nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasida CSS qo'llab-quvvatlashi cheklangan. Eng yaxshi tajriba uchun biz brauzerning eng so'nggi versiyasidan foydalanishni (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o'chirib qo'yishni) tavsiya qilamiz. Bundan tashqari, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun ushbu saytda uslublar yoki JavaScript bo'lmaydi.
Vodorod sulfidi (H2S) inson organizmiga ko'p fiziologik va patologik ta'sir ko'rsatadi. Natriy gidrosulfidi (NaHS) biologik tajribalarda H2S ta'sirini baholash uchun farmakologik vosita sifatida keng qo'llaniladi. NaHS eritmalaridan H2S yo'qotilishi bir necha daqiqa davom etsa-da, ba'zi hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlarda NaHS eritmalari ichimlik suvida H2S uchun donor birikmalar sifatida ishlatilgan. Ushbu tadqiqotda ba'zi mualliflar taklif qilganidek, kalamush/sichqoncha idishlarida tayyorlangan 30 μM NaHS konsentratsiyasiga ega ichimlik suvi kamida 12-24 soat davomida barqaror qolishi mumkinmi yoki yo'qmi tekshirildi. Ichimlik suvida NaHS (30 μM) eritmasini tayyorlang va darhol uni kalamush/sichqoncha suv idishlariga quying. Metilen ko'k usuli yordamida sulfid miqdorini o'lchash uchun suv idishining uchi va ichidan 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 va 24 soat davomida namunalar olindi. Bundan tashqari, erkak va urg'ochi kalamushlarga ikki hafta davomida NaHS (30 μM) yuborildi va birinchi hafta davomida va ikkinchi hafta oxirida har ikki kunda zardobdagi sulfid konsentratsiyasi o'lchandi. Suv idishining uchidan olingan namunadagi NaHS eritmasi beqaror edi; u 12 va 24 soatdan keyin mos ravishda 72% va 75% ga kamaydi. Suv idishlarining ichidan olingan namunalarda 2 soat ichida NaHS ning pasayishi sezilarli bo'lmadi; ammo, u 12 va 24 soatdan keyin mos ravishda 47% va 72% ga kamaydi. NaHS in'ektsiyasi erkak va urg'ochi kalamushlarning zardobdagi sulfid darajasiga ta'sir qilmadi. Xulosa qilib aytganda, ichimlik suvidan tayyorlangan NaHS eritmalari H2S donorligi uchun ishlatilmasligi kerak, chunki eritma beqaror. Ushbu yuborish usuli hayvonlarga tartibsiz va kutilganidan kamroq miqdorda NaHS ta'sir qiladi.
Vodorod sulfidi (H2S) 1700-yildan beri toksin sifatida ishlatilib kelinmoqda; ammo, uning endogen biosignalizatsiya molekulasi sifatidagi mumkin bo'lgan roli 1996-yilda Abe va Kimura tomonidan tasvirlangan. So'nggi uch o'n yillikda H2S ning turli inson tizimlaridagi ko'plab funktsiyalari aniqlandi, bu esa H2S donor molekulalarining ayrim kasalliklarni davolash yoki boshqarishda klinik qo'llanilishi mumkinligini anglash imkonini berdi; yaqinda ko'rib chiqilgan sharh uchun Chirino va boshqalarga qarang.
Natriy gidrosulfid (NaHS) ko'plab hujayra madaniyati va hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlarda H2S ta'sirini baholash uchun farmakologik vosita sifatida keng qo'llanilgan5,6,7,8. Biroq, NaHS ideal H2S donori emas, chunki u eritmada tezda H2S/HS- ga aylanadi, polisulfidlar bilan osongina ifloslanadi va osongina oksidlanadi va uchib ketadi4,9. Ko'pgina biologik tajribalarda NaHS suvda eriydi, natijada passiv uchib ketish va H2S10,11,12 yo'qolishi, H2S11,12,13 ning o'z-o'zidan oksidlanishi va fotoliz14 sodir bo'ladi. Asl eritmadagi sulfid H2S11 ning uchib ketishi tufayli juda tez yo'qoladi. Ochiq idishda H2S ning yarim yemirilish davri (t1/2) taxminan 5 daqiqani tashkil qiladi va uning konsentratsiyasi daqiqasiga taxminan 13% ga kamayadi10. NaHS eritmalaridan vodorod sulfidining yo'qolishi bir necha daqiqa davom etsa-da, ba'zi hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlarda NaHS eritmalari ichimlik suvida vodorod sulfidi manbai sifatida 1–21 hafta davomida ishlatilgan va har 12–24 soatda NaHS o'z ichiga olgan eritma almashtirilgan.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Bu amaliyot ilmiy tadqiqot tamoyillariga mos kelmaydi, chunki dori dozalari ularning boshqa turlarda, ayniqsa odamlarda qo'llanilishiga asoslanishi kerak.27
Biotibbiyot sohasidagi klinikadan oldingi tadqiqotlar bemorlarga xizmat ko'rsatish sifatini yoki davolash natijalarini yaxshilashga qaratilgan. Biroq, ko'pgina hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlar natijalari hali odamlarga tarjima qilinmagan28,29,30. Ushbu translyatsion muvaffaqiyatsizlikning sabablaridan biri hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlarning metodologik sifatiga e'tibor bermaslikdir30. Shuning uchun, ushbu tadqiqotning maqsadi ba'zi tadqiqotlarda ta'kidlanganidek yoki taklif qilinganidek, kalamush/sichqoncha suvi idishlarida tayyorlangan 30 μM NaHS eritmalari ichimlik suvida 12-24 soat davomida barqaror qolishi mumkinligini tekshirish edi.
