مقاله
مېتیلین بلو او نایټریک اکساید: NOS، cGMP او د وینې د رګونو سیګنال لېږد
پوښتنه ساده ښکاري: ایا مېتیلین بلو نایټریک اکساید مهاروي؟ په لابراتوار کې ځواب په څلورو جلا پوښتنو وېشل کېږي، او هره یوه بېله تجربوي ازموینه لري. د دغو پوښتنو ګډول اصلي لامل دی چې د مېتیلین بلو او نایټریک اکساید په اړه لیکنې ډاډمنې، خو مبهمې ښکاري.
د نایټریک اکساید سیګنال د یوې څلور کړۍ لرونکې ځنځیر په توګه تصور کړئ. له یوه جین څخه رونویسي کېږي، څو د نایټریک اکساید سنتاز جوړ شي. انزایم ارجینین په نایټریک اکساید بدلوي. دا ګاز، مخکې له دې چې له بل څه سره غبرګون وکړي، خپل هدف ته خپرېږي. محلول ګوانیلات سایکلیز یې احساسوي او حلقوي GMP جوړوي. د مېتیلین بلو اغېزې د دې ځنځیر په هره کړۍ کې خپرې شوې دي، خو شواهد له بېلابېلو تجربوي چمتو شویو سیستمونو، بېلابېلو غلظتونو او بېلابېلو ایزوفورمونو څخه راغلي دي. په یوه کړۍ کې موندل شوې پایله په بله کړۍ کې عمل نه ثابتوي.
معیاري لړۍ، په ساده بیان
د وینې د رګ په دېوال کې معیاري لړۍ داسې پر مخ ځي. یو محرک پر یوې اندوتیلي حجرې عمل کوي. اندوتیلي نایټریک اکساید سنتاز، چې eNOS یا NOS3 بلل کېږي، د نایټریک اکساید یوه کوچنۍ څپه جوړوي. ګاز ګاونډۍ نرمې عضلي حجرې ته خپرېږي، د محلول ګوانیلات سایکلیز له هغه هیم سره نښلي چې اوسپنه یې په احیا شوي حالت کې ده، او د GTP بدلېدل په حلقوي GMP ګړندي کوي. حلقوي GMP د پروټین کیناز G فعالوي، د کلسیم تنظیم بدلېږي، او عضله ارامېږي.
یوه دویمه لړۍ هم شته چې باید جلا وساتل شي. د انتان یا له سایټوکاینونو سره د مخامخ کېدو پر مهال، حجرې د یوه بل انزایم لپاره رونویسي کوي: القاکېدونکی نایټریک اکساید سنتاز یا iNOS، چې NOS2 هم بلل کېږي. دا د eNOS په پرتله د نایټریک اکساید لوی او اوږدمهاله بهیرونه تولیدوي. درېیم ایزوفورم، عصبي NOS یا nNOS، بیا په بل شرایطو پورې تړاو لري. کله چې یوه مقاله د ایزوفورم له مشخصولو پرته د نایټریک اکساید سنتاز یادونه کوي، تم شئ او وګورئ چې کوم یو اندازه شوی و. د دې عمومي کتنه چې مېتیلین بلو څنګه الکترونونه لېږدوي، د اکسیدېشن او احیا د هدفونو په اړه همدا ټکی په عمومي ډول بیانوي: د لېږد دا منځګړی په یوازې ځان څه نه کوي، او په دواړو پایونو کې یې شریک مالیکولونه پایله ټاکي.
اندازه شوی حلقوي GMP هم یوه ټولیزه اندازه ده، نه د انزایم مستقیمه ازموینه. کچه یې د سایکلیز له خوا د جوړېدو او د فاسفوډایاسټرازونو له خوا د تجزیې ترمنځ توپیر ښيي، په ځانګړې توګه د رګونو په نرمو عضلو کې د PDE5 له خوا تجزیه. نو د حلقوي GMP کمېدل دا مانا لري چې کشفوونکي ته لږ سیګنال رسېدلی دی. دا په یوازې ځان نه څرګندوي چې کومه کړۍ ناکامه شوې ده.
