ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ମାପିବା: ଅକ୍ସିଜେନ୍, ATP ଓ ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ

ଧରନ୍ତୁ, ଏକ ପରୀକ୍ଷାଗାର ଶ୍ୱସନ କ୍ଷମତା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ମିଶାଇ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ବଢ଼ୁଥିବା ଦେଖେ। ସ୍ୱାଭାବିକ ଭାବେ ଲେଖିବାକୁ ମନ ହେବ ଯେ ରଞ୍ଜକଟି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ପୁନରୁଦ୍ଧାର କରିଛି। ଏହି ବାକ୍ୟଟି ଭୁଲ୍ ହୋଇପାରେ। ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ, ATP ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଓ ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ ତିନୋଟି ଭିନ୍ନ ଧାରଣା। ବ୍ୟାକଅପ୍, ସିଙ୍କ୍ ଓ ସେୟାରିଂ ଯେପରି ଏକେ କ୍ଲାଉଡ୍ ଫୋଲ୍ଡର୍‌ରେ କାମ କରନ୍ତି, ସେହିପରି ଏଗୁଡ଼ିକ ଏକେ କୋଷାଙ୍ଗରେ ଘଟେ: ପରସ୍ପର ସମ୍ବନ୍ଧିତ, କିନ୍ତୁ ଭିନ୍ନ ନିୟମ ଦ୍ୱାରା ପରିଚାଳିତ। ଗୋଟିଏକୁ ଅନ୍ୟଟି ବୋଲି ଭାବିଲେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା ଭୁଲ୍ ହୋଇଯାଏ, ଯଦିଓ ପ୍ରତ୍ୟେକ ମାପ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ସଠିକ୍ ଥାଏ।

ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ଯେଉଁ ବ୍ୟବସ୍ଥାର ମାପରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ସେଥିରେ ନିଜେ ଅଂଶଗ୍ରହଣ କରୁଥିବାରୁ ଏହି ଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱର ସମ୍ଭାବନା ବଢ଼େ। ଏହା ଏକ ରେଡକ୍ସ ଚକ୍ରକାରୀ, ଯାହା ପଥର ପୂର୍ବ ଭାଗରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗ୍ରହଣ କରି ପରବର୍ତ୍ତୀ ଭାଗକୁ ଦିଏ; ଏକ ଲିପୋଫିଲିକ୍ ଧନାୟନ, ଯାହା ଶକ୍ତିସମ୍ପନ୍ନ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ ଜମା ହୁଏ; ଏବଂ ଏକ ଗାଢ଼ ନୀଳ ଯୌଗିକ, ଯାହା ସାଧାରଣ ପ୍ରୋବ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସମାନ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଆଲୋକ ଶୋଷଣ ଓ ନିର୍ଗମନ କରେ। ଗୋଟିଏ ମାପ ଏତେସବୁ ଦିଗକୁ ସମ୍ଭାଳିପାରିବ ନାହିଁ। ବୁଡାପେଷ୍ଟର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅଧ୍ୟୟନଗୁଡ଼ିକରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ ସହିତ ATP ସଂଶ୍ଳେଷଣ ହାର, ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ ଓ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ନିର୍ଗମନ ମାପିବା, ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପଦକ୍ଷେପରେ ରଞ୍ଜକ-ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ରଖିବା।

ରେସ୍ପିରୋମେଟ୍ରି ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ ମାପେ, ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ନୁହେଁ

Oroboros Oxygraph ହେଉ କି Seahorse ବହିଃକୋଷୀୟ ପ୍ରବାହ ବିଶ୍ଳେଷକ, ଉଚ୍ଚ-ରେଜଲୁସନ୍ ରେସ୍ପିରୋମେଟ୍ରି ଗୋଟିଏ କଥା ଜଣାଏ: ଅକ୍ସିଜେନ୍ କେତେ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବିଜାରିତ ହେଉଛି। ପ୍ରତ୍ୟେକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପିଛା କେତେ ପ୍ରୋଟନ୍ ପମ୍ପ୍ କରାଗଲା, କେତେ ବିଭବ ପ୍ରବଣତା ସଂରକ୍ଷିତ ରହିଲା, କିମ୍ବା ATP ସିନ୍ଥେଜ୍ ତାହା ବ୍ୟବହାର କଲା କି ନାହିଁ—ଏହା ସେସବୁ ଜଣାଏ ନାହିଁ।