Ushbu tadqiqotdagi barcha tajribalar Eronda laboratoriya hayvonlarini parvarish qilish va ulardan foydalanish bo'yicha nashr etilgan ko'rsatmalarga muvofiq o'tkazildi31. Ushbu tadqiqotdagi barcha eksperimental hisobotlar ham ARRIVE ko'rsatmalariga amal qildi32. Shahid Beheshti Tibbiyot fanlari universiteti Endokrin fanlari institutining axloq qo'mitasi ushbu tadqiqotdagi barcha eksperimental protseduralarni tasdiqladi.
Rux asetat digidrati (CAS: 5970-45-6) va suvsiz temir xlorid (CAS: 7705-08-0) Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Fransiya) dan sotib olindi. Natriy gidrosulfid gidrati (CAS: 207683-19-0) va N,N-dimetil-p-fenilendiamin (DMPD) (CAS: 535-47-0) Sigma-Aldrich (Sent-Luis, MO, AQSh) dan sotib olindi. Izofluran Piramal (Bethlehem, PA, AQSh) dan sotib olindi. Xlorid kislotasi (HCl) Merck (Darmshtadt, Germaniya) dan sotib olindi.
Ichimlik suvida NaHS (30 μM) eritmasini tayyorlang va darhol kalamush/sichqoncha suv idishlariga quying. Bu konsentratsiya NaHS ni H2S manbai sifatida ishlatgan ko'plab nashrlar asosida tanlangan; Muhokama bo'limiga qarang. NaHS - bu turli miqdordagi gidratatsiya suvini (ya'ni, NaHS•xH2O) o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan gidratlangan molekula; ishlab chiqaruvchining ma'lumotlariga ko'ra, bizning tadqiqotimizda ishlatilgan NaHS foizi 70,7% ni tashkil etdi (ya'ni, NaHS•1,3 H2O) va biz hisob-kitoblarimizda bu qiymatni hisobga oldik, bu yerda biz 56,06 g/mol molekulyar og'irlikdan foydalandik, bu suvsiz NaHS ning molekulyar og'irligidir. Gidratatsiya suvi (kristallanish suvi deb ham ataladi) - bu kristall tuzilishini tashkil etuvchi suv molekulalari33. Gidratlar angidratlarga nisbatan turli xil fizik va termodinamik xususiyatlarga ega34.
Ichimlik suviga NaHS qo'shishdan oldin, erituvchining pH qiymati va haroratini o'lchang. NaHS eritmasini darhol hayvon qafasidagi kalamush/sichqon suv idishiga quying. Sulfid miqdorini o'lchash uchun namunalar suv idishining uchidan va ichidan 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 va 24 soatlarda olindi. Sulfid o'lchovlari har bir namunadan so'ng darhol olindi. Biz namunalarni naychaning uchidan oldik, chunki ba'zi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, suv naychasining kichik teshik o'lchami H2S bug'lanishini minimallashtirishi mumkin15,19. Bu muammo shishadagi eritmaga ham tegishli ko'rinadi. Biroq, bu suv idishining bo'ynidagi eritma uchun bunday emas edi, u yuqori bug'lanish tezligiga ega edi va o'z-o'zini oksidlovchi edi; aslida hayvonlar avval bu suvni ichishdi.