کړۍ 1: لږ iNOS انزایم جوړېږي
د موږکانو په هغو ماکروفاژونو کې چې د باکتریايي لیپوپوليسکرایډ، انټرفېرون ګاما یا دواړو په وسیله تحریک شوي وو، مېتیلین بلو د iNOS پروټین د تمه کېدونکي زیاتوالي مخه ونیوله او په ماکروفاژونو کې د رونویسۍ په تجربو کې یې د iNOS پیغاموړونکی RNA په کلکه راکم کړ. معلومات ورکوونکې برخه دا ده چې څه بدل نه شول. د مهاروونکي I کاپا B الفا تجزیه، د NF کاپا B او STAT1 فاسفوریلېشن، او هستې ته د دغو فکتورونو لېږد تر ډېره پر خپل حال پاتې شول. هغه څه چې کم شول، له DNA سره د دوی نښلېدل وو؛ د کروماتین ایمونوپرېسېپېټېشن دا خبره تایید کړه او وښودله چې د iNOS پر پروموټر د دغو فکتورونو اشغال کم شوی و.
دا د جین د تنظیم اغېزه ده چې د انزایم د مقدار له ټاکل کېدو مخکې واقع کېږي، نه د یوه موجود انزایم سمدستي بندول. دا له التهابي سیګنال لېږد سره تړاو لري، چې پکې د رونویسۍ فکتورونه باید د پروټین تر راڅرګندېدو مخکې له پروموټر سره ونښلي. دا په ارام حالت کې د رګ د تل فعال eNOS په اړه مستقیم څه نه وايي، او باید په همدې محدوده کې تشریح شي.
کړۍ 2: موجود NOS انزایم ورو کار کوي
په موږکانو کې یوې څېړنې بله کچه وازمویله. هوښیارو نر موږکانو ته لیپوپوليسکرایډ د ورید له لارې ورکړل شو، بیا درې ساعته وروسته یا مالګین محلول یا مېتیلین بلو د 3 mg per kg په اندازه د ورید له لارې ورکړل شو. د هایپوتالاموس په منځنۍ قاعدوي برخه کې د نایټریک اکساید سنتاز فعالیت د نښه شوي ارجینین په سیټرولین د بدلېدو له لارې په هایپوتالاموس کې د NOS د فعالیت په څېړنه کې اندازه شو. فشار او یوازې مالګین محلول یو څه له کلسیم څخه خپلواک فعالیت راپارولی و، او لیپوپوليسکرایډ دا فعالیت د کنټرول کچې شاوخوا لس برابره ته لوړ کړ. مېتیلین بلو دواړه القا شوې برخې له منځه یووړې. په هغه نسج کې، په هماغه مقدار او وخت کې، پر کلسیم متکي تل موجود فعالیت بدل نه شو.
دا پایله په هماغه دقیق مفهوم ولولئ چې لیکل شوې ده: په هغو شرایطو کې د iNOS په څېر اندازه شوی فعالیت کم شوی و. دا د جین د څرګندېدو اندازه نه ده، او نه دا ثابتوي چې مېتیلین بلو تل د eNOS یا nNOS په پرتله یوازې iNOS په انتخابي ډول مهاروي. د تصفیه شوي انزایم څېړنې دا احتیاط لا مهموي. د تصفیه شوي نایټریک اکساید سنتاز په مستقیمو ازموینو کې، مېتیلین بلو په 30 micromolar کې د سیټرولین جوړېدل په بشپړ ډول بند کړل. د نیمایي مهار غلظت د سوپراکساید ډیسموتاز له شتون پرته نږدې 5.3 micromolar او د هغه په شتون کې 9.2 micromolar و، لکه څنګه چې د تصفیه شوي NOS او ګوانیلات سایکلیز په پرتله کې راپور شوی دی. د تصفیه شوي nNOS یوې جلا څېړنې له انزایم سره د تړلي هیم اکسیدېشن په دې اغېزه کې ښکېل وباله. عملي درس دا دی چې د NOS مستقیم مهار په جلا شویو سیستمونو کې رښتینی دی، خو د هایپوتالاموس پایله داسې عمومي ادعا ته نه شي غځېدای چې مېتیلین بلو هر ځای ټول تل موجود NOS بېاغېزې پرېږدي.
کړۍ 3: نایټریک اکساید تر رسېدو مخکې ضایع کېږي
تر ټولو روښانه ثبوت چې له انزایمي بندولو پرته بل څه هم د حلقوي GMP کمېدل تشریح کولی شي، د سوی د سږو د شریان له کلتور شویو نرمو عضلي حجرو څخه راغلی دی. په تجربوي طرحه کې د نایټریک اکساید د ورکوونکو په مستقیم زیاتولو سره د بدن دننه جوړېدونکی NOS په بشپړ ډول له لارې وایستل شو. بیا په رګونو کې د نرمو عضلو او سوپراکساید په څېړنه کې وکتل شول چې ایا مېتیلین بلو بیا هم د حلقوي GMP غبرګون راکموي.
