როგორ მუშაობს მეთილენის ლურჯი: ელექტრონების გადაცემა და სად ხვდებიან ელექტრონები

საცობიანი კოლბა ლაბორატორიულ მაგიდაზე ყველაზე მოკლე და ზუსტი შესავალია იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს მეთილენის ლურჯი. წყალი, გლუკოზა, ცოტაოდენი ნატრიუმის ჰიდროქსიდი და იმდენი საღებავი, რომ სითხე მკვეთრ, უტყუარ მუქ ლურჯად იქცეს. რამდენიმე წუთი მოიცადეთ და ლურჯი თანდათან ქრება, სანამ კოლბა წყლით სავსე კოლბას არ დაემსგავსება. შეანჯღრიეთ და ფერი მყისიერად დაბრუნდება. შემდეგ ისევ ქრება და ასე გაგრძელდება მანამ, სანამ არის გლუკოზა, რომელსაც ელექტრონების დათმობა შეუძლია, და ჟანგბადი, რომელსაც მათი მიღება შეუძლია.

საღებავში არაფერი შეცვლილა, გარდა იმისა, რამდენ ელექტრონს ატარებს იგი. დაჟანგულ მდგომარეობაში ის ლურჯია. აღდგენილ მდგომარეობაში — არა. ამ მოლეკულის შესახებ თერაპიულ და კვლევით ლიტერატურაში თითქმის ყველაფერი სწორედ ამ ერთ შექცევად საფეხურს ეფუძნება, რადგან მოლეკულა, რომელსაც შეუძლია ერთი პარტნიორისგან ელექტრონების მიღება და მათი მეორისთვის გადაცემა, შუამავალია, ხოლო შუამავალი დამოუკიდებლად არაფერს აკეთებს. მისი მოქმედება მთლიანად დამოკიდებულია იმაზე, რა დგას მის თითოეულ ბოლოში.

ორი ფორმა და რატომ აქვს წყვილს მნიშვნელობა

დაჟანგული ფორმა არის ბრტყელი, დადებითად დამუხტული რგოლოვანი სისტემა. სწორედ ამ ბრტყელი, დამუხტული ფორმის გამო ეწყობა ის ნუკლეინის მჟავების გასწვრივ, უკავშირდება უჯრედის მემბრანებზე სიალილირებულ სტრუქტურებს და ძლიერ შთანთქავს ხილულ სინათლეს დაახლოებით 600 and 700 nanometres დიაპაზონში — სპექტრის იმ ნაწილში, რომელსაც ადამიანის თვალი ლურჯ ფერად აღიქვამს.

აღდგენილი ფორმა სრულიად განსხვავებულია. მას მუხტი არ აქვს, წყლის ნაცვლად ცხიმში იხსნება და უფეროა. ორგანიზმის შიგნით არსებულ pH-ზე მისი იონიზაცია ძალიან დაბალია, დაახლოებით რამდენიმე per cent. ამიტომ აღდგენილი მოლეკულა დიფუზიით ადვილად გადის უჯრედის მემბრანაში და შიგნით მოხვედრის შემდეგ, სადაც გარემო უფრო დამჟანგავია, შეიძლება ხელახლა დაიჟანგოს და ფაქტობრივად ჩაიკეტოს. დაჟანგული რგოლოვანი სისტემა ბრტყელია; აღდგენილს კი გადახრა შეუძლია. ამ სტრუქტურულ შედეგებს და თავად ფერის ცვლილებას ორი ფორმის ისტორიის საკუთარი მნიშვნელობა აქვს და ისინი უფრო დეტალურადაა განხილული მეთილენის ლურჯისა და ლეიკომეთილენის ლურჯის შედარებაში.

ელექტრონების მიღება

დაჟანგულ საღებავს ელექტრონების მიღება მრავალი სხვადასხვა დონორისგან შეუძლია. სადემონსტრაციო კოლბაში ერთ-ერთი მათგანია გლუკოზა. უჯრედის შიგნით სხვა დონორებს მიეკუთვნება აღდგენილი პირიდინის ნუკლეოტიდები და მიტოქონდრიული ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვის კომპონენტები. როდესაც მეთილენის ლურჯი ჟანგბადის შემცველ ქსოვილში აღდგება, მის მიერ დაწყებული ციკლი მოიხმარს როგორც აღმდგენ აგენტს, ისე ჟანგბადს და წარმოქმნის რეაქტიულ ჟანგბადის სახეობებს, უმთავრესად წყალბადის პეროქსიდს. საღებავი ციკლიდან უცვლელი გამოდის და მზადაა მის ხელახლა გასავლელად.

