Метилен хөх эсэд хэрхэн нэвтэрдэг вэ: ангижрал, дахин исэлдэлт, шингээлт

Өсгөврийн аяганд байгаа эндотелийн эсүүд метилен хөхийг шингээж байгааг ажиглахад хамгийн илэрхий мэт тайлбар нь бас буруу байдаг. Орчны хөх өнгө бүдгэрч, эсүүдэд хөх мөхлөг үүсдэг тул будаг мембраныг хөх молекул хэлбэрээрээ нэвтэлсэн гэж бодогдоно. Харин туршилтууд өөр зүйлийг харуулдаг. Хөх хэлбэр нь бараг нэвтэрдэггүй. Нэвтэрдэг нь өнгөгүй хэлбэр бөгөөд эс дотор харагдах хөх хэлбэр нь орж ирсний дараа тэндээ үүсдэг.

Энэ урвуу дараалал чухал. Учир нь будалтаас юуг мэдэж болох, юуг мэдэж болохгүйг үүгээр тогтооно. Хөх мөхлөгүүд нь дахин исэлдэж, эрхтэнцэрт тогтон үлдсэн исэлдсэн будгийг илэрхийлдэг. Тэд эс дэх будгийн нийт хэмжээг ч, ангижирсан хэлбэрийн нөөцийг ч илэрхийлэхгүй, биологийн нөлөөг ч хэмжихгүй. Яагаад гэдгийг ойлгохын тулд гадаргуу дээрх ангижрал, ангижирсан хэлбэрийн диффуз, эс доторх дахин исэлдэлт ба тогтон үлдэх гэсэн гурван үе шатыг дагаж үзье.

Хоёр хэлбэр нь өөр өөр молекул мэт шинжтэй

Исэлдсэн метилен хөх нь хавтгай, эерэг цэнэгтэй цагирагт бүтэц юм. Усанд уусаж, 600-аас 700 нанометр орчимд гэрлийг хүчтэй шингээдэг бөгөөд хөх өнгөтэй харагдана. Гол нь цэнэгтээ байдаг. Цэнэгтэй, усанд дуртай молекул липидэн мембранаар амархан нэвтэрдэггүй. Тиймээс судалгааны бүтээлүүдэд үүнийг нэвтэрдэггүй гэж бус, мембранаар нэвтрэх чадвар харьцангуй багатай гэж болгоомжтой тодорхойлдог.

Лейкометилен хөх гэж нэрлэдэг ангижирсан метилен хөх нь өнгөгүй, цэнэггүй, тосонд уусамтгай. Цэнэгийг арилгахад мембран хаалт байхаа болино. Ангижирсан молекул мембранаар хялбархан диффузлэж, илүү исэлдүүлэгч орчинтой тасалгаанд орсныхоо дараа электроноо дахин алдан, хөх өнгөтэй, цэнэгтэй, дотор нь тогтон үлдэх хэлбэрт буцаж шилжиж болно. Тиймээс будгийн исэлдэн ангижрах хими нь мөн түүний зөөвөрлөгдөх механизм юм. Электроны тоо өөрчлөгдөхөд нэвтрэх чадвар нь өөрчлөгдөнө.

Эхний үе шатны электронууд эсээс өөрөөс нь ирдэг. Хөхтөн амьтны эсүүд плазмын мембранаар электрон зөөвөрлөж, эс доторх доноруудаас ангижруулах эквивалентуудыг гадаргуугийн акцепторуудад гадагш дамжуулдаг. Плазмын мембраныг дамнасан энэ үйл ажиллагаа нь ихэнх төрлийн эсэд байдаг хэвийн үйл ажиллагаа юм. Тиазины будгуудыг ангижруулдаг эндотелийн гадаргуугийн редуктаза нэг чухал шинжээрээ бусадтай ижил: дараагийн үе шатуудыг зогсоодог тунгаар цианид болон азид байхад ч ажилласаар байдаг. Энэ ялгаа нь бүх тайлбарын гол зангилаа юм.

Хуваарилалтын загвар түрүүлж гарсан бөгөөд шингээлтийг бараг тайлбарласан

1929 онд Рокфеллерийн хүрээлэнгийн Marian Irwin илүү энгийн асуулт тавьжээ. Будаг эсэд орох нь ус ба эсийн өөхлөг давхаргуудын хооронд хуваарилагдах үйл явц төдий байж болох бөгөөд лабораторийн туршилтад хлороформын давхарга тэдгээр өөхлөг давхаргыг төлөөлж болох юм. Тэрээр нэвтрэлтийг судалсан спектрофотометрийн туршилтууддаа будгийн усан уусмалуудыг хлороформтой сэгсэрч, органик фазад шилжсэн хэмжээг амьд замгийн эсэд нэвтэрсэн хэмжээтэй харьцуулсан.

