መቲሊን ብሉ ከመይ ናብ ዋህዮታት ይኣቱ፦ ሪዳክሽን፣ ዳግመ-ኦክሲዴሽንን ኣብ ሽፋን ምክፍፋልን

ኣብ ሓደ መትሓዚ ዘለዉ ኤንዶተልያዊ ዋህዮታት መቲሊን ብሉ ክወስዱ ምስ እትዕዘብ፣ እቲ ብቐጥታ ዝርአ ትርጉም እቲ ጌጋ ትርጉም እውን እዩ። እቲ መካነ ዕብየት ሰማያዊ ሕብሩ የጥፍእ፣ እቶም ዋህዮታት ድማ ሰማያዊ ጥራጥሬታት ይረኽቡ፤ ስለዚ እቲ መቐቢ ብሰማያዊ ሞለኪዩሉ ነቲ ሽፋን ሰጊሩ ክኸውን ኣለዎ ትብል። እቶም ፈተነታት ግን ካልእ እዮም ዝብሉ። እቲ ሰማያዊ ቅርጺ ዳርጋ ኣይሰግርን። ዝሰግር እቲ ሕብሪ ዘይብሉ ቅርጺ እዩ፣ እቲ ኣብ ውሽጢ እትርእዮ ሰማያዊ ሕብሪ ድማ ድሕሪ ምእታዉ፣ ኣብኡ ይፍጠር።

እዚ ንቡር ግምት ዝግልብጥ ሓቂ ኣገዳሲ እዩ፣ ምኽንያቱ ምቕባእ እንታይ ክነግረካ ከም ዝኽእልን እንታይ ክነግረካ ከም ዘይክእልን ይውስን። ሰማያዊ ጥራጥሬታት፣ ዳግመ-ኦክሲዴሽን ተገቢሩሉ ኣብ ንኡሳን ኣካላት ዋህዮ ዝተዓግተ መቐቢ የመልክቱ። ጠቕላላ መጠን መቐቢ ኣብቲ ዋህዮ ኣየመልክቱን፣ ሪዳክሽን ዝተገብረሉ ክፋል ኣየመልክቱን፣ ባዮሎጂያዊ ውጽኢት እውን ኣይዕቅኑን። ስለምንታይ ከምኡ ከም ዝኾነ ንምርኣይ፣ ነዞም ሰለስተ ደረጃታት ተኸተል፦ ኣብ ገጽ ዋህዮ ሪዳክሽን፣ ምዝርጋሕ ናይቲ ሪዳክሽን ዝተገብረሉ ቅርጺ፣ ኣብ ውሽጢ ድማ ዳግመ-ኦክሲዴሽንን ምዕጋትን።

እቶም ክልተ ቅርጽታት ከም ዝተፈላለዩ ሞለኪዩላት ይሰርሑ

ኦክሲዴሽን ዝተገብረሉ መቲሊን ብሉ፣ ጸፊሕን ኣወንታዊ ኤሌክትሪካዊ ጽዕነት ዘለዎን ስርዓት ቀለቤታት እዩ። ኣብ ማይ ይሓቅቕ፣ ኣብ ከባቢ 600 ክሳብ 700 nanometers ብርሃን ብሓይሊ ይምጥጥ፣ ሰማያዊ ድማ ይመስል። እቲ ቀንዲ ነጥቢ እቲ ጽዕነት እዩ። ጽዕነት ዘለዎን ንማይ ዝቐርብን ሞለኪዩል ብሽፋን ሊፒድ ብቐሊሉ ኣይሓልፍን። ስለዚ ኣብ ሳይንሳዊ ጽሑፋት ብጥንቃቐ ዝጥቀሙሉ ኣገላልጻ፣ ብተዛማዲ ብሽፋን ዘይሓልፍ እዩ እምበር፣ ፈጺሙ ዘይሓልፍ ኣይኮነን።

