వ్యాసం
మెథిలీన్ బ్లూ ఎలా పనిచేస్తుంది: ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ, మరియు ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కడ చేరుతాయి
బెంచ్పై మూతపెట్టిన ఫ్లాస్క్, మెథిలీన్ బ్లూ ఎలా పనిచేస్తుందో చెప్పడానికి అత్యంత సంక్షిప్తమైన నిజాయితీ పరిచయం. నీరు, గ్లూకోజ్, చిటికెడు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్, మరియు ద్రవాన్ని గాఢంగా, స్పష్టంగా గుర్తించగల నీలి రంగులోకి మార్చేంత డై. కొన్ని నిమిషాలు వేచి ఉంటే నీలి రంగు క్రమంగా మాయమై, ఫ్లాస్క్ నీటితో నిండిన ఫ్లాస్క్లా కనిపిస్తుంది. దాన్ని కుదిపితే రంగు వెంటనే తిరిగి వస్తుంది. తర్వాత మళ్లీ వెలిసిపోతుంది; ఎలక్ట్రాన్లను ఇవ్వడానికి సిద్ధంగా ఉన్న గ్లూకోజ్ మరియు వాటిని స్వీకరించడానికి సిద్ధంగా ఉన్న ఆక్సిజన్ ఉన్నంతకాలం ఇది అలాగే కొనసాగుతుంది.
డైలో మారింది అది మోస్తున్న ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మాత్రమే. ఆక్సీకృత రూపంలో అది నీలం. రిడ్యూస్ అయినప్పుడు అది నీలం కాదు. ఈ అణువు గురించి చికిత్సా మరియు పరిశోధనా సాహిత్యంలో ఉన్న దాదాపు మిగతా అన్నీ ఈ ఒక్క తిరోగమన దశ నుంచే వస్తాయి, ఎందుకంటే ఒక భాగస్వామి నుంచి ఎలక్ట్రాన్లను తీసుకుని మరొకరికి అందించగల అణువు ఒక రిలే; రిలే ఒక్కటే ఏమీ చేయదు. అది ఏమి చేస్తుందో పూర్తిగా దాని రెండు చివరల్లో ఏమి ఉందో ఆధారపడి ఉంటుంది.
రెండు రూపాలు, మరియు ఈ జంట ఎందుకు ముఖ్యమైనది
ఆక్సీకృత రూపం సమతలమైన, ధనవిద్యుత్ ఛార్జ్ ఉన్న రింగ్ వ్యవస్థ. ఆ సమతల, ఛార్జ్ ఉన్న ఆకారమే అది న్యూక్లిక్ ఆమ్లాల పక్కన పేర్చుకునే కారణం, కణ ఝిల్లీలపై ఉన్న సియాలిలేటెడ్ నిర్మాణాలకు బంధించే కారణం, అలాగే సుమారు 600 మరియు 700 nanometres మధ్య కనిపించే కాంతిని బలంగా శోషించే కారణం; ఇది మనిషి కంటికి నీలంగా కనిపించే స్పెక్ట్రం భాగం.
రిడ్యూస్ అయిన రూపం మాత్రం భిన్నంగా ఉంటుంది. దానికి ఛార్జ్ ఉండదు, అది నీటిలో కాకుండా కొవ్వులో కరుగుతుంది, మరియు రంగులేనిది. శరీరంలోని pH వద్ద దాని అయనీకరణ చాలా తక్కువగా, కొన్ని per cent స్థాయిలో ఉంటుంది. అందువల్ల రిడ్యూస్ అయిన అణువు డిఫ్యూషన్ ద్వారా కణ ఝిల్లిని సులభంగా దాటుతుంది; లోపలికి వెళ్లిన తర్వాత, అక్కడి వాతావరణం మరింత ఆక్సీకరణాత్మకంగా ఉండటంతో అది మళ్లీ ఆక్సీకృతమై, సమర్థవంతంగా అక్కడే చిక్కుకుపోవచ్చు. ఆక్సీకృత రింగ్ వ్యవస్థ సమతలంగా ఉంటుంది; రిడ్యూస్ అయినది మడవగలదు. ఈ నిర్మాణాత్మక పరిణామాలు, అలాగే రంగు మార్పు, ఈ రెండు రూపాల కథలో స్వతంత్రంగా ముఖ్యమైనవి; వాటిని మెథిలీన్ బ్లూ మరియు ల్యూకోమెథిలీన్ బ్లూ పోలికలో మరింత వివరంగా చర్చించాం.
