മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനെ കോശശ്വസനവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച പരീക്ഷണങ്ങൾ

ഫൈബ്രിൻ നീക്കം ചെയ്ത മനുഷ്യരക്തം 37 °C-ൽ മൂന്ന് മണിക്കൂർ ചൂടാക്കി വെച്ചാൽ, അതിലുള്ള ഓക്സിജന്റെ ഏകദേശം രണ്ട് ശതമാനം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇൻക്യൂബേഷനു മുമ്പ് ചെറിയ അളവിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ചേർത്താൽ, അതേ രക്തം ഏകദേശം അറുപത്തഞ്ച് ശതമാനം ഉപയോഗിക്കുന്നു. കോശങ്ങളിൽ ഒന്നും മാറിയില്ല. മാറിയത് ലായനി മാത്രമാണ്.

ജോൺസ് ഹോപ്കിൻസിലെ ജോർജ് ഹാരോപ്പും ഇ. എസ്. ഗുസ്മാൻ ബാരോണും 1928-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രബന്ധത്തിൽ നിന്നാണ് ഈ സംഖ്യ വരുന്നത്. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ കോശശ്വസനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു എന്ന, വ്യാപകമായി ആവർത്തിക്കപ്പെടുന്ന പ്രസ്താവനയുടെ തുടക്കവും അതാണ്. ആ പ്രസ്താവന തെറ്റല്ല; എന്നാൽ കേൾക്കുമ്പോൾ തോന്നുന്നതിനെക്കാൾ പരിമിതമാണ് അതിന്റെ അർഥം.

പട്ടികയിലെ സംഖ്യ യഥാർഥത്തിൽ അളക്കുന്നത് എന്താണ്

അളന്ന അന്തിമഫലം ഓക്സിജൻ സ്വീകരണമായിരുന്നു; വാതക വിശകലനത്തിലൂടെയാണ് അത് നിർണയിച്ചത്. ഹാരോപ്പും ബാരോണും പുതുതായി ശേഖരിച്ച രക്തം 10 °C-ൽ പഞ്ഞിയിലൂടെ അരിച്ച് ശ്വേതരക്താണുക്കൾ നീക്കി, സാമ്പിൾ ഓക്സിജൻ കൊണ്ട് പൂരിതമാക്കി, അതിനെ രണ്ടായി വിഭജിച്ചു. ഒരു ഭാഗത്ത് ചായം ചേർത്തു; ഇൻക്യൂബേഷനുശേഷം രണ്ടും വിശകലനം ചെയ്തു. ശ്വേതരക്താണുക്കളുടെ എണ്ണം ഒരു ഘനമില്ലിമീറ്ററിൽ ഏകദേശം ആയിരം എന്ന പരിധി അപൂർവമായേ കടന്നിരുന്നുള്ളൂ. സാമ്പിളിലെ പ്രാരംഭ ഓക്സിജന്റെ എത്ര പങ്ക് ഇല്ലാതായി എന്ന നിലയിലാണ് ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത്.

അവർ കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡും അളന്നു; എന്നാൽ അവിടെ അളക്കൽരീതി പ്രശ്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു. പഠിച്ചുകൊണ്ടിരുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനവുമായി ബന്ധമില്ലാത്ത കാരണങ്ങളാൽ, ഫൈബ്രിൻ നീക്കം ചെയ്ത രക്തം ഇൻക്യൂബേഷന്റെ ആദ്യ മണിക്കൂറിൽ 100 mL-ന് രണ്ട് മില്ലിമോൾ വരെ കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡ് പുറത്തുവിട്ടു. അതിനാൽ സമ്പൂർണരക്തത്തിൽ നിന്നുള്ള ശ്വസന അനുപാതങ്ങൾ ഉപയോഗയോഗ്യമായിരുന്നില്ല. ലോക്കിന്റെ ലായനിയിൽ കഴുകിയ കോശങ്ങൾ മാത്രമാണ് വ്യാഖ്യാനിക്കാവുന്ന കണക്കുകൾ നൽകിയത്. ചായം ഉണ്ടായിരുന്നപ്പോഴും ഇല്ലാതിരുന്നപ്പോഴും അവ 0.73-നും 0.80-നും ഇടയിലായിരുന്നു.