Tadqiqotda erkak va urg'ochi Wistar kalamushlari ishlatilgan. Kalamushlar polipropilen qafaslarda (har bir qafasda 2-3 ta kalamush) standart sharoitlarda (harorat 21–26 °C, namlik 32–40%) 12 soat yorug'likda (ertalab soat 7 dan kechki 7 gacha) va 12 soat qorong'ulikda (kechki soat 7 dan ertalab soat 7 gacha) saqlandi. Kalamushlar jo'mrak suviga erkin kirish imkoniga ega edilar va standart chow (Khorak Dam Pars Company, Tehron, Eron) bilan oziqlantirildi. Yoshi bo'yicha mos keladigan (6 oylik) urg'ochi (n=10, tana vazni: 190–230 g) va erkak (n=10, tana vazni: 320–370 g) Wistar kalamushlari tasodifiy ravishda nazorat va NaHS (30 μM) bilan ishlov berilgan guruhlarga bo'lindi (har bir guruhda n=5). Namuna hajmini aniqlash uchun biz oldingi tajriba va quvvat tahlilini birlashtirgan KISS (Keep It Simple, Stupid) yondashuvidan foydalandik35. Avvaliga 3 ta kalamush ustida pilot tadqiqot o'tkazdik va o'rtacha sarum umumiy sulfid darajasi va standart og'ishini (8,1 ± 0,81 μM) aniqladik. Keyin, 80% quvvatni hisobga olgan holda va ikki tomonlama 5% ahamiyatlilik darajasini taxmin qilib, biz Festing tomonidan eksperimental hayvonlarning namunaviy hajmini hisoblash uchun tavsiya etilgan oldindan belgilangan qiymat bilan 2,02 standartlashtirilgan effekt hajmiga mos keladigan dastlabki namunaviy o'lchamni (n = 5 oldingi adabiyotlarga asoslangan) aniqladik35. Ushbu qiymatni SD (2,02 × 0,81) ga ko'paytirgandan so'ng, bashorat qilingan aniqlanadigan effekt hajmi (1,6 μM) 20% ni tashkil etdi, bu maqbuldir. Bu shuni anglatadiki, n = 5/guruh guruhlar orasidagi 20% o'rtacha o'zgarishni aniqlash uchun etarli. Kalamushlar Excel dasturining tasodifiy funktsiyasidan foydalangan holda tasodifiy ravishda nazorat va NaSH bilan ishlov berilgan guruhlarga bo'lindi 36 (Qo'shimcha 1-rasm). Blinding natija darajasida amalga oshirildi va biokimyoviy o'lchovlarni amalga oshiruvchi tadqiqotchilar guruh topshiriqlaridan bexabar edilar.
Ikkala jinsdagi NaHS guruhlari ham 2 hafta davomida ichimlik suvida tayyorlangan 30 μM NaHS eritmasi bilan ishlov berildi; Har 24 soatda yangi eritma berildi, shu vaqt ichida tana vazni o'lchandi. Birinchi va ikkinchi haftalar oxirida har ikki kunda izofluran anesteziyasi ostida barcha kalamushlarning dum uchlaridan qon namunalari olindi. Qon namunalari 3000 g da 10 daqiqa davomida santrifuga qilindi, zardob ajratildi va keyinchalik zardobdagi karbamid, kreatinin (Cr) va umumiy sulfidni o'lchash uchun –80°C da saqlandi. Zardobdagi karbamid fermentativ ureaza usuli bilan aniqlandi va zardobdagi kreatinin tijoratda mavjud bo'lgan to'plamlar (Man Company, Tehron, Eron) va avtomatik analizator (Selectra E, seriya raqami 0-2124, Niderlandiya) yordamida fotometrik Jaffe usuli bilan aniqlandi. Karbamid va Cr uchun o'zgaruvchanlikning ichki va ichki tahlil koeffitsientlari 2,5% dan kam edi.
Metilen ko'k (MB) usuli ichimlik suvi va NaHS saqlovchi zardobdagi umumiy sulfidni o'lchash uchun ishlatiladi; MB quyma eritmalar va biologik namunalardagi sulfidni o'lchash uchun eng ko'p ishlatiladigan usuldir11,37. MB usuli umumiy sulfid havzasini38 baholash va suvli fazada H2S, HS- va S2 shaklidagi noorganik sulfidlarni39 o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu usulda oltingugurt rux asetat ishtirokida rux sulfidi (ZnS) sifatida cho'ktiriladi11,38. Rux asetat cho'ktirilishi sulfidlarni boshqa xromoforlardan ajratish uchun eng keng tarqalgan usuldir11. ZnS kuchli kislotali sharoitlarda HCl11 yordamida qayta eritildi. Sulfid DMPD bilan 1:2 stexiometrik nisbatda reaksiyaga kirishib, temir xlorid (Fe3+ oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi) bilan katalizlangan reaksiyada MB bo'yog'ini hosil qiladi, u 670 nm40,41 da spektrofotometrik ravishda aniqlanadi. MB usulining aniqlash chegarasi taxminan 1 μM11 ga teng.
