Bí methylene blue ṣe ń wọ àwọn sẹ́ẹ̀lì: gbígba ẹlẹ́ktrọ́n, pípàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i, àti pínpín sínú awọ sẹ́ẹ̀lì

Wo àwo kan tí àwọn sẹ́ẹ̀lì endothelium inú rẹ̀ ń gba methylene blue wọlé, ìtumọ̀ tí ó dà bí èyí tó ṣe kedere jù lọ sì tún ni èyí tí kò tọ́. Omi tí a fi ń tọ́jú wọn pàdánù àwọ̀ búlúù rẹ̀, àwọn sẹ́ẹ̀lì sì ní àwọn hóró búlúù, nítorí náà ó dà bíi pé ohun aláwọ̀ náà gbọdọ̀ ti kọjá awọ sẹ́ẹ̀lì gẹ́gẹ́ bí moléku búlúù. Àwọn ìdánwò sọ ohun mìíràn. Ìrísí búlúù náà kì í fẹ́rẹ̀ẹ́ kọjá. Ohun tó ń kọjá ni ìrísí tí kò ní àwọ̀, búlúù tí o sì ń rí nínú ni a dá sílẹ̀ nínú, lẹ́yìn tí ó ti wọlé.

Ìyípadà yìí ṣe pàtàkì nítorí pé ó pinnu ohun tí àbàwọ́n lè sọ fún ọ àti ohun tí kò lè sọ. Àwọn hóró búlúù fi ohun aláwọ̀ tí ó wà ní ipò oksidẹ́ṣọ̀n hàn, tí ó ti pàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i, tí ó sì di mọ́ inú àwọn ẹ̀yà kéékèèké inú sẹ́ẹ̀lì. Wọn kò fi gbogbo ohun aláwọ̀ inú sẹ́ẹ̀lì hàn, wọn kò fi àpapọ̀ tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n hàn, wọn kò sì wọn ipa lórí iṣẹ́ ẹ̀dá alààyè. Láti rí ìdí rẹ̀, tẹ̀lé àwọn ìgbésẹ̀ mẹ́ta náà: gbígba ẹlẹ́ktrọ́n ní ojú sẹ́ẹ̀lì, títàn ká ti ìrísí tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n, àti pípàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i àti dídì mọ́ inú.

Àwọn ìrísí méjèèjì ń hùwà bí àwọn moléku ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀

Methylene blue tí ó wà ní ipò oksidẹ́ṣọ̀n jẹ́ àkójọpọ̀ àwọn òrùka pẹlẹbẹ tí ó ní ẹrù iná mànàmáná rere. Ó ń tú sínú omi, ó ń fa ìmọ́lẹ̀ wọlé gidigidi ní àgbègbè 600 sí 700 nanometers, ó sì ń hàn bí búlúù. Ẹrù iná náà ni kókó. Moléku tí ó ní ẹrù iná, tí ó sì fẹ́ràn omi kì í kọjá awọ sẹ́ẹ̀lì tí lípídì dá ní ìrọ̀rùn, nítorí náà ọ̀rọ̀ tí a fi ìṣọ́ra lò nínú àwọn ìwé ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ni pé kò fi bẹ́ẹ̀ lè kọjá awọ sẹ́ẹ̀lì, kì í ṣe pé kò lè kọjá rárá.

Methylene blue tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n, tí a ń pè ní leucomethylene blue, kò ní àwọ̀, kò ní ẹrù iná, ó sì ń tú sínú ọ̀rá. Yọ ẹrù iná náà kúrò, awọ sẹ́ẹ̀lì kò sì tún jẹ́ ògiri. Moléku tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n náà ń tàn ká kọjá ní ìrọ̀rùn, nígbà tí ó bá sì wọ agbègbè inú sẹ́ẹ̀lì tí ó túbọ̀ ń mú oksidẹ́ṣọ̀n ṣẹlẹ̀, ó lè pàdánù àwọn ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i, kí ó sì padà sí ìrísí búlúù tí ó ní ẹrù iná, tí ó di mọ́ inú. Nítorí náà, kẹ́mísírì redox ohun aláwọ̀ náà tún ni ọ̀nà ìgbéjáde rẹ̀. Bí o ṣe yí iye ẹlẹ́ktrọ́n padà, bẹ́ẹ̀ ni o ṣe yí agbára rẹ̀ láti kọjá awọ sẹ́ẹ̀lì padà.