ሪዳክሽን ዝተገብረሉ መቲሊን ብሉ፣ ሉኮመቲሊን ብሉ ዝበሃል፣ ሕብሪ ዘይብሉ፣ ኤሌክትሪካዊ ጽዕነት ዘይብሉን ኣብ ስብሒ ዝሓቅቕን እዩ። እቲ ጽዕነት ምስ ዝውገድ፣ እቲ ሽፋን ድሕሪ ደጊም መንደቕ ኣይከውንን። እቲ ሪዳክሽን ዝተገብረሉ ሞለኪዩል ብቐሊሉ ይዝርጋሕን ይሰግርን። ናብ ዝያዳ ኦክሲዴሽን ዘተባብዕ ውሽጣዊ ክፍሊ ምስ ኣተወ፣ እንደገና ኤሌክትሮናት ብምጥፋእ ናብቲ ሰማያዊ፣ ጽዕነት ዘለዎን ዝዕገትን ቅርጺ ክምለስ ይኽእል። ስለዚ ናይቲ መቐቢ ረዶክስ ኬሚስትሪ መካኒዝም መጓዓዝያኡ እውን እዩ። ቁጽሪ ኤሌክትሮናት ምስ እትቕይር፣ ናይ ምሕላፍ ክእለቱ እውን ትቕይር።

ነቲ ቀዳማይ ደረጃ ዘድልዩ ኤሌክትሮናት ካብቲ ዋህዮ ባዕሉ ይመጹ። ዋህዮታት ኣጥበውቲ፣ ብፕላዝማ ሽፋን ኣቢሎም ኤሌክትሮናት የጓዓዕዙ፣ ሪዳክሽን ዘኽእሉ ኤሌክትሮናዊ እኩላት ድማ ካብ ውሽጣዊ ለገስቲ ናብ ኣብ ገጽ ዘለዉ ተቐበልቲ ንደገ የንቀሳቕሱ። እዚ ንፕላዝማ ሽፋን ዝሰግር ንጥፈት፣ ኣብ መብዛሕትኦም ዓይነታት ዋህዮ ዝርከብ ንቡር ተግባር ዋህዮ እዩ። ነቶም ናይ ታያዚን መቐቢታት ዝሰርሕ ኣብ ገጽ ኤንዶተልያዊ ዋህዮ ዘሎ ሪዳክቴዝ፣ ብሓደ ኣገዳሲ መዳይ ከም ካልኦት ይሰርሕ፦ ሳያናይድን ኣዛይድን፣ ነቶም ዝስዕቡ ደረጃታት ዘቋርጹ መጠናት እናሃለዉ፣ ስርሑ ይቕጽል። እዚ ፍልልይ እዩ ነቲ ምሉእ ዛንታ ዝገልጽ ቀንዲ መፍትሕ።

ምክፍፋል ቅድም መጸ፣ ንምእታው ድማ ዳርጋ ገለጾ

ኣብ 1929፣ ኣብ ትካል ሮክፌለር እትሰርሕ ማሪያን ኢርዊን ዝቐለለ ሕቶ ኣቕረበት። ምናልባት ምእታው መቐቢ፣ ኣብ መንጎ ማይን ስብሓዊ ንጣብራት ዋህዮን ዝግበር ምክፍፋል ጥራይ ይኸውን፣ ኣብ ላቦራቶሪ ድማ ንጣብ ክሎሮፎርም ነቶም ስብሓዊ ንጣብራት ክውክል ይኽእል። ኣብ ስፔክትሮፎቶሜትሪያዊ መጽናዕትታ ምስላኽ፣ ማያዊ ፍታሓት መቐቢ ምስ ክሎሮፎርም ኣናወጸት፣ ነቲ ናብ ኦርጋኒካዊ ክፋል ዝተሰጋገረ ድማ ምስቲ ናብ ህያዋን ዋህዮታት ኣልጋ ዝኣተወ ኣነጻጸረቶ።