ഇത് നിസ്സാരമായ ഒരു വിശദാംശമല്ല. ഈ പ്രബന്ധങ്ങളിലെ “ശ്വസനം” എന്നത് അടച്ച ഒരു പാത്രത്തിനുള്ളിലെ വാതകവിനിമയമാണ്. ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗവും ഉപയോഗപ്രദമായ ഊർജോൽപാദനവും തമ്മിലുള്ള വിടവ് ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം ATP-യെക്കുറിച്ച് എന്താണ് പറയുന്നത്, എന്താണ് പറയാത്തത് എന്ന ലേഖനത്തിൽ പ്രത്യേകം പരിശോധിക്കുന്നു.

കോശങ്ങളുടെ ശ്വസനം ഏറ്റവും കുറവായിരുന്നിടത്താണ് ചായം ഏറ്റവും കൂടുതൽ വർധന വരുത്തിയത്

സസ്തനികളുടെ പക്വമായ ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ അളക്കാവുന്ന ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം ഏതാണ്ട് ഇല്ല. കോശകേന്ദ്രമുള്ള പക്ഷികളുടെ ചുവന്ന രക്താണുക്കളിലാകട്ടെ അതുണ്ട്. ഹാരോപ്പും ബാരോണും രണ്ടിലും പരീക്ഷണം നടത്തി; ഈ വ്യത്യാസമാണ് അവരുടെ വാദത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം.

സസ്തനികളുടെ സാമ്പിളുകളിൽ ചായം ഇരുപത് മുതൽ അമ്പത് മടങ്ങ് വരെ വർധന ഉണ്ടാക്കി. നേരത്തേ തന്നെ കോശശ്വസനം നടന്നിരുന്ന വാത്തിന്റെ രക്തത്തിൽ, നിരക്ക് ഒരിക്കലും ഇരട്ടിയിലധികമായില്ല. പ്രാരംഭ ശ്വസനം എത്ര കൂടുതലായിരുന്നോ, ചായത്തിന് കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ കഴിയുന്നത് അത്ര കുറവായിരുന്നു.

ഒരേ ജീവിവർഗത്തിനുള്ളിലും ഇതേ ക്രമം കാണാം. അപക്വ കോശങ്ങൾ അടങ്ങിയ, പോളിസൈതീമിയ വെറയുള്ള ഒരു രോഗിയുടെ മനുഷ്യരക്ത സാമ്പിൾ, ചായമില്ലാതെ തന്നെ അതിലെ ഓക്സിജന്റെ 11.3 ശതമാനം ഉപയോഗിച്ചു. ആരോഗ്യമുള്ള ഒരു ദാതാവിൽ നിന്നുള്ള കഴുകിയ കോശങ്ങളിൽ ഇത് 2.8 ശതമാനമായിരുന്നു. ചായം ചേർത്തപ്പോൾ ആദ്യ സാമ്പിളിലെ ഉപഭോഗം 63.4 ശതമാനം വരെ മാത്രമാണ് ഉയർന്നത്—ആറ് മടങ്ങ് വർധന. സാധാരണ കോശങ്ങളിൽ വർധന ഏകദേശം മുപ്പത് മടങ്ങായിരുന്നു. പക്വമായ കോശങ്ങളെ അപക്വ കോശങ്ങളുടെ സ്വഭാവത്തിലേക്ക് ചായം നീക്കി; അതാണ് ചായം ചെയ്യുന്നതെന്ന് എഴുത്തുകാർ പറഞ്ഞതും.

സയനൈഡ് അത് തടയേണ്ടതായിരുന്നു

കോശങ്ങളിലെ ഓക്സീകരണം സയനൈഡ് തടയുമെന്ന് അറിയാമായിരുന്നു. എന്നിട്ടും ഹാരോപ്പും ബാരോണും ചായത്തോടൊപ്പം അത് ചേർത്തു.

കന്നുകാലിരക്തത്തിലെ ഫലങ്ങൾ ഇതിന്റെ ഉദാഹരണമാണ്. ഒന്നും ചേർക്കാതെ മൂന്ന് മണിക്കൂർ വെച്ചപ്പോൾ ഓക്സിജൻ അളവ് 22.61-ൽ നിന്ന് 22.03 volumes per cent ആയി കുറഞ്ഞു. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ചേർത്തപ്പോൾ അത് 12.84 ആയി കുറഞ്ഞു. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവും ഒരു മോളാറിന്റെ അയ്യായിരത്തിലൊന്ന് സാന്ദ്രതയിലുള്ള പൊട്ടാസ്യം സയനൈഡും ചേർത്തപ്പോൾ അത് 12.74 ആയി കുറഞ്ഞു. ചായത്തിന്റെ പ്രഭാവം ഫലത്തിൽ മാറ്റമില്ലാതെ തുടർന്നു.