Тэр ажлын хоёр үр дүн өнөөдөр ч анхаарал татна. Нэгдүгээрт, худалдааны метилен хөхийн уусмалуудад одоо Azure B гэж нэрлэдэг триметилтионин агуулагдаж байсан бөгөөд энэ хольц метилен хөхөөс өөрөөс нь хурдан нэвтэрч байв. Ялангуяа липидэд уусамтгай чөлөөт суурийн хэлбэр давамгайлдаг шүлтлэг pH-д энэ ялгаа тод байжээ. Метилен хөх нэвтэрсэн мэт харагдсан зарим тохиолдол үнэндээ Azure B сонгомлоор нэвтэрсэн явдал байсан. Хоёрдугаарт, pH нь ионжилтын төлөвийг тогтоох замаар үр дүнг шийдэж байсан бөгөөд гэмтсэн эсүүд бүрэн бүтэн эсүүдээс хавьгүй их будаг нэвтрүүлж байв. Хуваарилалтын коэффициент ба цэнэгийн төлөв нь хиймэл систем болон амьд эс тус бүр юу шингээхийг тодорхойлсон. Энэ хоёрын төстэй байдал нь эсийн хилд усан бус давхаргууд байдаг гэсэн санааг дэмжсэн.

Энэ загвар липид ба ионжилтын ач холбогдлыг урьдчилан харсан ч өөрийн хэлбэрээрээ хуваарилагдан шилждэг будгийг гадаргуу дээр химийн хувьд өөрчлөгдөж, өөр хэлбэрээр нэвтрээд, дотор нь анхны хэлбэртээ буцдаг будгаас ялгаж чадаагүй. Тэр ялгааг тогтооход өөр туршилт хэрэгтэй байсан бөгөөд далан жилийн дараа уушгины эндотелид ийм туршилт хийгджээ.

Гадна нь ангижирч, дотор нь тогтон үлдэнэ

Merker болон түүний хамтран ажиллагчид өсгөвөрлөсөн үхрийн уушгины артерийн эндотелийн эсүүд дээр ажиллаж, гурван үе шаттай дараалал санал болгосон: исэлдсэн будаг эсийн гадаргуу дээр өнгөгүй, липофиль хэлбэртээ ангижирна; ангижирсан хэлбэр нь дотогш диффузлэнэ; эс доторх дахин исэлдэлт мембранаар нэвтэрдэггүй исэлдсэн хэлбэрийг сэргээн үүсгэж, тэр нь хуримтлагдана. Дараа нь тэд эндотелийн эсэд тиазины будаг шингэхийг судалсан ажилдаа энэ дарааллын тодорхой хэсгүүдийг тасалдуулах замаар шалгасан.

Эхний хэрэгсэл нь эсэд нэвтэрч чаддаггүй электрон акцептор болох феррицианид байв. Гадаргуугийн ферментүүд хөх будгийг эсийн гадна өнгөгүй хэлбэрт ангижруулахад феррицианид тэдгээр электроныг буцаан авч, будаг мембран нэвтрэхээс өмнө орчинд хөх хэлбэрийг нь дахин үүсгэж чадна. Феррицианид илүүдэлтэй байх хугацаанд буюу 10 микромоляр будгийн эсрэг 50-аас 500 микромоляр феррицианид байхад будгийн шингээлт бараг зогсож, феррицианид зарцуулагдаж дууссаны дараа л хэвийн хурдаараа үргэлжилсэн. Кинетик нь мөн энэ тайлбарыг өөр аргаар баталсан. Феррицианидын хэмжээ ойролцоогоор тогтмол хурдаар буурсан нь дахин дахин эргэлтэд орж болох зуучлагчийг тэтгэх гадаргуугийн ангижралын тогтвортой урсгалтай нийцэж байв. Харин эсийн гаднах будгийн нөөц багасахын хэрээр хэмжээ нь экспоненциал байдлаар буурсан. Тогтмол урсгал болон шавхагдаж буй нөөцийн энэ хослол нь феррицианидын дохио уусмалаас гарч буй будгийн молекулуудыг бус, тасралтгүй явагдах ангижралыг илэрхийлдэг гэсэн үг.

Хоёр дахь хэрэгсэл нь нэвтрэх үе шатыг бүрэн хассан. Судалгааны баг тиазины ойрын төрөл болох толуидин хөх O-г исэлдэлтийн аль ч төлөвтөө эсэд нэвтрэхэд хэт том полиакриламидын гинжинд холбосон. Эсүүд холбож бэхэлсэн будгийг ангижруулсаар байсан. Иймээс ангижрал явагдахад будаг эс дотор орох шаардлагагүй. Энэ үйл явцыг гүйцэтгэх механизм гадаргуу дээр байрладаг эсвэл гадаргуутай цахилгааны хувьд холбогдсон байдаг.