Ushbu tadqiqotda har bir namunadan (eritma yoki zardob) 100 mkL naychaga qo'shildi; keyin 200 mkL rux asetat (distillangan suvda 1% w/v), 100 mkL DMPD (7,2 M HCl da 20 mM) va 133 mkL FeCl3 (1,2 M HCl da 30 mM) qo'shildi. Aralashma qorong'u joyda 37°C da 30 daqiqa davomida inkubatsiya qilindi. Eritma 10 000 g da 10 daqiqa davomida santrifuga qilindi va supernatantning yutilishi mikroplastinka o'quvchi (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, AQSh) yordamida 670 nm da o'lchandi. Sulfid konsentratsiyalari ddH2O da NaHS (0–100 mKM) kalibrlash egri chizig'i yordamida aniqlandi (2-qo'shimcha rasm). O'lchovlar uchun ishlatilgan barcha eritmalar yangi tayyorlangan edi. Sulfid o'lchovlari uchun sinov ichidagi va sinovlararo o'zgaruvchanlik koeffitsientlari mos ravishda 2,8% va 3,4% ni tashkil etdi. Shuningdek, biz natriy tiosulfat o'z ichiga olgan ichimlik suvi va zardob namunalaridan olingan umumiy sulfidni boyitilgan namuna usuli yordamida aniqladik42. Natriy tiosulfat o'z ichiga olgan ichimlik suvi va zardob namunalari uchun olingan qiymatlar mos ravishda 91 ± 1,1% (n = 6) va 93 ± 2,4% (n = 6) ni tashkil etdi.
Statistik tahlil Windows uchun GraphPad Prism dasturiy ta'minotining 8.0.2 versiyasi (GraphPad Software, San-Diego, CA, AQSH, www.graphpad.com) yordamida amalga oshirildi. NaHS qo'shilishidan oldin va keyin ichimlik suvining harorati va pH qiymatini taqqoslash uchun juft t-test qo'llanildi. NaHS o'z ichiga olgan eritmada H2S yo'qotilishi boshlang'ich so'rilishdan foizga kamayish sifatida hisoblandi va yo'qotish statistik jihatdan ahamiyatli ekanligini baholash uchun biz bir tomonlama takroriy o'lchovli ANOVA va undan keyin Dunnettning ko'p taqqoslash testini o'tkazdik. Tana vazni, zardobdagi karbamid, zardobdagi kreatinin va vaqt o'tishi bilan umumiy zardob sulfidi turli jinsdagi nazorat va NaHS bilan davolangan kalamushlar o'rtasida ikki tomonlama aralash (ichkarida) ANOVA va undan keyin Bonferroni post-hoc testi yordamida taqqoslandi. Ikki dumli P qiymatlari < 0.05 statistik jihatdan ahamiyatli deb hisoblandi.
Ichimlik suvining pH qiymati NaHS qo'shilishidan oldin 7,60 ± 0,01 va NaHS qo'shilishidan keyin 7,71 ± 0,03 ni tashkil etdi (n = 13, p = 0,0029). Ichimlik suvining harorati 26,5 ± 0,2 ni tashkil etdi va NaHS qo'shilgandan keyin 26,2 ± 0,2 gacha pasaydi (n = 13, p = 0,0128). Ichimlik suvida 30 μM NaHS eritmasini tayyorlang va uni suv idishida saqlang. NaHS eritmasi beqaror va uning konsentratsiyasi vaqt o'tishi bilan pasayadi. Suv idishining bo'ynidan namunalar olinganda, birinchi soat ichida sezilarli darajada pasayish (68,0%) kuzatildi va eritmadagi NaHS miqdori 12 va 24 soatdan keyin mos ravishda 72% va 75% ga kamaydi. Suv idishlaridan olingan namunalarda NaHS ning kamayishi 2 soatgacha sezilarli bo'lmadi, ammo 12 va 24 soatdan keyin mos ravishda 47% va 72% ga kamaydi. Ushbu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ichimlik suvida tayyorlangan 30 μM eritmadagi NaHS foizi, namunalar olish joyidan qat'i nazar, 24 soatdan keyin boshlang'ich qiymatning taxminan to'rtdan bir qismigacha kamaygan (1-rasm).
Kalamush/sichqoncha idishlaridagi ichimlik suvidagi NaHS eritmasining (30 μM) barqarorligi. Eritma tayyorlangandan so'ng, suv idishining uchi va ichki qismidan namunalar olindi. Ma'lumotlar o'rtacha ± SD (n = 6/guruh) sifatida taqdim etilgan. * va #, 0 vaqt bilan taqqoslaganda P < 0.05. Suv idishining fotosuratida uchi (ochilishi bilan) va idishning korpusi ko'rsatilgan. Uchining hajmi taxminan 740 μL ni tashkil qiladi.