ചിത്രം: മനുഷ്യരുടെ ചുവന്ന രക്താണുക്കളുടെ തുടർച്ചയായ സൂക്ഷ്മശ്വസന രേഖ. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ചേർത്ത സമയം അമ്പടയാളം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതിനു മുമ്പ് രേഖ ഏതാണ്ട് സമാന്തരമാണ്; അതിനുശേഷം തുടർച്ചയായി ഉയരുന്നു. ഹാരോപ്പിന്റെയും ബാരോണിന്റെയും Journal of Experimental Medicine 48:207–223 (1928)-ൽ നിന്ന് പുനഃപ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്, PMID 19869478.

ചായം ഒരു ഓക്സിജൻ വാഹകമായി പ്രവർത്തിച്ചു എന്നാണ് അവരുടെ നിഗമനം: “പ്രായപൂർത്തിയായ സസ്തനികളുടെ കോശകേന്ദ്രമില്ലാത്ത ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ നിന്ന് നഷ്ടപ്പെട്ട ഒരു പദാർഥം നൽകിക്കൊണ്ട്.” രണ്ട് വർഷത്തിനുശേഷം റോക്കഫെല്ലർ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ മൈക്കേലിസും സോളമനും ഈ അഭിപ്രായവ്യത്യാസത്തിന് പിന്നീട് നിലനിന്ന രൂപം നൽകി. ഒന്നുകിൽ ചായത്തിന്റെ പ്രഭാവം “ചായത്തിന്റെ യാദൃച്ഛികമായ ഒരു ഗുണം” ആയിരുന്നു; അല്ലെങ്കിൽ ചായം “ജീവികളിലെ അജ്ഞാതമായ ഏതോ പദാർഥത്തിന്റെ ഒരു മാതൃക” ആയിരുന്നു. ഈ രണ്ട് സാധ്യതകളിൽ ഏതാണ് ശരിയെന്നത് ഇനിയും തീർപ്പായിട്ടില്ല. മാറിയിരിക്കുന്നത്, ആ കോശങ്ങളെ ഇപ്പോൾ കൂടുതൽ കൃത്യമായി വിവരിക്കാനാകുന്നു എന്നതാണ്.

കരളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സത്തും അതുതന്നെ ചെയ്തു

അവയവങ്ങളിൽ നിന്ന് തണുത്ത വെള്ളം ഉപയോഗിച്ച് വേർതിരിച്ചെടുത്ത സത്തുകളും ഇതേ ഉത്തേജനം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെന്ന് മൈക്കേലിസും സോളമനും കാണിച്ചു. എലിയുടെ കരളിൽ നിന്നുള്ള സത്താണ് ഏറ്റവും ശക്തമായിരുന്നത്; തുടർന്ന് വൃക്ക, പ്ലീഹ, വൃഷണം എന്നിവ. മസ്തിഷ്കം, പേശി, രക്തസീറം എന്നിവയ്ക്ക് വളരെ കുറഞ്ഞ പ്രഭാവമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ, അല്ലെങ്കിൽ പ്രഭാവമൊന്നുമില്ലായിരുന്നു.

തുടർന്ന് കാർബൺ മോണോക്സൈഡിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ അവർ സത്ത് പരീക്ഷിച്ചു. 98 ശതമാനം കാർബൺ മോണോക്സൈഡും 2 ശതമാനം ഓക്സിജനും ചേർന്ന മിശ്രിതത്തിൽ, സത്തോ ചായമോ പ്രേരിപ്പിച്ച ശ്വസനത്തിന് മാറ്റമുണ്ടായില്ല. ഇതേ വാതകമിശ്രിതം യീസ്റ്റിന്റെയും കോശകേന്ദ്രമുള്ള കോഴികളുടെ ചുവന്ന രക്താണുക്കളുടെയും ശ്വസനം ഏകദേശം 60 മുതൽ 80 ശതമാനം വരെ തടഞ്ഞു. ഇത് കാർബൺ മോണോക്സൈഡിനോട് സംവേദനക്ഷമമായ ശ്വസന എൻസൈമിനെക്കുറിച്ചുള്ള വാർബർഗിന്റെ വിവരണവുമായി പൊരുത്തപ്പെട്ടു. അതിനാൽ കലകളിലെ തിരിച്ചറിയാത്ത ആ പദാർഥം വാർബർഗിന്റെ എൻസൈം ആയിരുന്നില്ല.