Дараа нь өгүүллийн гарчгийн үндэс болсон ялгааг тогтоосон. 2 миллимоляр цианид болон азид будгийн хуримтлалыг хүчтэй дарангуйлж, микроскопоор харахад хэвийн үед бөөмийг тойрон байрладаг бараан хөх, нил ягаан оруулгууд бараг алга болсон. Гэвч аль ч дарангуйлагч эсийн гаднах ангижралыг удаашруулаагүй: феррицианидын мөчлөг бууралгүй үргэлжилж, нэвтэрдэггүй полимертой будаг ангижирсаар байв. Саатал нь дараагийн шатанд байжээ. Цианид болон азид гадаргуугийн ангижралыг бус, эс доторх дахин исэлдэлт ба тусгаарлагдан тогтох үйл явцыг зогсоож байсан. Эсийн амьдрах чадварын хяналтын шинжилгээнүүд энэ тайлбарыг дэмжсэн. Учир нь эдгээр боловсруулалтын үед эсүүд цитозолын маркер фермент болох лактатдегидрогеназаа хадгалж байсан тул шингээлт буурсан нь зөвхөн хордлого эсвэл мембран хагарсны үр дагавар биш байв.

Тус өгүүллийн нэг анхааруулга өнөөдөр ч хүчинтэй. Хөх оруулгууд бөөмийн дотор бус, эргэн тойронд нь байрлаж байсан нь эсийн эрхтэнцрүүдийн дотор исэлдэлт явагдахтай нийцэж байв. Гэхдээ судалгаа аль эрхтэнцэр болохыг тогтоогоогүй. Бусад төрлийн эсэд ажиглагдсан төстэй дүрсийг хангалтгүй нотолгоонд тулгуурлан лизосомынх гэж нэрлэж байсан. Тогтон үлдэх үйл явцыг батлагдсан, харин байршлыг нь түр таамаг гэж үзэх хэрэгтэй. Электронууд цааш хаашаа шилждэгийг сонирхож буй уншигчид митохондрийн электрон зөөвөрлөлт ба исэлдэн ангижрах зохицуулалт, мөн илүү өргөн хүрээнд оруулах зам тус бүрийн шингээлт ба тархалт-ын тухай үргэлжлүүлэн уншиж болно.

Будалт нь өртөлтийн хэмжээ биш

Гурав дахь судалгаа энэ шингээлтийн механизмыг биологийн үзүүлэлттэй холбох үед юу болдгийг харуулдаг. Scott болон түүний хамтран ажиллагчид цагираг хэлбэрийн тороид бүтэцтэй сахар болох метил бета циклодекстрин метилен хөхтэй шууд холбогддогийг тогтоосон. Оруулах комплексийн ассоциацийн тогтмол моляр тутамд ойролцоогоор 310 байсан бол будгийн димер үүсэхэд моляр тутамд ойролцоогоор 5846 байв. L929 фибробластуудад энэ холбогдолт эсийн будалт болон глюкозын шингээлтийг өдөөх үйл явцыг хоёуланг нь хориглосон: циклодекстринтэй урьдчилан инкубацлахад хөх будалт үүсээгүй, харин дараа нь нэмэхэд өнгө арилах явц түргэссэн. Эсүүдээс оптикийн хөх дохио алга болохын зэрэгцээ идэвхжсэн глюкозын зөөвөрлөлт нягт уялдаатайгаар буурсан.

Зохиогчид энэ хамаарлыг удаан үргэлжлэх исэлдэлтийн стрессийн механизмаас илүүтэй, будаг глюкоз зөөвөрлөгчийг идэвхжүүлэх замын нэг уурагтай шууд харилцан үйлчилдэг гэсэн тайлбарыг дэмжиж байна гэж үзсэн. Энэ дүгнэлт үндэслэлтэй ч хязгаартай. Туршилт тухайн уургийг тодорхойлоогүй, зөөвөрлөгчтэй өөртэй нь холбогддогийг харуулаагүй. Мөн өнгө арилах ба нөлөө алдагдах хоорондын хамаарал нь исэлдэн ангижрах урвалаар дамжих бүх боломжит замыг үгүйсгэж чадахгүй.

Эндээс үлдэх гол сургамж нь хэмжилтийн тухай юм. Оптикийн будалт нь харагдахуйц, исэлдсэн, эстэй холбоотой будгийг илэрхийлдэг. Харин өнгөгүй ангижирсан хэлбэрийн нөөцийг бүхэлд нь орхигдуулдаг. Иймээс бүдэг өнгөтэй эсэд ч будгийн эквивалентууд байж болно. Харин хүчтэй будсан эс нь эдэд хүрсэн нийт хэмжээ эсвэл нөлөөний хэмжээг бус, тогтон үлдсэн исэлдсэн будгийг илэрхийлнэ. Энэ анхааруулга том түвшинд ч хамаатай: өөр өөр төрлийн эсийн будалтыг харьцуулах, эсвэл бараан будсан эдийн зүсмэлийг илүү их өртөлтийн нотолгоо гэж үзэх нь өсгөврийн аягыг ажиглахдаа гаргасан анхны алдааг давтана. Шингээлт нь ангижрал, диффуз, дахин исэлдэлтийн мөчлөг бөгөөд хөх хэлбэрийн тухайн агшны ганц дүрс энэ мөчлөгийн зөвхөн нэг хэсгийг харуулдаг. Үүнээс лабораторийн будалт ба харьцах ажиллагаанд гарах практик үр дагавар, мөн тун болон өртөлтийн талаарх мэдэгдлийг хэрхэн тайлбарлах нь шууд урган гарна.