Cabbiridda noocyada ogsijiinta falcelinta leh ee tijaabooyinka methylene blue

Laba shaybaar ayaa sameeya waxa mid walba ugu yeero tijaabo ka-hortagga oksaydhaynta oo methylene blue ah. Mid wuxuu soo sheegaa in midabku yareeyo noocyada ogsijiinta falcelinta leh. Kan kale wuxuu soo sheegaa inuu soo saaro. Labaduba waxay muujiyaan qalloocyo cad oo xiriiriya qiyaasta iyo jawaabta. Labaduba si daacad ah ayay u shaqaynayaan. Kala duwanaanshuhu ma aha khiyaano ama karti-darro. Waxa weeye in labada kooxood ay cabbireen waxyaabo kala duwan, iftiin kala duwan hoostiis, iyagoo adeegsanaya baarayaal ka jawaaba su’aalo kala duwan, dabadeedna labada jawaabood ku tilmaamay isla ereyga: ROS.

Methylene blue waa molikuyuul ay adag tahay in si sax ah loo cabbiro, sababtoo ah wuxuu ka qaybqaataa kiimikada la filayo inuu u kuurgalo. Mugdi gudaheed wuxuu elektaroonno u kala gudbiyaa deeq-bixiyeyaasha iyo qaataha, dabadeedna ku noqdaa qaabkiisii hore, isagoo diyaar u ah inuu wareegga mar kale bilaabo. Iftiinka hoostiisa wuxuu noqdaa walax falcelin kiimikeed ku kicisa iftiinka, isagoo gaara xaalad triplet oo tamarteedu kacsan tahay, taas oo uu tamar ugu gudbin karo ogsijiinta si uu u sameeyo ogsijiin singlet ah, ama elektaroonno ugu gudbin karo si uu u sameeyo raadiikallo iyo hydrogen peroxide. Baare kasta oo nidaamkaas lagu daro waxaa oksaydhayn kara, redhusiin kara, midab-tiri kara ama muuqaal ahaan qarin kara midabka laftiisa. Sidaas darteed, su’aasha koowaad ee akhris kasta oo ROS ah marna ma aha waxa tiradu tahay. Waa waxa hab-cabbirku dhab ahaan ogaado iyo waxa midabku ku sameeyo hab-cabbirka.

Amplex Red: hab-cabbir hydrogen peroxide oo la habeeyey

Isku darka methylene blue iyo Amplex Red ayaa ah isku lammaanaha ugu sal adag ee qoraalladan cilmiyeed, marka si sax ah loo diyaariyo. Kiimikadu waa mid gaar u ah: horseradish peroxidase wuxuu hydrogen peroxide u adeegsadaa inuu oksaydheeyo maaddada Amplex oo u beddelo wax-soo-saar iftiin-falcelin leh, resorufin, iyadoo saamiga falcelintu qiyaastii yahay hal iyo hal. Peroxide-ka muunaddu wuxuu noqdaa iftiin-falcelin uu qalabka ogaanshuhu qabto. Wax kale oo ka tirsan qoyska caadiga ah ee ROS si toos ah uma kaxeeyo falcelintaas.

Faa’iidada go’aamisa waa habaynta cabbirka. Shaqaale taxaddar leh wuxuu tijaabiyaa halbeegyo peroxide ah oo la yaqaan, isagoo adeegsanaya isla dareeraha ilaaliya pH-ga, isla cufnaanta peroxidase-ka iyo maaddada falcelinta, isla muddada sugitaanka falcelinta iyo isla dejimaha indhaha ee qalabka, dabadeedna muunadaha la barbar dhigaya qalloocaas. Daraasadda mitochondria-da maskaxda laga soocay ee saldhigga u ah habkan, qorayaashu sidaas ayay si sax ah u sameeyeen: waxay ku dareen qaddarro peroxide ah oo la yaqaan dhammaadka tijaabo kasta, tirooyinkana waxaa loo soo sheegay xawaare ahaan, pikomool daqiiqaddii halkii milligram oo borotiin ah, halkii laga adeegsan lahaa unugyo iftiin-falcelin oo aan halbeeg lahayn. Taas ayaa iftiin u beddesha cabbir.