Yangi tayyorlangan 30 μM eritmadagi NaHS konsentratsiyasi 30,3 ± 0,4 μM ni tashkil etdi (diapazon: 28,7–31,9 μM, n = 12). Biroq, 24 soatdan keyin NaHS konsentratsiyasi pastroq qiymatga tushdi (o'rtacha: 3,0 ± 0,6 μM). 2-rasmda ko'rsatilganidek, kalamushlar duchor bo'lgan NaHS konsentratsiyasi tadqiqot davrida doimiy bo'lmagan.
Urg'ochi kalamushlarning tana vazni vaqt o'tishi bilan sezilarli darajada oshdi (nazorat guruhida 205,2 ± 5,2 g dan 213,8 ​​± 7,0 g gacha va NaHS bilan davolangan guruhda 204,0 ± 8,6 g dan 211,8 ± 7,5 g gacha); ammo, NaHS bilan davolash tana vazniga hech qanday ta'sir ko'rsatmadi (3-rasm). Erkak kalamushlarning tana vazni vaqt o'tishi bilan sezilarli darajada oshdi (nazorat guruhida 338,6 ± 8,3 g dan 352,4 ± 6,0 g gacha va NaHS bilan davolangan guruhda 352,4 ± 5,9 g dan 363,2 ± 4,3 g gacha); ammo, NaHS bilan davolash tana vazniga hech qanday ta'sir ko'rsatmadi (3-rasm).
NaHS (30 μM) yuborilgandan keyin urg'ochi va erkak kalamushlarda tana vaznining o'zgarishi. Ma'lumotlar o'rtacha ± SEM sifatida taqdim etilgan va Bonferroni post hoc testi bilan ikki tomonlama aralash (oraliq) dispersiya tahlili yordamida taqqoslandi. Har bir guruhda har bir jinsdan n = 5.
Tadqiqot davomida nazorat guruhidagi va NaSH bilan davolangan kalamushlarda zardobdagi karbamid va kreatin fosfat konsentratsiyalari o'xshash edi. Bundan tashqari, NaSH bilan davolash zardobdagi karbamid va kreatinxrom konsentratsiyasiga ta'sir qilmadi (1-jadval).
Sarumdagi umumiy sulfidning boshlang'ich konsentratsiyasi nazorat va NaHS bilan davolangan erkak (8,1 ± 0,5 μM va 9,3 ± 0,2 μM) va urg'ochi (9,1 ± 1,0 μM va 6,1 ± 1,1 μM) kalamushlar o'rtasida taqqoslanadigan edi. NaHSni 14 kun davomida yuborish erkak yoki urg'ochi kalamushlarda sarumdagi umumiy sulfid darajasiga ta'sir ko'rsatmadi (4-rasm).
NaHS (30 μM) yuborilgandan keyin erkak va urg'ochi kalamushlarda zardobdagi umumiy sulfid konsentratsiyasining o'zgarishi. Ma'lumotlar o'rtacha ± SEM sifatida taqdim etilgan va Bonferroni post hoc testi bilan ikki tomonlama aralash (ichki-ichki) dispersiya tahlili yordamida taqqoslangan. Har bir jins, n = 5/guruh.
Ushbu tadqiqotning asosiy xulosasi shundaki, NaHS saqlovchi ichimlik suvi beqaror: kalamush/sichqoncha suvi idishlarining uchi va ichidan namunalar olinganidan 24 soat o'tgach, dastlabki umumiy sulfid miqdorining atigi to'rtdan bir qismini aniqlash mumkin. Bundan tashqari, kalamushlar NaHS eritmasida H2S yo'qolishi sababli beqaror NaHS konsentratsiyasiga duchor bo'lishdi va ichimlik suviga NaHS qo'shilishi tana vazniga, zardobdagi karbamid va kreatin xromiga yoki zardobdagi umumiy sulfidga ta'sir qilmadi.