ካብቲ ስራሕ ዝወጹ ክልተ ርኽበታት ክሳብ ሕጂ ትኹረት ይግብኦም። ቀዳማይ፣ ንግዳዊ ፍታሓት መቲሊን ብሉ፣ ሕጂ azure B ዝበሃል ትራይመቲል ታዮኒን ይሕዙ ነይሮም። እዚ ዘይንጹህ ባእታ፣ ካብ መቲሊን ብሉ ባዕሉ ብዝቐልጠፈ ይስልኽ ነይሩ፣ ብፍላይ ኣብ ኣልካላዊ pH፣ እቲ ኣብ ሊፒድ ዝሓቅቕ ናጻ ቤዝ ቅርጺ ዓብላሊ ኣብ ዝኾነሉ። ገለ ከም ምእታው መቲሊን ብሉ ዝተራእየ፣ ብሓቂ መረጻዊ ምእታው azure B እዩ ነይሩ። ካልኣይ፣ pH ንኩነታት ኣዮናይዜሽን ብምውሳን ነቲ ውጽኢት ወሲኑ፣ ዝተጎድኡ ዋህዮታት ድማ ካብ ዘይተጎድኡ ኣዝዩ ዝያዳ መቐቢ ኣእትዮም። መጠነ ምክፍፋልን ኩነታት ጽዕነትን፣ እቲ ሰብ ዝሰርሖ ስርዓትን እቲ ህያው ዋህዮን ነፍሲ ወከፎም እንታይ ከም ዝምጥጡ ወሲኖም። እቲ ኣብ መንጎኦም ዝነበረ ምምስሳል ድማ፣ ኣብ ዶብ ዋህዮ ማያዊ ዘይኮኑ ንጣብራት ኣለዉ ዝብል ሓሳብ ደጊፉ።

እቲ ሞዴል ብዛዕባ ሊፒዳትን ኣዮናይዜሽንን ቅድሚ ግዜኡ ግንዛበ ነይርዎ። እንተኾነ፣ ብቅርጹ ከይተቐየረ ዝከፋፈል መቐቢ፣ ካብቲ ኣብ ገጽ ዋህዮ ብኬሚካላዊ መንገዲ ዝቕየር፣ ብካልእ ቅርጺ ዝሰግርን ኣብ ውሽጢ ናብ ቀደሙ ዝምለስን መቐቢ ክፈሊ ኣይከኣለን። እዚ ፍልልይ ካልእ ፈተነ የድልዮ ነይሩ፣ ሰብዓ ዓመት ድሕሪኡ ድማ ኣብ ኤንዶተልየም ሳንቡእ መጸ።

ኣብ ደገ ሪዳክሽን፣ ኣብ ውሽጢ ምዕጋት

መርከርን መሳርሕቱን፣ ኣብ መካነ ዕብየት ብዝዓበዩ ኤንዶተልያዊ ዋህዮታት ሰራውር ሳንቡእ ከብቲ ሰሪሖም፣ ሰለስተ ደረጃታት ዘለዎ ቅደም ተኸተል ድማ ኣቕሪቦም፦ እቲ ኦክሲዴሽን ዝተገብረሉ መቐቢ፣ ኣብ ገጽ ዋህዮ ሪዳክሽን ተገቢሩሉ ናብ ሕብሪ ዘይብሉን ንስብሒ ዝቐርብን ቅርጹ ይቕየር፤ እቲ ሪዳክሽን ዝተገብረሉ ቅርጺ ብምዝርጋሕ ናብ ውሽጢ ይኣቱ፤ ውሽጠ-ዋህዮኣዊ ዳግመ-ኦክሲዴሽን ድማ ነቲ ብሽፋን ዘይሓልፍ ኦክሲዴሽን ዝተገብረሉ ቅርጺ እንደገና ይፈጥሮ፣ ንሱ እውን ይእከብ። ድሕሪኡ መጽናዕቶም ናይ ታያዚን ምእታው ናብ ኤንዶተልያዊ ዋህዮታት፣ ነቲ ቅደም ተኸተል ኣብ ፍሉያት ነጥብታት ንምቁራጽ ብምፍታን መርመሮ።

