Метилен хөх хэрхэн ажилладаг вэ? Редокс хими ба механизм

Лабораторийн тавцан дээрх бөглөөтэй колбо бол метилен хөх хэрхэн ажилладгийг тайлбарлах хамгийн товч бөгөөд үнэн зөв эхлэл юм. Ус, глюкоз, чимх натрийн гидроксид, мөн шингэнийг тод, гүн хөх өнгөтэй болгох хэмжээний будаг. Хэдэн минут хүлээхэд хөх өнгө аажмаар алга болж, колбо ус дүүргэсэн мэт харагдана. Сэгсрэхэд өнгө нь шууд буцаж ирнэ. Дараа нь дахин бүдгэрнэ. Электрон өгөхөд бэлэн глюкоз, түүнийг хүлээн авахад бэлэн хүчилтөрөгч байгаа цагт энэ үйл явц давтагдсаар байна.

Будагт өөрчлөгдсөн зүйл нь зөвхөн авч яваа электроных нь тоо юм. Исэлдсэн үедээ хөх. Ангижирсан үедээ өнгөгүй. Энэ молекулын эмчилгээ болон судалгааны талаархи бараг бүх зүйл тэр нэг эргэх боломжтой алхмаас урган гардаг. Учир нь нэг түншээс электрон авч, нөгөөд нь дамжуулж чаддаг молекул бол зуучлагч бөгөөд зуучлагч өөрөө дангаараа юу ч хийдэггүй. Түүний хийх зүйл нь хоёр үзүүрт нь юу байгаагаас бүрэн хамаарна.

Хоёр хэлбэр ба энэ хос яагаад чухал вэ

Исэлдсэн хэлбэр нь хавтгай, эерэг цэнэгтэй цагираг бүтэцтэй. Ийм хавтгай, цэнэгтэй хэлбэр нь нуклейн хүчлүүдтэй давхарлан байрлах, эсийн мембран дахь сиалилжсан бүтэцтэй холбогдох, мөн ойролцоогоор 600-700 нанометрийн харагдах гэрлийг хүчтэй шингээх шалтгаан болдог. Энэ нь хүний нүд хөх өнгө гэж хүлээн авдаг спектрийн хэсэг юм.

Ангижирсан хэлбэр нь өөр шинжтэй. Цэнэггүй, уснаас илүү тосонд уусдаг, өнгөгүй. Биеийн доторх pH-д ионжих түвшин нь маш бага, хэдхэн per cent орчим байдаг. Тиймээс ангижирсан молекул эсийн мембраныг диффузээр амархан нэвтэрч, дотогш ормогцоо илүү исэлдүүлэгч орчинд дахин исэлдэж, бодитоор дотроо баригдаж болно. Исэлдсэн цагираг бүтэц хавтгай; ангижирсан нь мушгирч чадна. Эдгээр бүтцийн үр дагавар болон өнгөний өөрчлөлт нь хоёр хэлбэрийн түүхийн өөрийнх нь хэсэг бөгөөд метилен хөх ба лейкометилен хөхийн харьцуулалт-д илүү дэлгэрэнгүй тайлбарласан.

Электрон хүлээн авах

Исэлдсэн будаг олон төрлийн донороос электрон хүлээн авна. Үзүүлэнгийн колбон дахь глюкоз бол нэг жишээ. Эсийн дотор ангижирсан пиридин нуклеотидууд болон митохондрийн электрон тээвэрлэх гинжин-ий бүрэлдэхүүн хэсгүүд бас электрон өгч чадна. Метилен хөх хүчилтөрөгч агуулсан эдэд ангижрах үед үүсэх мөчлөг нь ангижруулагч бодис болон хүчилтөрөгчийг хоёуланг нь хэрэглэж, reactive oxygen species, голчлон hydrogen peroxide үүсгэнэ. Будаг өөрөө мөчлөгийн төгсгөлд өөрчлөгдөөгүй гарч ирж, дахин мөчлөгт орж чадна.

Энэ сүүлийн зүйл нь эс бөгөөс хайхрамжгүй мэт харагдах нэг зөрчлийг тайлбарладаг. Судалгааны өгүүллүүдэд метилен хөхийг про-оксидант ч, антиоксидант ч гэж тодорхойлдог бөгөөд аль аль тайлбар нь үндэслэлтэй. Тэрээр хиймэл электрон хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэж, электроны урсгалыг хүчилтөрөгчийг superoxide radicals болгон хувиргах ферментийн байрлалаас өөр тийш чиглүүлснээр superoxide үүсэлтийг бууруулж чадна. Элэгний эсийн өсгөвөрт thioredoxin reductase 1 болон NADPH quinone oxidoreductase зэрэг phase-2 антиоксидант хамгаалалтын ферментүүдийг идэвхжүүлдэг болохыг харуулсан. Эдгээр хоёр талын алийг нь харах нь тухайн мөчид зуучлалын аль үзүүрт электрон дутагдаж байгаагаас хамаарна. “Метилен хөх антиоксидант мөн үү?” гэсэн асуулт нь ямар системд, ямар концентрацид, өөр ямар бодис хамт байгааг тодорхойлоогүй цагт бүрэн асуулт биш юм.

