ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಎಂದರೆ ಹೆಚ್ಚು ATP ಎಂದರ್ಥವೇ? ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಂದ ಪಾಠಗಳು

ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಒಂದು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯನ್ ಇಂಧನವಿರುವ, ಆದರೆ ADP ಇಲ್ಲದ ಕೋಶದಲ್ಲಿದೆ. ಅದು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ADP ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ADP ಖಾಲಿಯಾಗುವವರೆಗೆ ಕಾಯಿರಿ; ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಮತ್ತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಧನ ಬದಲಾಗಲೇ ಇಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿದ್ದು ATPಯ ಬೇಡಿಕೆ ಮಾತ್ರ.

ಈ ಲೇಖನ ಚರ್ಚಿಸುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಆ ಚಿಕ್ಕ ಘಟನೆಗಳ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯು ಶ್ವಸನ ಸರಪಳಿಯ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕಡೆಗೆ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ATP ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಆ ಹರಿವಿನ ಎಷ್ಟು ಭಾಗ ಬಳಕೆಗೆ ತಕ್ಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಇವೆರಡಕ್ಕೂ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಮಧ್ಯಂತರ ಹಂತವೆಂದರೆ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಒಳಪೊರೆಯ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರವಣತೆ. ಆ ಪ್ರವಣತೆಯು ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಎಷ್ಟು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಜೋಡಣೆಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬದಲಿಸುವ ಯಾವುದೇ ಅಂಶವು ಈ ಎರಡು ಅಂತಿಮ ಮಾಪಕಗಳನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಉಪಯುಕ್ತ ಪಾಠವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ಎರಡೂ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ: ಕೆಲವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ ATP ಜೊತೆಗೆ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ; ಇತರವುಗಳಲ್ಲಿ ATP ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಾಗ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗಲೂ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ.

ಮೊದಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ವಿಶಾಲ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಬಯಸುವ ಓದುಗರು, ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಶ್ವಸನ ಸರಪಳಿಯ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರಿಂದ ಆರಂಭಿಸಬಹುದು. ಆರಂಭಿಕ ಆಮ್ಲಜನಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಪರಿಭಾಷೆಯನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಬಯಸುವವರು, ಮೊದಲ ಶ್ವಸನ ಮಾಪನಗಳು ನಿಜವಾಗಿ ಏನನ್ನು ತೋರಿಸಿದವು ಎಂಬುದನ್ನು ಓದಬಹುದು.

ಶ್ವಸನ, ATP ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರವಣತೆ

NADH ಮತ್ತು FADH2ಯಿಂದ ಬರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು I ಮತ್ತು IIರಲ್ಲಿ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿ, ಸಂಕೀರ್ಣ III ಮೂಲಕ ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ cಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ; ನಂತರ ಸಂಕೀರ್ಣ IV ಮೂಲಕ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು I, III ಮತ್ತು IVರಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಪೊರೆಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲೀಯತೆಯ ಈ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯೇ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪ್ರೇರಕ ಬಲ. ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಘಟಕವಾದ ಪೊರೆ ವಿಭವವೇ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಧಾನ ಭಾಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತೆ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಹರಿಯಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ ADP ಹಾಗೂ ಫಾಸ್ಫೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ATP ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಸರಪಳಿ ಹೀಗಿದೆ:

ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ, ನಂತರ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಪಂಪಿಂಗ್, ನಂತರ ಪ್ರವಣತೆ, ನಂತರ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ.

ಆದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಇತರ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕವೂ ಹಿಂದಿರುಗಬಹುದು ಎಂಬುದೇ ಸಮಸ್ಯೆ. ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಬೇರೆ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಹಿಂದಿರುಗುವ ಯಾವುದೇ ಹರಿವೇ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸೋರಿಕೆ. ಪೊರೆ ವಿಭವವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅದೇ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮತ್ತೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡುವಂತೆ ಸೋರಿಕೆಯು ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಒತ್ತಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ATP ಉತ್ಪಾದಿಸದೆ ಹೆಚ್ಚು ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಕಷ್ಟು ಬಲವಾದ ಸೋರಿಕೆಯೇ ಜೋಡಣೆ ತಪ್ಪುವಿಕೆ: ATP ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುವಾಗ ಅಥವಾ ಇಳಿಯುವಾಗ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವ್ಯರ್ಥವಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಹೊರಹೋಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಥಿತಿ 3, ಸ್ಥಿತಿ 4 ಮತ್ತು ಶ್ವಸನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನುಪಾತ

ಇದರ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಪರಿಭಾಷೆಯು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಸ್ಥಿತಿ 3 ಎಂದರೆ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ADP ಇರುವ ಸಂದರ್ಭದ ಶ್ವಸನ: ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಪ್ರವಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಪೊರೆ ವಿಭವ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಮರುನಿರ್ಮಿಸಲು ಸರಪಳಿ ವೇಗಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ATP ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿತಿ 4 ಎಂದರೆ ADP ಖಾಲಿಯಾದ ನಂತರದ ಶ್ವಸನ: ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಪ್ರವಣತೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೊರೆ ವಿಭವವು ಮುಂದಿನ ಪಂಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥಿತಿ 3 ಅನ್ನು ಸ್ಥಿತಿ 4ರಿಂದ ಭಾಗಿಸಿದಾಗ ಸಿಗುವ ಶ್ವಸನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನುಪಾತವು ಆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಿದ್ಧತೆಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆ ಎಷ್ಟು ಬಿಗಿಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅನುಪಾತ ಎಂದರೆ ADP ಶ್ವಸನವನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಸ್ಥಿತಿ 4 ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವಾಗ ಅನುಪಾತ ಇಳಿದರೆ, ಸೋರಿಕೆ ಮೇಲುಗೈ ಸಾಧಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಕೆಳಗಿನ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದೇ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಸಹಾಯಕ.

ಒಂದು ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ನೆನಪಿನಲ್ಲಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದು ಉಪಯುಕ್ತ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೊರೆ ವಿಭವವು ಸರಪಳಿಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಭವ ಕರಗಿದಾಗ ಸರಪಳಿ ವೇಗಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪಂಪಿಂಗ್ ಎಷ್ಟು ಕಷ್ಟವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಸರಪಳಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ; ATP ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತಿದೆಯೇ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅಲ್ಲ.

ಅಂತಿಮ ಮಾಪಕಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬದಲಾಗುವಾಗ

ಜೋಡಣೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಪಷ್ಟ ಉದಾಹರಣೆಯು ಶ್ವಸನ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳನ್ನು ತಡೆದ, ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಗಿನಿ ಪಿಗ್ ಮಿದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಿಂದ ಬಂದಿದೆ. 100 nanomolar ರಿಂದ 1 micromolar ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ಗ್ಲುಟಮೇಟ್ ಜೊತೆಗೆ ಮ್ಯಾಲೇಟ್, ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಅಥವಾ ಗ್ಲಿಸೆರೋಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಇಂಧನವಾಗಿ ಬಳಸಿದಾಗ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಿತಿಯ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು; ಆದರೆ ADPಯಿಂದ ಉತ್ತೇಜಿತವಾದ ಶ್ವಸನ ಬದಲಾಗಲಿಲ್ಲ. ಸಂಕೀರ್ಣ I ಅಥವಾ ಸಂಕೀರ್ಣ IIIರಲ್ಲಿ ವಿಷದ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯವು ATP ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು, ಪೊರೆ ವಿಭವವನ್ನು ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಿತು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿತು. ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಮಾರ್ಗವು ಒಂದು ಅಡ್ಡಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ: ತಡೆಯಾದ ಹಂತಕ್ಕಿಂತ ಮುಂಚೆ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿ ಅವನ್ನು ಸೈಟೋಕ್ರೋಮ್ cಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ; ಹೀಗೆ ಹಾನಿಗೊಂಡ ಸಂಕೀರ್ಣವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಎರಡನೇ ಜೋಡಣೆಯ ಉದಾಹರಣೆಯು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾದ ATP ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಿದ, ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಮಿದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ, ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ನಲ್ಲೂ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಶ್ವಸನವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು. ಆದರೆ ಸಕ್ಸಿನೈಲ್ CoA ರೂಪಿಸುವ ಎರಡು ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳಾದ ಆಲ್ಫಾ ಕೀಟೋಗ್ಲುಟರೇಟ್ ಮತ್ತು ಗ್ಲುಟಮೇಟ್ ಬಳಸಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು. ಒಲಿಗೋಮೈಸಿನ್ ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಅನ್ನು ತಡೆದಿದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ATP ಬಂದದ್ದು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿನ ಸಕ್ಸಿನೈಲ್ CoA ಲಿಗೇಸ್ ನಡೆಸಿದ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್-ಮಟ್ಟದ ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕರಣದಿಂದಲೇ ಹೊರತು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಫಾಸ್ಫೋರಿಲೀಕರಣದಿಂದಲ್ಲ. ಸಂಕೀರ್ಣ I ಮತ್ತು ATP ಸಿಂಥೇಸ್ ಎರಡನ್ನೂ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಿದಾಗಲೂ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಪೊರೆ ವಿಭವವನ್ನು ಮರುಸ್ಥಾಪಿಸಿತು. ಇಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ATP ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾದವು, ಆದರೆ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಎರಡನೇ ATP ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡಿದಾಗ ಮಾತ್ರ. ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಅಥವಾ ಮ್ಯಾಲೇಟ್ ಬಳಸಿದಾಗ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ATP ಇಲ್ಲದೆ ಶ್ವಸನ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು. ಅದೇ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯ, ಅದೇ ಕೋಶ, ಬೇರೆ ಇಂಧನ, ಬೇರೆ ಉತ್ತರ.

