Búlúù methylene àti mitochondria: gbígbé ẹlẹ́ktrọ́nù àti ẹ̀rí

Fojú inú wo àwọn àpẹẹrẹ méjì tí a pèsè lẹ́gbẹ̀ẹ́ ara wọn. Méjèèjì ní mitochondria ọpọlọ tí a fi rotenone ṣèpalára sí, kẹ́míkà kan tí ó ń dí Complex I nínú ẹ̀wọ̀n mímí. Olùṣèwádìí fi pipẹ́ẹ̀tì da ìwọ̀n búlúù methylene kan ní micromolar sínú ọ̀kan. Lílo oxygen padà sípò díẹ̀. Fọ́ltéèjì awọ mitochondria padà díẹ̀. Dídá ATP díẹ̀ bẹ̀rẹ̀ padà. Nínú cuvette tí ó wà lẹ́gbẹ̀ẹ́ rẹ̀, ẹ̀rọ ìmọ̀ peroxide ń sọ ìdajì kejì ìtàn náà: ìtújáde hydrogen peroxide ti pọ̀ sí i ní ọ̀pọ̀ ìlọ́po, ní gbogbo ìwọ̀n tí a dán wò, pẹ̀lú gbogbo sobusitireti tí a lò.

Àwọn àbájáde méjèèjì tọ́. Búlúù methylene jẹ́ agbérù ẹlẹ́ktrọ́nù tí ó lè jẹ́ kí ìṣàn máa lọ kọjá apá ẹ̀wọ̀n mímí tí ó ti bà jẹ́, agbérù kan náà sì ń gba owó ìrékọjá ní irú peroxide bí ó ṣe ń ṣe èyí. Bí o bá fi òtítọ́ méjèèjì sọ́kàn ní àkókò kan náà, àwọn ìwé ìwádìí lórí ipa búlúù methylene nínú iṣẹ́ mitochondria yóò ṣeé lóye. Bí o bá fi ọ̀kan ṣoṣo sọ́kàn, yóò dà bí iṣẹ́ ìyanu tàbí ewu, ó sinmi lórí ìwé ìwádìí tí o kọ́kọ́ kà.

Ọ̀nà agbérù náà, ní èdè tí ó ṣe kedere

Ẹ̀wọ̀n mímí jẹ́ ìlà ìfàṣípààrọ̀. Àwọn ẹlẹ́ktrọ́nù wọlé ní Complex I (láti NADH) tàbí ní Complex II àti àwọn ensáyímù flavin tí ó jọmọ́ ọn (láti succinate àti àwọn olùfúnni tí ó jọ ọ́), wọ́n kọjá Complex III sí cytochrome c, agbérù tí ó lè rìn, lẹ́yìn náà wọ́n kọjá Complex IV sí oxygen. Ìfàṣípààrọ̀ kọ̀ọ̀kan ń fa àwọn prótónù kọjá awọ inú mitochondria, ìyàtọ̀ tó sì wáyé ní ìpọ̀ wọn ń mú kí ATP ṣeé dá. Dí ibùdó èyíkéyìí, ìṣàn ní apá tí ó ṣáájú rẹ̀ yóò sì dá dúró.

Búlúù methylene ń wọlé gẹ́gẹ́ bí agbérù tí ń ṣiṣẹ́ lẹ́gbẹ̀ẹ́ ọ̀nà àkọ́kọ́. Ìrísí rẹ̀ tí ó ti gba oxidation ń gba àwọn ẹlẹ́ktrọ́nù láti ọwọ́ àwọn agbérù tí ó wà ṣáájú, ó sì di leucomethylene blue, ìrísí rẹ̀ tí ó ti gba reduction tí kò ní àwọ̀. Ìrísí yẹn á wá fi àwọn ẹlẹ́ktrọ́nù náà ránṣẹ́ sí apá tí ó wà lẹ́yìn, á sì padà di búlúù. A ṣàlàyé àwọn ìrísí méjèèjì nínú àlàyé tọkọtaya redox náà, àlàyé gbígbòòrò nípa ìfàṣípààrọ̀ náà sì wà nínú àlàyé ọ̀nà ìṣiṣẹ́ gbogbogbò. Ìbéèrè tí kò tíì ní ìdáhùn tó dájú ni ibi tí agbérù náà ti ń padà wọ ìlà náà: àpò ìdè quinol nínú Complex III tí a mọ̀ sí ibi Qo, tàbí cytochrome c tààrà. Ọ̀nà ìjáde tí ó pọ̀ jù lọ sinmi lórí àwọn ipò, bí ìtúpalẹ̀ ọ̀nà àyíká Complex III ṣe ṣàlàyé ní kíkún.

