Ireo fanandramana nampifandray ny manga metilena tamin'ny fisefoan'ny sela

Ny ran'olombelona nesorina fibrina, rehefa hafanaina amin'ny 37 °C mandritra ny adiny telo, dia mandany manodidina ny roa isan-jaton'ny oksizena ao aminy. Raha asiana manga metilena kely alohan'ny fampitoerana amin'io hafanana io, dia mandany manodidina ny dimy amby enimpolo isan-jato ilay ra ihany. Tsy nisy niova ny sela. Ny fangaro ranoka ihany no niova.

Avy amin'ny lahatsoratra navoakan'i George Harrop sy E. S. Guzman Barron tao Johns Hopkins tamin'ny 1928 io tarehimarika io, ary io no niandohan'ilay filazana averimberina matetika hoe manatsara ny fisefoan'ny sela ny manga metilena. Tsy diso ilay filazana, saingy tery kokoa noho izay toa ambarany ny heviny.

Izay tena refesin'ilay tarehimarika ao amin'ny tabilao

Ny fandraisana oksizena no masontsivana norefesina, tamin'ny alalan'ny famakafakana gazy. Nosivanin'i Harrop sy Barron tamin'ny landihazo teo amin'ny 10 °C ny ra vao nalaina mba hanesorana ny leokosita, nofenoina oksizena ilay santionany, nozaraina, nasiana loko ny ampahany iray, ary samy nofakafakaina izy roa rehefa avy nampitoerina tamin'ny hafanana voafaritra. Zara raha nihoatra ny arivo isaky ny milimetatra toratelo ny isan'ny leokosita. Ny fanjifana oksizena dia naseho ho ny ampahany nanjavona tamin'ny oksizena tao amin'ilay santionany tamin'ny voalohany.

Norefesin'izy ireo koa ny dioksida karbônina, ary teo no nanahirana ny fomba fandrefesana. Namoaka dioksida karbônina hatramin'ny milimôla roa isaky ny 100 mL ny ra nesorina fibrina tao anatin'ny ora voalohany nampitoerana azy, noho ny antony tsy mifandray amin'ilay fiota simika nodinihina. Noho izany dia tsy azo nampiasaina ny tahan'ny dioksida karbônina avoaka sy ny oksizena lanina azo tamin'ny ra manontolo. Ny sela voasasa tao amin'ny fangaron'i Locke ihany no nanome tarehimarika azo nadika hevitra, ary teo anelanelan'ny 0.73 sy 0.80 ireo, na nisy loko na tsy nisy.

Tsy tsipiriany tsy misy lanjany izany. Ny hoe “fisefoana” ao amin'ireo lahatsoratra ireo dia midika ho fifanakalozana gazy ao anaty fitoerana mihidy. Dinihina mitokana ao amin'ny izay lazain'ny fanjifana oksizena sy izay tsy lazainy momba ny ATP ny elanelana misy eo amin'ny fanjifana oksizena sy ny famokarana angovo azo ampiasaina.

Tao amin'ny sela zara raha misefo no nampitomboan'ilay loko indrindra ny fanjifana

Saika tsy misy fanjifana oksizena azo refesina ny liomena matotra an'ny biby mampinono. Ny liomena misy fototra ao amin'ny vorona kosa mandany oksizena. Samy nosedrain'i Harrop sy Barron izy roa ireo, ary io fahasamihafana io no fototry ny fanazavany.

Tao amin'ireo santionany avy amin'ny biby mampinono, dia nampitombo avo roapolo ka hatramin'ny avo dimampolo ilay loko. Tao amin'ny ran'ny gisa, izay efa nisefo ny selany, dia tsy nihoatra ny avo roa heny mihitsy ny tahan'ny fanjifana. Arakaraka ny nahabetsaka ny fisefoana tany am-boalohany no nahakely ny azon'ilay loko nampiana.

Hita ao anatin'ny karazana iray ihany koa io fironana io. Nisy santionan-dran'olombelona avy amin'ny marary voan'ny polycythemia vera, izay nahitana sela tsy mbola matotra, nandany 11.3 isan-jaton'ny oksizena tao aminy raha tsy nisy loko, raha 2.8 isan-jato kosa ny an'ny sela voasasa avy amin'ny mpanome ra salama. Tsy nampiakatra izany afa-tsy ho 63.4 isan-jato ilay loko: fitomboana avo enina heny, raha nitombo efa ho avo telopolo heny ny an'ny sela ara-dalàna. Nanosika ny sela matotra hanana fihetsika mitovitovy amin'ny sela tsy mbola matotra ilay loko, araka izay nolazain'ireo mpanoratra fa nataony.