Saddex faahfaahin oo daraasaddaas ka mid ah ayaa mudan in lagu daydo. Marka koowaad, qorayaashu waxay calaamadda ku xaqiijiyeen catalase, oo burburiya peroxide-ka. Kororka iftiin-falcelinta ee methylene blue sababay wuu joogsaday markii catalase lagu daray, taas oo xaqiijisay in calaamaddu ahayd peroxide, ee aanay ahayn khalad ka dhashay muuqaalka indhaha. Marka labaad, waxay si toos ah u tijaabiyeen iftiiminta iyagoo xakameeyey furitaanka ilayska kicinta, si muunaduhu u helaan siddeed-meelood meel qiyaasta iftiinka caadiga ah; calaamadduna waxay hoos u dhacday boqolkiiba sagaal oo keliya. In ka badan boqolkiiba sagaashan peroxide-ka ay soo sheegeen kama dhalan iftiinka cabbirka. Marka saddexaad, waxay si gooni ah elektarood ugu cabbireen baabi’inta peroxide-ka, waxayna ogaadeen in midabku kordhiyey soo-saarka isla markaana gaabiyey ka-saaristiisa. Baare soo sheega oo keliya iftiin-falcelinta saafiga ah ayaa isku qasi lahaa labadaas saameyn.

Hab-cabbirku weli wuxuu leeyahay siyaabo uu u khaldi karo, methylene blue-na wuxuu taabtaa dhowr ka mid ah. Midabku wuxuu si ballaaran u nuugaa iftiinka isla aagga cas ee resorufin-ku ka sii daayo, sidaas darteed marka cufnaanta midabku sarreyso, muunaddu waxay qarin kartaa calaamaddeeda iyada oo loo marayo saameynta shaandhaynta gudaha. Sidaa darteed halbeegyadu waa inay leeyihiin isla cufnaanta midabka ee muunadaha. Amplex Red sidoo kale iftiinku keligiis ayuu oksaydheyn karaa, wax-soo-saarkiisa resorufin-na wuxuu geli karaa wareegyo redox oo iftiinku kiciyo, kuwaas oo soo saara superoxide iyo peroxide; arrintani aad bay muhiim u tahay marka tijaabadu sidoo kale iftiimiso walax iftiinku falcelin geliyo. Xalka wax-ku-oolka ahi waa in marka hore la iftiimiyo muunadaha methylene blue, dabadeed qaybo ka mid ah lagu cabbiro walxaha falcelinta Amplex iyadoo mugdi lagu jiro, halkii midabka iyo baaraha wadajir loo iftiimin lahaa. Ugu dambayn, superoxide dismutase si fudud uma yareeyo calaamadda Amplex: u beddelidda superoxide peroxide ayaa kordhin karta. Tijaabo hubin oo SOD ah oo kordhisa iftiin-falcelinta ma fashilmin. Waxay aqoonsatay superoxide inuu yahay nooc ku jira marxalad hore oo silsiladda falcelinta ah.

DCFDA: tilmaame oksaydhayn oo aan gaar ahayn

Isku lammaanaha methylene blue iyo DCFDA ayaa ah isha jahawareerka intiisa badan. DCFH-DA waa walax horudhac ah oo unugga la geliyo. Enzaymyada esterase ee gudaha unugga ayaa ka saara kooxaha acetate-ka, iyagoo reeba DCFH aan iftiin-falcelin lahayn; oksaydhaynta DCFH-na waxay dhalisaa DCF iftiin-falcelin leh. Waxa oksaydheeya waa liis dheer: raadiikallada hydroxyl, walxaha dhexe ee peroxidase iyo heme, nitrogen dioxide, hypochlorous acid iyo raadiikallo ka dhasha peroxynitrite. Hydrogen peroxide kaligiis si toos ah uguma oksaydheeyo xawaare waxtar leh; iftiin-falcelinta ku tiirsan peroxide-ku guud ahaan waxay u baahan tahay in bir, borotiinno heme ah ama kiimikada peroxidase ay qayb ka noqdaan falcelinta.

