Метилений хөхийн гормезис: тун–хариу урвалын муруйн тайлбар

Нэг харх эд зүйл таньж сураад, дараа нь биеийн жингийн килограмм тутамд 4 миллиграмм метилений хөх авчээ. Маргааш нь тэр үүнийг санаж байв. Өөр нэг харх 50-ийг авч, гүйлтийн дугуйгаа бараг эргүүлсэнгүй. Молекул нь ижил. Харин нөлөөний чиглэл нь өөр. Метилений хөхийн талаар хэд хэдэн судалгааны өгүүлэл уншсан хүн бүр ийм урвуу өөрчлөлттэй таарсан байдаг. Үүнийг гормезис гэдэг: бага ба их өртөлт нь нэг хэмжих үзүүлэлтийг эсрэг чиглэлд өөрчилдөг хоёр үе шаттай хариу урвал юм.

Энэ нэр томьёо юуг илэрхийлдэг, юуг амладаггүйг мэдэж байж л хэрэгтэй болно. Энэ нийтлэлд хэмжих үзүүлэлт, концентрацийн хүрээ, туршилтын нөхцөл нь тус бүрдээ өөр, метилений хөхийн нийтлэгдсэн дөрвөн өгөгдлийн багцыг авч үзэж, уг будагч бодисын хими яагаад ийм урвуу өөрчлөлт гарах боломжтойг тайлбарлана. Төгсгөлд нь өгөгдлөөс зайлшгүй гарах анхааруулгыг өгнө: нэг туршилтад оргилд хүрсэн муруй нь зөвхөн тэр туршилтыг дүрсэлдэг болохоос хувь хүнд хэрэглэх тун сонгох арга биш.

Энэ зүй тогтол нэртэй ч нэрийнх нь утга сонсогдож байгаагаасаа явцуу

Гормезис гэдэг нэр томьёог 1943 онд Саутэм, Эрлих нар анх хэрэглэж, Калабрезе, Болдуин нар орчин үеийн тоон тодорхойлолтыг нь өгсөн: шууд үүсэх, эсвэл гомеостаз алдагдсаны дараах нөхөн зохицуулалтаар бий болох дасан зохицох шинжтэй, хоёр үе шаттай хариу урвал. Энэ тодорхойлолтод юу байхгүйг анзаараарай. Ашиг тустай гэсэн үг байхгүй. Гормезис нь муруй чиглэлээ өөрчилдгийг л хэлдэг, өөр юу ч биш.

Харагдах хэлбэр нь босоо тэнхлэгт ямар үзүүлэлт байрласнаас хамаарна. Ферментийн идэвх, хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, ой санамжийн оноо зэрэг эерэг үйл ажиллагааг хэмжиж байгаа бол бага тунгийн идэвхжүүлэлтийн дараах их тунгийн дарангуйлал урвуу U хэлбэр үүсгэнэ. Харин өвчний тохиолдол зэрэг сөрөг үзүүлэлтийг хэмжиж байгаа бол бага тунгийн бууралтын дараах их тунгийн өсөлт J эсвэл U хэлбэр үүсгэнэ. Хамаарал нь ижил, ординат нь өөр. Метилений хөхийн ихэнх судалгаа эерэг үйл ажиллагааг хэмждэг тул энэ нийтлэлд урвуу U хэлбэрийн муруй гэж ярина. Гэхдээ ямар үсгээр дүрслэх нь график байгуулах сонголт гэдгийг ойлгох хэрэгтэй.

Метилений хөхийн гормезисийн хариу урвалуудыг нэгтгэсэн 2008 оны тойм өөрчлөлтийн хэмжээг тодорхой харуулдаг. Зан үйл, физиологи, биохимийн хэмжилтүүдэд идэвхжүүлэлтийн бүс дэх хариу урвал хяналтын түвшний ойролцоогоор 130–160 хувьд хүрч, дунджаар 140 орчим байдаг. Дараа нь тун өсөхийн хэрээр буурч, хяналтын түвшнийг дайран, түүнээс доош ордог. Энэ хүрээ нь олон туршилтын хураангуй болохоос молекулын өөрийн шинж чанар биш. Доорх муруй бүр өөрийн нэгжээр илэрхийлсэн, өөрийн гэсэн оргилтой.

