Methylene blue hufanya kazi vipi? Kemia ya redoksi na mifumo ya utendaji

Chupa iliyofungwa kwa kizibo juu ya benchi ndiyo utangulizi mfupi zaidi na wa moja kwa moja wa jinsi methylene blue inavyofanya kazi. Maji, glukosi, kiasi kidogo cha hidroksidi ya sodiamu, na rangi ya kutosha kuufanya umajimaji uwe wa samawati nzito isiyoweza kuchanganywa na nyingine. Subiri dakika chache na samawati hupotea hadi chupa ionekane kama chupa ya maji. Itikise, na rangi hurudi mara moja. Kisha hufifia tena, na itaendelea kufanya hivyo mradi kuna glukosi iliyo tayari kutoa elektroni na oksijeni iliyo tayari kuzipokea.

Hakuna kilichobadilika kuhusu rangi hiyo isipokuwa idadi ya elektroni inazobeba. Ikiwa imeoksidishwa, ni ya samawati. Ikiwa imepunguzwa, si ya samawati. Karibu kila jambo jingine katika maandiko ya tiba na utafiti kuhusu molekuli hii linatokana na hatua hiyo moja inayoweza kurejea nyuma, kwa sababu molekuli inayoweza kuchukua elektroni kutoka kwa mshirika mmoja na kuzikabidhi kwa mwingine ni kiunganishi, na kiunganishi hakifanyi chochote chenyewe. Kile inachofanya hutegemea kabisa kilicho kwenye kila ncha yake.

Maumbo mawili, na kwa nini jozi hiyo ni muhimu

Umbo lililooksidishwa ni mfumo tambarare wa pete wenye chaji chanya. Umbo hilo tambarare lenye chaji ndilo sababu hujipanga dhidi ya asidi nukleiki, hufungamana na miundo yenye sialiki kwenye utando wa seli, na hufyonza kwa nguvu mwanga unaoonekana kati ya takribani 600 na 700 nanometres, ambayo ndiyo sehemu ya wigo ambayo jicho la binadamu huitambua kama samawati.

Umbo lililopunguzwa ni tofauti. Halina chaji, huyeyuka kwenye mafuta badala ya maji, na halina rangi. Uionishaji wake ni mdogo sana katika pH iliyo ndani ya mwili, wa kiwango cha asilimia chache. Kwa hiyo molekuli iliyopunguzwa huvuka utando wa seli kwa urahisi kupitia usambaaji, na ikiwa tayari imo ndani, ambako mazingira yanaoksidisha zaidi, inaweza kuoksidishwa tena na kwa vitendo kunaswa humo. Mfumo wa pete uliooksidishwa ni tambarare; uliopunguzwa unaweza kujipinda. Matokeo hayo ya kimuundo, pamoja na mabadiliko yenyewe ya rangi, ni sehemu ya maelezo ya maumbo haya mawili, na yameelezwa kwa kina zaidi katika ulinganisho wa methylene blue na leucomethylene blue.

Kupokea elektroni

Rangi iliyooksidishwa itapokea elektroni kutoka kwa aina nyingi za watoaji. Glukosi katika chupa ya majaribio ni mmoja wao. Ndani ya seli, nukleotidi za pyridine zilizopunguzwa na vipengele vya mnyororo wa usafirishaji wa elektroni wa mitochondria ni vingine. Methylene blue inapopunguzwa katika tishu yenye oksijeni, mzunguko unaoanzishwa hutumia wakala wa upunguzaji na oksijeni, na huzalisha spishi tendaji za oksijeni, hasa peroksidi ya hidrojeni. Rangi hutoka kwenye mzunguko ikiwa haijabadilika, tayari kuurudia.

Hoja hiyo ya mwisho inaeleza mkanganyiko ambao vinginevyo ungeonekana kama uzembe. Methylene blue inaelezwa katika maandiko kama kioksidishaji na pia kioksidishaji-kinga, na maelezo yote mawili yanaweza kutetewa. Inaweza kupunguza uzalishaji wa superoxide kwa kufanya kazi kama kipokezi bandia cha elektroni, ikielekeza mtiririko wa elektroni mbali na maeneo ya vimeng'enya ambako vinginevyo oksijeni ingebadilishwa kuwa radikali za superoxide. Katika tamaduni za seli za ini imeonyeshwa kuchochea vimeng'enya vya ulinzi wa kioksidishaji-kinga vya awamu ya 2, ikiwa ni pamoja na thioredoxin reductase 1 na NADPH quinone oxidoreductase. Ni uso upi kati ya miwili unaouona hutegemea ni ncha ipi ya kiunganishi inayokosa elektroni wakati huo. Swali kama "je, methylene blue ni kioksidishaji-kinga" halijakamilika mpaka ueleze ni katika mfumo gani, katika mkusanyiko gani, na ni vitu gani vingine vilivyopo.