Naqdinta ay tahay in qayb kasta oo hababka tijaabadu soo xigato waxay ka timid falanqaynta Kalyanaraman iyo asxaabtiisu ku sameeyeen DCFH oo baare ah, sida lagu soo koobay daraasadda mitochondria-da maskaxda ee sababtan u diidday DCFDA. Waxay muujiyeen in midabku si tartiib ah u falceliyo, iyadoo saamiga falcelintiisa aan la qeexin, aan lahayn habayn cabbir oo sax ah, isla markaana uu la falceliyo walxo aan ROS ahayn. Baaruhu sidoo kale wuxuu sii xoojiyaa waxa uu cabbirayo: oksaydhaynta DCFH ee hal elektaroon waxay soo saartaa raadiikal DCF ah oo ogsijiinta la falcela si uu u sameeyo superoxide, kaas oo falcelin kala-qaybin redox ah ku dhalinaya peroxide dheeraad ah. Akhriska laftiisa ayaa qayb ahaan abuura kiimikada uu soo sheegayo.

Waxaas oo dhan DCFDA kama dhigayaan mid aan waxtar lahayn. Waxay ka dhigayaan hab baaritaan hordhac ah, ee ma aha hab aqoonsi. Kororka iftiin-falcelinta DCF wuxuu ka dhigan yahay in oksaydhaynta baaraha ee ku tiirsan walxaha oksaydheeya ay korodhay. Macnaheedu ma aha in peroxide-ku kordhay, hubaalna macnaheedu ma aha in wadarta ROS ay kordhay, taas oo ah qaddar aan hal baare cabbiri karin. Shaqooyinkii hore ee methylene blue ee ku tiirsanaa oksaydhaynta DCF marka cufnaantu ka sarrayso hal mikromoolar waxay soo sheegeen saameyn dhiirrigelisa oksaydhaynta, halka nidaamyo kale oo isla xilligaas la baaray ay soo sheegeen ilaalin ka dhan ah dhimashada unugyada ee peroxide sababay. Labadaas indho-indhayn waxay run ka noqon karaan isla midabka marka uu ku jiro duruufo redox oo kala duwan, natiijada DCF oo keliya ayaana sheegi karin walaxda oksaydheysa ee calaamadda dhalisay. Muhiimadda shaqadii hore ee mitochondria-da maskaxdu waxay tahay inay baaritaankan hordhaca ah ku beddeshay cabbir peroxide oo la habeeyey, si toos ahna u ogaatay culayska: xitaa boqol nanomoolar oo midab ah ayaa sii-daynta peroxide dhowr jibbaar ku kordhiyey dhammaan maaddooyinka falcelinta iyo xaaladaha neefsashada ee la tijaabiyey.

DCFDA wuxuu leeyahay dabin kale oo gaar u ah methylene blue. Midabku aad buu u xooggan yahay, wuxuuna firfircoon yahay marka ay timaaddo redox, sidaas darteed wuxuu tirtiri karaa iftiin-falcelinta, damin karaa iftiinka soo baxaya ama oksaydheyn karaa kiimikada baaraha isaga oo aan ku tiirsanayn ROS-ka unugga. Tijaabo hubin oo aan unugyo lahayn, laguna daray midab iyo baare, ma aha wax qurxin ah oo ikhtiyaari ah. Waa tijaabada kuu sheegaysa in midabku baaraha la falcelinayo iyo in kale.