Яагаад энэ молекулын нөлөө чиглэлээ өөрчилж болох вэ

Метилений хөх бол зүгээр нэг электрон өгөгч биш. Энэ нь буцааж хувирч чаддаг электрон зөөвөрлөгч юм. Исэлдсэн хөх хэлбэр нь электрон хүлээн авч, өнгөгүй ангижирсан хэлбэрт шилжинэ. Харин ангижирсан хэлбэр нь тэдгээр электроныг дараагийн шатанд дамжуулж чадна. Эдгээр муруйн цаадах электрон дамжуулалтыг метилений хөх электроныг хэрхэн зөөдөг тухай тайлбарт өгүүлсэн бөгөөд энд гол учир нь бүхэлдээ энэ зөөвөрлөлтөд оршино.

Бага концентрацид ийм мөчлөг нь эсийн амьсгалд өөр зам гаргаж өгдөг. Ангижирсан будагч бодис электрон зөөвөрлөх гинжин хэлхээний төгсгөлийн фермент болох цитохромын оксидаз дээр исэлдэж, ферментийн урвалын эргэлтийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, эсийн амьсгалын чадавхыг өсгөж болно. Харин их концентрацид электрон хүлээн авах эрмэлзэлтэй тэрхүү химийн шинж нь хэвийн гинжин хэлхээнд туслахын оронд түүнтэй өрсөлдөж эхэлнэ: электроныг ердийн замаас нь хазайлгаж, хүчилтөрөгчийг шууд хэрэглэн, ашигтай энерги үүсгэхийн оронд хүчилтөрөгчийн идэвхтэй хэлбэрүүдийг бий болгоно. Бага хэмжээний катализын зөөвөрлөгч байвал урсгал ихсэнэ; хэт их хэмжээний өрсөлдөгч электрон шингээгч байвал багасна. Энэ хими нь нөлөөний чиглэл өөрчлөгдөх боломжийг тайлбарладаг ч аль нэг үзүүлэлт хаана оргилд хүрэх талаар ямар ч баталгаа өгдөггүй.

Концентрациас хамаарах байдлын бие даасан нотолгоо нь огт митохондригүй эсүүдээс гардаг. 1976 оны эритроцитын туршилтуудад 1 микромоляр гэсэн бага концентраци нь оксигемоглобиноос ихээхэн хамаарах замаар гексозын монофосфатын салаа замыг идэвхжүүлжээ. Харин зуу дахин их буюу 0.1 миллимоляр концентрацид оксигемоглобин байгаа эсэх бараг нөлөөгүй байсан бөгөөд ашигласан гурван шинжилгээний аргаар бүгдэд нь устөрөгчийн хэт исэл үүссэнийг илрүүлсэн. Ижил будагч бодис, харин концентрациар тусгаарлагдсан хоёр механизм. Улаан эс эсийн амьсгал явуулдаггүй тул энэ нь митохондрийн муруй биш. Гэхдээ концентраци өсөхөд будагч бодисын исэлдэн-ангижрах химийн шинж өөрчлөгдөж байгааг харуулна. Митохондрийн тухай тайлбарт яг ийм өөрчлөлт шаардлагатай.

Дөрвөн муруй, дөрвөн өөр туршилтын нөхцөл

Доорх зурагт дөрвөн өгөгдлийн багцыг зэрэгцүүлэн дахин дүрслэв. Тус бүр нь өөрийн тэнхлэг, нөхцөлөө хадгалсан. Учир нь тэдгээрийг нэг хэмжээс дээр давхарлан дүрслэх нь энэ нийтлэлийн хэлж болох анхны худал зүйл болох байлаа. Зураг нь бүдүүвч бөгөөд нарийн утгууд, нөхцөлүүдийг бичвэрт өгсөн.

A хэсэг: хархны тархины гомогенат дахь цитохромын оксидаза. Митохондрийн хамгийн тодорхой муруй нь анхдагч судалгаанаас бус, хархны тархины гомогенатын өгөгдлийг тоймд графикаар үзүүлснээс гардаг: 0.5 микромолярт идэвх нь хяналтын түвшний ойролцоогоор 138 хувь, 5 микромоляр орчимд хяналтын түвшинд эргэн очиж, 10 микромоляр орчимд суурь түвшнээс доош буурсан. Энэ үед будагч бодис гинжин хэлхээний хэвийн комплексуудаас электроныг булаан авч байж болзошгүй гэж зохиогчид үзсэн. Гомогенат, микромоляр, спектрофотометрийн шинжилгээ. Энэ өгүүлбэр л бүх нөхцөлийг илэрхийлэх бөгөөд тэр хүрээнээс гадуур уг муруй утгагүй.

