ಲೇಖನ
ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮತ್ತು ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್: ಕಬ್ಬಿಣ, ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಮರಣ
ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಎಂದರೆ ಪೊರೆಯ ಹಾನಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕೋಶ ಮರಣ. ಪೊರೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ಬಹುಅಪರ್ಯಾಪ್ತ ಕೊಬ್ಬುಗಳು ಸರಪಳಿ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಪೊರೆ ಕಾರ್ಯವಿಫಲವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಶ ಸಾಯುತ್ತದೆ. ಈ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಕಬ್ಬಿಣ ಅಗತ್ಯ. ಈ ಹೇಳಿಕೆಯಲ್ಲೇ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಅಡಕವಾಗಿದೆ; ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಿಷಯವೂ ಅದರ ಯಾವುದಾದರೊಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ.
ಇಲ್ಲಿನ ಪ್ರಶ್ನೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ: ಕೋಶ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಆ ಸರಪಳಿಯ ಮೇಲೆ ಏನು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆ ಫಲಿತಾಂಶ ನಿಜವಾಗಿ ಏನನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ? ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಉತ್ತರವೆಂದರೆ, ಎರಡು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪ್ರಚೋದಕಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿದ ನಂತರವೂ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಜೀವಂತವಾಗಿರಿಸಿತು. ವಿವರವಾದ ಉತ್ತರ ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯ, ಏಕೆಂದರೆ ಸರಪಳಿಯ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೊಂಡಿಯನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದಿಂದ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪಕ್ಕೂ ಮಿತಿಗಳಿವೆ.
ಒಂದು ಪ್ಯಾರಾಗ್ರಾಫ್‌ನಲ್ಲಿ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್
ಬಹುಅಪರ್ಯಾಪ್ತ ಕೊಬ್ಬಿನ ಆಮ್ಲದ ಬಾಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪೊರೆಯ ಫಾಸ್ಫೋಲಿಪಿಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ದುರ್ಬಲ ಸ್ಥಳವಿದೆ: ಸುಲಭವಾಗಿ ಕಸಿದುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು. ಒಮ್ಮೆ ಒಂದು ರ್ಯಾಡಿಕಲ್ ಅಂತಹ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಕಸಿದುಕೊಂಡರೆ, ಆಮ್ಲಜನಕವು ಲಿಪಿಡ್‌ಗೆ ಸೇರುತ್ತದೆ, ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಲ್ ರ್ಯಾಡಿಕಲ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ರ್ಯಾಡಿಕಲ್ ಮುಂದಿನ ಲಿಪಿಡ್‌ನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕಸಿದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಯಾವುದಾದರೂ ಅದನ್ನು ತಡೆಯದಿದ್ದರೆ, ಈ ಕ್ರಿಯೆ ಪೊರೆಯುದ್ದಕ್ಕೂ ಹರಡುತ್ತದೆ.