Àwọn ẹlẹ́ktrọ́n fún ìgbésẹ̀ àkọ́kọ́ wá láti inú sẹ́ẹ̀lì fúnra rẹ̀. Àwọn sẹ́ẹ̀lì ẹranko tí ń fún ọmọ ní ọmú ń gbé ẹlẹ́ktrọ́n kọjá awọ pilasima, wọ́n ń gbe àwọn ohun tí ó lè fúnni ní ẹlẹ́ktrọ́n láti ọ̀dọ̀ àwọn olùfúnni inú sẹ́ẹ̀lì síta lọ sí ọ̀dọ̀ àwọn olùgbà ní ojú rẹ̀. Iṣẹ́ yìí tí ń ṣẹlẹ̀ kọjá awọ pilasima jẹ́ iṣẹ́ sẹ́ẹ̀lì déédéé, a sì rí i nínú ọ̀pọ̀ jù lọ irú sẹ́ẹ̀lì. Ensáyímù reductase ní ojú endothelium tí ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn ohun aláwọ̀ thiazine sì jọ àwọn mìíràn ní ọ̀nà kan tó ṣe pàtàkì: ó ń bá iṣẹ́ lọ níwájú cyanide àti azide ní àwọn iye tí ó dá àwọn ìgbésẹ̀ tó tẹ̀ lé dúró. Ìyàtọ̀ yẹn ni gbogbo àlàyé yìí dá lé.

Pínpín wá ṣáájú, ó sì fẹ́rẹ̀ẹ́ ṣàlàyé wíwọlé

Ní 1929, Marian Irwin ní Rockefeller Institute béèrè ìbéèrè kan tó rọrùn sí i. Bóyá wíwọlé ohun aláwọ̀ jẹ́ pínpín lásán láàárín omi àti àwọn ìpele ọlọ́ràá inú sẹ́ẹ̀lì, ìpele chloroform kan sì lè dúró fún àwọn ìpele ọlọ́ràá wọ̀nyẹn lórí tábìlì yàrá ìdánwò. Àwọn ìwádìí rẹ̀ lórí wíwọlé nípasẹ̀ wíwọn bí ohun ṣe ń fa ìmọ́lẹ̀ (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19872469/) mì àwọn ojútùú ohun aláwọ̀ inú omi pẹ̀lú chloroform, wọ́n sì fi ohun tí ó lọ sínú ìpele ohun ẹlẹ́yà erogba wé ohun tí ó wọ àwọn sẹ́ẹ̀lì algae alààyè.

Àwọn àbájáde méjì láti inú iṣẹ́ yẹn ṣì yẹ kí a fiyè sí. Àkọ́kọ́, àwọn ojútùú methylene blue tí a ń tà ní trimethyl thionine, tí a ń pè ní azure B báyìí, nínú, àìmọ́ yìí sì wọlé yára ju methylene blue fúnra rẹ̀ lọ, pàápàá ní pH alikáláìnì níbi tí ìrísí básè òmìnira tí ń tú sínú lípídì ti pọ̀ jù. Díẹ̀ lára ohun tí ó dà bí wíwọlé methylene blue jẹ́ wíwọlé àyànfẹ́ azure B ní tòótọ́. Èkejì, pH pinnu àbájáde nípa pípa ipò ìyọ́nú mọ́, àwọn sẹ́ẹ̀lì tí ó farapa sì gba ohun aláwọ̀ púpọ̀ sí i wọlé ju àwọn tí ó pé lọ. Àwọn olùsọdipúpọ̀ pínpín àti ipò ẹrù iná ló ṣàkóso ohun tí ètò àtọwọ́dá àti sẹ́ẹ̀lì alààyè kọ̀ọ̀kan gbà, ìjọra láàárín méjèèjì sì ṣètìlẹ́yìn fún èrò pé àwọn ìpele tí kì í ṣe omi wà ní ààlà sẹ́ẹ̀lì.