ପରିଭାଷାର ଗୁରୁତ୍ୱ ରହିଛି। ପୃଥକ୍ କରାଯାଇଥିବା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ ADP ବିନା ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଲିକ୍ ଶ୍ୱସନ ଦିଏ, ସନ୍ତୃପ୍ତିକାରୀ ପରିମାଣର ADP ସହ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ଫସ୍ଫୋରିଲେସନ୍ କ୍ଷମତା ଦିଏ, ଏବଂ ଅନ୍‌କପ୍ଲର୍ ଟାଇଟ୍ରେସନ୍ ସର୍ବାଧିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର କ୍ଷମତା ଦିଏ। ଅକ୍ଷତ କୋଷରେ ଏହାର Seahorse ସମତୁଲ୍ୟ ହେଉଛି ମୂଳ ଶ୍ୱସନ, ଅଲିଗୋମାଇସିନ୍-ସଂବେଦନଶୀଳ ATP-ସଂଯୁକ୍ତ ଶ୍ୱସନ, ପ୍ରୋଟନ୍ ଲିକ୍, FCCP ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଦ୍ଧାରିତ ସର୍ବାଧିକ ଶ୍ୱସନ, ଏବଂ ରୋଟେନୋନ୍ ଓ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍ ପ୍ରତିରୋଧୀ ଅଣ-ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ। Seahorse ଫଳାଫଳକୁ State 3 ଓ State 4 କହିବା ଏପରି ଏକ ସଠିକତା ଦାବି କରେ, ଯାହାକୁ ସେହି ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତି ସମର୍ଥନ କରେ ନାହିଁ; Agilent Mito Stress Test ଢାଞ୍ଚା ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ କରେ।

ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ଅଧିକ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଓ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସହଜବୋଧ୍ୟ ସମ୍ପର୍କକୁ ଭାଙ୍ଗିଦିଏ। ପୃଥକ୍ କରାଯାଇଥିବା ମସ୍ତିଷ୍କ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅଧ୍ୟୟନ ଅନୁସାରେ, ଗିନି ପିଗ୍‌ର ପୃଥକ୍ ମସ୍ତିଷ୍କ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ 100 nM ରୁ 1 uM ରଞ୍ଜକ, ଗ୍ଲୁଟାମେଟ୍ ସହ ମାଲେଟ୍, ସକ୍ସିନେଟ୍ ଓ ଆଲ୍ଫା-ଗ୍ଲିସେରୋଫସ୍ଫେଟ୍ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ରେ ବିଶ୍ରାମ ଅବସ୍ଥାର ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ବଢ଼ାଇଥିଲା; ଆଲ୍ଫା-ଗ୍ଲିସେରୋଫସ୍ଫେଟ୍‌ରେ ଏହି ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରାୟ 64 ପ୍ରତିଶତ ଥିଲା, ତଥାପି ସୁସ୍ଥ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ ADP-ଉତ୍ତେଜିତ ଶ୍ୱସନ ମୂଳତଃ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ଥିଲା। ଲିକ୍ ବଢ଼ିଥିବା ବେଳେ ADP-ଉତ୍ତେଜିତ ପ୍ରବାହ ସ୍ଥିର ରହିବାରୁ, ଗଣନା କରାଯାଇଥିବା ଶ୍ୱସନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଅନୁପାତ କମିଯାଏ। ଏହି ହ୍ରାସର ଅର୍ଥ ନୁହେଁ ଯେ ରଞ୍ଜକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ କ୍ଷତି ପହଞ୍ଚାଇଛି। ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି, ରଞ୍ଜକ ସ୍ୱାଭାବିକ ଶ୍ୱସନ ସହିତ ଏକ ଅକ୍ସିଜେନ୍-ଖର୍ଚ୍ଚକାରୀ ରେଡକ୍ସ ଚକ୍ର ଯୋଡ଼ିଛି। କେବଳ ବୃଦ୍ଧିକୁ ରିପୋର୍ଟ କରୁଥିବା ଏକ ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ପରୀକ୍ଷଣ ବାସ୍ତବ ରସାୟନିକ କ୍ରିୟାକୁ ମାପିଛି, କିନ୍ତୁ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ବିଷୟରେ କିଛି କହିନାହିଁ।

ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପରୀକ୍ଷଣଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ବ୍ୟାପକ ସ୍ତରରେ ଏହି ଏକେ ଅନ୍ତର ଦେଖାଏ। Complex I ଅବରୋଧିତ ଥିବାବେଳେ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ ପ୍ରାୟ ତିନିଗୁଣ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ହୋଇଥିଲା, କିନ୍ତୁ ATP ସଂଶ୍ଳେଷଣ କେବଳ ପ୍ରାୟ 1.5-ଗୁଣ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ହୋଇଥିଲା। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍‌ରେ ଅଧିକ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପହଞ୍ଚିଲା। ତାହାର କମ୍ ଅଂଶ ATP ଉତ୍ପାଦନରେ ଲାଗିଲା। ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ଫସ୍ଫୋରିଲେସନ୍‌ର ଉନ୍ନତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଯେକୌଣସି ଦାବି ପାଇଁ ATP ପକ୍ଷର ହିସାବ ଆବଶ୍ୟକ; ଆଦର୍ଶ ଭାବେ ଏହାକୁ ପ୍ରତି ଅକ୍ସିଜେନ୍‌ରେ ATP ଅନୁପାତ ଭାବରେ ପ୍ରକାଶ କରିବା ଉଚିତ, ହର ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ପରିପାଟୀ ମଧ୍ୟ ସ୍ପଷ୍ଟ କରିବା ଉଚିତ।