Qabashada spin-ka iyo qaadashada ogsijiinta: aqoonsiga iyo qulqulka falcelinta

Halka baarayaasha iftiin-falcelintu ay soo sheegaan in wax oksaydhayn kara soo muuqdeen, rezonansiga spin-ka elektaroonka ee adeegsada walxaha qabta spin-ka ayaa soo sheega wax u dhow waxa walaxdaasi ahayd. Daraasaddii caanka ahayd ee kiimikada methylene blue ee iftiinku kiciyo waxay adeegsatay ESR si loo ogaado raadiikalka ascorbate ee ka dhasha midab, ascorbate iyo iftiin, dabadeedna waxay muujisay samaysanka peroxide tijaabooyinka qaadashada ogsijiinta iyo samaysanka raadiikalka hydroxyl ee birtu dedejiso tijaabooyinka qabashada spin-ka. Farsamo kastaa waxay ka jawaabtay su’aal aan kuwa kale ka jawaabi karin: ESR wuxuu bixiyey aqoonsiga raadiikalka, qaadashada ogsijiintu waxay bixisay qulqulka falcelinta oo aan ku tiirsanayn baare iftiin-falcelin ah, isku darkooduna wuxuu muujiyey in waddooyinka ogsijiinta singlet-ka iyo raadiikalladu labaduba ka shaqaynayeen isla nidaamka la iftiimiyey.

Natiijadaas 1984 weli waxay u akhrismaysaa sidii digniin. Markii iftiin iyo walax redhusiin samaysa ay joogeen, midabku wuxuu soo saaray peroxide; markii birtuna joogtay, nidaamku wuxuu soo saaray raadiikalka hydroxyl, oo ah nooca ugu falcelinta badan kooxdaas. Qorayaashu waxay tan ku xiriiriyeen ascorbate-ka isha ku jira, waxayna su’aal geliyeen adeegsiga aan taxaddarka lahayn ee indhaha. Akhristayaasha maanta waa inay ogaadaan xaaladaha: iftiin iyo walax redhusiin samaysa iyo bir. Ka saar mid kasta oo saddexdaas ka mid ah, waddada falcelintuna way daciifaysaa ama baaba’aysaa.

Elektaroodhada ogsijiintu si kale ayay muhiimaddooda ku helaan. Elektarood nooca Clark ah wuxuu cabbiraa isticmaalka saafiga ah ee ogsijiinta, taas oo xaqiijisa in kiimikada redox ee midabku kaxeeyo ay isticmaalayso ogsijiin molikuyuul ah, isla markaana bixisa xog ku saabsan xawaaraha falcelinta oo aanu been-abuur ka dhigi karin khalad iftiin-falcelineed. Ma aqoonsado wax-soo-saarka. Peroxide, superoxide, biyo iyo baaba’a ogsijiinta singlet-ka dhammaantood waxay isticmaalaan ogsijiin. Qulqul aan aqoonsi lahayn waa mid aan dhammaystirnayn, sida aqoonsi aan qulqul lahayn, waana sababta qoraallada cilmiyeed ee xooggan ay elektaroodka ula lammaaniyaan hab-cabbir peroxide oo la habeeyey ama walax qabata raadiikallada.

Sababta natiijooyinka ka-hortagga oksaydhayntu isku khilaafaan

Saddexda akhris dhinac dhig, iskahorimaadyada muuqda ee qoraallada cilmiyeed ee methylene blue-na waxay isu beddelayaan kala duwanaansho hababka ah iyo saddex xaqiiqo oo bayoolojiyeed.

Marka koowaad, midabku waa labadaba gudbiye elektaroonno iyo il peroxide. Isagoo elektaroonnada ka leexinaya goobaha neefsashada halkaas oo ogsijiintu haddii kale superoxide u noqon lahayd, wuxuu yarayn karaa hal ROS, halka qaabkiisa la redhusiiyey uu ogsijiinta si toos ah ugu redhusiiyo peroxide, isagoo kordhinaya mid kale. Shaybaar la tacaalaya kiimikada redox ee mitochondria-da iyo doorkeeda waddada ka-leexashada waa inuu sidaas darteed filaa jawaabo ku xiran baaraha: akhris xasaasi u ah superoxide ayaa hoos u dhacaya, halka akhriska peroxide uu kor u kacayo isla cuvette-ka.