Tokony ho nanakana izany ny sianida

Fantatra fa mampitsahatra ny oksidasiona ao amin'ny sela ny sianida. Na izany aza dia nampidirin'i Harrop sy Barron niaraka tamin'ilay loko izy io.

Mampiseho tsara izany ny vokatra azo tamin'ny ran'omby. Nidina avy amin'ny 22.61 ho 22.03 volumes per cent ny oksizena tao anatiny nandritra ny adiny telo, raha tsy nisy zavatra nampiana. Rehefa nisy manga metilena dia nidina ho 12.84 izany. Rehefa nisy manga metilena sy sianida potasioma manana fifantohana môlara iray ampahadimin'arivo dia nidina ho 12.74 izany. Saika tsy voakitika ny vokatry ny loko.

Sary: firaketana mitohy ny fisefoana bitika ao amin'ny liomenan'olombelona. Ny zana-tsipìka dia manamarika ny fotoana nampiana manga metilena. Talohan'izany dia saika marindrano ny tsipika; taorian'izany dia niakatra tsy tapaka. Naverina avy amin'i Harrop sy Barron, Journal of Experimental Medicine 48:207–223 (1928), PMID 19869478.

Ny fehin-kevitr'izy ireo dia hoe nitondra oksizena ilay loko, “nanome akora iray izay efa nanjavona tao amin'ny liomena tsy misy fototra an'ny biby mampinono lehibe.” Roa taona tatỳ aoriana, i Michaelis sy Salomon tao amin'ny Rockefeller Institute dia nametraka ilay tsy fitovian-kevitra tamin'ny endrika izay mbola mitoetra. Na ny vokatry ny loko dia “toetra kisendrasendra ananan'ilay loko”, na ilay loko dia “modely ho an'ny akora mbola tsy fantatra ao amin'ny zavamananaina.” Mbola tsy voavaha io safidy roa io. Ny niova dia ny fahafahana mamaritra ireo sela amin'ny antsipiriany marina kokoa ankehitriny.

Nanao toy izany koa ny akora nalaina avy amin'ny aty

Nasehon'i Michaelis sy Salomon fa miteraka famporisihana mitovy amin'izany ny akora nalaina tamin'ny taova tamin'ny rano mangatsiaka. Ny aty voalavo no nanana vokatra matanjaka indrindra, narahin'ny voa, ny sarakaty ary ny vihy. Kely na tsy nisy ny vokatra avy amin'ny atidoha, ny hozatra ary ny seroma amin'ny ra.

Avy eo dia nosedrain'izy ireo teo anatrehan'ny monoksida karbônina ilay akora nalaina. Tsy niova ny fisefoana naterak'ilay akora na ilay loko tao anaty fangaro misy monoksida karbônina 98 isan-jato sy oksizena 2 isan-jato. Io fangaron-gazy io ihany dia nanakana ny fisefoan'ny masirasira sy ny liomena misy fototra an'ny akoho teo amin'ny 60 ka hatramin'ny 80 isan-jato, mifanaraka amin'ny fanazavan'i Warburg momba ny anziman'ny fisefoana mora voakasiky ny monoksida karbônina. Noho izany, tsy ilay anziman'i Warburg ilay akora tao amin'ny tavy mbola tsy fantatra.

Maro ny akora noheverina ho mety ho izy no nesorina tsikelikely. Ny glutationa voareduka sy ny sisteina dia tsy niteraka afa-tsy ny fanjifana oksizena nilaina tamin'ny oksidasionan'izy ireo ihany. Nolavina ny koanziman'i Harden sy Young satria ny hozatra, izay ahitana azy betsaka indrindra, no saika nahitana vokatra kely indrindra. Nisedra io fifanoherana io ihany koa ny sitokromin'i Keilin, izay nomena anarana taona vitsivitsy talohan'izay. Ny soso-kevitr'izy ireo manokana, hoe avy amin'ny fototry ny sela ilay akora miasa, dia nantsoiny hoe soso-kevitra fotsiny.

Nisy fepetra niankinan'ilay vokatra

Tsy maintsy tsy simba ny sela. Ny hemolizy nateraky ny rano voadio tamin'ny distilasiona na ny fampangatsiahana azy ho lasa ranomandry imbetsaka dia nanafoana ny fihetsika manoloana ilay loko sy ilay akora nalaina. Ny hemolizy ampahany kosa dia nampihena izany araka ny ampahan'ny sela simba.