Ohun tí ìwádìí mẹ́ta lórí ẹranko afìhínjẹ wọn gan-an

Gbogbo ìwádìí mẹ́tẹ̀ẹ̀ta lo mitochondria ọpọlọ tí a ya sọ́tọ̀, ìyẹn àwọn ẹ̀yà inú sẹ́ẹ̀lì tí a yọ kúrò nínú sẹ́ẹ̀lì, tí a sì dá sínú ojútùú buffer tí àkópọ̀ rẹ̀ mọ̀. Kò sí sẹ́ẹ̀lì tí ó pé, kò sí ẹranko tí a fún ní oògùn, kò sí ènìyàn tí a fi ṣe ìwádìí. Ìpọ̀ tí a mẹ́nu kàn jẹ́ ti ojútùú tí ó yí àwọn ẹ̀yà inú sẹ́ẹ̀lì náà ká, kì í ṣe ìwọ̀n tí ènìyàn ń gbà ní ẹnu. Bí a bá pa ààlà yẹn mọ́, àwọn nọ́ńbà náà ń sọ ohun tí ó ṣe kedere.

Ìwádìí àkọ́kọ́, nínú mitochondria ọpọlọ ẹlẹ́dẹ̀ Guinea tí a ya sọ́tọ̀ ní 100 nanomolar sí 2 micromolar, ṣe àfihàn àǹfààní àti ìnáwó nínú àpẹẹrẹ kan náà. Nínú mitochondria tí ó ní ìlera, àwọ̀ náà mú lílo oxygen ní ipò ìsinmi pọ̀ sí i, ṣùgbọ́n kò yí mímí tí ADP ń ru padà, nítorí náà ìtújáde ATP tí ó so mọ́ mímí kò sunwọ̀n sí i. Nígbà tí a dí Complex I, 2 micromolar mú dídá ATP padà láti 46 sí 93 nanomoles per minute per milligram, ní ìfiwéra pẹ̀lú oṣùwọ̀n déédéé tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó 1109. Nígbà tí a dí Complex III, ìwọ̀n kan náà mú ATP padà láti nǹkan bí 46 sí 63, ní ìfiwéra pẹ̀lú oṣùwọ̀n déédéé tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó 910. Fọ́ltéèjì àti gbígba calcium padà sípò díẹ̀. A kò lè kọjá ìdènà Complex IV tí cyanide fa, èyí tó túmọ̀ sí pé ọ̀nà ìjáde ẹlẹ́ktrọ́nù tó wúlò wà ṣáájú Complex IV tí ó ń ṣiṣẹ́. Gbogbo ìmúpadàbọ̀ náà ní ìtumọ̀ gẹ́gẹ́ bí ìṣirò, ṣùgbọ́n ó kéré: ìpín ọgọ́rùn-ún oní-nọ́ńbà ẹyọ kan nínú ìtújáde ATP déédéé.

Ìwádìí kejì, nínú mitochondria cortex ọpọlọ eku kékeré ní nǹkan bí 1 micromolar, jẹ́rìí sí ọ̀nà àyíká Complex I, ó sì fi ààlà hàn ní Complex III. Rotenone dín mímí kù láti nǹkan bí 121 sí ìsàlẹ̀ 2 nanomoles of oxygen per minute per milligram, àwọ̀ náà sì gbé e sókè sí nǹkan bí 21, tó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ ìdá kan nínú mẹ́fà ti oṣùwọ̀n déédéé, nígbà tí fọ́ltéèjì awọ mitochondria fẹ́rẹ̀ẹ́ padà sípò pátápátá. Ṣùgbọ́n lẹ́yìn ìdènà Complex III, mímí tàbí fọ́ltéèjì kò padà sípò ní gbogbo ìwọ̀n láti 1 sí 5 micromolar, ìdènà náà sì dín àmì peroxide tí àwọ̀ náà ń mú jáde kù. Àwọn òǹkọ̀wé dábàá pé àwọ̀ tí ó ti gba reduction ń fi àwọn ẹlẹ́ktrọ́nù rẹ̀ sílẹ̀ ní ibi Qo nínú Complex III: bí ibi yẹn bá ti ní ohun tó dí i, agbérù náà kò ní ibi tí yóò kó ẹrù rẹ̀ sí.