ఎలక్ట్రాన్లను స్వీకరించడం
ఆక్సీకృత డై అనేక రకాల దాతల నుంచి ఎలక్ట్రాన్లను స్వీకరిస్తుంది. ప్రదర్శన ఫ్లాస్క్లోని గ్లూకోజ్ ఒకటి. కణం లోపల, రిడ్యూస్ అయిన పైరిడిన్ న్యూక్లియోటైడ్లు మరియు మైటోకాండ్రియల్ ఎలక్ట్రాన్ ట్రాన్స్పోర్ట్ చైన్ భాగాలు మరికొన్ని. ఆక్సిజన్ ఉన్న కణజాలంలో మెథిలీన్ బ్లూ రిడ్యూస్ అయినప్పుడు, అది ఏర్పరచే చక్రం రిడ్యూసింగ్ ఏజెంట్ మరియు ఆక్సిజన్ రెండింటినీ వినియోగిస్తుంది, అలాగే ప్రధానంగా హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ రూపంలో రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ స్పీసీస్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. డై ఆ చక్రం నుంచి మార్పులేకుండా బయటకు వచ్చి, మళ్లీ అదే ప్రక్రియను నడపడానికి సిద్ధంగా ఉంటుంది.
ఆ చివరి అంశమే లేకపోతే నిర్లక్ష్యంగా కనిపించే ఒక విరుద్ధతను వివరిస్తుంది. సాహిత్యంలో మెథిలీన్ బ్లూను ప్రో-ఆక్సిడెంట్గా కూడా, యాంటీఆక్సిడెంట్గా కూడా వర్ణిస్తారు; రెండు వర్ణనలకూ ఆధారం ఉంది. ఇది కృత్రిమ ఎలక్ట్రాన్ స్వీకర్తగా పనిచేసి, సాధారణంగా ఆక్సిజన్ సూపర్ఆక్సైడ్ రాడికల్స్గా మారే ఎంజైమ్ స్థలాల నుంచి ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని మళ్లించడం ద్వారా సూపర్ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తిని తగ్గించగలదు. లివర్ కణ సంస్కృతుల్లో, థియోరెడాక్సిన్ రిడక్టేజ్ 1 మరియు NADPH క్వినోన్ ఆక్సిడోరిడక్టేజ్ సహా phase-2 యాంటీఆక్సిడెంట్ రక్షణ ఎంజైమ్లను ప్రేరేపిస్తుందని చూపబడింది. ఈ రెండు ముఖాల్లో ఏది కనిపిస్తుందో, ఆ సమయంలో రిలే యొక్క ఏ చివర ఎలక్ట్రాన్ల కొరతలో ఉందో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. "మెథిలీన్ బ్లూ యాంటీఆక్సిడెంటా" అనే ప్రశ్న, ఏ వ్యవస్థలో, ఏ concentration వద్ద, ఇంకా ఏమేమి ఉన్నప్పుడు అని చెప్పేవరకు సరైన రూపంలో ఉన్న ప్రశ్న కాదు.
ఎలక్ట్రాన్లను ముందుకు అందించడం
డై ఒక అదనపు ఎలక్ట్రాన్ను పట్టుకున్న తర్వాత, తరువాత మూడు పూర్తిగా భిన్నమైన విషయాలు జరగవచ్చు; అవన్నీ సాధారణంగా ఒకే శీర్షిక కింద వర్ణించబడతాయి. అలా చేయకూడదు.
ఇది ఎలక్ట్రాన్ను ఒక metal centreకు అందించగలదు. అత్యంత స్పష్టమైన ఉదాహరణ ferrous స్థితి నుంచి ferric స్థితికి ఆక్సీకృతమైన haemoglobin. ఆ స్థితిలో అది ఆక్సిజన్ను మోయలదు. ఎర్ర రక్తకణాల్లో ఒక ఎంజైమ్ డైను రిడ్యూస్ చేస్తుంది; తర్వాత రిడ్యూస్ అయిన డై ఎలక్ట్రాన్లను ఆక్సీకృత haem ironకు ఎంజైమ్ అవసరం లేకుండా అందించి, పనిచేసే haemoglobinను పునరుద్ధరిస్తుంది మరియు డైను తిరిగి దాని ఆక్సీకృత రూపానికి తీసుకువస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో డై వినియోగించబడదు; అది చక్రంలో తిరుగుతుంది. ఈ ప్రతిచర్యపై ఆధారపడే క్లినికల్ పరిస్థితి ఆసుపత్రి పరిధిలోని విషయం; methemoglobinemiaలో మెథిలీన్ బ్లూ వివరణ అది ఎలా ఉపయోగించబడుతుందో మరియు ఎందుకు అంత దగ్గర పర్యవేక్షణలో ఉపయోగిస్తారో వివరిస్తుంది.