Ushbu tadqiqotda ichimlik suvida tayyorlangan 30 μM NaHS eritmalaridan H2S yo'qotish tezligi soatiga taxminan 3% ni tashkil etdi. Buferlangan eritmada (10 mM PBSda 100 μM natriy sulfid, pH 7.4), sulfid konsentratsiyasi 8 soat ichida vaqt o'tishi bilan 7% ga kamaygani haqida xabar berilgan11. Biz ilgari NaHS ning qorin bo'shlig'iga yuborilishini ichimlik suvida 54 μM NaHS eritmasidan sulfid yo'qotish tezligi soatiga taxminan 2.3% ni tashkil etganini xabar qilish orqali himoya qilgan edik (tayyorlashdan keyingi dastlabki 12 soatda soatiga 4% va oxirgi 12 soatda soatiga 1.4%)8. Avvalgi tadqiqotlar43 NaHS eritmalaridan doimiy ravishda H2S yo'qotilishini aniqladi, bu asosan uchuvchanlik va oksidlanish tufayli yuzaga keladi. Pufakchalar qo'shilmagan taqdirda ham, asosiy eritmadagi sulfid H2S uchuvchanligi tufayli tezda yo'qoladi11. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, taxminan 30-60 soniya davom etadigan suyultirish jarayonida H2S ning taxminan 5-10% bug'lanish tufayli yo'qoladi6. Eritmadan H2S ning bug'lanishiga yo'l qo'ymaslik uchun tadqiqotchilar bir qator choralarni ko'rishdi, jumladan, eritmani yumshoq aralashtirish12, asl eritmani plastik plyonka bilan qoplash6 va eritmaning havoga ta'sirini minimallashtirish, chunki H2S bug'lanish tezligi havo-suyuqlik chegarasiga bog'liq.13 H2S ning o'z-o'zidan oksidlanishi asosan suvdagi aralashmalar bo'lgan o'tish metall ionlari, ayniqsa temir temir tufayli sodir bo'ladi.13 H2S ning oksidlanishi polisulfidlarning (kovalent bog'lanishlar bilan bog'langan oltingugurt atomlari)11 hosil bo'lishiga olib keladi. Oksidlanishining oldini olish uchun H2S saqlovchi eritmalar deoksigenlangan erituvchilarda tayyorlanadi44,45 va keyin deoksigenatsiyani ta'minlash uchun 20-30 daqiqa davomida argon yoki azot bilan tozalanadi.11,12,37,44,45,46 Dietilentriaminpentasirka kislotasi (DTPA) aerob eritmalarda HS-ning avtooksidlanishini oldini oluvchi metall xelatator (10-4 M). DTPA bo'lmaganda, HS-ning avtooksidlanish darajasi 25°C da taxminan 3 soat davomida taxminan 50% ni tashkil qiladi37,47. Bundan tashqari, 1e-sulfidning oksidlanishi ultrabinafsha nurlar bilan katalizlanganligi sababli, eritma muz ustida saqlanishi va yorug'likdan himoyalangan bo'lishi kerak11.
5-rasmda ko'rsatilgandek, NaHS suvda eriganida Na+ va HS-6 ga ajraladi; bu dissotsiatsiya reaksiyaning pK1 bilan belgilanadi, bu haroratga bog'liq: pK1 = 3.122 + 1132/T, bu yerda T 5 dan 30°C gacha o'zgaradi va Kelvin (K) darajalarida o'lchanadi, K = °C + 273.1548. HS- yuqori pK2 ga ega (pK2 = 19), shuning uchun pH < 96.49 da S2- hosil bo'lmaydi yoki juda oz miqdorda hosil bo'ladi. Aksincha, HS- asos vazifasini bajaradi va H2O molekulasidan H+ ni qabul qiladi, H2O esa kislota vazifasini bajaradi va H2S va OH- ga aylanadi.
NaHS eritmasida (30 µM) erigan H2S gazining hosil bo'lishi. aq, suvli eritma; g, gaz; l, suyuqlik. Barcha hisob-kitoblar suvning pH qiymati = 7.0 va suv harorati = 20 °C deb taxmin qiladi. BioRender.com bilan yaratilgan.