Àwòṣe náà rí ohun tó ṣe pàtàkì nípa lípídì àti ìyọ́nú ṣáájú àkókò rẹ̀, ṣùgbọ́n kò lè ṣe ìyàtọ̀ láàárín ohun aláwọ̀ tí ń pínpín ní ìrísí tirẹ̀ àti ohun aláwọ̀ tí a yí padà nípasẹ̀ kẹ́mísírì ní ojú sẹ́ẹ̀lì, tí ó kọjá ní ìrísí mìíràn, tí a sì yí padà sí ìrísí àkọ́kọ́ nínú. Ìyàtọ̀ yẹn nílò ìdánwò mìíràn, ó sì dé ní àádọ́rin ọdún lẹ́yìn náà nínú endothelium ẹ̀dọ̀fóró.

Gbígba ẹlẹ́ktrọ́n ní òde, dídì mọ́ inú

Merker àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ṣiṣẹ́ pẹ̀lú àwọn sẹ́ẹ̀lì endothelium iṣan ẹ̀jẹ̀ àlọ ẹ̀dọ̀fóró màlúù tí a tọ́jú nínú yàrá ìdánwò, wọ́n sì dábàá ọ̀wọ́ ìgbésẹ̀ mẹ́ta: ohun aláwọ̀ tí ó wà ní ipò oksidẹ́ṣọ̀n ń gba ẹlẹ́ktrọ́n ní ojú sẹ́ẹ̀lì láti di ìrísí rẹ̀ tí kò ní àwọ̀, tí ó fẹ́ràn ọ̀rá; ìrísí tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n ń tàn ká wọlé; àti pípàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i nínú sẹ́ẹ̀lì ń tún ìrísí oksidẹ́ṣọ̀n tí kò lè kọjá awọ sẹ́ẹ̀lì dá sílẹ̀, èyí tí ń kójọ. Ìwádìí wọn lórí gbígba thiazine wọlé nínú endothelium wá dán ọ̀wọ́ ìgbésẹ̀ náà wò nípa gbígbìyànjú láti dá a dúró ní àwọn ibi pàtó.

Ohun èlò àkọ́kọ́ ni ferricyanide, olùgbà ẹlẹ́ktrọ́n tí kò lè wọ sẹ́ẹ̀lì. Nígbà tí àwọn ensáyímù ojú sẹ́ẹ̀lì bá fún ohun aláwọ̀ búlúù ní ẹlẹ́ktrọ́n láti di ìrísí rẹ̀ tí kò ní àwọ̀ ní òde sẹ́ẹ̀lì, ferricyanide lè gba àwọn ẹlẹ́ktrọ́n náà padà, kí ó tún ohun aláwọ̀ búlúù dá sílẹ̀ nínú omi ìtọ́jú kí ó tó kọjá rárá. Ní gbogbo ìgbà tí ferricyanide wà ní àṣejù (ohun aláwọ̀ 10 micromolar sí ferricyanide 50 sí 500 micromolar), gbígba ohun aláwọ̀ wọlé fẹ́rẹ̀ẹ́ dá dúró, kìkì lẹ́yìn tí ferricyanide tán ni wíwọlé tún bẹ̀rẹ̀ ní ìyára rẹ̀ déédéé. Àwọn ìyára ìṣẹ̀lẹ̀ náà sọ ohun kan náà ní ọ̀nà kejì. Ferricyanide ń dín kù ní ìyára tó fẹ́rẹ̀ẹ́ dúró ṣinṣin, èyí tó bá ṣíṣàn gbígba ẹlẹ́ktrọ́n déédéé ní ojú sẹ́ẹ̀lì mu, tí ń pèsè fún alárinà tí a lè tún lò; nígbà tí ohun aláwọ̀ ní òde sẹ́ẹ̀lì ń dín kù ní ọ̀nà ẹ̀sẹ̀ onípò bí àpapọ̀ rẹ̀ ṣe ń ṣófo. Ṣíṣàn déédéé pẹ̀lú àpapọ̀ tí ń ṣófo túmọ̀ sí pé àmì ferricyanide fi gbígba ẹlẹ́ktrọ́n tí ń bá a lọ hàn, kì í ṣe àwọn moléku ohun aláwọ̀ tí ń jáde kúrò nínú ojútùú.