B хэсэг: хархны ой санамж ба дугуйн гүйлт. Хархны ой санамжийн судалгаанд сургалтын дараа нэг удаа тарьж, 24 цагийн дараа шалгасан. Килограмм тутамд 1–10 миллиграммын тунгаар хөдөлгөөн, хооллолт нь давсны уусмалын хяналтаас ялгаагүй байсан. Харин килограмм тутамд 50–100 миллиграмм нь дугуйн гүйлтийг огцом бууруулсан бөгөөд эргэлтийн тооны медиан 35, хяналтад 279 байв. Хамгийн их тун нь үс өрвийх, хөдөлгөөний зохицуулалт алдагдах, нэг харх үхэхэд хүргэсэн. Килограмм тутамд 4 миллиграммын тун нь дасал болон эд зүйл таних чадварыг сайжруулсан: бодис авсан хархнууд шинэ эд зүйлд бараг 10 секундээр илүү хугацаа зарцуулжээ. Бага микромоляр концентрацитай ангижирсан будагч бодист өртүүлсэн гомогенатад ч, амьд биед килограмм тутамд 1 миллиграмм өгснөөс 24 цагийн дараа авсан тархинд ч хүчилтөрөгчийн хэрэглээ нэмэгдсэн. Энд ялгааг анзаараарай: зан үйлийг сургалтын дараа бүх биед үйлчлэх тунгаар судалсан бол хүчилтөрөгчийн хэрэглээг гомогенатын концентраци болон амьд биед өгсөн нэг тунгаар судалсан. Эдгээр нь нэг муруй биш, хоёр туршилт юм.

C хэсэг: зебра загасны T хэлбэрийн төөрдөг зам. Зебра загасны судалгаанд сургаж бэлтгэсэн загасыг сургалтын дараа нэрлэсэн 0.1, 0.5, 5.0 эсвэл 10.0 микромоляр концентрацитай уусмалд 12 цаг байлгаж, хүнсний хөх будгийн хяналтын бүлэгтэй харьцуулсан. 0.5 микромоляр бүлэг хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй, 5.0 бүлэг хяналттай ижил, 10.0 бүлэг бага тунгийн бүлгүүдээс муу гүйцэтгэлтэй байв. Энэ хэсгийг уншихад хоёр зүйлийг анхаарна. Уусмалын микромоляр концентраци нь цус эсвэл тархины микромоляр концентраци биш; савны уснаас эдэд хүрэх хооронд тархалт, хуримтлал явагдана. Мөн статистикийн нотолгоо нь муруйн хэлбэрээс харагдах шиг хүчтэй биш: их тунгийн бүлэг бага тунгийн бүлгүүдээс ялгаатай байсан ч бүлгүүдийн хооронд өөр статистикийн ач холбогдолтой ялгаа мэдээлээгүй. Муруй бодит боловч бүдүүвч түвшнийх.

D хэсэг: эритроцитын салаа зам. Мец болон хамтран ажиллагчид хүний улаан эсэд 1 микромоляр ба 0.1 миллимоляр концентрацийг агаар, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, мөн хүчилтөрөгчийн физиологийн даралттай үед гемоглобиныг бараг бүхэлд нь карбоксигемоглобин болгох хийн холимог дотор харьцуулсан. Оксигемоглобингүй үед бага тунгийн идэвхжүүлэлт эрс буурсан; их тунгийн идэвхжүүлэлт бараг өөрчлөгдөөгүй. Хэт исэл зөвхөн их тунд илэрсэн. Энэ хэсгийг бусдынх нь хажууд химийн шинжийн жишээ болгон тавих ёстой болохоос нэг ерөнхий муруйн дөрөв дэх цэг гэж үзэж болохгүй: митохондригүй, концентраци нь зуу дахин зөрүүтэй, хийн холимгуудыг зориудаар өөрчилсөн.

Оргилууд яагаад давхцдаггүй, бас давхцах ёсгүй вэ

Дөрвөн оргил нь гомогенатад 0.5 микромоляр, сургалтын дараа тарьсан килограмм тутамд 4 миллиграмм, савны усанд 0.5 микромоляр, мөн улаан эсэд зуу дахин зөрүүтэй бага ба их концентрацийн хосоор илэрхийлэгдэнэ. Эдгээрийн аль нэг хоёрыг ижил тоо гэж үзэх нь өөр өөр ангиллын хэмжигдэхүүнийг андуурсан хэрэг. Хэмжих үзүүлэлт бүр өөрийн муруйтай: ой санамжийн оновчтой цэг нь оксидазын идэвх, хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, хөдөлгөөн эсвэл хэт исэл үүсэлтийн оновчтой цэгтэй заавал таарах албагүй. Концентрацийн нэгж бүр өөр утгатай: гомогенатын микромоляр концентраци, уусмалын нэрлэсэн микромоляр концентраци, бүх биед өгсөн килограмм тутмын миллиграмм, сийвэн, тархи, митохондрийн концентраци нь өөр өөр хэмжигдэхүүн. Метилений хөх митохондри болон тархинд хуримтлагдах хандлагатай тул эдгээр нь хоорондоо адил болдоггүй. Загвар бүр өөрийн фармакокинетикийг нэмнэ: зүйл, өгөх зам, хугацаа нь аль эд хэдий хэмжээний будагч бодист хэр удаан өртөхийг тогтооно.