ATP ପରୀକ୍ଷଣ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ହାର ମାପେ, ଯାହାର ସ୍ଥାନ ସମୁଦାୟ ପରିମାଣ ନେଇପାରେ ନାହିଁ

ଏକ ATP ପରୀକ୍ଷଣ ଭିନ୍ନ ପ୍ରଶ୍ନର ଉତ୍ତର ଦିଏ: ପ୍ରତି ଏକକ ସମୟରେ କେତେ ATP ଉତ୍ପନ୍ନ ହେଉଛି। ଗତିଜ ମାପ—କେତେକ ମିନିଟ୍ ଧରି ଅନୁସରଣ କରାଯାଇଥିବା ଜୁଳୁଜୁଳିଆ ପୋକର ଲୁସିଫେରେଜ୍ ଆଲୋକ ନିର୍ଗମନ ହେଉ କି 340 nm ରେ ପଢ଼ାଯାଉଥିବା ସଂଯୁକ୍ତ ହେକ୍ସୋକାଇନେଜ୍ ଓ ଗ୍ଲୁକୋଜ୍-6-ଫସ୍ଫେଟ୍ ଡିହାଇଡ୍ରୋଜେନେଜ୍ ପରୀକ୍ଷଣ—ଏକ ହାର ଦିଏ। ଗୋଟିଏ ଶେଷବିନ୍ଦୁରେ ମୋଟ ATP ମାପିବା ଦ୍ୱାରା ସମୁଦାୟ ପରିମାଣ ମିଳେ, ଯାହା ସଂଶ୍ଳେଷଣରୁ ଖର୍ଚ୍ଚ ବିୟୋଗର ଫଳକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ ଏବଂ ନିଜେ ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ଫସ୍ଫୋରିଲେସନ୍ ବିଷୟରେ ଖୁବ୍ କମ୍ ତଥ୍ୟ ଦିଏ।

ବୁଡାପେଷ୍ଟ ଗୋଷ୍ଠୀ ଆଡେନିଲେଟ୍ କାଇନେଜ୍‌କୁ ଦମନ କରି ସଂଯୁକ୍ତ ଏନ୍‌ଜାଇମ୍ ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଏବଂ ଦେଖିଥିଲେ ଯେ 1 ରୁ 2 uM ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ, ରୋଟେନୋନ୍ ଓ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍ ଦିଆଯାଇଥିବା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ ATP ଉତ୍ପାଦନକୁ ଅଳ୍ପ କିନ୍ତୁ ପରିସଂଖ୍ୟାନଗତ ଭାବେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ମାତ୍ରାରେ ବଢ଼ାଇଥିଲା। ତାହା ପ୍ରକୃତ ପୁନରୁଦ୍ଧାର, ଏବଂ ତାହା ଆଂଶିକ। TEGDMA ବିଷାକ୍ତତା ଅଧ୍ୟୟନ ଏକ ଭିନ୍ନ ମଡେଲ୍‌ରେ ସେହି ପ୍ରକାରର ଉତ୍ତର ପାଇଥିଲା: 5 mM ଦନ୍ତ ମୋନୋମର୍ TEGDMA, Complex I ସହ ସଂଯୁକ୍ତ ଶ୍ୱସନକୁ ପ୍ରାୟ 286 ରୁ 28 ପ୍ରବାହ ଏକକକୁ ଖସାଇଦେଇଥିଲା, ଏବଂ 2 uM ରଞ୍ଜକ ଏହାକୁ ପ୍ରାୟ 86 କୁ ପୁନରୁଦ୍ଧାର କରିଥିଲା।