Ohun èlò kejì yọ ìgbésẹ̀ kíkòjá náà kúrò pátápátá. Ẹgbẹ́ náà so toluidine blue O, tí ó sún mọ́ ọn nínú ìdílé thiazine, mọ́ ẹ̀wọ̀n polyacrylamide ńlá kan tí ó tóbi jù láti wọ sẹ́ẹ̀lì ní èyíkéyìí nínú àwọn ipò oksidẹ́ṣọ̀n méjèèjì. Àwọn sẹ́ẹ̀lì ṣì fún ohun aláwọ̀ tí a so mọ́ ẹ̀wọ̀n náà ní ẹlẹ́ktrọ́n. Nítorí náà, gbígba ẹlẹ́ktrọ́n kò nílò wíwọ inú sẹ́ẹ̀lì. Ẹ̀rọ tó ń ṣe iṣẹ́ náà wà ní gbangba ní ojú sẹ́ẹ̀lì tàbí ó ní ìsopọ̀ iná mànàmáná pẹ̀lú rẹ̀.

Lẹ́yìn náà ni ìyàtọ̀ tí ó fún àpilẹ̀kọ ìwádìí náà ní àkọlé rẹ̀ dé. Cyanide àti azide ní 2 millimolar dín ìkójọpọ̀ ohun aláwọ̀ kù gidigidi, lábẹ́ awò afínnilóhùn sì ni àwọn ìkójọpọ̀ búlúù dúdú àti àlùkò tí ó sábà máa ń yí àárín sẹ́ẹ̀lì ká fẹ́rẹ̀ẹ́ parẹ́. Síbẹ̀, kò sí èyíkéyìí nínú àwọn ohun ìdènà méjèèjì tí ó fa fifúnni ní ẹlẹ́ktrọ́n ní òde sẹ́ẹ̀lì lọ́ra: ìyípo ferricyanide ń bá a lọ láìdín kù, polima tí kò lè kọjá náà sì ṣì ń gba ẹlẹ́ktrọ́n. Ìdènà náà wà ní àwọn ìgbésẹ̀ tó tẹ̀ lé. Cyanide àti azide ń dá pípàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i àti fífi ohun aláwọ̀ pamọ́ nínú sẹ́ẹ̀lì dúró, kì í ṣe gbígba ẹlẹ́ktrọ́n ní ojú sẹ́ẹ̀lì. Àwọn àyẹ̀wò ìṣàkóso láti rí bóyá àwọn sẹ́ẹ̀lì ṣì wà láàyè ṣètìlẹ́yìn fún ìtumọ̀ yìí, nítorí àwọn sẹ́ẹ̀lì pa lactate dehydrogenase, ensáyímù àmì wọn tí ó wà nínú cytosol, mọ́ jálẹ̀ àwọn ìtọ́jú wọ̀nyí; nítorí náà, pípàdánù wíwọlé náà kì í ṣe májèlé tàbí fífọ́ awọ sẹ́ẹ̀lì lásán.

Ìkìlọ̀ kan láti inú àpilẹ̀kọ ìwádìí náà ṣì wúlò. Àwọn ìkójọpọ̀ búlúù náà wà ní àyíká àárín sẹ́ẹ̀lì, kì í ṣe nínú rẹ̀, èyí tó bá oksidẹ́ṣọ̀n nínú àwọn ẹ̀yà kéékèèké inú sẹ́ẹ̀lì mu, ṣùgbọ́n ìwádìí náà kò dá irú àwọn ẹ̀yà náà mọ̀. A ti pe àwọn àpẹẹrẹ tó jọ èyí nínú àwọn irú sẹ́ẹ̀lì mìíràn ní ti lysosome lórí ẹ̀rí tí kò lágbára. Ka dídì mọ́ inú sí ohun tí a ti fìdí rẹ̀ múlẹ̀, ṣùgbọ́n ka ibi tí ó ti ń ṣẹlẹ̀ sí ohun tí a kò tíì dájú rẹ̀. Àwọn òǹkàwé tí ń tọpinpin ibi tí àwọn ẹlẹ́ktrọ́n ń lọ lẹ́yìn náà lè tẹ̀ síwájú sí gbígbé ẹlẹ́ktrọ́n àti ìṣàkóso redox nínú mitochondria àti àwòrán tó gbòòrò sí i nípa gbígba wọlé àti pínkiri gẹ́gẹ́ bí ọ̀nà tí a gbà.