ആ പദാർഥം എന്താകാമെന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പല സാധ്യതകളും പരിശോധനയിൽ തള്ളപ്പെട്ടു. നിരോക്സീകരിച്ച ഗ്ലൂട്ടത്തയോണും സിസ്റ്റീനും അവയുടെ സ്വന്തം ഓക്സീകരണത്തിന് ആവശ്യമായ ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം മാത്രമാണ് ഉണ്ടാക്കിയത്. ഹാർഡന്റെയും യങ്ങിന്റെയും സഹഎൻസൈമിനെ ഒഴിവാക്കി: അത് ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള പേശി, ഏതാണ്ട് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പ്രഭാവമാണ് കാണിച്ചത്. ഏതാനും വർഷം മുമ്പ് പേരിട്ട കീലിന്റെ സൈറ്റോക്രോമും ഇതേ വൈരുധ്യം നേരിട്ടു. സജീവപദാർഥം കോശകേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നാണ് വരുന്നതെന്ന സ്വന്തം നിർദേശം വെറുമൊരു നിർദേശം മാത്രമാണെന്ന് അവർ തന്നെ വിശേഷിപ്പിച്ചു.

പ്രഭാവത്തിന് ചില നിബന്ധനകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു

കോശങ്ങൾ കേടുപാടില്ലാതെ നിലനിൽക്കേണ്ടിയിരുന്നു. ആസുതജലം കൊണ്ടോ ആവർത്തിച്ചുള്ള തണുത്തുറയിക്കൽ കൊണ്ടോ ഉണ്ടാക്കിയ ഹീമോളിസിസ്, ചായത്തോടും സത്തോടുമുള്ള പ്രതികരണം ഇല്ലാതാക്കി. ഭാഗിക ഹീമോളിസിസ് അതിന്റെ തോതിനനുസരിച്ച് പ്രതികരണം കുറച്ചു.

പഞ്ചസാരയും ആവശ്യമായിരുന്നു. ഗ്ലൂക്കോസ്, ഫ്രക്ടോസ്, സുക്രോസ് എന്നിവ ചായം പ്രേരിപ്പിച്ച ശ്വസനത്തെ പിന്തുണച്ചു; മാനിറ്റോൾ അങ്ങനെ ചെയ്തില്ല. പഞ്ചസാര ഇല്ലാതിരുന്നപ്പോൾ ശ്വസനം ഒട്ടും ഉണ്ടായില്ല. ഈ പ്രക്രിയയിൽ ചായം കോശങ്ങളെ കേടുവരുത്തുന്നതായി തോന്നി; അതിനാൽ ഒന്നോ രണ്ടോ മണിക്കൂറിനുശേഷം ഗ്ലൂക്കോസ് ചേർത്തിട്ടും ശ്വസനം പുനഃസ്ഥാപിക്കാനായില്ല. കോശത്തിന് ആവശ്യമായ ഒരു ഘടനാഘടകത്തെ ചായം ഓക്സീകരിക്കുകയാണെന്ന് എഴുത്തുകാർ നിർദേശിച്ചു.

വെളിച്ചം ചായത്തിന്റെ പ്രഭാവം ഗണ്യമായി വർധിപ്പിച്ചു; എങ്കിലും ഇരുട്ടിലും പ്രഭാവം വ്യക്തമായിരുന്നു. നിരോക്സീകരിക്കാവുന്ന മറ്റു ചായങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമായി പ്രവർത്തിച്ചു: ടോളുയിലീൻ ബ്ലൂ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനൊപ്പമോ അതിലധികമോ പ്രഭാവം കാണിച്ചു; ഇൻഡിഗോ ഡൈസൾഫൊണേറ്റ് ഏതാണ്ട് ഒന്നും ചെയ്തില്ല. ചായത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ-നിരോക്സീകരണ പൊട്ടൻഷ്യലും അതിന്റെ പ്രഭാവത്തിന്റെ വലുപ്പവും തമ്മിൽ വ്യക്തമായ ബന്ധം കണ്ടെത്തിയില്ല. സ്തരത്തിലൂടെ കടക്കാനുള്ള ശേഷിയും വിഷാംശവുമാണ് ഇതിന് കാരണമെന്ന് എഴുത്തുകാർ കരുതി.

പ്രഭാവം ശ്വസനത്തെയല്ല, ഫെർമെന്റേഷനെയാണ് പിന്തുടർന്നത്

ബാരോണിന്റെ 1930-ലെ പഠനം കോശ സസ്പെൻഷനുകളിൽ നിന്ന് സാധാരണ എലി അവയവങ്ങളുടെയും മാറ്റിവെച്ച മുഴകളുടെയും കലാഖണ്ഡങ്ങളിലേക്ക് നീങ്ങി.