እቲ ቀዳማይ መሳርሒ ፈሪሳያናይድ፣ ናብ ዋህዮ ክኣቱ ዘይክእል ተቐባሊ ኤሌክትሮናት ነይሩ። ናይ ገጽ ኢንዛይማት፣ ኣብ ደገ ዋህዮ ነቲ ሰማያዊ መቐቢ ሪዳክሽን ገይሮም ናብ ሕብሪ ዘይብሉ ቅርጹ ምስ ቀየርዎ፣ ፈሪሳያናይድ ነቶም ኤሌክትሮናት መሊሱ ክወስዶም ይኽእል። በዚ ድማ፣ እቲ መቐቢ ቅድሚ ምስጋሩ ኣብቲ መካነ ዕብየት ሰማያዊ መቐቢ እንደገና ይፍጠር። ፈሪሳያናይድ ብትርፊ ክሳብ ዝነበረ፣ ማለት 10 micromolar መቐቢ ኣንጻር 50 ክሳብ 500 micromolar ፈሪሳያናይድ፣ ምእታው መቐቢ ዳርጋ ደው ኢሉ። እቲ ፈሪሳያናይድ ምስ ተወድአ ጥራይ ድማ፣ ምእታው ብንቡር ፍጥነቱ ተመሊሱ ቀጺሉ። እቲ ኪነቲክስ ብኻልእ መንገዲ እውን ነቲ ተመሳሳሊ ዛንታ ገሊጽዎ። ፈሪሳያናይድ ዳርጋ ብቐዋሚ ፍጥነት ይጠፍእ ነይሩ፤ እዚ ድማ እንደገና ክዘውር ንዝኽእል መንጎኛ ዝምግብ፣ ቀጻሊ ዋሕዚ ሪዳክሽን ኣብ ገጽ ምህላዉ ይሰማማዕ። ብኣንጻሩ፣ እቲ ካብ ዋህዮ ወጻኢ ዝነበረ መቐቢ፣ ክምችቱ እናተወድአ ብኤክስፖነንሻላዊ መንገዲ ይጠፍእ ነይሩ። ቀዋሚ ዋሕዚ ምስ ዝጎድል ክምችት ማለት፣ እቲ ናይ ፈሪሳያናይድ ምልክት ቀጻሊ ሪዳክሽን እዩ ዘመልክት እምበር፣ ሞለኪዩላት መቐቢ ካብ ፍታሕ ምውጽኦም ኣይኮነን።

እቲ ካልኣይ መሳርሒ፣ ነቲ ደረጃ ምስጋር ሙሉእ ብሙሉእ ኣወገዶ። እቲ ጉጅለ፣ ንታያዚን ቀረባ ዝምድና ዘለዎ ቶሉዲን ብሉ O፣ ናብ ሓደ ዓቢ ሰንሰለት ፖሊኣክሪላማይድ ኣተኣሳሰሮ። እቲ ሰንሰለት ኣብ ክልቲኡ ኩነታት ኦክሲዴሽን ናብ ዋህዮ ክኣቱ ኣዝዩ ዓቢ ነይሩ። እቶም ዋህዮታት ግን ነቲ ዝተኣስረ መቐቢ ሪዳክሽን ይገብሩሉ ነይሮም። ስለዚ ሪዳክሽን ናብ ውሽጢ ዋህዮ ምእታው ኣየድልዮን። እቲ ዝሰርሕ ስርዓት ኣብ ገጽ ተቓሊዑ ኣሎ፣ ወይ ብኤሌክትሪካዊ መንገዲ ምስኡ ተተሓሒዙ ኣሎ።