Электроныг цааш дамжуулах

Будаг илүүдэл электрон авсны дараа цаашид гурван огт өөр зүйл тохиолдож болох бөгөөд эдгээрийг ихэвчлэн нэг гарчгийн дор тайлбарладаг. Тэгж нэгтгэх ёсгүй.

Электроныг металлын төвд дамжуулж болно. Хамгийн тод жишээ нь ferrous төлвөөс ferric төлөвт исэлдсэн haemoglobin юм. Энэ төлөвт haemoglobin хүчилтөрөгч зөөвөрлөж чаддаггүй. Улаан эсэд нэг фермент будгийг ангижруулж, дараа нь ангижирсан будаг электроныг исэлдсэн haem төмөрт ферментгүйгээр дамжуулснаар ажиллах чадвартай haemoglobin-ыг сэргээж, өөрөө исэлдсэн хэлбэртээ буцна. Энэ явцад будаг зарцуулагдахгүй; мөчлөгөөр эргэлдэнэ. Энэ урвалд тулгуурласан клиник хэрэглээ нь эмнэлгийн хяналт шаарддаг сэдэв бөгөөд метгемоглобинемид метилен хөхийн үүргийн тайлбар-т хэрхэн ашигладаг, яагаад ийм нарийн хяналт шаарддагийг тайлбарласан.

Эх сурвалжийг үнэн зөв уншихад анхаарах зүйл бий: энэ өгүүллийн үндэс болсон хоёр тойм ферментийн алхамд ижил ангижруулагч кофактор нэрлээгүй бөгөөд нэг нь NADH, нөгөө нь NADPH гэжээ. Энэ зөрүү бодит бөгөөд энд ашигласан эх сурвалжуудаар шийдэгдээгүй тул нэг кофакторын нэрийг сонгохоос илүү бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүр ямар үүрэгтэйг тайлбарлах нь аюулгүй.

Гэрэл байгаа үед энерги, эсвэл электроныг хүчилтөрөгчид дамжуулж болно. Энэ зам зөвхөн гэрэлтүүлгийн нөхцөлд оршдог. Өдөөгдсөн будаг triplet state-д хүрч, тэндээс хоёр механизм боломжтой. Эхнийхэд өдөөгдсөн будаг хөрш молекултай шууд харилцан үйлчилж, устөрөгч авах эсвэл электрон дамжуулах замаар radicals үүсгэнэ; устай ийм байдлаар урвалд орох нь hydroxyl radicals үүсгэдэг. Хоёр дахь замд өдөөлтийн энерги өөрөө хүчилтөрөгчид дамжиж, singlet oxygen үүсгэнэ. Энэ нь маш хүчтэй электрофил шинжтэй бөгөөд microseconds дотор задардаг зүйл бөгөөд гэрэлд өртсөн метилен хөх микробын эсийг гэмтээх гол зам гэж ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрөгддөг. Эсийн бүрхүүлийн lipids болон peptides, мөн DNA дахь guanine bases-тэй урвалд орох нь баримтжуулсан үр дүнгийн зарим нь юм.

Энэ замын практик үр дагавар нь гэрэлтүүлэг тоон утгыг orders of magnitude хэмжээгээр өөрчилдөг явдал юм. Wainwright болон Crossley-ийн цуглуулсан өгөгдөлд метилен хөхийн Pseudomonas aeruginosa-ийн эсрэг minimum bactericidal concentration нь харанхуйд 500 micromolar орчим, харин 12 joules per square centimetre гэрлийн тунгийн үед 25 micromolar орчим байна. Staphylococcus aureus-ийн нэг омгийн хувьд харанхуй болон гэрэлтүүлсэн нөхцөл дэх утга хоёулаа 5 micromolar. Өөрөөр хэлбэл, молекулыг antimicrobial гэж үзэх эсэх нь зөвхөн молекулын шинж биш; молекул дээр нэмэгдсэн гэрлийн шинж юм.

Зуучлалгүйгээр ферментийн байрлалд шууд үйлчилж болно. Метилен хөх nitric oxide synthase-тэй холбогдсон ferrous төмрийг исэлдүүлж, ферментийг идэвхгүй болгодог. Мөн soluble guanylate cyclase-г хориглодог бөгөөд энэ зорилгоор лабораторид тогтмол хэрэглэдэг концентраци нь 1-10 micromolar. Monoamine oxidase type A-г 27-180 nanomolar IC50-тайгаар дарангуйлдаг бөгөөд энэ механизм нь serotonin reuptake inhibitors-тэй сайн баримтжуулсан харилцан үйлчлэлийн үндэс болж, метилен хөхийн эмийн харилцан үйлчлэл яагаад тусдаа ангилал байдгийн шалтгаан болдог.

