Paano gumagana ang methylene blue: paglilipat ng electron, at kung saan napupunta ang mga electron

Ang isang nakatakip na prasko sa ibabaw ng mesa ang pinakamaikling tapat na pagpapakilala sa kung paano gumagana ang methylene blue. Tubig, glucose, kaunting sodium hydroxide, at sapat na dye para gawing malalim at hindi mapagkakamalang asul ang likido. Maghintay ng ilang minuto at mawawala ang asul hanggang sa magmukhang prasko lamang ng tubig ang lalagyan. Alugin ito, at biglang babalik ang kulay. Pagkatapos ay kukupas itong muli, at patuloy itong mangyayari hangga't may glucose na handang magbigay ng mga electron at oxygen na handang tumanggap ng mga ito.

Walang nagbago sa dye maliban sa bilang ng mga electron na dala nito. Kapag oxidised, asul ito. Kapag reduced, hindi. Halos lahat ng iba pang nasa therapeutic at research literature tungkol sa molekulang ito ay nagmumula sa iisang reversible na hakbang na iyon, dahil ang isang molekulang kayang tumanggap ng mga electron mula sa isang partner at ipasa ang mga ito sa isa pa ay isang relay, at walang ginagawa ang relay nang mag-isa. Ang ginagawa nito ay ganap na nakadepende sa kung ano ang nasa magkabilang dulo nito.

Dalawang anyo, at kung bakit mahalaga ang pares

Ang oxidised na anyo ay isang patag at positively charged na ring system. Ang patag at charged na hugis na iyon ang dahilan kung bakit ito nakikipagsalansan sa nucleic acids, kung bakit ito kumakabit sa mga sialylated structure sa cell membranes, at kung bakit malakas itong sumisipsip ng visible light sa pagitan ng humigit-kumulang 600 at 700 nanometres, na siyang bahagi ng spectrum na nakikita ng mata ng tao bilang asul.

Iba naman ang reduced na anyo. Wala itong charge, natutunaw ito sa taba sa halip na sa tubig, at wala itong kulay. Napakababa ng ionisation nito sa pH sa loob ng katawan, nasa antas ng ilang per cent. Kaya madaling nakakatawid ang reduced na molekula sa cell membrane sa pamamagitan ng diffusion, at kapag nasa loob na, kung saan mas oxidising ang kapaligiran, maaari itong ma-re-oxidise at epektibong ma-trap. Patag ang oxidised na ring system; maaaring pumilipit ang reduced na anyo. Ang mga structural na kahihinatnang iyon, pati ang mismong pagbabago ng kulay, ay bahagi ng kuwento ng dalawang anyo sa sarili nilang karapatan, at mas detalyado itong tinatalakay sa paghahambing ng methylene blue at leucomethylene blue.

Pagtanggap ng mga electron

Tatanggap ang oxidised na dye ng mga electron mula sa malawak na hanay ng mga donor. Isa rito ang glucose sa demonstration flask. Sa loob ng cell, kabilang din dito ang reduced pyridine nucleotides at mga bahagi ng mitochondrial electron transport chain. Kapag na-reduce ang methylene blue sa tissue na may oxygen, ang cycle na nabubuo nito ay kumokonsumo kapwa ng reducing agent at oxygen, at gumagawa ng reactive oxygen species, pangunahin ang hydrogen peroxide. Lumalabas ang dye sa cycle nang hindi nagbabago, handang ulitin ito.

Ipinapaliwanag ng huling puntong iyon ang isang kontradiksyon na kung hindi ay maaaring magmukhang pabaya. Inilalarawan sa literature ang methylene blue bilang parehong pro-oxidant at antioxidant, at parehong maipagtatanggol ang mga paglalarawang iyon. Maaari nitong pigilan ang paggawa ng superoxide sa pamamagitan ng pagkilos bilang artificial electron acceptor, inililihis ang daloy ng mga electron palayo sa mga enzyme site kung saan kung hindi ay iko-convert ang oxygen tungo sa superoxide radicals. Sa liver cell cultures, ipinakitang nakapag-iinduce ito ng phase-2 antioxidant defence enzymes, kabilang ang thioredoxin reductase 1 at NADPH quinone oxidoreductase. Kung alin sa dalawang mukha ang makikita ay nakadepende sa kung aling dulo ng relay ang kapos sa mga electron sa sandaling iyon. Ang tanong na "antioxidant ba ang methylene blue" ay hindi maayos na nabuo hangga't hindi sinasabi kung saang system, sa anong concentration, at kung ano pa ang naroroon.