ಮುಖ್ಯ ತಡೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆ GPX4 ಎಂಬ ಕಿಣ್ವವಾಗಿದೆ. ಇದು ಗ್ಲುಟಾಥಯೋನ್ ಬಳಸಿ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರಪಾಯಕಾರಿ ಲಿಪಿಡ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಅಪಚಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪ್ರಚೋದಕಗಳು ಈ ರಕ್ಷಣೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಹಂತಗಳ ಮೇಲೆ ದಾಳಿ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಎರಾಸ್ಟಿನ್, ಸಿಸ್ಟೀನ್ ಅನ್ನು system xc-minus ಮೂಲಕ ಕೋಶದೊಳಗೆ ತರಲು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ; ಇದರಿಂದ ಗ್ಲುಟಾಥಯೋನ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಬೇಕಾದ ಸಿಸ್ಟೆಯೀನ್ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಲಭ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಬ್ಯೂಥಿಯೊನಿನ್ ಸಲ್ಫಾಕ್ಸಿಮಿನ್ ಗ್ಲುಟಾಥಯೋನ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. RSL3 ಸ್ವತಃ GPX4 ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮೂರೂ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ನಿವಾರಣೆಯಾಗದೆ ಉಳಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿಭಿನ್ನ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಹಾಗೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಒಂದು ಪ್ರಚೋದಕದೊಂದಿಗೆ ಕಂಡ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಇತರ ಪ್ರಚೋದಕಗಳಿಗೂ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಅನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅದನ್ನು ಅಪೋಪ್ಟೋಸಿಸ್‌ನಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಸ್ಪೇಸ್ ಸರಪಳಿ ಕ್ರಿಯೆಯೂ ಇಲ್ಲ, ಅಪೋಪ್ಟೋಟಿಕ್ ಕಾಯಗಳೂ ಇಲ್ಲ. ಡೆಫೆರಾಕ್ಸಮಿನ್‌ನಂತಹ ಕಬ್ಬಿಣದ ಕೀಲೇಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಫೆರೋಸ್ಟಾಟಿನ್-1ನಂತಹ ರ್ಯಾಡಿಕಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಇದನ್ನು ಹತ್ತಿಕ್ಕುತ್ತವೆ. ಕೋಶ ಮರಣವು ಕೇವಲ ನೆಕ್ರೋಸಿಸ್ ಆಗಿರದೆ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಆಗಿದೆಯೆಂದು ಗುರುತಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಬಳಸುವ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರೀಕ್ಷೆ ಇದೇ. ನಿಯಂತ್ರಿತ ಕೋಶ ಮರಣದ ಮಾರ್ಗಗಳ ವಿಶಾಲ ಚಿತ್ರಣವು ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ; ಕೋಶಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುವ ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಕೀಲೇಷನ್ ಏಕೆ ಅಷ್ಟು ನಿರ್ಣಾಯಕ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಪಾತ್ರವೇನು, ಮತ್ತು ಅದರ ಬಗ್ಗೆ ವಿವಾದ ಏಕಿತ್ತು
ಆರಂಭಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ DNA ಇಲ್ಲದ ಕೋಶಗಳಲ್ಲೂ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದವು. ಇದು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು ಅನಿವಾರ್ಯವಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿತು. ನಂತರದ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಅಥವಾ ಶ್ವಸನವನ್ನು ತಡೆಯುವುದರಿಂದ ಸಿಸ್ಟೆಯೀನ್ ಕೊರತೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಅನ್ನು ಹತ್ತಿಕ್ಕಬಹುದು, ಆದರೆ GPX4 ನೇರ ಪ್ರತಿಬಂಧನದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವುದನ್ನು ಹತ್ತಿಕ್ಕಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಕಂಡುಕೊಂಡವು. ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಕೊಡುಗೆಯು ಪ್ರಚೋದಕ, ಕೋಶದ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಎಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದ್ದರೆ, ಎರಡೂ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸತ್ಯವಾಗಿರಬಹುದು.