Nilaina koa ny siramamy. Ny gliokôzy, ny fruktôzy ary ny sakarôzy dia nahafahan'ny fisefoana nateraky ny loko nitranga; ny manitôla kosa tsy nanao izany. Rehefa tsy nisy siramamy dia tsy nisy fisefoana mihitsy, ary toa nanimba ny sela ilay loko nandritra izany. Noho izany, tsy namerina ny fisefoana ny gliokôzy nampiana adiny iray na roa tatỳ aoriana. Nanolo-kevitra ireo mpanoratra fa nanao oksidasiona tamin'ny singa iray tamin'ny firafitry ny sela, izay nilain'ny sela, ilay loko.

Nampitombo be ny vokatry ny loko ny hazavana, na dia hita mazava tao anaty haizina aza ilay vokatra. Tsy nitovy ny fihetsiky ny loko hafa azo ahena ara-tsimika: nitovy tamin'ny manga metilena na nihoatra azy ny manga toluilena, fa saika tsy nanao na inona na inona kosa ny indigo disulfonate. Tsy hita ny fifandraisana mazava teo amin'ny potensialy oksidasiona-reduksionan'ny loko iray sy ny haben'ny vokany, ary nolazain'ireo mpanoratra fa vokatry ny fahafahany mamakivaky ny fonon'ny sela sy ny poizina entiny izany.

Nifanaraka tamin'ny fermantasiona ilay vokatra, fa tsy tamin'ny fisefoana

Tamin'ny fikarohana nataon'i Barron tamin'ny 1930, dia nifindra avy amin'ny sela mihantona ao anaty ranoka izy ho amin'ny silaka tavy avy amin'ny taova ara-dalànan'ny voalavo sy ny fivontosana nafindra tao aminy.

Tao amin'ny tavy tsy misy glikôlizy aerôbika, dia tsy nisy vokany ny manga metilena na nampihena kely ny fanjifana oksizena: teo amin'ny 14 isan-jato tao amin'ny voa, teo amin'ny 14 isan-jato tao amin'ny sarakaty mpamokatra ranon-tsarakaty, ary teo amin'ny 5 isan-jato tao amin'ny aty. Tao amin'ny tavy manao fermantasiona na dia misy oksizena aza, dia nampitombo ny fanjifana izy: teo amin'ny 8 isan-jato tao amin'ny sarakaty, ary teo amin'ny 13 isan-jato tao amin'ny atidoha. Ny fitomboana tao amin'ny fivontosana dia niainga teo amin'ny 27 isan-jato tao amin'ny karsinôman'ny nonon'olombelona ka nihoatra ny 80 isan-jato tao amin'ny sarkôman'i Rous amin'ny akoho, ary nifanaraka teo ho eo tamin'ny glikôlizy aerôbikan'ny tavy tsirairay.

Sary: maneho karazana tavy iray ny teboka tsirairay. Ny axe marindrano dia ny glikôlizy aerôbika; ny axe mitsangana dia ny fiovana amin'ny fanjifana oksizena taorian'ny fampidirana manga metilena. Angona avy amin'i Barron, Journal of Experimental Medicine 52:447–456 (1930), Tabilao 6, PMID 19869777.

Avy eo dia nanome vokatra mifanohitra amin'izany ny fanandramana tamin'ny sianida. Rehefa nosakanan'ny sianida ny fisefoana tao amin'ireo tavy tsy namaly teo aloha, ka niharihary ny fermantasiona, dia nampitombo ny fanjifana oksizena indray ilay loko: teo amin'ny 59 isan-jato tao amin'ny voa, teo amin'ny 19 isan-jato tao amin'ny aty, teo amin'ny 286 isan-jato tao amin'ny sarakaty, ary teo amin'ny 200 isan-jato tao amin'ny vihy.

Nanolo-kevitra i Barron fa azo ampiasaina hitsapana ny fahafahan'ny sela na tavy manao fermantasiona ilay loko, ary nofaranany tamin'ny vinavina iray izany: mety ho afaka hanova maharitra ny metabolisman'ny fivontosana hitovy amin'ny an'ny tavy ara-dalàna ny fampitomboana fivontosana mandritra ny taranaka maro ao anaty fangaro misy loko, indray andro any. Fanontaniana ho an'ny fikarohana nosoratana tamin'ny 1930 izany. Tsy filazana momba ny fitsaboana izy io.