Marka labaad, peroxide-ka qiyaasaha hoose ku jira waa calaamad, ma aha dhaawac oo keliya. Daraasadda mitochondria-da maskaxda jiirka ee daba socotay shaqadii hore waxay ogaatay soo-saarka peroxide ee ka dhasha qaddar midab ah oo u hooseeya konton nanomoolar, iyada oo aan dhaawacyo DNA-ga mitochondria-da ahi ka jirin heerarka daaweynta, waxaana la arkay ilaalin ka dhan ah dhaawacyada rotenone sababo kadib daaweyn hordhac ah. Keliya marka la gaaray boqol mikromoolar, oo aad uga sarreeya xadka daaweynta, ayuu midabku dhaawacay qaybo DNA ah oo la xushay; iftiin cas oo lagu daray labaatan mikromoolar oo midab ahna wuxuu soo saaray ogsijiin singlet ah oo dhaawacday dhammaan qaybihii la tijaabiyey. Habka la soo jeediyey waa hormesis: soo-saar peroxide oo khafiif ah ayaa kiciya difaacyada ka-hortagga oksaydhaynta ee ku xiran Nrf2 iyo samaysanka mitochondria-da cusub, sidaas darteed akhris muddo gaaban ah oo muujinaya dhiirrigelinta oksaydhaynta ayaa ka horreeya natiijo muddo dheer ah oo ka-hortag oksaydhayn ah. Hab-cabbir la akhriyo hal saac kadib iyo mid la akhriyo hal maalin kadib way kala duwanaan karaan, sababtoo ah bayoolojigu wuu is beddelay inta u dhexaysa.

Marka saddexaad, iftiinka ayaa go’aamiya xitaa molikuyuulka jira. Iftiimintu waxay midabka ka saartaa kooxo methyl ah, iyadoo u beddelaysa dhanka Azure B iyo wax-soo-saarro la xiriira, nalka mikroskoobka ee saxanka ka sarreeyana waa ku filan yahay inuu iftiinku falcelin geliyo. Tijaabooyinka mugdiga iyo kuwa iftiinka lagu sameeyo waa tijaabooyin kala duwan, qaybta hubinnada iftiiminta iyo maaraynta midabka ee habraac kastana waa inay sidaas ula dhaqantaa.

Hubinnada ugu yar ee loo baahan yahay iyo sida loo akhriyo sheegasho kasta

Isbarbardhigga hoose waa agabka tixraaca asalka ah ee maqaalkan. Ka hor inta aanad aqbalin natiijo ROS oo methylene blue ah, hubi safka ay qorayaashu buuxiyeen iyo kan ay ka tageen.

Waxaa taas ka soo baxaya xeer akhris oo wax-ku-ool ah. Amplex oo leh peroxidase, cabbirkiisa la habeeyey, laguna sameeyey hubin catalase ah, waa caddayn ku saabsan peroxide. DCFDA waa caddayn ku saabsan oksaydhayn aan gaar ahayn oo baaraha ku dhacda, wax intaas ka badanna ma aha. Qabashada spin-ka oo leh hubinno walxo qabta raadiikallada ah waa caddayn ku saabsan aqoonsiga raadiikalka. Qaadashada ogsijiintu waa caddayn ku saabsan qulqulka falcelinta. Weedh sheeganaysa wax ka badan inta hab-cabbirkeedu taageeri karo, si kasta oo kalsooni leh ha loo qoree, waa weedh ku saabsan baaraha, ee ma aha midabka. Doodaha la xiriira ku-tiirsanaanta qiyaasta iyo xadka hormesis-ka, socodka elektaroonnada mitochondria-da, faragelinta hab-cabbirka ee muunadaha la midabeeyey, iyo khaladaadka ka dhasha iftiiminta mikroskoobku waxay sii ballaariyaan qodob kasta oo kuwaas ka mid ah, mid walbana wuxuu sii ahaanayaa mid sax ah marka tixraaciisa ku-meelgaarka ah la beddelo.