Àbàwọ́n kì í ṣe ìfarahàn sí ohun aláwọ̀

Ìwádìí kẹta fi ohun tí ń ṣẹlẹ̀ hàn nígbà tí ìlànà wíwọlé yìí bá pàdé ìwọ̀n iṣẹ́ ẹ̀dá alààyè. Scott àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ rí i pé methyl beta cyclodextrin, ṣúgà tí ó dà bí òrùka tó ní ihò ní àárín, ń so mọ́ methylene blue tààrà, pẹ̀lú iye ìsopọ̀ déédéé tó tó 310 per molar fún àkójọpọ̀ tí ọkan wọ inú èkejì, ní ìfiwéra pẹ̀lú nǹkan bí 5846 per molar fún ìsopọ̀ àwọn moléku ohun aláwọ̀ méjì. Nínú àwọn fibroblast L929, ìsopọ̀ yìí dènà àbàwọ́n sẹ́ẹ̀lì àti ìmúgbòòrò gbígba glukosi wọlé méjèèjì: fífi wọn sí pẹ̀lú cyclodextrin ṣáájú dènà àbàwọ́n búlúù, fífi kún un lẹ́yìn náà sì mú yíyọ àbàwọ́n yára. Bí àmì búlúù tí ìmọ́lẹ̀ ń fi hàn ṣe ń kúrò nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì, bẹ́ẹ̀ ni gbígbé glukosi tí a ti mú ṣiṣẹ́ ṣe ń rẹ̀ dín kù ní ìbámu tó sún mọ́ra gidigidi.

Àwọn òǹkọ̀wé túmọ̀ ìbámu yìí sí ohun tó ṣètìlẹ́yìn fún ìbáṣepọ̀ tààrà láàárín ohun aláwọ̀ náà àti prótínì kan nínú ọ̀nà mímú olùgbé glukosi ṣiṣẹ́, ju ọ̀nà másùnmáwo oksidẹ́ṣọ̀n tí ń pẹ́ lọ. Ìparí èrò yẹn bójú mu, ṣùgbọ́n ó ní ààlà. Ìdánwò náà kò sọ prótínì náà ní orúkọ, kò fi ìsopọ̀ mọ́ olùgbé náà fúnra rẹ̀ hàn, ìbámu láàárín yíyọ àbàwọ́n àti pípàdánù ipa kò sì lè yọ gbogbo ọ̀nà tí redox ń darí kúrò.

Ẹ̀kọ́ tí ó máa ń wúlò nípa èyí jẹ́ ti ìwọ̀n. Àbàwọ́n tí ìmọ́lẹ̀ ń fi hàn ń ṣàfihàn ohun aláwọ̀ tí a lè rí, tí ó wà ní ipò oksidẹ́ṣọ̀n, tí ó sì ní ìsopọ̀ pẹ̀lú sẹ́ẹ̀lì. Kò rí àpapọ̀ tí ó ti gba ẹlẹ́ktrọ́n, tí kò sì ní àwọ̀ rárá, nítorí náà sẹ́ẹ̀lì tí kò fi bẹ́ẹ̀ ní àwọ̀ ṣì lè ní iye ohun aláwọ̀ tó bá a dọ́gba nínú, sẹ́ẹ̀lì tí àbàwọ́n rẹ̀ sì lágbára ń fi ohun aláwọ̀ tí ó wà ní ipò oksidẹ́ṣọ̀n, tí ó di mọ́ inú, hàn dípò gbogbo iye tí àwọ̀ ara fara hàn sí tàbí bí ipa rẹ̀ ṣe tóbi. Ìṣọ́ra kan náà kan ìwọ̀n tó gbòòrò sí i: fífi àbàwọ́n àwọn irú sẹ́ẹ̀lì ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ wé ara wọn, tàbí kíkà apá àwọ̀ ara tí a gé tí ó ṣókùnkùn sí ẹ̀rí ìfarahàn tó pọ̀ sí i, ń tún àṣìṣe àkọ́kọ́ inú àwo náà ṣe. Wíwọlé jẹ́ ìyípo gbígba ẹlẹ́ktrọ́n, títàn ká, àti pípàdánù ẹlẹ́ktrọ́n lẹ́ẹ̀kan sí i, àwòrán ìrísí búlúù ní àkókò kan ṣoṣo sì ń rí igun kan ṣoṣo nínú rẹ̀. Àwọn ohun tí èyí túmọ̀ sí fún fífi àbàwọ́n ṣe iṣẹ́ àti mímú ohun aláwọ̀ lò nínú yàrá ìdánwò àti fún títúmọ̀ àwọn ọ̀rọ̀ nípa iye tí a lò àti ìfarahàn tẹ̀ lé èyí tààrà.