Izay tsy mety ho norefesin'ireo fanandramana

Tamin'ny 1928 sy 1930, ny hoe “fisefoana” dia midika ho fanjifana oksizena. Tamin'ny 1929 no notaterina voalohany ny adenosine triphosphate, ary tamin'ny 1949 vao naseho fa mamorona fatorana estera amin'ny fosfata ny mitôkôndria voatokana rehefa mamindra elektrôna. Tsy nisy tamin'ireo lahatsoratra voalohany momba ny manga metilena afaka nandrefy ny famokarana angovo, ary tsy nisy nilaza ho nanao izany.

Ny sela no olana faharoa. Tsy misy mitôkôndria ny liomena matotra an'ny biby mampinono. Mandritra ny dingana retikôlôsita, dia esorin'izy ireo amin'ny alalan'ny aotôfajy mifantina ny mitôkôndria sy ny ribôzôma. Izany no mahatonga ny liomena matotra hampiasa glikôlizy, ary hiankina amin'ny lalan'ny pentôzy fosfata indrindra mba hahazoana NADPH fa tsy ATP. Tsy nisy rojom-pitaterana elektrôna azo namboarina tao amin'ireo fanandramana tamin'ny 1928. Na inona na inona nandany ilay oksizena dia zavatra hafa no nataony.

Efa voafaritra tsara ihany ankehitriny ny atao hoe izany zavatra hafa izany. Mandray elektrôna avy amin'ireo akora mpanome elektrôna ao amin'ny sela ny manga metilena ka lasa leucomethylene blue, izay averin'ny oksizena môlekilera ho amin'ny endriny oksidé, ka mihidy ny tsingerina. Ao amin'ny liomenan'olombelona, ny flavin reductase miankina amin'ny NADPH sy ireo disulfide reductase mifandraika aminy no manao ny dingan'ny reduksiona. Ny fikarohana tamin'ny 1976 nampiasa gliokôzy nasiana marika dia nahita fa mandrisika ny lalan'ny hexose monophosphate ilay loko, fa niankina tamin'ny ôksihemôglôbina ny vokany tamin'ny fifantohana ambany, ary fa namokatra perôksida hidrôzenina ny fifantohana ambony kokoa, 0.1 mM. Rehefa mihaona amin'ny oksizena ny loko voareduka, dia perôksida no vokariny fa tsy fatorana fosfata.

Ao amin'ny mitôkôndria, dia mbola ifandirana kokoa ny zava-misy noho izay eken'ireo famintinana malaza. Misy andiam-pikarohana milaza fa maka elektrôna avy eo amin'ny faritry ny kompleksa I ilay loko ary manome azy ireo ny sitokroma c. Ny iray hafa kosa nahita fa tsy afaka mamerina ny fisefoana ao amin'ny mitôkôndrian'ny atidohan'ny totozy izy rehefa nosakanan'ny antimisina izany, ary nametraka ny mpandray elektrôna teo amin'ny toerana ifatoran'ny ubikinôla ao amin'ny kompleksa III. Ny fahatelo dia nahita fa ny fifantohana ambany dia nampitombo ny fanjifana oksizena amin'ny toe-pialan-tsasatra, nefa tsy nanova ny fisefoana namporisihin'ny ADP. Ny filazana mivantana indrindra momba izany dia hoe tsy miankina amin'ny fosforilasiôna oksidativa mihitsy ny fanjifana oksizena ateraky ny manga metilena: nitohy izany rehefa nosakanana ny rojom-pisefoana, ary tao amin'ny santionany tsy nisy rojom-pisefoana.

Misy koa fandrefesana mivantana ny elanelana misy eo amin'ireo habetsahana roa ireo. Tao amin'ny mitôkôndrian'ny atin'ny voalavo voatokana, ny fampitomboana ny fifantohan'ny loko dia nampidina ny tahan'ny fanaraha-maso ny fisefoana ary nahatonga fivontosana, izay nofaritan'ireo mpanoratra ho fanasarahana ny fosforilasiôna oksidativa amin'ny fitaterana elektrôna. Tao amin'ny atin'ny voalavo nampandalovana ranoka, dia nampitombo ny fanjifana oksizena ny manga metilena, nefa nidina ny tahan'ny ATP amin'ny ADP.