درې ورکوونکي له 1 تر 100 micromolar پورې وازمویل شول: S نایټروسو L سیسټین، سوډیم نایټروپروسایډ، او یو ثابت، له امین ډلې بېبرخې شوی مشابه مرکب چې MPANO بلل کېږي. ټولو حلقوي GMP شاوخوا له 1.5 برابره تر 12 برابره لوړ کړ. مېتیلین بلو په 10 micromolar کې د لومړیو دوو غبرګون له 51 تر 100 سلنې پورې مهار کړ او د MPANO غبرګون یې بدل نه کړ. که مېتیلین بلو یوازې د سایکلیز کتلېټیک ځای بندولای، د ورکوونکو ترمنځ دا انتخابي توپیر به په سختۍ تشریح کېده، ځکه درې واړه د لړۍ په وروستۍ برخه کې پر یوه انزایم عمل کوي.
بیا درې کنټرولونو میکانیزم له سوپراکساید سره وتاړه. لومړی، له زانتین سره د زانتین اکسیداز په کارولو د حجرو بهر د سوپراکساید تولید هماغه بڼه بیا رامنځته کړه: CYSNO او نایټروپروسایډ بند شول، خو MPANO بېاغېزې پاتې شو. دویم، مېتیلین بلو له نرمو عضلي حجرو څخه د سوپراکساید داسې تولید رامنځته کړ چې په مقدار او وخت پورې تړلی و، او د سایټوکروم c د احیا له لارې اندازه شو. درېیم، سوپراکساید ډیسموتاز د مهار بشپړ مخنیوی وکړ، خو کټالاز یې ونه کړ. دا ښيي چې په هغه تجربوي سیستم کې د اغېزې نږدې لامل سوپراکساید و، نه هایدروجن پراکساید.
د تجربې د ګډ کلتور بڼه د یادولو وړ ده، ځکه د اغېزې ځای معلوموي. پر پوښښي ښیښو ایښودل شوې اندوتیلي حجرې د لنډ وخت لپاره له نرمو عضلي حجرو سره ګډې کلتور شوې. په دې توګه، په بنسټیز ډول خوشې شوي اندوتیلي فکتور په نرمو عضلو کې حلقوي GMP له درې تر اتو برابرو لوړ کړ. د دواړو حجروي برخو له هرې یوې سره مخکې له مخکې د مېتیلین بلو کارولو دا سیګنال کم کړ، او سوپراکساید ډیسموتاز د اندوتیلي حجرو د مخکیني تماس اغېزه تر یوې اندازې جبران کړه. په بل عبارت، اړینه نه ده چې مېتیلین بلو د سیګنال کشفوونکې نرمې عضلي حجرې دننه عمل وکړي. دا کولی شي د لارې په اوږدو کې د پیغاموړونکي په له منځه وړلو سیګنال کم کړي. د مېتیلین بلو د څېړنو د لوستلو لارښود دا د یوه عمومي اصل په توګه بیانوي: د مالیکولي هدف تر نومولو مخکې، هغه برخه ونوموئ چې مداخله پکې شوې وه.
دې ته د NOS مهار ویل به ناسم وي. د ورکوونکو د کار کولو لپاره د سنتاز هېڅ پړاو ته اړتیا نه وه، خو سیګنال بیا هم کم شو.
کړۍ 4: خپله کشفوونکی لږ غبرګون ښيي
پر محلول ګوانیلات سایکلیز مستقیمې اغېزې شته، خو غلظتونه مهم دي. د تصفیه شويو انزایمونو په پورته یاده شوې پرتله کې، د نایټریک اکساید له خوا تحریک شوی سایکلیز د نیمایي مهار لپاره شاوخوا 60 micromolar مېتیلین بلو ته اړتیا لرله، حال دا چې د NOS نیمایي مهار نږدې له 5 تر 9 micromolar کې و. ان 1 millimolar هم یوازې د اعظمي فعالیت یوه برخه بنده کړه. دا نږدې له شپږ تر یوولسو برابرو توپیر دی. نو د حجرو یوه تجربه چې په ټیټ micromolar غلظت کې حلقوي GMP کموي، یوازې د حلقوي GMP د شمېرې پر بنسټ د سایکلیز انتخابي مهار نه شي بلل کېدای.