ಅಂತಿಮ ಮಾಪಕಗಳು ಬೇರ್ಪಡುವಾಗ

ಬೇರ್ಪಡುವಿಕೆಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳೂ ಅಷ್ಟೇ ಪ್ರಕಟಿತವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಅಷ್ಟೇ ಪಾಠಪ್ರದವಾಗಿವೆ. 1997ರ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಇಲಿ ಯಕೃತ್ತಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಬಳಸಿ ಶ್ವಸನ ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಜೋಡಣೆಯಾದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಸ್ಥಿತಿ 4 ಶ್ವಸನವನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಿತು; ಇದರಿಂದ ಶ್ವಸನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನುಪಾತ ಇಳಿಯಿತು. ಈ ಪರಿಣಾಮವು 0.5 micromolar ನಿಂದಲೇ ಗೋಚರಿಸಿತು ಮತ್ತು 5 micromolar ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಬಲವಾಗಿತ್ತು. ಈ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 100 milligram ಅನ್ನು ಅಭಿಧಮನಿಯೊಳಗೆ ಒಮ್ಮೆಲೇ ನೀಡಿದ ನಂತರದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮಟ್ಟಗಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಾಗಿದೆ. 5 micromolar ನಲ್ಲಿ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು ಉಬ್ಬಿದವು ಕೂಡ. ಆದರೆ ಜೋಡಣೆಯ ದೋಷವು ಮೊದಲು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲೇ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿತು. ಇದು ಸೋರಿಕೆಯು ರಚನಾತ್ಮಕ ಹಾನಿಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವುದಕ್ಕಿಂತ, ಆ ಹಾನಿಗೂ ಮುಂಚೆಯೇ ಸಂಭವಿಸಿತು ಎಂಬುದನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಜೋಡಣೆ ತಪ್ಪಿದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯವು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಗರಿಷ್ಠ ಮಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಶ್ವಸನವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು. ಎರಡೂ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು. ಬಳಸಿದ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಲಿಲ್ಲ. ಒಂದೇ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆ ತಪ್ಪುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಎರಡೂ ಇರುವ ಪಠ್ಯಪುಸ್ತಕದ ಉದಾಹರಣೆ ಇದು.

ಅತ್ಯಂತ ಗಮನಾರ್ಹ ಬೇರ್ಪಡುವಿಕೆ ರೆಟಿನಾದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. AIF ಕೊರತೆಯಿರುವ ಇಲಿಗಳು ಮತ್ತು ರೋಟೆನೋನ್‌ಗೆ ಒಳಪಡಿಸಿದ ಬೆಳಕುಗ್ರಾಹಕ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ರೆಟಿನಾದ ದಪ್ಪ, ಬೆಳಕುಗ್ರಾಹಕಗಳ ಗುರುತುಕಾರಕಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉಳಿಸಿತು. ಜೊತೆಗೆ NADH ಮತ್ತು NAD ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ, ಮಡಚಿಕೊಳ್ಳದ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಮೈಟೋಫ್ಯಾಜಿ ಸೇರಿದಂತೆ ಒತ್ತಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಿತು. ATP ಕೊರತೆಯನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸದೆಯೇ ಅದು ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿತು. ಶಕ್ತಿ ಮರುಸ್ಥಾಪನೆಯಾಗದೆ ರಕ್ಷಣೆ ದೊರಕಿರುವುದು ಎಂದರೆ, ಪ್ರಯೋಜನವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ATP ಮೂಲಕವಲ್ಲದೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ-ಅಪಚಯ ಸಮತೋಲನ ಮತ್ತು ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾದ ಸಮಗ್ರತೆಯ ಮೂಲಕ ದೊರಕಿತು ಎಂದರ್ಥ. ಅಂಗಾಂಶ ಉಳಿದಿರುವುದನ್ನು ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮರುಸ್ಥಾಪನೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಮೀಕರಿಸುವ ಯಾರಾದರೂ ಆ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತಪ್ಪಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ.

ಮಿದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾ ಅಧ್ಯಯನವು ಇದೇ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಕ್ಕೆ ಒಂದು ವೆಚ್ಚದ ಅಂಕಣವನ್ನೂ ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ. ಜೈವಶಕ್ತಿಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದ ಅದೇ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು, ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದವು ಮತ್ತು ಅದರ ನಿವಾರಣೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸಿದವು. ಇದನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಲ್ಲದ ಬಣ್ಣದ್ರವ್ಯದಿಂದಲ್ಲ, ಮಾಪನಾಂಕಿತ Amplex ಪರೀಕ್ಷೆಯಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು. ಹೆಚ್ಚು ATP ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್ ಜೊತೆಯಾಗಿ ಬಂದವು.

ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಓದು ಪರಿಶೀಲನಾಪಟ್ಟಿ

ನಾಲ್ಕು ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಜೋಡಣೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಜೋಡಣೆ ತಪ್ಪಿದ ಫಲಿತಾಂಶದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತವೆ.

ಮೊದಲನೆಯದು, ನಿಜವಾಗಿ ಯಾವ ಅಂತಿಮ ಮಾಪಕವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಯಿತು ಎಂಬುದು. ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯೊಂದೇ ATPಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸಲಾರದು. ATP ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, ಪೊರೆ ವಿಭವ ಮತ್ತು ಶ್ವಸನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನುಪಾತ—ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಆಮ್ಲಜನಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಕಾಣದ ಒಂದು ಅಂಶವನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಹೇಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಓದುವ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಯು ಅಂತಿಮ ಮಾಪಕಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವ ಈ ಶಿಸ್ತನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಎರಡನೆಯದು, ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಿಗೆ ಯಾವ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಒದಗಿಸಲಾಯಿತು ಎಂಬುದು. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶ್ವಸನವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ATP ಆಗಲು ಸಾಧ್ಯವೇ ಇಲ್ಲವೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಇಂಧನದ ಆಯ್ಕೆಯೇ ನಿರ್ಧರಿಸಬಲ್ಲದು ಎಂದು ಸಕ್ಸಿನೈಲ್ CoA ಫಲಿತಾಂಶ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೆಯದು, ಯಾವ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು ಎಂಬುದು. ಮಿದುಳಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ nanomolar ರಿಂದ ಕಡಿಮೆ micromolar ಮಟ್ಟದ ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್ ಹೆಚ್ಚಳದ ವೆಚ್ಚದೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಪ ಜೈವಶಕ್ತಿಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ನೀಡಿತು; ಯಕೃತ್ತಿನ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಅರ್ಧ micromolar ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದವು; 5 micromolar ನಲ್ಲಿ ಉಬ್ಬುವಿಕೆಯೂ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿತು. ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಒಂದು ಭಾಗವೇ ಹೊರತು ಹಿನ್ನೆಲೆಯ ವಿವರ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ.

ನಾಲ್ಕನೆಯದು, ಯಾವ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಆ ಫಲಿತಾಂಶ ಕಂಡುಬಂತು ಎಂಬುದು. ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿದ ಮೈಟೋಕಾಂಡ್ರಿಯಾಗಳು ಆಂತರಿಕ ಸಂಪರ್ಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ತೆರೆದಿಡುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಅಖಂಡ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಗಣೆ, ವರ್ಣರಹಿತ ರೂಪಕ್ಕೆ ಅಪಚಯಗೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಲು ಸ್ಪರ್ಧಿಸುವ ಇತರ ಮಾರ್ಗಗಳೂ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗ ವಿಧಾನಗಳು ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪ್ರಮಾಣ-ಸಂಬಂಧಿತ ಅಧ್ಯಯನಗಳು, ಪ್ರಯೋಗದ ಕೋಶದ ಅಂಕಿಅಂಶಗಳಿಗೂ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಡುವ ಯಾವುದೇ ಹೇಳಿಕೆಗೂ ನಡುವಿನ ಸೇತುವೆಯಾಗಿವೆ.

ಆಮ್ಲಜನಕ ಬಳಕೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹರಿವನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆ ಹರಿವಿನ ಎಷ್ಟು ಭಾಗ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ATP ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಥಿಲೀನ್ ಬ್ಲೂ ಇವೆರಡರಲ್ಲಿ ಯಾವುದನ್ನಾದರೂ ಬದಲಿಸಬಹುದು. ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಅದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ನಾಲ್ಕೂ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ: ಎರಡೂ ಹೆಚ್ಚುತ್ತವೆ; ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಅವಕಾಶ ನೀಡುವಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಶ್ವಸನ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ; ಜೋಡಣೆ ಕುಗ್ಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಶ್ವಸನ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ; ಮತ್ತು ATP ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಿರುವಾಗ ಅಂಗಾಂಶ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವ ಸಂಖ್ಯೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನದ ಆರಂಭವೇ ಹೊರತು ಅದರ ಅಂತ್ಯವಲ್ಲ.