NaHS eritmalarining beqaror ekanligiga oid dalillarga qaramay, bir nechta hayvonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotlarda ichimlik suvidagi NaHS eritmalari H2S donor birikmasi sifatida ishlatilgan15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26, aralashuv davomiyligi 1 dan 21 haftagacha bo'lgan (2-jadval). Ushbu tadqiqotlar davomida NaHS eritmasi har 12 soatda, 15, 17, 18, 24, 25 soatda yoki 24 soatda, 19, 20, 21, 22, 23 soatda yangilanib turildi. Bizning natijalarimiz shuni ko'rsatdiki, kalamushlar NaHS eritmasidan H2S yo'qolishi tufayli beqaror dori konsentratsiyasiga duchor bo'lgan va kalamushlarning ichimlik suvidagi NaHS miqdori 12 yoki 24 soat ichida sezilarli darajada o'zgarib turgan (2-rasmga qarang). Ushbu tadqiqotlarning ikkitasida suvdagi H2S darajasi 24 soat davomida barqaror qolgani yoki 12 soat davomida atigi 2-3% H2S yo'qotilishi kuzatilgani haqida xabar berilgan, ammo ular qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotlar yoki o'lchov tafsilotlarini taqdim etmagan. Ikki tadqiqot shuni ko'rsatdiki, suv idishlarining kichik diametri H2S bug'lanishini minimallashtirishi mumkin15,19. Biroq, bizning natijalarimiz shuni ko'rsatdiki, bu suv idishidan H2S yo'qotilishini 12-24 soat o'rniga 2 soatga kechiktirishi mumkin. Ikkala tadqiqot ham ichimlik suvidagi NaHS darajasi o'zgarmagan deb taxmin qilishimizni ta'kidlaydi, chunki biz suvda rang o'zgarishini kuzatmadik; shuning uchun H2S ning havo bilan oksidlanishi ahamiyatli emas edi19,20. Ajablanarlisi shundaki, bu sub'ektiv usul vaqt o'tishi bilan uning konsentratsiyasining o'zgarishini o'lchash o'rniga suvdagi NaHS barqarorligini baholaydi.
NaHS eritmasida H2S yo'qolishi pH va harorat bilan bog'liq. Bizning tadqiqotimizda ta'kidlanganidek, NaHS ni suvda eritish ishqoriy eritma hosil bo'lishiga olib keladi50. NaHS suvda eriganida, erigan H2S gazining hosil bo'lishi pH qiymatiga bog'liq6. Eritmaning pH qiymati qanchalik past bo'lsa, H2S gaz molekulalari sifatida mavjud bo'lgan NaHS ulushi shuncha ko'p bo'ladi va suvli eritmadan shuncha ko'p sulfid yo'qoladi11. Ushbu tadqiqotlarning hech birida NaHS uchun erituvchi sifatida ishlatiladigan ichimlik suvining pH qiymati ko'rsatilmagan. Ko'pgina mamlakatlar tomonidan qabul qilingan JSST tavsiyalariga ko'ra, ichimlik suvining pH qiymati 6,5–8,551 oralig'ida bo'lishi kerak. Ushbu pH oralig'ida H2S ning o'z-o'zidan oksidlanish tezligi taxminan o'n baravar oshadi13. NaHS ni ushbu pH oralig'ida suvda eritish erigan H2S gazining konsentratsiyasi 1 dan 22,5 mkM gacha bo'lishiga olib keladi, bu esa NaHS ni eritishdan oldin suvning pH qiymatini kuzatish muhimligini ta'kidlaydi. Bundan tashqari, yuqoridagi tadqiqotda xabar qilingan harorat oralig'i (18–26 °C) eritmada erigan H2S gazining konsentratsiyasini taxminan 10% ga o'zgartirishga olib keladi, chunki harorat o'zgarishi pK1 ni o'zgartiradi va pK1 dagi kichik o'zgarishlar erigan H2S gazining konsentratsiyasiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin48. Bundan tashqari, ba'zi tadqiqotlarning uzoq davom etishi (5 oy)22, bu vaqt ichida katta harorat o'zgaruvchanligi kutilmoqda, bu ham bu muammoni yanada kuchaytiradi.
Bitta21 ta tadqiqotdan tashqari barcha tadqiqotlarda ichimlik suvida 30 μM NaHS eritmasi ishlatilgan. Qo'llanilgan dozani (ya'ni 30 μM) tushuntirish uchun ba'zi mualliflar suvli fazadagi NaHS H2S gazining aynan bir xil konsentratsiyasini hosil qilishini va H2S ning fiziologik diapazoni 10 dan 100 μM gacha ekanligini, shuning uchun bu doz fiziologik diapazonda ekanligini ta'kidladilar15,16. Boshqalar 30 μM NaHS plazmadagi H2S darajasini fiziologik diapazonda, ya'ni 5–300 μM19,20 da ushlab turishi mumkinligini tushuntirishdi. Biz ba'zi tadqiqotlarda H2S ta'sirini o'rganish uchun ishlatilgan 30 μM (pH = 7.0, T = 20 °C) suvdagi NaHS konsentratsiyasini ko'rib chiqamiz. Biz erigan H2S gazining konsentratsiyasi 14,7 μM ekanligini hisoblashimiz mumkin, bu dastlabki NaHS konsentratsiyasining taxminan 50% ni tashkil qiladi. Bu qiymat boshqa mualliflar tomonidan xuddi shu sharoitlarda hisoblangan qiymatga o'xshash13,48.