ଏକ ରଙ୍ଗିନ ରେଡକ୍ସ ଯୌଗିକ ସହ ଦୁଇଟି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଅପରିହାର୍ଯ୍ୟ। ପ୍ରଥମେ, ମାପାଯାଇଥିବା ATP ସଂଶ୍ଳେଷଣର କେତେ ଅଂଶ ATP ସିନ୍ଥେଜ୍ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ, ତାହା ନିର୍ଦ୍ଧାରଣ କରିବାକୁ ଅଲିଗୋମାଇସିନ୍ ସହ ପରୀକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ। ଦ୍ୱିତୀୟରେ, ଜଣା ପରିମାଣର ATP, ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିକାରକ ଓ ବ୍ୟବହୃତ ରଞ୍ଜକର ଠିକ୍ ସେହି ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହ ଏକ କୋଷବିହୀନ ସ୍ପାଇକ୍ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପରୀକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ; ଅତି କମ୍‌ରେ 0, 100 nM, 300 nM, 1 uM ଓ 2 uM ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ। ରଞ୍ଜକ ନିର୍ଗତ ଆଲୋକ ଶୋଷଣ କରିପାରେ, ରିପୋର୍ଟର୍ ଏନ୍‌ଜାଇମ୍‌କୁ ଅବରୋଧ କରିପାରେ, କିମ୍ବା ବିକାରକର ରେଡକ୍ସ ରସାୟନକୁ ବଦଳାଇପାରେ; ସାଧାରଣ ଲୁସିଫେରେଜ୍ ପରୀକ୍ଷଣ ମାର୍ଗଦର୍ଶନ ଠିକ୍ ଏହି ପ୍ରକାରର ହସ୍ତକ୍ଷେପ ପାଇଁ ଜୈବରସାୟନିକ ପ୍ରତିପରୀକ୍ଷଣର ପରାମର୍ଶ ଦିଏ। ଅଧିକ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ସାଧାରଣତଃ କ୍ୱେଞ୍ଚିଂ ଅଧିକ ହୁଏ ବୋଲି 1 uM କୁ ମାପନଜନିତ ବିକୃତିରୁ ମୁକ୍ତ ବୋଲି ଧରିନିଅନ୍ତୁ ନାହିଁ।

ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ ପ୍ରୋବ୍ ରଞ୍ଜକର ବିତରଣ ମାପେ, ପ୍ରବାହ ନୁହେଁ

ସାଫ୍ରାନିନ୍ O, TMRM ଓ TMRE, ରୋଡାମିନ୍ 123, ଏବଂ JC-1 ସମସ୍ତେ ଝିଲ୍ଲୀ ଭେଦ କରିପାରୁଥିବା ଧନାୟନ। ବିଦ୍ୟୁତ୍‌ରସାୟନିକ ସାମ୍ୟ ଅନୁଯାୟୀ ସେଗୁଡ଼ିକ ଋଣାତ୍ମକ ଆବେଶିତ ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସରେ ଜମା ହୁଅନ୍ତି, ତେଣୁ ନମୁନାର ସାମଗ୍ରିକ ଫ୍ଲୁଓରେସେନ୍ସ ପ୍ରୋବ୍ କେଉଁଠି ରହିଛି ତାହା ମାଧ୍ୟମରେ ପରୋକ୍ଷ ଭାବେ ବିଭବ ଜଣାଏ। ଏଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ କୌଣସିଟି ATP କିମ୍ବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପ୍ରବାହ ମାପେ ନାହିଁ।

ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରୋବ୍ ପାଇଁ ଏକ ଅଧିକ ଉପଯୁକ୍ତ ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତି ରହିଛି। ସାଫ୍ରାନିନ୍ O ପୃଥକ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଓ ପାରଗମ୍ୟ କରାଯାଇଥିବା କୋଷ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ; ସାଧାରଣତଃ ଏହା ପ୍ରାୟ 2 uM ରେ, ପ୍ରାୟ 495 nm ଉତ୍ତେଜନ ଓ ପ୍ରାୟ 585 nm ନିର୍ଗମନ ସହ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏବଂ ଏକ କ୍ୱେଞ୍ଚିଂ ଅବସ୍ଥାରେ କାମ କରେ, ଯେଉଁଠି ଏହାର ଗ୍ରହଣ ସାମଗ୍ରିକ ଫ୍ଲୁଓରେସେନ୍ସକୁ ବଦଳାଏ। TMRM ଓ TMRE ଅକ୍ଷତ କୋଷରେ କମ୍ ନାନୋମୋଲାର୍ ଲୋଡିଂ ସହ ନନ୍-କ୍ୱେଞ୍ଚିଂ ମୋଡ୍‌ରେ ଉପଯୁକ୍ତ; ଏଥିରେ ବିଧ୍ରୁବଣ ରଞ୍ଜକକୁ ମୁକ୍ତ କରେ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ଫ୍ଲୁଓରେସେନ୍ସ କମିଯାଏ; ଅଧିକ ଲୋଡିଂରେ ସ୍ୱ-କ୍ୱେଞ୍ଚିଂ ଦ୍ୱାରା ସଙ୍କେତର ଦିଗ ଓଲଟିଯାଇପାରେ। JC-1 ଏକ ସୁବିଧାଜନକ ସବୁଜ-ଲାଲ୍ ଅନୁପାତ ଦିଏ, କିନ୍ତୁ ଲୋଡିଂ ଓ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ସମୁଦାୟ ପରିମାଣ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ; ଏହି କାରଣରୁ ପରିମାଣାତ୍ମକ କାମ ପାଇଁ ଏହା ସତର୍କତାର ସହ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ TMRM ଅପେକ୍ଷା ଦୁର୍ବଳ। ଏହି ସୁବିଧା ଓ ସୀମାବଦ୍ଧତାଗୁଡ଼ିକ ଏକ ବହୁଳ ବ୍ୟବହୃତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ ପ୍ରୋବ୍‌ର ସମୀକ୍ଷାରେ ସଂକ୍ଷେପରେ ଦିଆଯାଇଛି।

ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ଠିକ୍ ପରୀକ୍ଷଣରେ ବ୍ୟବହୃତ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ହସ୍ତକ୍ଷେପ କରେ। ପ୍ରାୟ 600 ରୁ 665 nm ମଧ୍ୟରେ ଏହାର ଶୋଷଣ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଲାଲ୍ ପ୍ରୋବ୍‌ର ନିର୍ଗମନ ସହ ଓଭରଲାପ୍ କରେ, ତେଣୁ ଇନର୍-ଫିଲ୍ଟର୍ ପ୍ରଭାବ, କ୍ୱେଞ୍ଚିଂ ଓ ଉତ୍ତେଜକ ଆଲୋକର ଶୋଷଣ—ସବୁର ସମ୍ଭାବନା ରହିଛି। ରଞ୍ଜକଟି ଏକ ଦ୍ୱିତୀୟ ଲିପୋଫିଲିକ୍ ଧନାୟନ ମଧ୍ୟ, ଯାହାର ନିଜସ୍ୱ ବିତରଣ ମାପାଯାଉଥିବା ବିଭବ ସହ ବଦଳେ। ଏହାର ପ୍ରତିକାର ହେଉଛି ଏକାଧିକ ସ୍ୱାଧୀନ ମାପ ସହ ବ୍ଲାଙ୍କ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ: କେବଳ ପ୍ରୋବ୍, କେବଳ ରଞ୍ଜକ, ପ୍ରୋବ୍ ସହ ପ୍ରତ୍ୟେକ ରଞ୍ଜକ ସାନ୍ଦ୍ରତା, ଶୂନ୍ୟ ସନ୍ଦର୍ଭ ଭାବେ FCCP ସହ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଧ୍ରୁବଣ, ଏବଂ ଆଦର୍ଶ ଭାବେ ଏକ ଦ୍ୱିତୀୟ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଭାବେ ଭିନ୍ନ ପ୍ରୋବ୍। Complex III ବାଇପାସ୍ ଅଧ୍ୟୟନ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍ ଓ ମାଇକ୍ସୋଥିଆଜୋଲ୍ ଅବରୋଧ ପରେ ସାଫ୍ରାନିନ୍ O ଓ TMRM ଉଭୟ ସହ ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ ପୁନରୁଦ୍ଧାରକୁ ପୁନର୍ବାର ପରୀକ୍ଷା କରି ଏବଂ ସମାନ ଗୁଣାତ୍ମକ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପାଇ ଏହାର ଦୃଷ୍ଟାନ୍ତ ସ୍ଥାପନ କରିଥିଲା। ଗୋଟିଏ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ରିପୋର୍ଟର୍ ଏକ ସୂଚନା। ଦୁଇଟି ସ୍ୱାଧୀନ ରିପୋର୍ଟର୍ ପ୍ରମାଣ।

ତିନୋଟି ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତି, ତିନୋଟି ଭିନ୍ନ ପ୍ରଶ୍ନ

ପୃଥକ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ, ପାରଗମ୍ୟ କରାଯାଇଥିବା କୋଷ ଓ ଅକ୍ଷତ କୋଷ—ଏକ ପରୀକ୍ଷଣର ପରସ୍ପର ବଦଳାଯାଇପାରୁଥିବା ସଂବେଦନଶୀଳତା ସେଟିଂ ନୁହେଁ। ଏଗୁଡ଼ିକ ଭିନ୍ନ କାର୍ଯ୍ୟନୀତି ସହ ଭିନ୍ନ ଧାରଣା।