Метилений хөхийн аюулгүй байдалд тун болон өгөх замын гүйцэтгэх үүрэг энд мөн чухал. Учир нь эдгээр өгүүлэлд гарсан их тунгийн нөлөөнүүд болох хөдөлгөөн дарангуйлагдах, хөдөлгөөний зохицуулалт алдагдах, нэг харх үхэх, хэт исэл үүсэх зэрэг нь тухайн туршилтын нөхцөл дэх хордлогын дохио болохоос өөр хэн нэгний аюулгүй хязгаар биш. Харханд өгсөн килограмм тутамд 4 миллиграммыг хүний хэрэглэх горим болгон хөрвүүлэхийг хүссэн хэн боловч амьтны судалгааны үр дүн хүний нотолгоотой хэрхэн холбогддогийг эхлээд унших хэрэгтэй: зүйл хооронд килограмм тутмын миллиграммыг шууд хөрвүүлэх нь хангалтгүй.

Зайлсхийх ёстой алдаа

Урвуу U нь хамгийн тохиромжтой цэгийг нь тэмдэглэсэн тун тохируулах хүрд шиг харагддаг учраас сэтгэл татам. Гэхдээ тийм биш. Гормезис нь нэг нөхцөлд нэг үзүүлэлтэд юу тохиолдсоныг дүрсэлдэг. Ийм дөрвөн дүрслэлийг нэгтгэвэл дөрвөн өөр нэгжийн систем дэх дөрвөн оргил гарна. Энэ нь тохируулах хүрдээс тэс өөр зүйл. Эдгээр муруйг зөв ашиглах нь харьцуулж, болгоомжлох явдал юм: концентраци өөрчлөгдөхөд нөлөө урвуу болж болохыг, үзүүлэлт бүр өөрийн цэг дээр чиглэлээ өөрчлөхийг тооц. Мөн нэг туршилтын оргилыг зээлдэн авч, өөр зүйл, өгөх зам, эд эсвэл зорилгод хэрэглэх тунг зөвтгөсөн аливаа мэдэгдэлд үл итгэ. Туршилтын зүй тогтол ба хувь хүний тунгийн шийдвэрийг ялгах нь энэ нийтлэлийн гол санаа бөгөөд анзааралгүй өнгөрүүлэхгүй байхын тулд дахин хэлж байна.

Дараагийн тун–хариу урвалын өгүүллийг хэрхэн унших вэ

Метилений хөхийн бараг бүх муруйд дөрвөн асуулт тохирно. Босоо тэнхлэгт ямар үзүүлэлт байна, түүний чиглэл өөрчлөгдвөл U эсвэл J хэлбэр үүсэх үү. Хэвтээ тэнхлэг яг ямар концентрацийг харуулж байна: уусмалын нэрлэсэн концентраци, гомогенат, сийвэн, тархины тооцоолсон концентраци, эсвэл бүх биед өгсөн тун уу. Ямар загвар, хугацааны нөхцөлд гарсан бэ: гомогенат уу, гэрэлтэй эсвэл гэрэлгүй эсийн өсгөвөр үү, сургаж бэлтгэсэн амьтдад сургалтын өмнө эсвэл дараа нь өгсөн үү, хэзээ шалгасан бэ. Мөн хяналт нь юу байсан бэ: давсны уусмал, хүнсний хөх будаг, бодисыг уусгах эсвэл зөөвөрлөх орчин уу; өгүүллийн статистик нь хос бүрийн харьцуулалтын дүгнэлтийг дэмжиж байна уу, эсвэл зөвхөн ерөнхий хэлбэрийг нь дэмжиж байна уу. Энэ дөрвөн асуултад бүгдэд нь хариулсан өгүүлэл таны цагийг зарцуулах үнэ цэнтэй. Харин эдгээрийг өгөхгүйгээр оргилыг мэдээлсэн бол хаана хамаарах нь тодорхойгүй нэг тоо л өгчээ.