ድሕሪኡ፣ ነቲ ጽሑፍ ኣርእስቱ ዝሃቦ ፍልልይ መጸ። ሳያናይድን ኣዛይድን ብመጠን 2 millimolar፣ ምእካብ መቐቢ ብሓይሊ ኣዳኺሞም። ብማይክሮስኮፕ ክርአ ከሎ፣ እቶም ብንቡር ነቲ ኒውክልየስ ዝኸብቡ ጸሊም-ሰማያዊን ሓምላይን ውሽጣዊ ክምችታት ዳርጋ ጠፊኦም። እንተኾነ፣ ካብቶም ክልተ ዓገትቲ ዝኾነ ነቲ ካብ ዋህዮ ወጻኢ ዝግበር ሪዳክሽን ኣየዘገዮን፦ ናይ ፈሪሳያናይድ ዑደት ከይተዳኸመ ቀጺሉ፣ እቲ ዘይሰግር ፖሊመር እውን ገና ሪዳክሽን ይግበረሉ ነይሩ። እቲ ምዕጋት ኣብ ዝስዕብ ደረጃ ነይሩ። ሳያናይድን ኣዛይድን፣ ነቲ ውሽጠ-ዋህዮኣዊ ዳግመ-ኦክሲዴሽንን ምኽዛንን እዮም ዘቋርጹ ነይሮም እምበር፣ ነቲ ኣብ ገጽ ዝግበር ሪዳክሽን ኣይኮኑን። ናይ ህያውነት መቆጻጸሪ ፈተነታት ነዚ ትርጉም ደጊፎም። እቶም ዋህዮታት ኣብዞም ኣተሓሕዛታት፣ ነቲ ሳይቶሶላዊ መለለዪ ኢንዛይሞም ላክቴት ዲሃይድሮጀኔዝ ዓቂቦምዎ። ስለዚ ምጥፋእ ምእታው መቐቢ፣ ብመርዛምነት ወይ ብምብታን ሽፋን ጥራይ ዝተፈጥረ ኣይነበረን።

ካብቲ ጽሑፍ ዝመጸ ሓደ መጠንቀቕታ ክሳብ ሕጂ ይምልከት። እቶም ሰማያዊ ውሽጣዊ ክምችታት ኣብ ከባቢ ኒውክልየስ እምበር ኣብ ውሽጡ ኣይነበሩን። እዚ ኣብ ንኡሳን ኣካላት ዋህዮ ኦክሲዴሽን ምክያዱ ይሰማማዕ፣ እቲ መጽናዕቲ ግን ኣየኖት ንኡሳን ኣካላት ምዃኖም ኣይለለየን። ኣብ ካልኦት ዓይነታት ዋህዮ ዝተራእዩ ተመሳሰልቲ ቅርጽታት፣ ኣብ ድኹም መርትዖ ተመርኲሶም ላይሶሶማዊ ተባሂሎም ነይሮም። ምዕጋት ከም ዝተረጋገጸ፣ እቲ ፍሉይ ቦታኡ ግን ከም ግዝያዊ ግምት ውሰዶ። ኤሌክትሮናት ቀጺሎም ናበይ ከም ዝኸዱ ዝከታተሉ ኣንበብቲ፣ ናብ ሚቶኮንድርያዊ መጓዓዝያ ኤሌክትሮናትን ኣተሓሕዛ ረዶክስን፣ ከምኡውን ናብቲ ዝሰፍሐ ስእሊ ብመንገዲ ምእታው ዝውሰን ምምጣጥን ስርጭትን ክቕጽሉ ይኽእሉ።

ምቕባእ ምቅላዕ ኣይኮነን

ሳልሳይ መጽናዕቲ፣ እዚ ናይ ምእታው ኣሰራርሓ ምስ ባዮሎጂያዊ መዐቀኒ ክራኸብ ከሎ እንታይ ከም ዝኸውን የርኢ። ስኮትን መሳርሕቱን፣ ከም ቀለቤት ዝተቐርጸ ስኳር ዝኾነ መቲል ቤታ ሳይክሎዴክስትሪን፣ ምስ መቲሊን ብሉ ብቐጥታ ከም ዝእሰር ረኺቦም። ናይቲ ሞለኪዩል ኣብ ውሽጢ ቀለቤት ዝተኣስረሉ ኮምፕሌክስ ቀዋሚ ውህደት ከባቢ 310 per molar ነይሩ፣ ናይ መቐቢ ዳይመር ምፍጣር ድማ ከባቢ 5846 per molar ነይሩ። ኣብ L929 ፋይብሮብላስታት፣ እዚ ምእሳር ንምቕባእ ዋህዮን ንምትብባዕ ምእታው ግሉኮስን ክልቲኡ ዓጊትዎ፦ ኣቐዲምካ ምስ ሳይክሎዴክስትሪን ምጽናሕ፣ ሰማያዊ ምቕባእ ከልኪሉ፤ ድሕሪኡ ምውሳኹ ድማ ምጥፋእ ሕብሪ ኣቀላጢፉ። እቲ ብብርሃን ዝርአ ሰማያዊ ምልክት ካብ ዋህዮታት እናጠፍአ፣ እቲ ዝነቓቐሐ መጓዓዝያ ግሉኮስ እውን ብቐረባ ተመሳሳሊ መንገዲ እናደኸመ ከይዱ።