ეს ბოლო გარემოება ხსნის წინააღმდეგობას, რომელიც სხვაგვარად დაუდევრობად შეიძლება მოგვეჩვენოს. ლიტერატურაში მეთილენის ლურჯი აღწერილია როგორც პროოქსიდანტად, ისე ანტიოქსიდანტად და ორივე აღწერა დასაბუთებადია. მას შეუძლია სუპეროქსიდის წარმოქმნის შემცირება ხელოვნური ელექტრონმიმღების როლში მოქმედებით, რაც ელექტრონების ნაკადს აშორებს იმ ფერმენტულ უბნებს, სადაც ჟანგბადი სხვაგვარად სუპეროქსიდის რადიკალებად გარდაიქმნებოდა. ღვიძლის უჯრედების კულტურებში ნაჩვენებია, რომ ის იწვევს მე-2 ფაზის ანტიოქსიდანტური დაცვის ფერმენტების, მათ შორის თიორედოქსინ-რედუქტაზა 1-ისა და NADPH ქინონ-ოქსიდორედუქტაზის, წარმოქმნას. ამ ორი სახიდან რომელს დაინახავთ, დამოკიდებულია იმაზე, შუამავლის რომელ ბოლოს აკლია ელექტრონები კონკრეტულ მომენტში. კითხვა „არის თუ არა მეთილენის ლურჯი ანტიოქსიდანტი“ სწორად ფორმულირებული არ არის, სანამ არ მიუთითებთ რომელ სისტემაში, რა კონცენტრაციაზე და კიდევ რისი თანდასწრებით.

ელექტრონების შემდგომი გადაცემა

როგორც კი საღებავი დამატებით ელექტრონს დაიკავებს, შემდეგ შეიძლება სამი სრულიად განსხვავებული რამ მოხდეს, თუმცა ჩვეულებრივ მათ ერთ სათაურში აერთიანებენ. ასე არ უნდა იყოს.

მას შეუძლია ელექტრონი მეტალის ცენტრს გადასცეს. ყველაზე ნათელი მაგალითია ჰემოგლობინი, რომელიც ორვალენტიანი რკინის მდგომარეობიდან სამვალენტიანი რკინის მდგომარეობამდე დაიჟანგა. ამ მდგომარეობაში მას ჟანგბადის გადატანა არ შეუძლია. ერითროციტებში ფერმენტი საღებავს აღადგენს, შემდეგ კი აღდგენილი საღებავი არაფერმენტულად გადასცემს ელექტრონებს დაჟანგულ ჰემის რკინას, აღადგენს ფუნქციურ ჰემოგლობინს და თავად უბრუნდება დაჟანგულ ფორმას. ამ პროცესში საღებავი არ იხარჯება; ის ციკლურად მოქმედებს. ამ რეაქციაზე დაფუძნებული კლინიკური გამოყენება საავადმყოფოს პირობებს მიეკუთვნება, ხოლო მეთილენის ლურჯის გამოყენების ახსნა მეტჰემოგლობინემიის დროს აღწერს, როგორ გამოიყენება იგი და რატომ მიმდინარეობს ეს პროცესი ასეთი მკაცრი ზედამხედველობით.

წყაროების წაკითხვისას გასათვალისწინებელი მნიშვნელოვანი შენიშვნა: ორი მიმოხილვა, რომლებზეც ეს სტატიაა აგებული, ფერმენტული საფეხურისთვის ერთსა და იმავე აღმდგენ კოფაქტორს არ ასახელებს — ერთი NADH-ს მიუთითებს, მეორე კი NADPH-ს. ეს უთანხმოება რეალურია და აქ ხელმისაწვდომ წყაროებში გადაუჭრელი რჩება, ამიტომ უფრო უსაფრთხოა თითოეული ნაწილის როლის აღწერა და არა ერთი კონკრეტული კოფაქტორის დასახელება.