Pagpapasa ng mga electron

Kapag may hawak nang ekstrang electron ang dye, tatlong magkakaibang bagay ang maaaring sumunod, at karaniwang inilalarawan ang mga ito sa ilalim ng iisang heading. Hindi dapat ganoon.

Maaari nitong ipasa ang electron sa isang metal centre. Ang pinakamalinaw na halimbawa ay haemoglobin na na-oxidise mula ferrous tungo sa ferric state. Sa state na iyon, hindi ito makapagdala ng oxygen. Sa red cells, nire-reduce ng isang enzyme ang dye, at pagkatapos ay ipinapasa ng reduced na dye ang mga electron sa oxidised haem iron nang non-enzymatically, ibinabalik ang gumaganang haemoglobin at ibinabalik ang dye sa oxidised nitong anyo. Hindi nauubos ang dye sa prosesong ito; umiikot ito sa cycle. Ang clinical picture na nakabatay sa reaksiyong ito ay usaping pang-ospital, at tinatalakay sa paliwanag tungkol sa methylene blue sa methemoglobinemia kung paano ito ginagamit at kung bakit napakahigpit ng supervision dito.

Isang tapat na tala tungkol sa pagbasa: hindi pareho ang reducing cofactor na tinutukoy ng dalawang review na pinagbabatayan ng artikulong ito para sa enzyme step, kung saan NADH ang sinasabi ng isa at NADPH naman ang isa. Totoo ang hindi pagkakasundong ito at hindi ito nalulutas sa mga source na available dito, kaya ang mas ligtas na paglalarawan ay ang papel na ginagampanan ng bawat bahagi sa halip na magbigay ng iisang pangalan ng cofactor.

Maaari itong magpasa ng energy, o electron, sa oxygen, kung may liwanag. Umiiral lamang ang rutang ito sa ilalim ng illumination. Umaabot ang excited dye sa triplet state, at mula roon ay dalawang mekanismo ang posible. Sa una, direktang nakikipag-interact ang excited dye sa kalapit na molekula, kumukuha ng hydrogen o naglilipat ng electron, na bumubuo ng radicals; ang reaksiyon sa tubig sa ganitong paraan ay gumagawa ng hydroxyl radicals. Sa ikalawa, ipinapasa ang excitation energy sa mismong oxygen, na gumagawa ng singlet oxygen, isang highly electrophilic species na nagde-decay sa loob ng microseconds at karaniwang tinatanggap bilang pangunahing ruta kung paano nasisira ng illuminated methylene blue ang microbial cells. Kabilang sa mga dokumentadong resulta ang reactions sa cell envelope lipids at peptides, at sa guanine bases sa DNA.

Ang praktikal na resulta ng rutang ito ay binabago ng illumination ang mga numero nang ilang orders of magnitude. Sa datos na tinipon nina Wainwright at Crossley, ang methylene blue laban sa Pseudomonas aeruginosa ay may minimum bactericidal concentration na humigit-kumulang 500 micromolar sa dilim, at humigit-kumulang 25 micromolar sa ilalim ng light dose na 12 joules per square centimetre. Laban sa isang strain ng Staphylococcus aureus, parehong 5 micromolar ang mga value sa dilim at sa illumination. Sa madaling salita, kung maituturing mang antimicrobial ang molekula ay hindi katangian ng molekula lamang; katangian ito ng molekula kasama ang liwanag.

Maaari itong kumilos nang direkta sa isang enzyme site, nang hindi dumaraan sa relay. Ina-oxidise ng methylene blue ang ferrous iron na nakatali sa nitric oxide synthase, na nagpapahinto sa enzyme. Hinaharangan nito ang soluble guanylate cyclase, at ang 1 at 10 micromolar ang karaniwang laboratory concentration na ginagamit para sa layuning iyon. Ini-inhibit nito ang monoamine oxidase type A na may IC50 sa pagitan ng 27 at 180 nanomolar, na siyang mekanismo sa likod ng mahusay na dokumentadong interaction sa serotonin reuptake inhibitors at dahilan kung bakit hiwalay na kategorya ang mga drug interaction ng methylene blue.

