éifeacht an choipeadh, ní an riospráid

I staidéar Barron in 1930, bogadh ó fhionraí ceall go slisní fíocháin ó ghnáthorgáin francach agus ó shiadaí trasphlandaithe.

I bhfíocháin gan glicealú aeróbach, ní dhearna gorm meitiléine aon rud nó chuir sé ídiú ocsaigine faoi chois beagán: thart ar 14 faoin gcéad sa duán, thart ar 14 faoin gcéad sa bhriseán, agus thart ar 5 faoin gcéad san ae. I bhfíocháin a dhéanann coipeadh i láthair ocsaigine, mhéadaigh sé an t-ídiú: thart ar 8 faoin gcéad sa liathán agus thart ar 13 faoin gcéad san inchinn. Bhí na méaduithe i siadaí idir thart ar 27 faoin gcéad i gcarcanóma cíche daonna agus níos mó ná 80 faoin gcéad i sarcóma Rous i sicín, a bheag nó a mhór i gcomhréir le glicealú aeróbach gach fíocháin.

Fíor: is cineál amháin fíocháin é gach pointe. Is é glicealú aeróbach an ais chothrománach; is é an t-athrú ar ídiú ocsaigine tar éis gorm meitiléine an ais ingearach. Sonraí ó Barron, Journal of Experimental Medicine 52:447–456 (1930), Tábla 6, PMID 19869777.

Ansin thug an turgnamh ciainíde an íomhá scátháin. Nuair a cuireadh bac le ciainíd ar riospráid sna fíocháin sin nár fhreagair roimhe sin, agus nuair a tháinig coipeadh chun cinn, mhéadaigh an ruaim ídiú ocsaigine arís: thart ar 59 faoin gcéad sa duán, thart ar 19 faoin gcéad san ae, thart ar 286 faoin gcéad sa liathán, agus thart ar 200 faoin gcéad sa mhagairle.

Mhol Barron go bhféadfaí an ruaim a úsáid mar thástáil ar chumas coipthe cille nó fíocháin, agus chríochnaigh sé le tuairimíocht: b'fhéidir go bhfágfadh glúnta de shaothrú siadaí i meán ina raibh ruaim meitibileacht siada cosúil go buan le meitibileacht gnáthfhíocháin lá éigin. Ceist taighde a scríobhadh in 1930 a bhí ansin. Ní éileamh cóireála é.

An méid nach bhféadfadh na turgnaimh a bheith á thomhas

In 1928 agus 1930, ba ionann “riospráid” agus ídiú ocsaigine. Tuairiscíodh trífhosfáit adanóisín den chéad uair in 1929, agus níor léiríodh go n-eistearaíonn miteacoindrí leithlisithe fosfáit agus iad ag aistriú leictreon go dtí 1949. Ní fhéadfadh aon cheann de na páipéir luatha ar ghorm meitiléine táirgeadh fuinnimh a bheith tomhaiste acu, agus níor mhaígh aon cheann acu go ndearna siad é sin.

Is iad na cealla an dara fadhb. Níl aon mhiteacoindrí in éiritricítí aibí mamacha. Le linn chéim na reiticuleicíte, baintear miteacoindrí agus ribeasóim astu trí uathafagaicíotóis roghnaíoch. Sin é an fáth a n-oibríonn ceall dearg aibí ar ghlicealú agus a mbraitheann sé ar a chonair fosfáite peantóis go príomha le haghaidh NADPH seachas ATP. I dturgnaimh 1928, ní raibh aon slabhra iompair leictreon ann le deisiú. Cibé rud a d'ídigh an ocsaigin, bhí rud éigin eile á dhéanamh aige.

Tá cur síos réasúnta maith anois ar an rud eile sin. Glacann gorm meitiléine leictreoin ó choibhéisí laghdaitheacha ceallacha agus déantar leucoghorm meitiléine de. Déanann ocsaigin mhóilíneach é a athocsaídiú, rud a chríochnaíonn an timthriall. I gcealla dearga daonna, déanann laghdáis fhlaivine atá spleách ar NADPH agus laghdáisí déshuilfíde gaolmhara an chéim laghdaithe. Fuair staidéar in 1976 a d'úsáid glúcós lipéadaithe amach go spreagann an ruaim seachchonair mhonafhosfáite heacsóis, go raibh an éifeacht ag tiúchan íseal ag brath ar ocsa-haemaglóibin, agus gur ghin tiúchan níos airde, 0.1 mM, sárocsaíd hidrigine. Nuair a bhuaileann ruaim laghdaithe le hocsaigin, táirgeann sí sárocsaíd, ní naisc fosfáite.

I miteacoindrí, tá níos mó conspóide faoin scéal ná mar a admhaítear sna hachoimrí coitianta. De réir líne amháin taighde, tógann an ruaim leictreoin ó réigiún choimpléasc I agus tugann sí do chíteacróm c iad. Fuair líne eile amach nach féidir léi riospráid a athbhunú i miteacoindrí inchinne luch tar éis bac le frithimicin, agus chuir sí an glacadóir leictreon ag suíomh ceangailte ubiquinol i gcoimpléasc III ina ionad sin. Fuair tríú líne amach gur ardaigh tiúchana ísle ídiú ocsaigine scíthe ach nár athraigh siad riospráid a spreag ADP. Is é an ráiteas is dírí faoin bpointe ná nach mbraitheann ídiú ocsaigine a spreagann gorm meitiléine ar fhosfarú ocsaídiúcháin ar chor ar bith: lean sé nuair a cuireadh cosc ar an slabhra riospráide, agus in ullmhóidí nach raibh slabhra den sórt sin iontu.