എയറോബിക് ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് ഇല്ലാത്ത കലകളിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഒന്നും ചെയ്തില്ല, അല്ലെങ്കിൽ ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം ചെറുതായി കുറച്ചു: വൃക്കയിൽ ഏകദേശം 14 ശതമാനം, അഗ്ന്യാശയത്തിൽ ഏകദേശം 14 ശതമാനം, കരളിൽ ഏകദേശം 5 ശതമാനം. ഓക്സിജന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഫെർമെന്റേഷൻ നടത്തുന്ന കലകളിൽ അത് ഉപഭോഗം വർധിപ്പിച്ചു: പ്ലീഹയിൽ ഏകദേശം 8 ശതമാനം, മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഏകദേശം 13 ശതമാനം. മുഴകളിലെ വർധന മനുഷ്യ സ്തന കാർസിനോമയിൽ ഏകദേശം 27 ശതമാനം മുതൽ റൗസ് കോഴി സാർകോമയിൽ 80 ശതമാനത്തിലധികം വരെയായിരുന്നു. ഇത് ഏകദേശം ഓരോ കലയുടെയും എയറോബിക് ഗ്ലൈക്കോളിസിസിന്റെ തോതിന് ആനുപാതികമായിരുന്നു.

ചിത്രം: ഓരോ ബിന്ദുവും ഒരു തരം കലയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. തിരശ്ചീന അക്ഷം എയറോബിക് ഗ്ലൈക്കോളിസിസാണ്; ലംബ അക്ഷം മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ചേർത്തതിനുശേഷമുള്ള ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗത്തിലെ മാറ്റമാണ്. വിവരങ്ങൾ ബാരോണിന്റെ Journal of Experimental Medicine 52:447–456 (1930), പട്ടിക 6-ൽ നിന്ന്, PMID 19869777.

തുടർന്ന് സയനൈഡ് പരീക്ഷണം ഇതിന്റെ വിപരീത ചിത്രം നൽകി. മുമ്പ് പ്രതികരിക്കാതിരുന്ന ആ കലകളിൽ സയനൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് ശ്വസനം തടയുകയും ഫെർമെന്റേഷൻ പ്രകടമാകുകയും ചെയ്തപ്പോൾ, ചായം വീണ്ടും ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം വർധിപ്പിച്ചു: വൃക്കയിൽ ഏകദേശം 59 ശതമാനം, കരളിൽ ഏകദേശം 19 ശതമാനം, പ്ലീഹയിൽ ഏകദേശം 286 ശതമാനം, വൃഷണത്തിൽ ഏകദേശം 200 ശതമാനം.

ഒരു കോശത്തിന്റെയോ കലയുടെയോ ഫെർമെന്റേഷൻ ശേഷി പരിശോധിക്കാൻ ചായം ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ബാരോൺ നിർദേശിച്ചു. ഒരു അനുമാനത്തോടെയാണ് അദ്ദേഹം അവസാനിപ്പിച്ചത്: ചായം അടങ്ങിയ മാധ്യമത്തിൽ പല തലമുറകളായി മുഴ വളർത്തുന്നത്, ഒരുനാൾ അതിന്റെ ഉപാപചയത്തെ സാധാരണ കലയുടേതുപോലെ സ്ഥിരമായി മാറ്റിയേക്കാം. അത് 1930-ൽ എഴുതിയ ഒരു ഗവേഷണചോദ്യമായിരുന്നു. ചികിത്സയെക്കുറിച്ചുള്ള അവകാശവാദമല്ല.

ആ പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് അളക്കാൻ കഴിയുമായിരുന്നില്ലാത്തത്

1928-ലും 1930-ലും “ശ്വസനം” എന്നത് ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗമായിരുന്നു. അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് ആദ്യമായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത് 1929-ലാണ്. വേർതിരിച്ചെടുത്ത മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ ഇലക്ട്രോണുകൾ കൈമാറുന്നതിനിടെ ഫോസ്ഫേറ്റിനെ എസ്റ്ററീകരിക്കുന്നു എന്ന തെളിവ് വന്നത് 1949-ലാണ്. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യകാല പ്രബന്ധങ്ങൾക്കൊന്നും ഊർജോൽപാദനം അളക്കാൻ കഴിയുമായിരുന്നില്ല; അങ്ങനെ അളന്നതായി അവയൊന്നും അവകാശപ്പെട്ടതുമില്ല.