Magkakaiba sa chemistry ang tatlong rutang ito. Ang pagsasama-sama sa mga ito sa iisang pahayag na gumagana ang methylene blue sa pamamagitan ng redox cycling ang pangunahing dahilan kung bakit napakaraming sulatin tungkol dito ang sabay na mukhang kumpiyansa at malabo.

Apat na pagkakaibang nagpapasya kung may ibig sabihin ang isang pahayag tungkol sa mekanismo

Aling anyo. Hindi maaaring ipagpalit ang reduced na dye at oxidised na dye. Ipinapakita ng acetylcholinesterase inhibition ang bitag: sa isang mahabang in vitro incubation, unti-unting nare-reduce ang methylene blue tungo sa walang kulay nitong anyo, at humihina ang inhibition, dahil hindi ini-inhibit ng reduced na molekula ang enzyme na iyon. Ang assay na pinatakbo nang sapat na matagal para mabago ang anyo ay mag-uulat ng mas mahinang epekto at maaaring humantong sa maling paliwanag.

Aling concentration. Ang laboratory range para sa soluble guanylate cyclase inhibition ay 1 to 10 micromolar. Ang pag-abolish ng glutamate-mediated transmission sa rat hippocampal slices ay nangailangan ng 5 to 50 micromolar. Naiuulat ang toxic effects sa cell culture sa taas ng 100 micromolar. Hindi magkakapareho ang mga eksperimentong ito, at ang mekanismong nakumpirma sa 50 micromolar ay hindi awtomatikong nalalapat sa isang pasyenteng ang plasma concentration ay maliit na bahagi lamang niyon.

Aling route. Ang absolute oral bioavailability ay humigit-kumulang 72 per cent, at ang terminal plasma half-life ay 5 to 7 hours. Ang oral administration ay gumagawa ng mas matataas na concentration sa intestine at liver; ang intravenous administration ay gumagawa ng mas matataas na concentration sa brain. Ang route ang nagpapasya kung aling tissue ang makakaharap sa mga electron.

Aling model, at kung nakabukas ba ang mga ilaw. Malaking bahagi ng mechanistic literature ay mula sa cell culture at rodent work, at ang in vitro results sa molekulang ito ay nakadepende sa light exposure, membrane potential at redox state ng mga cell, dahil sapat na ang isang microscope lamp para ma-photosensitise ito. Sa pagitan ng 65 at 85 per cent ng isang administered dose ay nare-reduce tungo sa walang kulay na anyo sa red cells at peripheral tissue. Ang bawat isa sa mga variable na iyon ay nasa pagitan ng isang malinaw na mekanismo sa isang dish at ng isang pahayag tungkol sa isang tao.

Bakit usapin ng chemistry ang purity

Dine-demethylate ng illumination ang methylene blue. Ang unang produkto ay Azure B, pagkatapos ay Azure A, pagkatapos ay thionin, at mas maraming breakdown ang nalilikha ng mas mataas na light intensity kaysa sa mas mababa. Samakatuwid, ang isang molekulang kapaki-pakinabang dahil kaya nitong tumanggap at magbigay ng mga electron ay isa ring molekula na ang malamang na degradation products ay malalapit na chemical relatives na nananatili sa parehong solution. Ang composition ng nasa loob ng container ay hindi isang cosmetic detail.

Iyan ang dahilan kung bakit ang conformance sa USP specification ang makabuluhang test para sa isang buyer. Ang produktong hindi nakatutugon dito ay isang dye, at ang dye ay may dalang impurities, kabilang ang Azure B, heavy metals at residual solvents, na hindi gustong malunok ng isang tao. Ang isa pang bitag ay ang seller na heavy metals lamang ang tine-test at inilalahad ang resulta bilang full compliance. Nakipag-partner ang Blupreme sa isang pharmaceutical manufacturer ng methylene blue at tine-test ang buong specification: identity, purity, organic impurities, residual solvents, elemental impurities, residue on ignition, microbial limits at bacterial endotoxins. Inilalathala ang laboratory testing document sa likod ng bawat batch, at ang pagpili ng supplier ay higit sa lahat usapin ng pag-check kung umiiral ang dokumentong iyon at kung ano ang saklaw nito.

Isang reversible couple. Ilang rutang lumalabas mula rito. Ang route ang nagpapasya kung ano ang maaaring ipahayag.