Mitondra hafatra mitovy amin'izany ny tahirin-kevitra ara-pitsaboana. Tsaboina amin'ny manga metilena manodidina ny miligrama iray ka hatramin'ny roa isaky ny kilao, ampidirina amin'ny lalan-dra, ny methemoglobinemia, amin'ny alalan'ny lalan'ny reduksiona miankina amin'ny NADPH; ny fatra lehibe kokoa kosa dia miteraka ilay toe-pahasalamana tsaboina. Io famerenana fikarohana io ihany dia manamarika fa mahery indrindra ny vokatra maha-fanafody fanefitra azy ao amin'ny liomena tsy simba, ary mihena rehefa misy hemolizy. Izany dia ilay vokatra momba ny hemolizy tamin'ny 1930, izay niseho indray telo amby fitopolo taona tatỳ aoriana tao amin'ny tontolon'ny hopitaly. Raha eo amin'ny lafiny roa mifanohitra amin'ny fetra iray amin'ny fatra ny vokatra mahasoa sy manimba ananan'ny akora iray, dia tsy tokony hotsoahina avy amin'ny fandrefesana fanjifana oksizena ny fatra ampiasana azy.

Nahoana no tokony horesahina koa ny andiany famokarana

Nahatsikaritra zavatra mendrika hovakina fanindroany i Harrop sy Barron. Ny manga metilena mihitsy dia mamorona tsipika ao amin'ny spektroskopy eo anelanelan'ireo tsipika roa mampiavaka ny methemôglôbina, “izay mety hiteraka fifangaroana mora foana rehefa jerena vetivety.” Afaka maka tahaka ilay akora tadiavina ilay loko.

Manana endrika ara-tsimika koa io olana io. Ny phenothiazine mifandraika aminy izay hita ho singa madinika dia manana ny fihetsiny redôksa manokana, ny fahafahany mamakivaky fonon'ny sela, ary ny poizina entiny. Mampiseho mivaingana ny maha-zava-dehibe izany ny tranga iray voarakitra: tamin'ny fikarohana momba ny fampidirana iôda amin'ny manga metilena, ny santionany misy Azure B manodidina ny 7 ka hatramin'ny 8 isan-jato dia namokatra indrindra Azure B nampidirana iôda. Noho izany dia ilay loto, fa tsy ny manga metilena, no nanjaka tamin'ilay fiota simika.

Izay rehetra mampiasa manga metilena ho reaktifa, ao amin'ny laboratoara, eo amin'ny latabatra fandokoana santionany, na ao anaty akôariôma, dia mampiasa akora tsy voafaritra raha tsy efa nofaritana ny toetran'ilay andiany famokarana. Ny akora mifandraika aminy, ny maha-izy azy, ny loto amin'ny endrika singa simika, ny sisa tavela amin'ny solventa, ary ny sisa tavela aorian'ny fandoroana dia samy anisan'ny fanandramana, fa tsy antontan-taratasy manodidina azy fotsiny. Avy amin'ny mpanamboatra fanafody no ahazoan'i Blupreme ny manga metilenany, ary mamoaka taratasy fanamarinana feno momba ny famakafakana izy, izay mitsapa ny fepetra rehetra takin'ny USP fa tsy ny metaly mavesatra ihany. Ny torolalana amin'ny famakiana taratasy fanamarinana momba ny famakafakana sy ny izay porofoin'ny fanondroana kilasy USP sy izay tsy porofoiny dia manazava ny fomba hanamarinana ilay antontan-taratasy raha ampitahaina amin'ny filazana.

Marina ilay tarehimarika

Natao tamim-pitandremana ireo fanandramana tamin'ny 1928 sy 1930, ary mbola manan-kery ny fandinihana fototra nataon'izy ireo: afaka mampandany oksizena avo im-betsaka noho ny tahany amin'ny toe-pialan-tsasatra ny sela zara raha misefo ny loko azo ahena ara-tsimika, nefa tsy mandalo amin'ilay dingana sakanan'ny sianida.

Miseho aty aoriana ny fahadisoana, rehefa vakina amin'ny heviny ankehitriny ny hoe “fisefoana”. Ny fandrefesana ny fifanakalozana gazy dia milaza aminao fa tonga tany amin'ny oksizena ny elektrôna. Tsy milaza kosa izany fa nisy tamin'izy ireo nampiasaina hamokarana ATP. Ary ao amin'ny sela tsy misy mitôkôndria, dia lehibe indrindra ny elanelana eo amin'ireo filazana roa ireo. Ny topimaso mivelatra momba izay ataon'ny manga metilena ao amin'ny sela dia mametraka io fanavahana io ao anatin'ny sehatra lehibe kokoa, ary ny tantaran'ilay akora, avy amin'ny loko ho lasa fanafody dia manazava ny fomba nahatongavan'ny fandokoana lamba iray tamin'ireo fanandramana ireo tany am-boalohany.