രണ്ടാമത്തെ പ്രശ്നം കോശങ്ങളാണ്. സസ്തനികളുടെ പക്വമായ ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ ഇല്ല. റെറ്റിക്കുലോസൈറ്റ് ഘട്ടത്തിൽ അവ തിരഞ്ഞെടുത്ത ഓട്ടോഫാജിയിലൂടെ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയും റൈബോസോമുകളും നീക്കം ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് പക്വമായ ചുവന്ന രക്താണു ഗ്ലൈക്കോളിസിസിനെ ആശ്രയിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നതും, അതിന്റെ പെന്റോസ് ഫോസ്ഫേറ്റ് പാതയെ പ്രധാനമായും ATP-ക്കു പകരം NADPH-നായി ആശ്രയിക്കുന്നതും. 1928-ലെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ അറ്റകുറ്റപ്പണി നടത്താൻ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖല ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച എന്തുതന്നെയായാലും, അത് മറ്റെന്തോ ചെയ്യുകയായിരുന്നു.

ആ മറ്റൊരു പ്രവർത്തനം എന്തായിരുന്നുവെന്ന് ഇപ്പോൾ സാമാന്യം വ്യക്തമായി വിവരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ കോശത്തിലെ നിരോക്സീകരണ സമതുല്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിച്ച് ല്യൂക്കോമെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ആയി മാറുന്നു. തന്മാത്രാ ഓക്സിജൻ അതിനെ വീണ്ടും ഓക്സീകരിക്കുന്നതോടെ ചക്രം പൂർത്തിയാകുന്നു. മനുഷ്യരുടെ ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ NADPH-ആശ്രിത ഫ്ലേവിൻ റിഡക്ടേസും അനുബന്ധ ഡൈസൾഫൈഡ് റിഡക്ടേസുകളും നിരോക്സീകരണ ഘട്ടം നിർവഹിക്കുന്നു. അടയാളപ്പെടുത്തിയ ഗ്ലൂക്കോസ് ഉപയോഗിച്ച 1976-ലെ ഒരു പഠനം, ചായം ഹെക്സോസ് മോണോഫോസ്ഫേറ്റ് ഷണ്ടിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതായും കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിലെ പ്രഭാവം ഓക്സിഹീമോഗ്ലോബിനെ ആശ്രയിക്കുന്നതായും കണ്ടെത്തി. ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയായ 0.1 mM-ൽ ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് ഉണ്ടായി. നിരോക്സീകരിച്ച ചായം ഓക്സിജനുമായി ചേരുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്നത് പെറോക്സൈഡാണ്, ഫോസ്ഫേറ്റ് ബന്ധങ്ങളല്ല.

മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയിലെ ചിത്രം ജനപ്രിയ സംഗ്രഹങ്ങൾ സമ്മതിക്കുന്നതിനെക്കാൾ തർക്കവിധേയമാണ്. ഒരു ഗവേഷണധാര പ്രകാരം, ചായം കോംപ്ലക്സ് I-ന്റെ ഭാഗത്തുനിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിച്ച് സൈറ്റോക്രോം c-യ്ക്ക് കൈമാറുന്നു. മറ്റൊരു പഠനം, എലിയുടെ മസ്തിഷ്ക മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയിൽ ആന്റിമൈസിൻ മൂലമുള്ള തടസ്സത്തിനുശേഷം ശ്വസനം പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ അതിന് കഴിയില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി; പകരം കോംപ്ലക്സ് III-യിലെ യൂബിക്വിനോൾ ബന്ധനസ്ഥാനമാണ് ഇലക്ട്രോൺ സ്വീകരിക്കുന്ന ഇടമെന്ന് നിർദേശിച്ചു. മൂന്നാമത്തെ പഠനത്തിൽ, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതകൾ വിശ്രമാവസ്ഥയിലെ ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം വർധിപ്പിച്ചെങ്കിലും ADP ഉത്തേജിപ്പിച്ച ശ്വസനത്തിൽ മാറ്റമുണ്ടായില്ല. ഈ കാര്യത്തിന്റെ ഏറ്റവും നേരിട്ടുള്ള പ്രസ്താവന ഇതാണ്: മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ പ്രേരിപ്പിക്കുന്ന ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനെ ഒട്ടും ആശ്രയിക്കുന്നില്ല. ശ്വസനശൃംഖല തടഞ്ഞപ്പോഴും, അത്തരമൊരു ശൃംഖല ഇല്ലാത്ത തയ്യാറാക്കപ്പെട്ട സാമ്പിളുകളിലും അത് തുടർന്നു.