చదవడానికి సంబంధించిన ఒక స్పష్టమైన గమనిక: ఈ వ్యాసానికి ఆధారమైన రెండు సమీక్షలు ఎంజైమ్ దశకు ఒకే reducing cofactorను పేర్కొనవు; ఒకటి NADH అని, మరొకటి NADPH అని చెబుతుంది. ఇక్కడ అందుబాటులో ఉన్న మూలాల్లో ఈ విభేదం నిజంగానే ఉంది మరియు పరిష్కరించబడలేదు; అందువల్ల ఒకే cofactor పేరును ఖరారు చేయడం కంటే ప్రతి భాగం పోషించే పాత్రను వివరించడం సురక్షితమైన విధానం.
కాంతి ఉంటే, ఇది శక్తిని లేదా ఒక ఎలక్ట్రాన్ను ఆక్సిజన్కు అందించగలదు. ఈ మార్గం illuminationలో మాత్రమే ఉంటుంది. ఉత్తేజిత డై triplet stateకు చేరుతుంది; అక్కడి నుంచి రెండు యాంత్రిక విధానాలు సాధ్యమవుతాయి. మొదటిదాంట్లో, ఉత్తేజిత డై పక్కనున్న అణువుతో నేరుగా పరస్పర చర్య చేసి, హైడ్రోజన్ను తీసుకోవడం లేదా ఎలక్ట్రాన్ను బదిలీ చేయడం ద్వారా రాడికల్స్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది; ఈ విధంగా నీటితో ప్రతిచర్య జరగడం hydroxyl radicalsను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. రెండవదాంట్లో, excitation energy నేరుగా ఆక్సిజన్కే బదిలీ అవుతుంది, దాంతో singlet oxygen ఏర్పడుతుంది; ఇది అత్యంత electrophilic species, microseconds లోపల విచ్ఛిన్నమవుతుంది మరియు illumination పొందిన మెథిలీన్ బ్లూ సూక్ష్మజీవ కణాలకు నష్టం కలిగించే ప్రధాన మార్గంగా సాధారణంగా అంగీకరించబడింది. కణ కవచంలోని lipids మరియు peptidesతో, అలాగే DNAలోని guanine basesతో జరిగే ప్రతిచర్యలు నమోదు చేయబడిన ఫలితాల్లో ఉన్నాయి.
ఈ మార్గం వల్ల వచ్చే ప్రాయోగిక పరిణామం ఏమిటంటే illumination సంఖ్యలను orders of magnitude మేర మార్చగలదు. Wainwright మరియు Crossley సేకరించిన డేటాలో, Pseudomonas aeruginosaపై మెథిలీన్ బ్లూ minimum bactericidal concentration చీకటిలో సుమారు 500 micromolar, మరియు 12 joules per square centimetre కాంతి మోతాదులో సుమారు 25 micromolar. Staphylococcus aureus యొక్క ఒక strainపై చీకటి మరియు illumination విలువలు రెండూ 5 micromolar. అంటే, ఈ అణువును antimicrobialగా పరిగణించాలా వద్దా అన్నది అణువు ఒక్కదాని లక్షణం కాదు; అది అణువు మరియు కాంతి కలయిక యొక్క లక్షణం.
రిలే అవసరం లేకుండా, ఇది నేరుగా ఒక enzyme site వద్ద పనిచేయగలదు. మెథిలీన్ బ్లూ nitric oxide synthaseకు బంధించి ఉన్న ferrous ironను ఆక్సీకరిస్తుంది, దాంతో ఎంజైమ్ పనిచేయకుండా పోతుంది. ఇది soluble guanylate cyclaseను నిరోధిస్తుంది; ఆ ప్రయోజనం కోసం ప్రయోగశాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించే concentration 1 మరియు 10 micromolar మధ్య ఉంటుంది. ఇది monoamine oxidase type Aను 27 మరియు 180 nanomolar మధ్య IC50తో నిరోధిస్తుంది; serotonin reuptake inhibitorsతో బాగా నమోదు చేయబడిన పరస్పర చర్యకు ఇదే యాంత్రిక కారణం, అలాగే మెథిలీన్ బ్లూ ఔషధ పరస్పర చర్యలు ప్రత్యేక విభాగంగా ఉండటానికి ఇదే కారణం.
ఈ మూడు మార్గాలు రసాయనపరంగా వేర్వేరు. మెథిలీన్ బ్లూ redox cycling ద్వారా పనిచేస్తుందని వాటన్నింటినీ ఒకే వాదనలో కలిపేయడం వల్లనే దాని గురించి ఉన్న అనేక రచనలు ఒకేసారి ధైర్యంగా కూడా, అస్పష్టంగా కూడా అనిపిస్తాయి.