Tá tomhais dhíreacha ar an mbearna idir an dá chainníocht ann freisin. I miteacoindrí leithlisithe ó ae francaigh, d'ísligh tiúchana méadaitheacha ruaime na cóimheasa rialaithe riospráide agus ba chúis le hat iad. Chuir na húdair síos air sin mar dhíchúpláil an fhosfaraithe ocsaídiúcháin. In ae francaigh a bhí á phréamhú, d'ardaigh gorm meitiléine ídiú ocsaigine agus thit an cóimheas ATP le ADP.

Tá an teachtaireacht chéanna sa taifead cliniciúil. Déantar meathaemaglóibinéime a chóireáil le thart ar aon mhilleagram amháin go dhá mhilleagram gorm meitiléine in aghaidh an chileagraim go hinfhéitheach, trí chonair laghdaithe atá spleách ar NADPH, agus is cúis leis an riocht atá á chóireáil iad dáileoga níos mó. Tugann an t-athbhreithniú céanna faoi deara gur in éiritricítí slána is mó an éifeacht fhrithnimhe agus go laghdaítear í nuair a bhíonn haemalú ann. Is é sin toradh an haemalaithe ó 1930 ag teacht chun cinn arís seachtó a trí bliana ina dhiaidh sin i gcomhthéacs ospidéil. Ní comhdhúil ar cheart a dáileog a bhaint as tomhas ar ídiú ocsaigine í comhdhúil a bhfuil a héifeachtaí úsáideacha agus dochracha ar dhá thaobh tairseach dáileoige.

Cén fáth a mbaineann an baisc leis an bplé

Thug Harrop agus Barron rud faoi deara ar fiú é a léamh arís. Táirgeann gorm meitiléine féin banda sa speictreascóp idir an dá bhanda shaintréitheacha de mheathaemaglóibin, “rud a d'fhéadfadh mearbhall a chruthú go héasca le linn scrúdú neamhchúramach.” Is féidir leis an ruaim aithris a dhéanamh ar an tsubstaint atá á lorg.

Tá foirm cheimiceach den fhadhb chéanna ann. Tá a hiompar ocsaídiúcháin-laghdúcháin féin, a tréscaoilteacht féin agus a tocsaineacht féin ag feinitiaisín ghaolmhar atá i láthair mar mhion-chomhábhar. Léiríonn cás doiciméadaithe amháin go soiléir a bhfuil i gceist: i staidéar ar iaidíniú gorm meitiléine, tháirg samplaí ina raibh thart ar 7 go 8 faoin gcéad Azure B Azure B iaidínithe den chuid is mó. Dá bhrí sin, ba í an eisíontas seachas an gorm meitiléine a bhí i gceannas ar an imoibriú.

Tá aon duine a úsáideann gorm meitiléine mar imoibrí, i saotharlann, ag binse dathúcháin nó in uisceadán, ag obair le comhábhar neamhshonraithe mura bhfuil saintréithe na baisce dearbhaithe. Is cuid den turgnamh iad substaintí gaolmhara, céannacht, eisíontais eiliminteacha, tuaslagóirí iarmharacha agus an t-iarmhar tar éis adhainte, seachas páipéarachas timpeall air. Faigheann Blupreme a ghorm meitiléine ó mhonaróir cógaisíochta agus foilsíonn sé deimhniú iomlán anailíse, agus tástáil á déanamh ar an tsonraíocht USP iomlán seachas ar mhiotail throma amháin; mínítear sa treoir maidir le deimhniú anailíse a léamh agus in an méid a dhearbhaíonn agus nach ndearbhaíonn ainmniú ghrád USP conas an doiciméad a sheiceáil i gcoinne an éilimh.

Bhí an figiúr ceart

Bhí turgnaimh 1928 agus 1930 cúramach, agus tá a bpríomhbhreathnóireacht bailí fós: is féidir le ruaim inlaghdaithe a chur faoi deara do chill ar ar éigean a dhéanann riospráid ocsaigin a ídiú ag ráta atá i bhfad níos airde ná a ráta scíthe, gan dul tríd an gcéim a gcuireann ciainíd bac uirthi.

Tagann an botún níos déanaí, nuair a léitear “riospráid” de réir a brí nua-aimseartha. Insíonn tomhas ar mhalartú gás duit gur shroich leictreoin ocsaigin. Ní insíonn sé duit gur úsáideadh aon cheann acu chun ATP a dhéanamh, agus i gcill gan aon mhiteacoindrí tá an bhearna idir an dá ráiteas sin chomh leathan agus is féidir. Cuireann an léarscáil níos leithne de ghníomhaíocht gorm meitiléine i gcealla an t-idirdhealú céanna i gcomhthéacs níos leithne, agus mínítear i stair na comhdhúile ó ruaim go leigheas conas a tháinig dathán teicstíle isteach sna turgnaimh seo ar an gcéad dul síos.