ഈ രണ്ട് അളവുകൾ തമ്മിലുള്ള വിടവിന്റെ നേരിട്ടുള്ള അളക്കലുകളും ലഭ്യമാണ്. വേർതിരിച്ചെടുത്ത എലിക്കരൾ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയിൽ ചായത്തിന്റെ സാന്ദ്രത വർധിപ്പിച്ചപ്പോൾ ശ്വസന നിയന്ത്രണ അനുപാതങ്ങൾ കുറഞ്ഞു, വീക്കവും ഉണ്ടായി. എഴുത്തുകാർ ഇതിനെ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷന്റെ അൺകപ്ലിങ് എന്ന് വിശേഷിപ്പിച്ചു. പെർഫ്യൂഷൻ നടത്തിയ എലിക്കരളിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗം വർധിപ്പിച്ചപ്പോൾ ATP-യും ADP-യും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം കുറഞ്ഞു.

ക്ലിനിക്കൽ രേഖകളും ഇതേ സന്ദേശമാണ് നൽകുന്നത്. NADPH-ആശ്രിത നിരോക്സീകരണ പാതയിലൂടെ, കിലോഗ്രാമിന് ഏകദേശം ഒന്ന് മുതൽ രണ്ട് മില്ലിഗ്രാം വരെ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ശിരയിലൂടെ നൽകി മെത്തീമോഗ്ലോബിനീമിയ ചികിത്സിക്കുന്നു; കൂടുതൽ ഉയർന്ന ഡോസുകൾ ചികിത്സിക്കുന്ന അതേ അവസ്ഥയ്ക്കു കാരണമാകുന്നു. കേടുപാടില്ലാത്ത ചുവന്ന രക്താണുക്കളിലാണ് വിഷപ്രതിരോധ പ്രഭാവം ഏറ്റവും കൂടുതലെന്നും, ഹീമോളിസിസ് ഉള്ളപ്പോൾ അത് കുറയുന്നുവെന്നും അതേ അവലോകനം പറയുന്നു. 1930-ലെ ഹീമോളിസിസ് കണ്ടെത്തൽ എഴുപത്തിമൂന്ന് വർഷത്തിനുശേഷം ആശുപത്രിസാഹചര്യത്തിൽ വീണ്ടും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതാണിത്. ഉപയോഗപ്രദവും ഹാനികരവുമായ പ്രഭാവങ്ങൾ ഒരു ഡോസ് പരിധിയുടെ ഇരുവശങ്ങളിലായി നിലനിൽക്കുന്ന സംയുക്തത്തിന്റെ ഡോസ്, ഓക്സിജൻ ഉപഭോഗത്തിന്റെ അളവിൽ നിന്ന് അനുമാനിക്കേണ്ടതല്ല.

ബാച്ചിനെക്കുറിച്ചും ചർച്ച ചെയ്യേണ്ടത് എന്തുകൊണ്ട്

വീണ്ടും വായിക്കേണ്ട ഒരു കാര്യം ഹാരോപ്പും ബാരോണും ശ്രദ്ധിച്ചു. മെത്തീമോഗ്ലോബിന്റെ രണ്ട് സവിശേഷ ബാൻഡുകൾക്കിടയിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ തന്നെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിൽ ഒരു ബാൻഡ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു; “ഇത് സൂക്ഷ്മമല്ലാത്ത പരിശോധനയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കാം.” അന്വേഷിക്കുന്ന പദാർഥത്തെ ചായത്തിന് അനുകരിക്കാനാകും.

ഇതേ പ്രശ്നത്തിന് ഒരു രാസരൂപവുമുണ്ട്. ചെറിയൊരു ഘടകമായി സന്നിഹിതമായ അനുബന്ധ ഫീനോത്തയാസിന് അതിന്റേതായ റെഡോക്സ് സ്വഭാവവും സ്തരത്തിലൂടെ കടക്കാനുള്ള ശേഷിയും വിഷാംശവുമുണ്ട്. രേഖപ്പെടുത്തിയ ഒരു ഉദാഹരണം ഇതിന്റെ പ്രാധാന്യം വ്യക്തമാക്കുന്നു: മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിന്റെ അയോഡിനേഷനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പഠനത്തിൽ, ഏകദേശം 7 മുതൽ 8 ശതമാനം വരെ Azure B അടങ്ങിയ സാമ്പിളുകൾ പ്രധാനമായും അയോഡിനേറ്റ് ചെയ്ത Azure B ആണ് ഉൽപാദിപ്പിച്ചത്. അതിനാൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂവിനു പകരം അശുദ്ധിയാണ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ മേൽക്കൈ നേടിയത്.