ఒక mechanism ప్రకటనకు అర్థం ఉందో లేదో నిర్ణయించే నాలుగు తేడాలు
ఏ రూపం. రిడ్యూస్ అయిన డైను ఆక్సీకృత డైతో పరస్పరం మార్చి ఉపయోగించలేం. Acetylcholinesterase inhibition ఈ ఉచ్చును చూపిస్తుంది: దీర్ఘకాలిక in vitro incubationలో, మెథిలీన్ బ్లూ క్రమంగా దాని రంగులేని రూపానికి రిడ్యూస్ అవుతుంది, మరియు inhibition తగ్గిపోతుంది, ఎందుకంటే రిడ్యూస్ అయిన అణువు ఆ ఎంజైమ్ను నిరోధించదు. రూపం మారేంతసేపు నడిపిన assay బలహీనమైన ప్రభావాన్ని నివేదించి, తప్పు వివరణకు దారితీస్తుంది.
ఏ concentration. soluble guanylate cyclase inhibitionకు ప్రయోగశాల పరిధి 1 నుంచి 10 micromolar. ఎలుక hippocampal slicesలో glutamate-mediated transmissionను పూర్తిగా నిలిపివేయడానికి 5 నుంచి 50 micromolar అవసరమైంది. కణ సంస్కృతిలో toxic effects 100 micromolar కంటే ఎక్కువ వద్ద నివేదించబడ్డాయి. ఇవన్నీ ఒకే ప్రయోగం కావు; 50 micromolar వద్ద నిర్ధారించిన mechanism, దాని కొంత భాగం మాత్రమే plasma concentrationగా ఉన్న రోగికి స్వయంచాలకంగా వర్తించదు.
ఏ route. Absolute oral bioavailability సుమారు 72 per cent, మరియు terminal plasma half-life 5 నుంచి 7 hours. Oral administration వల్ల intestine మరియు liverలో ఎక్కువ concentrations ఏర్పడతాయి; intravenous administration వల్ల brainలో ఎక్కువ concentrations ఏర్పడతాయి. ఏ tissue ఎలక్ట్రాన్లను ఎదుర్కొంటుందో route నిర్ణయిస్తుంది.
ఏ model, మరియు లైట్లు ఆన్లో ఉన్నాయా. mechanistic literatureలో చాలా భాగం cell culture మరియు rodent work; ఈ అణువుపై in vitro ఫలితాలు కాంతి exposure, membrane potential మరియు కణాల redox stateపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఎందుకంటే microscope lamp కూడా దాన్ని photosensitise చేయడానికి సరిపోతుంది. ఇచ్చిన doseలో 65 నుంచి 85 per cent వరకు ఎర్ర రక్తకణాలు మరియు peripheral tissueలో రంగులేని రూపానికి రిడ్యూస్ అవుతుంది. ఈ ప్రతి వేరియబుల్ కూడా ఒక dishలోని స్పష్టమైన mechanism మరియు ఒక వ్యక్తి గురించి చేసే వాదన మధ్య ఉంటుంది.
స్వచ్ఛత ప్రశ్న ఎందుకు రసాయనశాస్త్ర ప్రశ్న
Illumination మెథిలీన్ బ్లూను demethylate చేస్తుంది. మొదటి ఉత్పత్తి Azure B, తర్వాత Azure A, తర్వాత thionin; తక్కువ కాంతి తీవ్రత కంటే ఎక్కువ కాంతి తీవ్రత ఎక్కువ breakdownను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్లను స్వీకరించి, దానం చేయగల సామర్థ్యమే ఉపయోగకరతగా ఉన్న అణువు విషయంలో, దాని సంభావ్య degradation products అదే ద్రావణంలో మిగిలే సమీప రసాయన బంధువులు అవుతాయి. కంటైనర్లో వాస్తవంగా ఏమి ఉందో దాని composition ఒక పైపై వివరమే కాదు.
అందుకే USP specificationకు అనుగుణత కొనుగోలుదారుడికి అర్థవంతమైన పరీక్ష. దానికి అనుగుణంగా లేని ఉత్పత్తి ఒక డై మాత్రమే; డైలో Azure B, heavy metals మరియు residual solvents సహా, దాన్ని మింగే వ్యక్తి కోరుకోని impurities ఉండవచ్చు. మరో ఉచ్చు ఏమిటంటే, ఒక విక్రేత heavy metals కోసం మాత్రమే పరీక్షించి, ఆ ఫలితాన్ని పూర్తి complianceగా చూపించడం. Blupreme మెథిలీన్ బ్లూ తయారు చేసే ఒక ఔషధ తయారీదారుతో భాగస్వామ్యం చేసి, పూర్తి specificationను పరీక్షిస్తుంది: identity, purity, organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits మరియు bacterial endotoxins. ప్రతి batchకు సంబంధించిన laboratory testing document ప్రచురించబడుతుంది; supplierను ఎంచుకోవడం ప్రధానంగా ఆ document ఉందా, అందులో ఏమేమి కవర్ చేశారో తనిఖీ చేయడమే.
ఒక తిరోగమన జంట. దాని నుంచి అనేక మార్గాలు. ఏ వాదన చేయగలమో route నిర్ణయిస్తుంది.