Kukabidhi elektroni

Rangi inapokuwa na elektroni ya ziada, mambo matatu tofauti sana yanaweza kutokea baada ya hapo, na mara nyingi huelezwa chini ya kichwa kimoja. Hayapaswi.

Inaweza kuhamisha elektroni kwenda kwenye kituo cha metali. Mfano ulio wazi zaidi ni haemoglobini ambayo imeoksidishwa kutoka hali ya ferrous hadi ferric. Katika hali hiyo haiwezi kubeba oksijeni. Katika seli nyekundu za damu, kimeng'enya hupunguza rangi, na kisha rangi iliyopunguzwa hukabidhi elektroni kwa chuma cha haem kilichooksidishwa bila msaada wa kimeng'enya, na hivyo kurejesha haemoglobini inayofanya kazi na kurudisha rangi katika umbo lake lililooksidishwa. Rangi haitumiki kabisa katika mchakato huu; huzunguka. Matumizi ya kitabibu yanayotegemea mwitikio huu ni suala la hospitali, na maelezo ya methylene blue katika methemoglobinemia yanaeleza jinsi inavyotumiwa na kwa nini husimamiwa kwa karibu sana.

Dokezo la moja kwa moja kuhusu vyanzo: mapitio mawili ambayo makala hii imejengwa juu yake hayataji kofakta moja ya upunguzaji katika hatua ya kimeng'enya, moja likisema NADH na jingine NADPH. Tofauti hiyo ipo kweli na haijatatuliwa katika vyanzo vinavyopatikana hapa, kwa hiyo maelezo salama ni kueleza jukumu la kila sehemu badala ya kutaja kofakta moja pekee.

Inaweza kuhamisha nishati, au elektroni, kwenda kwa oksijeni, ikiwa kuna mwanga. Njia hii ipo tu chini ya mwangaza. Rangi iliyochochewa hufikia hali ya tripleti, na kutoka hapo mifumo miwili inawezekana. Katika wa kwanza, rangi iliyochochewa huingiliana moja kwa moja na molekuli iliyo karibu, ikichukua hidrojeni au kuhamisha elektroni, jambo linalozalisha radikali; kuitikia na maji kwa njia hii huzalisha radikali za hidroksili. Katika wa pili, nishati ya msisimko hukabidhiwa kwa oksijeni yenyewe, ikizalisha oksijeni ya singleti, spishi yenye uwezo mkubwa wa kupokea elektroni ambayo huvunjika ndani ya microseconds na kwa ujumla inakubaliwa kuwa njia kuu ambayo methylene blue iliyoangaziwa huharibu seli za vijidudu. Mwitikio na lipidi na peptidi za gamba la seli, pamoja na besi za guanine katika DNA, ni miongoni mwa matokeo yaliyorekodiwa.

Matokeo ya vitendo ya njia hii ni kwamba mwangaza hubadilisha viwango kwa amri za ukubwa. Katika data iliyokusanywa na Wainwright na Crossley, methylene blue dhidi ya Pseudomonas aeruginosa ina minimum bactericidal concentration ya takribani 500 micromolar gizani, na takribani 25 micromolar chini ya dozi ya mwanga ya 12 joules per square centimetre. Dhidi ya aina moja ya Staphylococcus aureus, viwango vya gizani na chini ya mwanga vyote ni 5 micromolar. Kwa maneno mengine, kama molekuli inaweza kuhesabiwa kuwa ya kuzuia vijidudu hata kidogo si sifa ya molekuli peke yake; ni sifa ya molekuli pamoja na mwanga.

Inaweza kufanya kazi moja kwa moja kwenye eneo la kimeng'enya, bila kiunganishi. Methylene blue huoksidisha chuma cha ferrous kilichofungamana na nitric oxide synthase, jambo linalozima kimeng'enya hicho. Huzuia soluble guanylate cyclase, na kati ya 1 na 10 micromolar ndiyo mkusanyiko wa kawaida wa maabara unaotumiwa kwa kusudi hilo. Huzuia monoamine oxidase type A kwa IC50 kati ya 27 na 180 nanomolar, ambao ndio mfumo unaohusika na mwingiliano uliorekodiwa vizuri na serotonin reuptake inhibitors na sababu mwingiliano wa methylene blue na dawa ni kundi lake lenyewe.