Эдгээр гурван зам химийн хувьд ялгаатай. Тэдгээрийг метилен хөх redox cycling-ээр ажилладаг гэсэн нэг өгүүлбэрт нэгтгэх нь энэ сэдвийн олон тайлбар нэгэн зэрэг итгэлтэй атлаа бүрхэг сонсогддог гол шалтгаан юм.

Механизмын тухай өгүүлбэр утгатай эсэхийг шийдэх дөрвөн ялгаа

Ямар хэлбэр вэ. Ангижирсан будаг исэлдсэн будагтай орлуулж болохгүй. Acetylcholinesterase дарангуйлал үүнийг сайн харуулдаг: удаан үргэлжилсэн in vitro инкубацийн үед метилен хөх аажмаар өнгөгүй хэлбэртээ ангижирч, дарангуйллын нөлөө буурдаг. Учир нь ангижирсан молекул тухайн ферментийг дарангуйлдаггүй. Молекулын хэлбэрийг өөрчлөхүйц удаан ажиллуулсан assay нь сул нөлөө мэдээлж, буруу тайлбар руу хөтөлнө.

Ямар концентраци вэ. Soluble guanylate cyclase дарангуйллын лабораторийн хүрээ 1-10 micromolar. Хархны hippocampal slices-д glutamate-mediated transmission-ийг арилгахад 5-50 micromolar шаардлагатай байсан. Эсийн өсгөвөрт 100 micromolar-аас дээш үед хорт нөлөө мэдээлсэн. Эдгээр нь ижил туршилт биш бөгөөд 50 micromolar-д батлагдсан механизм нь плазмын концентраци нь үүний зөвхөн багахан хэсэг байх хүнд автоматаар хамаарна гэсэн үг биш.

Ямар зам вэ. Absolute oral bioavailability нь 72 per cent орчим, terminal plasma half-life нь 5-7 hours. Амаар хэрэглэхэд гэдэс болон элгэнд өндөр концентраци үүсдэг; intravenous administration нь тархинд өндөр концентраци үүсгэдэг. Хэрэглэх зам нь аль эд электронтой учрахыг шийддэг.

Ямар загвар вэ, мөн гэрэл асаалттай байсан уу. Механизмын судалгааны ихэнх нь эсийн өсгөвөр болон мэрэгч амьтны судалгаа бөгөөд энэ молекулын in vitro үр дүн нь гэрлийн өртөлт, membrane potential болон эсийн redox state-аас хамаардаг. Учир нь микроскопын гэрэл ч түүнийг photosensitise хийхэд хангалттай. Оруулсан тунгийн 65-85 per cent нь улаан эс болон захын эдэд өнгөгүй хэлбэрт ангижирдаг. Эдгээр хувьсагч бүр лабораторийн тавган дахь цэвэр механизмаас хүн дээрх дүгнэлт хүртэлх зайд оршдог.

Цэвэршлийн асуудал яагаад химийн асуудал вэ

Гэрэлтүүлэг метилен хөхийг demethylate хийдэг. Эхний бүтээгдэхүүн нь Azure B, дараа нь Azure A, дараа нь thionin бөгөөд гэрлийн эрчим ихсэх тусам задрал нэмэгддэг. Ашигтай шинж нь электрон хүлээн авч, дамжуулах чадварт тулгуурладаг молекулын хувьд задралын бүтээгдэхүүнүүд нь ижил уусмалд үлдэх ойролцоо химийн төрөл байх магадлалтай. Тиймээс саванд яг юу агуулагдаж байгаагийн найрлага нь гоо зүйн жижиг зүйл биш.

Иймээс худалдан авагчийн хувьд USP specification-д нийцсэн эсэх нь утгатай шалгуур болдог. Үүнд нийцээгүй бүтээгдэхүүн бол будаг бөгөөд будаг нь Azure B, heavy metals болон residual solvents зэрэг хольц агуулж болох тул түүнийг залгих хүн тийм зүйл хүсэхгүй. Дараагийн түгээмэл урхи нь зөвхөн heavy metals шинжлээд, үр дүнгээ бүрэн нийцэл мэт танилцуулдаг худалдагч юм. Blupreme нь метилен хөхийн эмийн үйлдвэрлэгчтэй хамтран ажилладаг бөгөөд identity, purity, organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits болон bacterial endotoxins гэсэн бүрэн үзүүлэлтээр шинжилдэг. Багц бүрийн лабораторийн шинжилгээний баримт бичиг нийтлэгддэг бөгөөд нийлүүлэгч сонгох нь үндсэндээ тэр баримт бичиг байгаа эсэх, мөн юуг хамарсан болохыг шалгах асуудал юм.

Нэг эргэх боломжтой хос. Түүнээс гарах хэд хэдэн зам. Аль замаар явахаас ямар дүгнэлт хийж болох нь шалтгаална.