ପୃଥକ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପରିବହନ ଶୃଙ୍ଖଳ, ଭିତର ଝିଲ୍ଲୀ ଓ ମ୍ୟାଟ୍ରିକ୍ସର କାର୍ଯ୍ୟବ୍ୟବସ୍ଥାକୁ ଅକ୍ଷୁଣ୍ଣ ରଖେ, କିନ୍ତୁ ପ୍ଲାଜ୍ମା ଝିଲ୍ଲୀ, ସାଇଟୋସଲ୍ ଓ ନେଟୱର୍କ ଗଠନକୁ ହଟାଇଦିଏ। ଏହି ହଟାଇବା ହିଁ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ: ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍, ADP, ଅବରୋଧକ ଓ ରଞ୍ଜକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସଠିକ୍ ଭାବେ ନିର୍ଦ୍ଧାରିତ ରହେ, ତେଣୁ ଏକ ପଥକୁ ଚିହ୍ନଟ କରାଯାଇପାରେ। ଏହାର ମୂଲ୍ୟ ହେଉଛି ସ୍ୱାଭାବିକ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଯୋଗାଣ, ସଙ୍କେତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଓ ଚାହିଦାର ଅଭାବ।

ପାରଗମ୍ୟ କରାଯାଇଥିବା କୋଷ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ସେମାନଙ୍କ କୋଷୀୟ ଗଠନର ବହୁ ଅଂଶ ମଧ୍ୟରେ ରଖେ, ଏବଂ ଖୋଲାଯାଇଥିବା ପ୍ଲାଜ୍ମା ଝିଲ୍ଲୀ ଦେଇ ବାହ୍ୟ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଓ ADP ପ୍ରବେଶ କରିବାକୁ ଦିଏ। କୋଷୀୟ ପରିପ୍ରେକ୍ଷ୍ୟ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍-ପଥର ତ୍ରୁଟି ଚିହ୍ନଟ କରିବା ପାଇଁ ଏଗୁଡ଼ିକ ଉପଯୁକ୍ତ ସାଧନ। ଅତ୍ୟଧିକ ପାରଗମ୍ୟ କରିବା ବାହ୍ୟ ଝିଲ୍ଲୀକୁ କ୍ଷତି ପହଞ୍ଚାଏ, ଏବଂ ସାଇଟୋସଲୀୟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଧୋଇ ବାହାରିଯାଏ।

ଅକ୍ଷତ କୋଷ ସବୁକିଛି ଅକ୍ଷୁଣ୍ଣ ରଖେ: ପ୍ଲାଜ୍ମା ଝିଲ୍ଲୀର ପ୍ରତିବନ୍ଧକ, ସାଇଟୋସଲୀୟ ବିଜାରକ, ଅନ୍ତର୍ଜାତ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପରିବହନ, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ନେଟୱର୍କ ଓ ATP ଚାହିଦା। ଏଗୁଡ଼ିକ ଶରୀରବୃତ୍ତୀୟ ଅବସ୍ଥାର ସବୁଠାରୁ ନିକଟରେ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟପ୍ରଣାଳୀକୁ ପୃଥକ୍ କରି ବୁଝିବାରୁ ସବୁଠାରୁ ଦୂରରେ, କାରଣ ରଞ୍ଜକର ଗ୍ରହଣ, ବିଜାରଣ ଓ ପୃଥକ୍ ଆବଦ୍ଧ ହେବା—ସବୁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ପାଖରେ ପହଞ୍ଚୁଥିବା ରଞ୍ଜକର ପ୍ରଭାବୀ ପରିମାଣକୁ ନିର୍ଦ୍ଧାରଣ କରେ।

TEGDMA ଅଧ୍ୟୟନ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟମୂଳକ ଭାବେ ତିନୋଟି ସ୍ତର ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲା: ରଞ୍ଜକ ଦ୍ୱାରା ଜାରଣ ଓ ବିଭବ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପାଇଁ ପୃଥକ୍ ମସ୍ତିଷ୍କ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ, ମୁଖ୍ୟତଃ ତ୍ରୁଟିକୁ Complex I ସହ ସଂଯୁକ୍ତ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଜାରଣରେ ଚିହ୍ନଟ କରିବା ପାଇଁ ପାରଗମ୍ୟ କରାଯାଇଥିବା ଦନ୍ତ ପଲ୍ପ୍ ଷ୍ଟେମ୍ କୋଷ, ଏବଂ ଦମିତ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ଉପରେ 2 uM ରଞ୍ଜକର ଶରୀରବୃତ୍ତୀୟ ସାମଗ୍ରିକ ପ୍ରଭାବ ପାଇଁ ଅକ୍ଷତ ଷ୍ଟେମ୍ କୋଷ। ଭିନ୍ନ ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ମାପର ତୁଳନା କରୁଥିବା ପାଠକଙ୍କ ପାଇଁ, ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ କିପରି ଶ୍ୱସନ ଶୃଙ୍ଖଳ ଦେଇ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର କରେ ସେ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ସହାୟକ ବ୍ୟାଖ୍ୟା ପଥର ପୃଷ୍ଠଭୂମି ଦିଏ, ଏବଂ ମିଥିଲିନ୍ ବ୍ଲୁ ଶ୍ୱସନ ଅଧ୍ୟୟନ ପଢ଼ିବାର ମାର୍ଗଦର୍ଶିକା ମାତ୍ରା ଓ ଅବରୋଧକର ତର୍କକୁ ବୁଝାଏ।