Njia hizi tatu ni tofauti kikemia. Kuzikusanya zote katika dai moja kwamba methylene blue hufanya kazi kwa mzunguko wa redoksi ndiyo sababu kuu maandishi mengi kuihusu husikika yenye uhakika mkubwa na wakati huo huo yasiyoeleweka kwa usahihi.

Tofauti nne zinazoamua kama kauli kuhusu mfumo wa utendaji ina maana yoyote

Umbo gani. Rangi iliyopunguzwa haiwezi kubadilishana moja kwa moja na rangi iliyooksidishwa. Uzuiaji wa acetylcholinesterase unaonyesha mtego huo: katika incubation ndefu ya in vitro, methylene blue hupunguzwa hatua kwa hatua hadi umbo lake lisilo na rangi, na uzuiaji hupungua, kwa sababu molekuli iliyopunguzwa haizuii kimeng'enya hicho. Assay inayoendeshwa kwa muda wa kutosha kubadilisha umbo itaripoti athari dhaifu zaidi na inaweza kusababisha maelezo yasiyo sahihi.

Mkusanyiko gani. Kiwango cha maabara cha kuzuia soluble guanylate cyclase ni 1 hadi 10 micromolar. Kuondoa kabisa uwasilishaji unaosimamiwa na glutamate katika vipande vya hippocampus ya panya kulihitaji 5 hadi 50 micromolar. Athari zenye sumu katika tamaduni za seli zimeripotiwa juu ya 100 micromolar. Haya si majaribio sawa, na mfumo uliothibitishwa katika 50 micromolar haupatikani moja kwa moja kwa mgonjwa ambaye mkusanyiko wake katika plasma ni sehemu ndogo ya kiwango hicho.

Njia gani. Absolute oral bioavailability ni takribani 72 per cent, na terminal plasma half-life ni 5 hadi 7 hours. Utoaji kwa mdomo huzalisha viwango vya juu zaidi katika utumbo na ini; utoaji kwa njia ya mishipa huzalisha viwango vya juu zaidi katika ubongo. Njia huamua ni tishu gani inayokutana na elektroni.

Mfano gani, na kama taa zilikuwa zimewashwa. Sehemu kubwa ya maandiko ya mifumo ya utendaji ni kazi za tamaduni za seli na panya, na matokeo ya in vitro kuhusu molekuli hii hutegemea mwanga unaoifikia, membrane potential na hali ya redoksi ya seli, kwa sababu taa ya darubini pekee inatosha kuihamasisha kwa mwanga. Kati ya 65 na 85 per cent ya dozi iliyotolewa hupunguzwa hadi umbo lisilo na rangi katika seli nyekundu za damu na tishu za pembeni. Kila moja ya vigezo hivyo iko kati ya mfumo safi unaoonekana kwenye sahani ya maabara na dai kuhusu mtu.

Kwa nini suala la usafi ni suala la kemia

Mwangaza huondoa vikundi vya methyl kutoka methylene blue. Bidhaa ya kwanza ni Azure B, kisha Azure A, kisha thionin, na mwanga wa nguvu ya juu huzalisha uharibifu zaidi kuliko mwanga wa nguvu ya chini. Kwa hiyo, molekuli ambayo manufaa yake yanatokana na uwezo wa kupokea na kutoa elektroni pia ni molekuli ambayo bidhaa zake zinazowezekana za uharibifu ni ndugu zake wa karibu wa kikemia wanaobaki katika myeyusho uleule. Muundo wa kile kilichomo kwenye chombo si jambo la mwonekano tu.

Hiyo ndiyo sababu kufuata vipimo vya USP ndiyo kipimo chenye maana kwa mnunuzi. Bidhaa isiyokidhi vipimo hivyo ni rangi, na rangi hubeba uchafu, ikiwa ni pamoja na Azure B, metali nzito na viyeyusho mabaki, ambavyo mtu anayemeza bidhaa hiyo hataki. Mtego mwingine ni muuzaji anayepima metali nzito pekee na kuwasilisha matokeo hayo kana kwamba ni utiifu kamili. Blupreme imeshirikiana na mtengenezaji wa kifamasia wa methylene blue na hupima vipimo kamili: utambulisho, usafi, uchafu wa kikaboni, viyeyusho mabaki, uchafu wa elementi, mabaki baada ya uchomaji, mipaka ya vijidudu na endotoksini za bakteria. Hati ya upimaji wa maabara ya kila kundi huchapishwa, na kuchagua msambazaji kwa kiasi kikubwa ni suala la kuangalia kama hati hiyo ipo na inahusisha nini.

Jozi moja inayoweza kurejea nyuma. Njia kadhaa zinazotoka humo. Njia ndiyo huamua dai linaweza kuwa lipi. :::