ಈ ಲೇಖನಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಅಧ್ಯಯನವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೋಶೀಯ ವಿಭಾಗಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತವಾದ ಪ್ರೋಬ್ ಬಳಸಿ ಈ ವಿವಾದವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. MitoCLox ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಸೂಚಕದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾ-ಲಕ್ಷಿತ ರೂಪವಾಗಿದೆ: ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದೊಳಗೆ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಲ್ ರ್ಯಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು ಎದುರಾದಾಗ ಅದರ ಪ್ರತಿದೀಪ್ತಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಾಸ್ಟಿನ್‌ಗೆ ಒಡ್ಡಿದ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಕೋಶಗಳು ಇನ್ನೂ ಜೀವಂತವಾಗಿರುವಾಗಲೇ, ಮರಣಕ್ಕೂ ಮುನ್ನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕಾಣಿಸಿತು. ಅದು ಕೋಶಗಳ ಸಮೂಹದಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಈ ಸಮಯಕ್ರಮ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಮರಣಕ್ಕೂ ಮುನ್ನ ಸಂಭವಿಸುವ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಒಂದು ಸಂಭಾವ್ಯ ಕಾರಣ. ಸತ್ತ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಲಾದ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಅವಶೇಷವಷ್ಟೇ. ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪ್ರೋಬ್ ಏನನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಪೂರಕ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ, ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಸ್ಥಳವು ಸಂಕೇತದ ಅರ್ಥವನ್ನು ಏಕೆ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಎರಡನೇ ಮಾದರಿಯಲ್ಲೂ ಇದೇ ಕ್ರಮ ಕಾಣಿಸಿತು. ಲೆಬರ್ ಆನುವಂಶಿಕ ದೃಷ್ಟಿನರ ರೋಗವಿರುವ ರೋಗಿಯಿಂದ ಪಡೆದ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ರೂಪಾಂತರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೂಲಮಟ್ಟದ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಒತ್ತಡ ಇದ್ದವು. ಗ್ಲುಟಾಥಯೋನ್ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಅವು ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್‌ನಿಂದ ಸತ್ತವು; ನಿಯಂತ್ರಣ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳು ಅದನ್ನು ತಡೆದುಕೊಂಡವು. ಇಲ್ಲಿಯೂ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಪ್ರೋಬ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವೇ ಮೊದಲು ಸಂಭವಿಸಿತು. ವಿವರಗಳು ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಕುರಿತ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಇವೆ.
ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಏನನ್ನು ಬದಲಿಸಿತು
ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಒಂದು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ವಾಹಕ. ಅದರ ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ ರೂಪವು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ನಲ್ಲಿ NADH-ಸಂಬಂಧಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುತ್ತದೆ; ಅದರ ಅಪಚಯಿತ ರೂಪವು ಅವುಗಳನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ c ಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಅದು ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ IV ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಸೋರಿಕೆಯಾಗಿ ಸೂಪರ್‌ಆಕ್ಸೈಡ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಭಾಗವನ್ನು ಭಾಗಶಃ ತಪ್ಪಿಸುವ ಪರ್ಯಾಯ ಮಾರ್ಗ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಬಯಸುವ ಓದುಗರು ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಲೇಖನದಿಂದ ಆರಂಭಿಸಬಹುದು.
ಎರಾಸ್ಟಿನ್‌ಗೆ ಒಡ್ಡಿದ ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, 250 nanomolar ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಕೋಶ ಉಳಿವಿನ ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಜೀವಂತಿಕೆಯನ್ನು ಉಳಿಸಿತು; ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾ-ಲಕ್ಷಿತ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕಗಳಾದ SkQ1 ಮತ್ತು MitoTEMPO ಕೂಡ ಹಾಗೆಯೇ ಮಾಡಿದವು. ನಿಯಂತ್ರಣ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಈ ನಿರ್ಣಯದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ. ಫೆರೋಸ್ಟಾಟಿನ್-1, ಆಲ್ಫಾ-ಟೋಕೋಫೆರಾಲ್ ಮತ್ತು ಡೆಫೆರಾಕ್ಸಮಿನ್ ಕೂಡ ರಕ್ಷಣೆ ನೀಡಿದವು; ಇದು ಮರಣವು ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್‌ನಿಂದ ಉಂಟಾಗಿತ್ತು ಎಂಬುದನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕ ಗುಂಪಿಲ್ಲದ SkQ1 ಸಮರೂಪಿ ರಕ್ಷಣೆ ನೀಡಲಿಲ್ಲ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಲ್ಲದ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಬದಲು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು 200 nanomolar ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ SkQ1 ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಣೆ ಕುಗ್ಗಿತು. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕ್ವಿನೋನ್ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕಗಳು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬ ತಿಳಿದಿರುವ ವರ್ತನೆಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಕೂಡ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಇಂತಹ ಎರಡುಮುಖ ವರ್ತನೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ: ಈ ಕೋಶ ಸಂವರ್ಧನಾ ಪಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಣೆ ನೀಡುತ್ತದೆ; ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ ಅಥವಾ ತೀವ್ರ ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿದಾಗ ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಮೂಲಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಲ್ಲದು. ಈ ರೀತಿಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಂದರ್ಭವನ್ನು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿನ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಎಂಬ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ನಂತರ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ROS ಮೂಲಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಿದವು. ಫೆರಸ್ ಕಬ್ಬಿಣದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ರೋಟೆನೋನ್ ಪ್ರೋಬ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿದವು. ರೋಟೆನೋನ್ ಫ್ಲೇವಿನ್ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ಮುಂದಿನ ಹಂತವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಅದರ ಹಿಂದಿನ ವಾಹಕಗಳು ಅಪಚಯಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೇ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಕಡೆ ಮುಖಮಾಡಿರುವ ಫ್ಲೇವಿನ್‌ನಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ III ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮೈಸಿನ್ A ಸಾಕಷ್ಟು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಿದರೂ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಒಟ್ಟಾರೆ ROS ಸಂಕೇತ ಒಂದೇ, ಆದರೆ ಸ್ಥಳ ಬೇರೆ, ಫಲಿತಾಂಶವೂ ಬೇರೆ. SkQ1 ಮತ್ತು ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಎರಡೂ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನೇ ಹತ್ತಿಕ್ಕದೆ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ನಿಂದ ಉಂಟಾದ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಅನ್ನು ಹತ್ತಿಕ್ಕಿದವು. ಇದರಿಂದ ಅವುಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯು ROS ರೂಪುಗೊಂಡ ನಂತರ, ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಹಂತದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.
ಅತಿಯಾದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಅಧ್ಯಯನ ವಿಭಾಗ ಮತ್ತು ಲಿಪೊಫುಸಿನ್ ಸುಳಿವು
ಎರಡನೇ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಬ್ಬಿಣದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿತು. ಒಂದು ಮಿಲಿಮೋಲಾರ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಫೆರಿಕ್ ಅಮೋನಿಯಮ್ ಸಿಟ್ರೇಟ್‌ಗೆ ಒಡ್ಡಿದ H9c2 ಹೃದಯ ಸ್ನಾಯು ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಮೊದಲು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ROS, ನಂತರ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್, ಆಮೇಲೆ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್ ಉಂಟಾಯಿತು. ಅದರ ಬಳಿಕ 24 hours ಒಳಗೆ ಲಿಪೊಫುಸಿನ್‌ನಂತಹ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯ ಸಂಗ್ರಹವಾಯಿತು. ಲಿಪೊಫುಸಿನ್ ಎಂದರೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡ ಲಿಪಿಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ, ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ, ಸ್ವಯಂಪ್ರತಿದೀಪ್ತ ಅವಶೇಷ; ಇದು ವಯಸ್ಸಾದಂತೆ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಅದು ವೇಗವಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿರುವುದು, ಕಬ್ಬಿಣದಿಂದ ಉಂಟಾದ ತೀವ್ರ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಅನ್ನು ವಯೋವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಸೂಚಕದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಮತ್ತು SkQ1 ಎರಡೂ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್, ಮರಣ ಮತ್ತು ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ತಡೆದವು. ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಹೃದಯದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು ಈ ಕ್ರಮವನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸಿದವು: ರೋಟೆನೋನ್ ಮತ್ತು ಫೆರಸ್ ಕಬ್ಬಿಣ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್ ಹಾಗೂ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದಂತಹ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿದವು, ಮತ್ತು ಎರಡೂ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಅದನ್ನು ತಡೆದವು. ಸಂಪೂರ್ಣ ಕ್ರಮವನ್ನು H9c2 ಹೃದಯ ಸ್ನಾಯು ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಅತಿಯಾದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ವರ್ಣದ್ರವ್ಯದ ಭಾಗವನ್ನು ಲಿಪೊಫುಸಿನ್ ಮತ್ತು ಕೋಶೀಯ ವಯೋವೃದ್ಧಿಯ ಸೂಚಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು.