სინათლის არსებობისას მას შეუძლია ჟანგბადს ენერგია ან ელექტრონი გადასცეს. ეს გზა მხოლოდ განათების პირობებში არსებობს. აღგზნებული საღებავი ტრიპლეტურ მდგომარეობას აღწევს და იქიდან ორი მექანიზმია შესაძლებელი. პირველში აღგზნებული საღებავი უშუალოდ ურთიერთქმედებს მეზობელ მოლეკულასთან, იღებს წყალბადს ან გადასცემს ელექტრონს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება რადიკალები; წყალთან ასეთი რეაქცია ჰიდროქსილის რადიკალებს წარმოქმნის. მეორეში აღგზნების ენერგია უშუალოდ ჟანგბადს გადაეცემა და წარმოქმნის სინგლეტურ ჟანგბადს — ძლიერ ელექტროფილურ სახეობას, რომელიც microseconds-ის განმავლობაში იშლება და ზოგადად მიჩნეულია ძირითად გზად, რომლითაც განათებული მეთილენის ლურჯი მიკრობულ უჯრედებს აზიანებს. დოკუმენტირებულ შედეგებს შორისაა რეაქციები უჯრედის გარსის ლიპიდებსა და პეპტიდებთან, ასევე DNA-ში გუანინის ფუძეებთან.

ამ გზის პრაქტიკული შედეგია ის, რომ განათება მაჩვენებლებს რამდენიმე რიგით ცვლის. Wainwright-ისა და Crossley-ის მიერ შეგროვებულ მონაცემებში მეთილენის ლურჯის მინიმალური ბაქტერიციდული კონცენტრაცია Pseudomonas aeruginosa-ს მიმართ სიბნელეში დაახლოებით 500 micromolar-ია, ხოლო 12 joules per square centimetre სინათლის დოზის პირობებში — დაახლოებით 25 micromolar. Staphylococcus aureus-ის ერთ შტამთან როგორც სიბნელეში, ისე განათებისას მნიშვნელობა 5 micromolar-ია. სხვა სიტყვებით, ჩაითვლება თუ არა ეს მოლეკულა საერთოდ ანტიმიკრობულად, მხოლოდ მოლეკულის თვისება არ არის; ეს მოლეკულისა და სინათლის ერთობლივი თვისებაა.

მას შეუძლია უშუალოდ იმოქმედოს ფერმენტის უბანზე, შუამავლური გადაცემის გარეშე. მეთილენის ლურჯი ჟანგავს აზოტის ოქსიდის სინთაზასთან შეკავშირებულ ორვალენტიან რკინას, რაც ფერმენტს ფუნქციას უკარგავს. ის ბლოკავს ხსნად გუანილატციკლაზას და ამ მიზნით ლაბორატორიაში ჩვეულებრივ გამოყენებული კონცენტრაცია 1 and 10 micromolar-ის ფარგლებშია. ის აინჰიბირებს A ტიპის მონოამინოქსიდაზას IC50-ით 27 and 180 nanomolar-ის ფარგლებში, რაც საფუძვლად უდევს სეროტონინის უკუმიტაცების ინჰიბიტორებთან კარგად დოკუმენტირებულ ურთიერთქმედებას და არის მიზეზი, რის გამოც მეთილენის ლურჯის წამლებთან ურთიერთქმედებები ცალკე კატეგორიად განიხილება.

ეს სამი გზა ქიმიურად ერთმანეთისგან განსხვავებულია. მათი გაერთიანება ერთ მტკიცებაში, თითქოს მეთილენის ლურჯი უბრალოდ რედოქს-ციკლირებით მუშაობს, მთავარი მიზეზია იმისა, რომ მასზე დაწერილი ტექსტების დიდი ნაწილი ერთდროულად თავდაჯერებულიც ჩანს და ბუნდოვანიც.

ოთხი განსხვავება, რომლებიც განსაზღვრავს, აქვს თუ არა მექანიზმზე გაკეთებულ განცხადებას მნიშვნელობა

რომელი ფორმა. აღდგენილი საღებავი დაჟანგულის ურთიერთჩანაცვლებადი არ არის. აცეტილქოლინესტერაზის ინჰიბირება კარგად აჩვენებს ამ ხაფანგს: ხანგრძლივ in vitro ინკუბაციაში მეთილენის ლურჯი თანდათან აღდგება თავის უფერო ფორმამდე და ინჰიბირება მცირდება, რადგან აღდგენილი მოლეკულა ამ ფერმენტს არ აინჰიბირებს. თუ ანალიზი იმდენ ხანს გრძელდება, რომ ფორმა შეიცვალოს, ის უფრო სუსტ ეფექტს აჩვენებს და არასწორი ახსნისკენ უბიძგებს.

რომელი კონცენტრაცია. ხსნადი გუანილატციკლაზის ინჰიბირებისთვის ლაბორატორიული დიაპაზონია 1 to 10 micromolar. ვირთხის ჰიპოკამპის ნაჭრებში გლუტამატით განპირობებული გადაცემის სრულად ჩასახშობად საჭირო იყო 5 to 50 micromolar. უჯრედულ კულტურაში ტოქსიკური ეფექტები აღწერილია 100 micromolar-ზე ზემოთ. ეს ერთი და იგივე ექსპერიმენტი არ არის და 50 micromolar-ზე დადასტურებული მექანიზმი ავტომატურად არ ვრცელდება პაციენტზე, რომლის პლაზმური კონცენტრაციაც ამის მხოლოდ მცირე ნაწილია.