ଏକ ରେଡକ୍ସ-ସକ୍ରିୟ ରଞ୍ଜକ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ

ଏକ ରେଡକ୍ସ ଚକ୍ରକାରୀ ପାଇଁ ସାଧାରଣ ଅବରୋଧକ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଲମ୍ବା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ତାଲିକା ଆବଶ୍ୟକ, କାରଣ କେବଳ ରଞ୍ଜକର ରସାୟନିକ କ୍ରିୟା ଜୈବିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାର ଅନୁକରଣ କରିପାରେ।

ରେସ୍ପିରୋମେଟ୍ରି ପାଇଁ, ମାପର ଡ୍ରିଫ୍ଟ ଯାଞ୍ଚ କରିବାକୁ କେବଳ ବଫର୍ ଥିବା ଏକ ଚାମ୍ବର୍, ଜୈବିକ ପଦାର୍ଥ ବିନା ବଫର୍ ଓ ରଞ୍ଜକ ଥିବା ଏକ ଚାମ୍ବର୍, ପରୀକ୍ଷଣରେ ଥିବା ଯେକୌଣସି ବହିଃକୋଷୀୟ ବିଜାରକ ସହ ରଞ୍ଜକ, ଏବଂ ଅକ୍ଷତ କୋଷରେ ଅଣ-ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚ ନିର୍ଦ୍ଧାରଣ କରିବାକୁ ଶେଷରେ ରୋଟେନୋନ୍ ଓ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍ ସହ ପରୀକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ। ମନେ ରଖନ୍ତୁ ଯେ ବିଜାରିତ ରଞ୍ଜକ ଅକ୍ସିଜେନ୍‌କୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଦେଇ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ତିଆରି କରି ପୁନଃ ଜାରିତ ହୁଏ; ତେଣୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଦାତା ବିନା କେବଳ ରଞ୍ଜକ ଥିବା ବ୍ଲାଙ୍କ୍, NADH କିମ୍ବା NADPH ଉପଲବ୍ଧ ହେବା ପରେ ଦେଖାଯାଉଥିବା କୋଷବିହୀନ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଖର୍ଚ୍ଚକୁ କମ୍ ଆକଳନ କରେ।

ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ପାଇଁ, ଅଣ-ଚୟନାତ୍ମକ DCFDA ରଞ୍ଜକ ବଦଳରେ କାଲିବ୍ରେଟ୍ କରାଯାଇଥିବା Amplex UltraRed ସହ ହର୍ସରାଡିଶ୍ ପେରକ୍ସିଡେଜ୍‌କୁ ପସନ୍ଦ କରନ୍ତୁ, କାଟାଲେଜ୍ ସହ ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ, ଏବଂ ଆଲୋକ ଉପରେ ନିର୍ଭରତା ପରୀକ୍ଷା କରନ୍ତୁ, କାରଣ ରଞ୍ଜକଟି ଏକ ଆଲୋକ-ସଂବେଦକ। ମସ୍ତିଷ୍କ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅଧ୍ୟୟନରେ ଦେଖାଯାଇଥିଲା ଯେ ମାତ୍ର 100 nM ରଞ୍ଜକରେ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ଭାର ଚାରିଗୁଣରୁ ଅଧିକ ବଢ଼ିଥିଲା, ଯେତେବେଳେ ଏହାର ଅପସାରଣ ଧୀର ହୋଇଥିଲା; ସୁପରଅକ୍ସାଇଡ୍ ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ବିନା ବିଜାରିତ ରଞ୍ଜକରୁ ସିଧାସଳଖ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ତିଆରି ହୋଇଥିଲା। ପ୍ରୋବ୍ ଚୟନ ଓ ଆଲୋକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ବିବରଣୀ ରଞ୍ଜକ ପରୀକ୍ଷଣରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରଜାତି ମାପିବା ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ସହାୟକ ଲେଖାରେ ରହିଛି, ଏବଂ ପେରକ୍ସାଇଡ୍ କେବେ ସଙ୍କେତ ଭାବେ ଓ କେବେ ଭାର ଭାବେ କାମ କରେ, ସେହି ବ୍ୟାପକ ପ୍ରଶ୍ନ କୋଷୀୟ ରେଡକ୍ସ ସନ୍ତୁଳନ ଓ ଆଣ୍ଟିଅକ୍ସିଡାଣ୍ଟ ଦାବି ସହ ଆଲୋଚିତ ହୋଇଛି।