ಕೋಶ ಉಳಿವಿನ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಏನನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ
CellTiterBlue ನಂತಹ ಜೀವಂತಿಕೆ ಮಾಪನವು, ಒಂದು ಪ್ರಚೋದಕ ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ರಕ್ಷಕ ಪದಾರ್ಥಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿದ ನಂತರ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಕೋಶಗಳು ಚಯಾಪಚಯದ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಉಳಿದಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಪರೀಕ್ಷೆ. ಇದು ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವಲ್ಲ. ಈ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ರೋಗಿಗೆ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ನೀಡಲಾಗಿಲ್ಲ, ರೋಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ರಮಾಣದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ.
ನಾಲ್ಕು ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳಬೇಕಾಗಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದು, ಕೋಶಗಳ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ: ರೂಪಾಂತರಿತ ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳು, ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ರೋಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ಕೋಶ ವಂಶ ಸೇರಿದಂತೆ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಚರ್ಮದ ಫೈಬ್ರೋಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳು, ಇಲಿಯ ಹೃದಯ ಸ್ನಾಯು ಕೋಶ ವಂಶ ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಇಲಿಯ ಹೃದಯದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು. ಸಂವೇದನಾಶೀಲತೆ ಕೋಶ ವಂಶಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗಿತ್ತು; ಅಧ್ಯಯನದ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲೇ ಅಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಹಾನಿಗೆ ಒಳಗಾಗುವ LHON ಕೋಶ ವಂಶವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿತ್ತು. ಎರಡನೆಯದು, ಪ್ರಚೋದಕಗಳು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಾಗಿವೆ: ಸಾಗಣೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಡೆ ಅಥವಾ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಡೆ, ಹಾಗೂ ಯಾವುದೇ ಅಂಗಾಂಶವು ಅಲ್ಪಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಎದುರಿಸದಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಬ್ಬಿಣದ ಹೊರೆ. ಮೂರನೆಯದು, ಕೇವಲ ಗುಣಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಮಾನವನ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಸಂವರ್ಧನಾ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿನ ನ್ಯಾನೊಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮಾನವನಿಗೆ ನೀಡುವ ಪ್ರಮಾಣವಲ್ಲ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ವಿತರಣೆ, ರಕ್ತ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಬಣ್ಣರಹಿತ ರೂಪಕ್ಕೆ ಅಪಚಯಗೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭವ — ಇವೆಲ್ಲವೂ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪಾತ್ರೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಕ್ತಿಯ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ. ನಾಲ್ಕನೆಯದು, ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಕೋಶೀಯ ವಿಭಾಗದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುತ್ತವೆ. MitoCLox ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಲಿಪಿಡ್ ರ್ಯಾಡಿಕಲ್‌ಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಸಂಭವನೀಯ ಅಂತಿಮ ಘಟನೆಯಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪೊರೆಯ ಛಿದ್ರತೆಯನ್ನು ಹಿಂದಿನ ಹಂತದಲ್ಲಿ ತಪ್ಪಿಸಲಾಯಿತೇ ಅಥವಾ ನೇರವಾಗಿ ತಡೆಯಲಾಯಿತೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಅದು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.
ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ರಾಮಾಣಿಕವಾಗಿ ಹೇಳಬಹುದಾದ ನಿರ್ಣಯ ಇದು: ಈ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕಾಂಪ್ಲೆಕ್ಸ್ I ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ROS ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣ ಸೇರಿ ಫೆರೋಪ್ಟೋಸಿಸ್‌ಗೂ ಮುನ್ನ ಸಂಭವಿಸುವ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಲ್ ಲಿಪಿಡ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಶನ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ; ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಆ ಭಾಗವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆ ಭಾಗಕ್ಕಿಂತ ಮುಂದಿನ ಯಾವುದೇ ನಿರ್ಣಯಕ್ಕೆ ಮೊದಲು ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ, ನಂತರ ಮಾನವರಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಅಗತ್ಯ.