ലബോറട്ടറിയിലോ സ്റ്റെയിനിങ് മേശയിലോ അക്വേറിയത്തിലോ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ അഭികാരകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ആരും, ബാച്ചിന്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ നിർണയിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിൽ, കൃത്യമായി നിർവചിക്കാത്ത ഒരു ഘടകവുമായാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. അനുബന്ധ പദാർഥങ്ങൾ, രാസതിരിച്ചറിയൽ, മൂലക അശുദ്ധികൾ, ശേഷിക്കുന്ന ലായകങ്ങൾ, ദഹിപ്പിച്ചശേഷമുള്ള അവശിഷ്ടം എന്നിവ പരീക്ഷണത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്; അതിനു ചുറ്റുമുള്ള കടലാസുപണിയല്ല. Blupreme ഒരു ഔഷധ നിർമാതാവിൽ നിന്നാണ് മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ലഭ്യമാക്കുന്നത്. ഭാരലോഹങ്ങൾ മാത്രം പരിശോധിക്കുന്നതിനു പകരം മുഴുവൻ USP നിർദിഷ്ട മാനദണ്ഡങ്ങളും പരിശോധിച്ച്, സമ്പൂർണ വിശകലന സർട്ടിഫിക്കറ്റ് പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു. വിശകലന സർട്ടിഫിക്കറ്റ് വായിക്കാനുള്ള മാർഗനിർദേശം, USP-ഗ്രേഡ് എന്ന വിശേഷണം എന്താണ് സ്ഥിരീകരിക്കുന്നത്, എന്താണ് സ്ഥിരീകരിക്കാത്തത് എന്നീ ലേഖനങ്ങൾ രേഖയെ അവകാശവാദവുമായി ഒത്തുനോക്കി പരിശോധിക്കേണ്ടത് എങ്ങനെയെന്ന് വിശദീകരിക്കുന്നു.

സംഖ്യ ശരിയായിരുന്നു

1928-ലെയും 1930-ലെയും പരീക്ഷണങ്ങൾ സൂക്ഷ്മമായി നടത്തിയവയായിരുന്നു; അവയുടെ കേന്ദ്രനിരീക്ഷണം ഇന്നും നിലനിൽക്കുന്നു: നിരോക്സീകരിക്കാവുന്ന ഒരു ചായത്തിന്, വളരെ കുറച്ച് മാത്രം ശ്വസിക്കുന്ന ഒരു കോശത്തെ അതിന്റെ വിശ്രമാവസ്ഥയിലെ നിരക്കിന്റെ പല മടങ്ങ് ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കാനാകും—സയനൈഡ് തടയുന്ന ഘട്ടത്തിലൂടെ കടന്നുപോകാതെ തന്നെ.

“ശ്വസനം” എന്ന വാക്കിന് ആധുനിക അർഥം നൽകുമ്പോഴാണ് പിന്നീട് തെറ്റ് സംഭവിക്കുന്നത്. വാതകവിനിമയത്തിന്റെ അളവ്, ഇലക്ട്രോണുകൾ ഓക്സിജനിലെത്തി എന്ന് പറയുന്നു. അവയിൽ ഏതെങ്കിലും ATP ഉണ്ടാക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചോ എന്ന് അത് പറയുന്നില്ല. മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ ഇല്ലാത്ത ഒരു കോശത്തിൽ ഈ രണ്ട് പ്രസ്താവനകളും തമ്മിലുള്ള അകലം പരമാവധിയാണ്. കോശങ്ങളിൽ മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ചെയ്യുന്നതിന്റെ വിപുലമായ പ്രവർത്തനഭൂപടം ഇതേ വ്യത്യാസത്തെ വിശാലമായ പശ്ചാത്തലത്തിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ചായത്തിൽ നിന്ന് ഔഷധത്തിലേക്കുള്ള ഈ സംയുക്തത്തിന്റെ ചരിത്രം തുണികൾക്ക് നിറം നൽകുന്ന ഒരു പദാർഥം ഈ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ആദ്യം എത്തിയത് എങ്ങനെയെന്ന് വിശദീകരിക്കുന്നു.