Ìwádìí kẹta, nínú mitochondria ọpọlọ eku kékeré, eku ńlá àti ẹlẹ́dẹ̀ Guinea, ní pàtàkì ní 2 micromolar, dán àìfohùnṣọ̀kan náà wò tààrà, ó sì rí i pé a lè gba ọ̀nà míì kọjá ìdènà Complex III. Nígbà tí myxothiazol, olùdènà ibi Qo, dín mímí ìpilẹ̀ kù ní 88 percent, àwọ̀ náà mú lílo oxygen padà sí nǹkan bí 62 percent ti oṣùwọ̀n tí kò ní ìdènà. Nínú ìdánwò tààrà, ìdajì micromolar mú cytochrome c tí a fi kún un láti òde gba reduction, àní nígbà tí Complex III ṣì wà ní dídì. Èyí ṣe àtìlẹ́yìn fún ọ̀nà láti NADH nípasẹ̀ àwọ̀ náà sí cytochrome c, àti láti ibẹ̀ sí Complex IV. Ṣùgbọ́n mímí tí a mú padà náà hùwà lọ́nà tí kò déédéé: ADP tí a fi kún un dín lílo oxygen kù dípò kí ó mú un pọ̀ sí i, dídí dídá ATP sì ru mímí sókè. Fọ́ltéèjì padà sí ipò rẹ̀ ní apá kan ṣoṣo. Lílo oxygen púpọ̀ pẹ̀lú ìsopọ̀ tí ó ṣiṣẹ́ ní òdì kì í ṣe ìmújáde agbára déédéé.

Ìdí tí àwọn yàrá ìwádìí fi yàtọ̀ síra, àti ohun tí ó ń yanjú rẹ̀

Àlàyé tí ó dá lórí ìyàtọ̀ irú ẹranko ni ó kọ́kọ́ kùnà. Ẹgbẹ́ kẹta tún iṣẹ́ náà ṣe nínú irú ẹranko afìhínjẹ mẹ́ta, wọ́n sì rí irú ọ̀nà àyíká kan náà nínú gbogbo wọn, títí kan ìran eku kékeré tí ìròyìn tẹ́lẹ̀ ti sọ pé kò ní ọ̀nà àyíká náà. Ohun tí ó yàtọ̀ dípò bẹ́ẹ̀ ni ìpọ̀ (1 ní ìfiwéra pẹ̀lú 2 micromolar), ìwọ̀n àwọn olùdènà, àwọn ojútùú buffer, àwọn ọ̀nà ìyasọ́tọ̀, àti, ju gbogbo rẹ̀ lọ, ipò agbára tí a fi wé ara wọn: ọ̀nà àyíká náà hàn kedere jù ṣáájú fífi ADP kún un, ibi gan-an tí ìdáhùn ADP tí ó tako ohun tí a retí ti ń hàn. Nítorí náà, àwòrán tí ó bá òtítọ́ mu fi ọ̀nà ìjáde méjì tí ó sinmi lórí ipò hàn, ọ̀kan ní ibi Qo àti ọ̀kan ní cytochrome c. Agbérù náà ń kó ẹrù sí ibi tí kẹ́míkà agbègbè náà ti jẹ́ kí ó ṣeé ṣe.