د اکسیدېشن او احیا یوې وروستۍ څېړنې دویم احتیاط هم ورزیات کړ: مېتیلین بلو د نایټریک اکساید له خوا فعال شوی سایکلیز د داسې میکانیزم له لارې غیرفعال کړ چې د هوا له خوا د هیم د اوسپنې له ساده اکسیدېشن څخه جلا و. نو کشفوونکی زیانمنېدای شي، خو کیمیاوي څرنګوالی یې لا روښانه نه دی. د غلظتونو توپیر دا مانا لري چې په ټیټ micromolar تماسونو کې باید لومړی د سوپراکساید او NOS اغېزې رد شي. د فاسفوډایاسټراز کنټرول هم همدلته مطرح کېږي. که تجزیه اندازه شوې یا بنده شوې نه وي، د حلقوي GMP د راټولېدو کمېدل له لږ جوړېدو، ګړندۍ تجزیې یا دواړو سره سمون لري.
ولې دا د وینې د فشار په اړه په یوې ادعا نه شي راټولېدای
هره کړۍ په یوه بېل سیستم کې ثابته شوې ده. په ماکروفاژونو کې رونویسي په هایپوتالاموس کې د انزایم فعالیت نه دی. له لیپوپوليسکرایډ وروسته د هایپوتالاموس فعالیت په ارام حالت کې د اندوتیلي حجرو له خوا ساتل شوی رګیز ټون نه دی. په ګډ کلتور کې په بنسټیز ډول خوشې شوی اندوتیلي فکتور د اګونیسټ په وسیله تحریک شوی د رګونو پراخېدل نه دي. د سږو د شریان کلتور شوې حجرې چې له 10 micromolar مېتیلین بلو سره مخامخ شوې دي، د انسان د وینې دوران نه دي. دا ټول په داسې یوه جمله کې راټولول چې مېتیلین بلو د نایټریک اکساید په بندولو د وینې فشار لوړوي، هماغه توپیرونه له پامه غورځوي چې کنټرولونه د ساتلو لپاره یې طرحه شوي وو.
درې ارزونې دا بیان کره ساتي. لومړی، ایزوفورم ونوموئ: د ارام حالت د رګیز ټون لپاره eNOS، د القا شوي التهابي بهیر لپاره iNOS، او د عصبي او ځینو تصفیه شويو انزایمونو د شرایطو لپاره nNOS. دویم، د نایټریک اکساید د سیګنال د رسېدو لاره ونوموئ: د بدن دننه جوړېدل، د اندوتیلي حجرو بنسټیزه خوشې کول، یا یو ځانګړی ورکوونکی لکه CYSNO، نایټروپروسایډ یا MPANO، ځکه ثابت ورکوونکي د مېتیلین بلو پر وړاندې مقاومت وکړ، خو ناثابتو ورکوونکو ونه کړ. درېیم، غلظت او د اغېزې جبران ونوموئ: د سوپراکساید ډیسموتاز له خوا جبران سوپراکساید ښکېل ګڼي، د کټالاز ناکامي په هغه تجربوي سیستم کې د هایدروجن پراکساید د رول پر ضد دلیل دی، د زانتین اکسیداز له خوا د اغېزې بیا رامنځته کول ښيي چې دا میکانیزم د اغېزې لپاره کافي دی، او د تصفیه شويو انزایمونو ازموینې پر کتلېز مستقیمې اغېزې د لېږد پر مهال له ضایعاتو جلا کوي.
لنډه ټولیزه پایله دا ده: غوره ده چې مېتیلین بلو د سایکلیز د انتخابي بندوونکي پر ځای، له نایټریک اکساید څخه حلقوي GMP ته د سیګنال لېږد په څو ځایونو کې ګډوډوونکی عامل وګڼل شي. د تجربوي سیستم او غلظت له مخې، دا کولی شي د iNOS د رونویسۍ د فکتورونو نښلېدل کم کړي، د NOS انزایمونه په مستقیم ډول مهار کړي، د سوپراکساید د تولید له لارې د نایټریک اکساید شتون راکم کړي، او د نایټریک اکساید له خوا فعال شوی سایکلیز زیانمن کړي. د رګونو په څېړنو کې د حلقوي GMP د سیګنال لېږد رول او په حجروي ازموینو کې د کارول شويو نایټریک اکساید ورکوونکو پرتله هر یو له دغو څانګو څخه یوه په لا ډېر تفصیل څېړي. له انزایمي اغېزو څخه د اکسیدېشن او احیا د اغېزو د جلا کولو میتودونه تشریح کوي چې ولې په دې علمي لیکنو کې سوپراکساید ډیسموتاز، کټالاز او د یوه ثابت ورکوونکي کنټرول دومره ډېر یو ځای کارول کېږي.
له مېتیلین بلو وروسته د حلقوي GMP ټیټه کچه یو مات شوی ځنځیر ښيي. یوازې کنټرولونه څرګندوي چې کومه کړۍ ماته شوې ده.