ପଥ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଦାବି ପାଇଁ, Complex III ର ଉଭୟ ଅବରୋଧକ ସ୍ଥାନ ପରୀକ୍ଷା କରନ୍ତୁ: Qi ସ୍ଥାନରେ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍ A ଓ Qo ସ୍ଥାନରେ ମାଇକ୍ସୋଥିଆଜୋଲ୍, ଏବଂ ସାଇଆନାଇଡ୍ ସହ ଏକ Complex IV ଶେଷବିନ୍ଦୁ। ପୂର୍ବର ଏକ ମୂଷା ମସ୍ତିଷ୍କ ଅଧ୍ୟୟନରେ ରଞ୍ଜକ ରୋଟେନୋନ୍-ଅବରୋଧିତ ଶ୍ୱସନକୁ ପୁନରୁଦ୍ଧାର କରିଥିଲା, କିନ୍ତୁ ଆଣ୍ଟିମାଇସିନ୍-ଅବରୋଧିତ ଶ୍ୱସନକୁ ନୁହେଁ ବୋଲି ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିଲା; ପରବର୍ତ୍ତୀ ତିନି-ପ୍ରଜାତି ଅଧ୍ୟୟନରେ ଉଭୟ ଅବରୋଧକ ସହ ଆଂଶିକ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ଓ ସିଧାସଳଖ ସାଇଟୋକ୍ରୋମ୍ c ବିଜାରଣର ପ୍ରମାଣ ମିଳିଥିଲା। ବାଇପାସ୍‌କୁ ନିଶ୍ଚିତ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଭାବେ ନୁହେଁ, ବରଂ ନୂତନ ତଥ୍ୟ ସହ ସଙ୍ଗତିପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବେ ଗ୍ରହଣ କରନ୍ତୁ, କାରଣ ରଞ୍ଜକ ସାନ୍ଦ୍ରତା, ଅବରୋଧକ ସ୍ଥାନ, ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ର ଅବସ୍ଥା ଓ ରଞ୍ଜକ ବିତରଣ—ସବୁ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷିତ ପଥକୁ ବଦଳାଏ।

ପରୀକ୍ଷଣ-ଚୟନ ସାରଣୀ

ପ୍ରଶ୍ନ ଅନୁସାରେ ମାପ ବାଛିବା ପାଇଁ ଏହି ସାରଣୀ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ, ମାପ ଅନୁସାରେ ପ୍ରଶ୍ନ ନୁହେଁ।

ଏକ ନ୍ୟୂନତମ ବିଶ୍ୱସନୀୟ ଦାବି ପାଇଁ ସମାନ ରଞ୍ଜକ ସାନ୍ଦ୍ରତା—100 nM, 300 nM, 1 uM ଓ 2 uM—ବ୍ୟବହାର କରି ଲିକ୍, ADP, ଅଲିଗୋମାଇସିନ୍ ଓ ଅନ୍‌କପ୍ଲର୍ ଅବସ୍ଥାରେ ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ, ATP ସଂଶ୍ଳେଷଣ ହାର, ସମ୍ଭବ ହେଲେ ଦୁଇଟି ପ୍ରୋବ୍ ସହ ଝିଲ୍ଲୀ ବିଭବ, ଏବଂ କାଟାଲେଜ୍ ଓ କୋଷବିହୀନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ସହ କାଲିବ୍ରେଟ୍ କରାଯାଇଥିବା ପେରକ୍ସାଇଡ୍ ନିର୍ଗମନ ମାପିବା ଆବଶ୍ୟକ। ପରସ୍ପର ସଂଯୁକ୍ତ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ମାପସମୂହ ରିପୋର୍ଟ କରନ୍ତୁ: ଅକ୍ସିଜେନ୍ ପ୍ରବାହ ସହ ATP ହାର, ପ୍ରତି ଅକ୍ସିଜେନ୍‌ରେ ATP, ବିଭବ ଓ ପେରକ୍ସାଇଡ୍। ସେହି ସଂଖ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ ଯେକୌଣସି ଗୋଟିଏ ଏକାକୀ ରହିଲେ, ତାହା ଅର୍ଥ ଖୋଜୁଥିବା ଏକ ମାପ ମାତ୍ର।