Owó ìrékọjá peroxide

Ẹ̀rí nípa ìnáwó náà dúró ṣinṣin bí ẹ̀rí nípa ìmúpadàbọ̀. Nínú iṣẹ́ ẹlẹ́dẹ̀ Guinea, àwọ̀ náà mú ìtújáde peroxide pọ̀ sí i ní gbogbo ipò tí a dán wò: ní ìsinmi, nígbà dídá ATP, àti nígbà tí kẹ́míkà ti ba iṣẹ́ jẹ́, pẹ̀lú gbogbo sobusitireti mẹ́tẹ̀ẹ̀ta. Nígbà dídá ATP, ìtújáde pọ̀ sí i láti nǹkan bí 148 sí ju 1500 picomoles per minute per milligram lọ ní 1 micromolar, àní 100 nanomolar mú àmì náà pọ̀ ju ìlọ́po mẹ́rin lọ. Àwọ̀ náà tún mú yíyọ peroxide kúrò lọ́ra ní nǹkan bí ìlọ́po 2.6, nítorí náà àmì náà ń fi dídá peroxide yára sí i àti yíyọ ọ́ kúrò lọ́ra sí i hàn. Ọ̀nà kẹ́míkà tí a dábàá ni pé àwọ̀ tí ó ti gba reduction ń mú oxygen gba reduction tààrà láìsí superoxide tí a lè rí, bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé èyí ṣì jẹ́ ìtumọ̀ àbájáde dípò ìgbésẹ̀ tí a ti fìdí rẹ̀ múlẹ̀.

Iṣẹ́ eku kékeré mú àlàyé náà ní ìdíjú ní ọ̀nà tí ó wúlò. Peroxide pọ̀ sí i gidigidi bí ìwọ̀n ṣe ń pọ̀ sí i, láti ìpele ìpilẹ̀ tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó 76 sí ìpele tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó 2000 picomoles per minute per milligram ní 2 micromolar, síbẹ̀ ìdènà Complex III dín apá tí àwọ̀ náà ń mú jáde kù. Bí peroxide bá ń wá láti ìfèsì àwọ̀ tí ó ti gba reduction pẹ̀lú oxygen nìkan, dídí ẹ̀wọ̀n náà kò yẹ kí ó ní ipa tó bẹ́ẹ̀. Ó ní ipa náà, nítorí náà ẹ̀wọ̀n náà ń kópa. Àyẹ̀wò ìṣe antioxidant àti pro-oxidant fi ìwà oníhà méjì yìí sínú àlàyé gbígbòòrò, ìtúpalẹ̀ oxygen ní ìfiwéra pẹ̀lú ATP sì ṣàlàyé ìdí tí àwọn nọ́ńbà oxygen nìkan kò fi lè yanjú àríyànjiyàn nípa ìsọ̀rọ̀ agbára.

Ìmúpadàbọ̀ kì í ṣe àtúnṣe

Gbólóhùn tí ó yẹ kí a dáwọ́ lílò dúró ni “ṣé búlúù methylene ń tún mitochondria ṣe.” Àtúnṣe yóò túmọ̀ sí ìtọ́jú àṣìṣe tí ó dúró pẹ́: àwọn àkójọpọ̀ amuaradagba tí a tún kọ́, ìsopọ̀ tí ó ṣì ń ṣiṣẹ́ lẹ́yìn tí oògùn bá ti kúrò, ìmúpadàbọ̀ nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì tí ó pé, àti lẹ́yìn náà iṣẹ́ tí ó sunwọ̀n sí i nínú ẹ̀dá alààyè. Kò sí ọ̀kan nínú ìwé ìwádìí mẹ́tẹ̀ẹ̀ta tí ó fi ìyẹn hàn. Ohun tí wọ́n fi hàn ni yíyí ọ̀nà padà lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ nínú àwọn ẹ̀yà inú sẹ́ẹ̀lì tí a ṣẹ̀ṣẹ̀ ya sọ́tọ̀, nígbà ìdènà kẹ́míkà tí a dá sílẹ̀ fún ìdánwò, pẹ̀lú ìtújáde ATP ní ìpín kékeré ti ìpele déédéé àti ìsopọ̀ tí ó ṣàjèjì gan-an nígbà míì. Rotenone àti antimycin jẹ́ irinṣẹ́ yàrá ìwádìí, kì í ṣe àwòṣe dídàgbà tàbí àìsàn mitochondria ènìyàn. Kò sì sí ohun kan níbí tí ó túmọ̀ sí agbára púpọ̀ sí i fún ẹni tí ó ní ìlera, èyí tí ó jẹ́ ìbéèrè ẹ̀rí mìíràn tí ó ní àwọn ìwé ìwádìí tirẹ̀ lórí ènìyàn.