რომელი გზა. პერორალური აბსოლუტური ბიოშეღწევადობა დაახლოებით 72 per cent-ია, ხოლო პლაზმაში ტერმინალური ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5 to 7 hours. პერორალური მიღება უფრო მაღალ კონცენტრაციებს ქმნის ნაწლავსა და ღვიძლში; ინტრავენური შეყვანა — ტვინში. შეყვანის გზა განსაზღვრავს, რომელი ქსოვილი შეხვდება ელექტრონებს.

რომელი მოდელი და ჩართული იყო თუ არა განათება. მექანიზმების შესახებ ლიტერატურის დიდი ნაწილი უჯრედულ კულტურებსა და მღრღნელებზე ჩატარებულ კვლევებს ეფუძნება, ხოლო ამ მოლეკულის in vitro შედეგები დამოკიდებულია სინათლის ზემოქმედებაზე, მემბრანულ პოტენციალსა და უჯრედების რედოქს-მდგომარეობაზე, რადგან მის ფოტოსენსიბილიზაციას მიკროსკოპის ნათურაც კი ჰყოფნის. შეყვანილი დოზის 65 and 85 per cent ერითროციტებსა და პერიფერიულ ქსოვილებში უფერო ფორმამდე აღდგება. თითოეული ეს ცვლადი დგას ლაბორატორიულ ჭურჭელში მკაფიოდ ნაჩვენებ მექანიზმსა და ადამიანზე გაკეთებულ განცხადებას შორის.

რატომ არის სისუფთავის საკითხი ქიმიის საკითხი

განათება მეთილენის ლურჯის დემეთილირებას იწვევს. პირველი პროდუქტი არის Azure B, შემდეგ Azure A, შემდეგ თიონინი, ხოლო უფრო მაღალი სინათლის ინტენსივობა უფრო მეტ დაშლას იწვევს, ვიდრე დაბალი. ამიტომ მოლეკულა, რომლის პრაქტიკული მნიშვნელობაც ელექტრონების მიღებისა და გაცემის უნარზეა დამოკიდებული, ისეთი მოლეკულაა, რომლის სავარაუდო დაშლის პროდუქტებიც ქიმიურად ახლო ნათესავებია და იმავე ხსნარში რჩებიან. კონტეინერში არსებული ნივთიერებების შემადგენლობა კოსმეტიკური დეტალი არ არის.

სწორედ ამიტომ მყიდველისთვის მნიშვნელოვნად შესამოწმებელი კრიტერიუმია USP სპეციფიკაციასთან შესაბამისობა. პროდუქტი, რომელიც მას არ აკმაყოფილებს, უბრალოდ საღებავია, ხოლო საღებავს შეიძლება ახლდეს მინარევები, მათ შორის Azure B, მძიმე მეტალები და ნარჩენი გამხსნელები, რომლებიც მისი გადაყლაპვისას ადამიანს არ სჭირდება. დამატებითი ხაფანგია გამყიდველი, რომელიც მხოლოდ მძიმე მეტალებზე ატარებს ტესტირებას და შედეგს სრულ შესაბამისობად წარმოაჩენს. Blupreme თანამშრომლობს მეთილენის ლურჯის ფარმაცევტულ მწარმოებელთან და ამოწმებს სრულ სპეციფიკაციას: იდენტობას, სისუფთავეს, ორგანულ მინარევებს, ნარჩენ გამხსნელებს, ელემენტურ მინარევებს, დანაცრების შემდეგ დარჩენილ ნარჩენს, მიკრობულ ზღვრულ მაჩვენებლებსა და ბაქტერიულ ენდოტოქსინებს. ყოველი პარტიის შესაბამისი ლაბორატორიული ტესტირების დოკუმენტი გამოქვეყნებულია, ხოლო მომწოდებლის არჩევა ძირითადად იმის შემოწმებას ნიშნავს, არსებობს თუ არა ეს დოკუმენტი და რას მოიცავს იგი.

ერთი შექცევადი წყვილი. მისგან გამომავალი რამდენიმე გზა. სწორედ გზა განსაზღვრავს, რა შეიძლება ამტკიცებდეს კონკრეტული განცხადება.