እቶም ጸሓፍቲ፣ እዚ ምትሕሓዝ ካብ ነዊሕ ዝጸንሕ መካኒዝም ኦክሲዳቲቭ ጸቕጢ ንላዕሊ፣ ኣብ መንጎ መቐቢን ኣብ መስመር ምንቕቓሕ ኣጓዓዚ ግሉኮስ ዘሎ ፕሮቲንን ቀጥታዊ ርክብ ከም ዘሎ ዝድግፍ ገይሮም ተርጒሞምዎ። እዚ መደምደምታ ርትዓዊ እዩ፣ ደረት ግን ኣለዎ። እቲ ፈተነ ነቲ ፕሮቲን ኣይሰምዮን፣ ምስቲ ኣጓዓዚ ባዕሉ ምእሳር ኣየርእን፣ ኣብ መንጎ ምጥፋእ ሕብርን ምጥፋእ ውጽኢትን ዘሎ ምትሕሓዝ ድማ ንኹሉ ብረዶክስ ዝካየድ መንገዲ ክነጽጎ ኣይክእልን።

እቲ ዘላቒ ትምህርቲ ብዛዕባ ምዕቃን እዩ። ብብርሃን ዝርአ ምቕባእ፣ ዝርአ፣ ኦክሲዴሽን ዝተገብረሉን ምስ ዋህዮ ዝተኣሳሰረን መቐቢ የመልክት። ነቲ ሕብሪ ዘይብሉ፣ ሪዳክሽን ዝተገብረሉ ክፋል ፈጺሙ ኣይርእዮን። ስለዚ ፈኲስ ሕብሪ ዘለዎ ዋህዮ ገና እኩላት መቐቢ ክሕዝ ይኽእል። ብሓይሊ ዝተቐብአ ዋህዮ ድማ፣ ዝተዓግተ ኦክሲዴሽን ዝተገብረሉ መቐቢ እዩ ዘመልክት እምበር፣ ጠቕላላ ምቅላዕ ህብረ ህዋስ ወይ መጠን ውጽኢት ኣይኮነን። እዚ መጠንቀቕታ ኣብ ዝዓበየ መለክዒ እውን ይምልከት፦ ኣብ መንጎ ዓይነታት ዋህዮ ምቕባእ ምንጽጻር፣ ወይ ጸሊም ሕብሪ ዘለዎ ቁራጽ ህብረ ህዋስ ከም መርትዖ ዝለዓለ ምቅላዕ ምውሳድ፣ ነቲ ኣብ መትሓዚ ዋህዮታት ዝተገብረ መጀመርታዊ ጌጋ ይደግሞ። ምእታው፣ ዑደት ሪዳክሽን፣ ምዝርጋሕን ዳግመ-ኦክሲዴሽንን እዩ። ዝኾነ ኣብ ሓደ እዋን ዝተወስደ ስእሊ ናይቲ ሰማያዊ ቅርጺ፣ ሓደ ኩርናዕ ናይቲ ዑደት ጥራይ እዩ ዝርኢ። እዚ ንኣብ ላቦራቶሪ ምቕባእን ኣተሓሕዛን፣ ከምኡውን ንምትርጓም ብዛዕባ መጠንን ምቅላዕን ዝቐርቡ ኣበሃህላታት ዘለዎ ተግባራዊ ሳዕቤን፣ ብቐጥታ ካብዚ ይስዕብ።