Ààlà mẹ́ta ń jẹ́ kí ìpinnu èyíkéyìí nípa biohacking bá òtítọ́ mu. Àkọ́kọ́, ìpọ̀ nínú ojútùú kì í ṣe ìwọ̀n tí a ń gbà: 0.1 sí 2 micromolar tí ó yí àwọn ẹ̀yà inú sẹ́ẹ̀lì tí a ya sọ́tọ̀ ká kò sọ ohunkóhun nípa iye tí a lè gbà ní ẹnu tí yóò mú ìpọ̀ òmìnira yẹn wá sí mitochondrion ọpọlọ ènìyàn, pàápàá nítorí pé àwọ̀ náà ń kójọ tàbí tú jáde bí fọ́ltéèjì awọ mitochondria fúnra rẹ̀ ṣe rí. Èkejì, oxygen kì í ṣe agbára: àwọ̀ náà lè mú lílo oxygen pọ̀ sí i nípasẹ̀ yíyípo àti jíjó jáde, àti nípasẹ̀ phosphorylation tí ń mú ATP jáde. Nítorí náà, wíwọn mímí láìwọn ATP àti fọ́ltéèjì kò lè jẹ́ ìdí tó pé fún ìsọ̀rọ̀ nípa agbára. Ẹ̀kẹta, àǹfààní àti ẹrù gbọ́dọ̀ wà nínú gbólóhùn kan náà: ìsọ̀rọ̀ èyíkéyìí nípa fọ́ltéèjì tàbí ATP tí a mú padà, tí kò mẹ́nu kan peroxide tí ó pọ̀ sí i ní àkókò kan náà, ń sọ ìdánwò náà lọ́nà tí kò tọ́. Àwọn ohun mìíràn tí ó ń fi ààlà sí ìtumọ̀ àbájáde ni ìwọ̀ntúnwọ̀nsì redox NAD, ìrísí ìdáhùn sí ìwọ̀n àti ìtọ́sọ́nà ìdánwò.

Àkíyèsí kan fún lílò gidi: ìṣe agbérù náà jẹ́ àbùdá moléku pàtó náà. Àwọn moléku tí ó jọ ọ́ tí a ti yọ methyl kúrò nínú wọn, bí Azure B, tún ń kópa nínú redox, ṣùgbọ́n ìwà wọn yàtọ̀. Nítorí náà, ojútùú tí apá kan rẹ̀ ti bà jẹ́ jẹ́ ìdánwò tí ó yàtọ̀ sí àwọ̀ tí ó pé. Ìyẹn jẹ́ ìdí kan láti tẹnumọ́ gbogbo ìlànà pharmacopeia àti ìwé àkọsílẹ̀ ìpele ìṣelọpọ tí a tẹ̀ jáde, dípò àyẹ̀wò irin nìkan. Ìṣe kẹ́míkà tí ìmọ́lẹ̀ ń darí tún ń fi ìkìlọ̀ mìíràn kún un fún àwọn lílò tí ìmọ́lẹ̀ ń tàn sí, èyí tí a ṣàlàyé lábẹ́ àpapọ̀ pẹ̀lú ìmọ́lẹ̀ pupa.

Ìsọ̀rọ̀ tó ní ààlà yìí ṣì dúró lẹ́yìn gbogbo èyí, ó sì yẹ kí a pa á mọ́: búlúù methylene lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí agbérù ẹlẹ́ktrọ́nù tí iṣẹ́ rẹ̀ sinmi lórí ipò nínú mitochondria tí a ya sọ́tọ̀ tí ó ti bà jẹ́, kí ó pa ìṣàn mọ́ ní apá kan, pẹ̀lú ìnáwó peroxide. Gbogbo ohun tí ó kọjá èyí—agbára, ẹ̀mí gígùn, àtúnṣe—ń dúró de ẹ̀rí tí a kò ṣe àwọn ìwádìí wọ̀nyí láti pèsè.