Bizning tadqiqotimizda NaHSni yuborish tana vaznini o'zgartirmadi; bu natija erkak sichqonlar22,23 va erkak kalamushlarda o'tkazilgan boshqa tadqiqotlar natijalariga mos keladi18; Biroq, ikkita tadqiqotda NaSH nefrektomiya qilingan kalamushlarda kamaygan tana vaznini tiklagani haqida xabar berilgan24,26, boshqa tadqiqotlarda esa NaSHni yuborishning tana vazniga ta'siri haqida xabar berilmagan15,16,17,19,20,21,25. Bundan tashqari, bizning tadqiqotimizda NaSHni yuborish zardobdagi karbamid va kreatin xrom darajasiga ta'sir qilmadi, bu esa boshqa hisobot natijalariga mos keladi25.
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, ichimlik suviga 2 hafta davomida NaHS qo'shilishi erkak va urg'ochi kalamushlarda umumiy zardob sulfid konsentratsiyasiga ta'sir qilmagan. Bu topilma Sen va boshqalarning (16) natijalariga mos keladi: ichimlik suvida 30 μM NaHS bilan 8 hafta davomida davolash nazorat kalamushlarida plazma sulfid darajasiga ta'sir qilmadi; ammo, ular bu aralashuv nefrektomiya qilingan sichqonlarning plazmasidagi H2S darajasining pasayishini tiklaganini xabar qilishdi. Li va boshqalar (22) shuningdek, ichimlik suvida 30 μM NaHS bilan 5 oy davomida davolash keksa sichqonlarda plazmadagi erkin sulfid darajasini taxminan 26% ga oshirganini xabar qilishdi. Boshqa tadqiqotlar ichimlik suviga NaHS qo'shilgandan keyin aylanib yuruvchi sulfiddagi o'zgarishlar haqida xabar bermadi.
Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 yordamida yettita tadqiqot haqida xabar berilgan, ammo gidratatsiya suvi haqida qo'shimcha ma'lumot berilmagan va beshta tadqiqotda ularni tayyorlash usullarida ishlatiladigan NaHS manbai haqida so'z yuritilmagan17,18,24,25,26. NaHS gidratlangan molekula bo'lib, uning gidratatsiya suvi miqdori har xil bo'lishi mumkin, bu ma'lum bir molarlik eritmani tayyorlash uchun zarur bo'lgan NaHS miqdoriga ta'sir qiladi. Masalan, bizning tadqiqotimizdagi NaHS miqdori NaHS•1.3 H2O edi. Shunday qilib, ushbu tadqiqotlardagi haqiqiy NaHS konsentratsiyalari xabar qilinganlardan pastroq bo'lishi mumkin.
“Qanday qilib bunday qisqa muddatli birikma bunday uzoq muddatli ta'sirga ega bo'lishi mumkin?” Pozgay va boshqalar.21 sichqonlarda NaHS ning kolitga ta'sirini baholashda bu savolni berishdi. Ular kelajakdagi tadqiqotlar bu savolga javob bera olishiga va NaHS eritmalarida H2S dan tashqari barqarorroq polisulfidlar va NaHS21 ta'sirini vositachilik qiluvchi disulfidlar bo'lishi mumkinligi haqida taxmin qilishlariga umid qilishadi. Yana bir ehtimol shundaki, eritmada qolgan NaHS ning juda past konsentratsiyasi ham foydali ta'sir ko'rsatishi mumkin. Darhaqiqat, Olson va boshqalar qondagi H2S ning mikromolyar darajalari fiziologik emasligi va nanomolyar diapazonda bo'lishi yoki umuman yo'qligi haqida dalillar keltirdilar.13. H2S oqsil sulfatlanishi orqali ta'sir qilishi mumkin, bu ko'plab oqsillarning funktsiyasi, barqarorligi va lokalizatsiyasiga ta'sir qiluvchi qaytariladigan post-translyatsion modifikatsiyadir52,53,54. Darhaqiqat, fiziologik sharoitlarda ko'plab jigar oqsillarining taxminan 10% dan 25% gacha sulfillanadi53. Ikkala tadqiqot ham NaHS ning tez yo'q qilinishini tan oladi19,23, ammo ajablanarlisi shundaki, "biz ichimlik suvidagi NaHS konsentratsiyasini uni har kuni almashtirish orqali nazorat qildik".23 Bir tadqiqotda tasodifan "NaHS standart H2S donori bo'lib, klinik amaliyotda H2S ning o'rnini bosish uchun keng qo'llaniladi" deb ta'kidlangan.18
Yuqoridagi muhokama shuni ko'rsatadiki, NaHS eritmadan uchuvchanlik, oksidlanish va fotoliz orqali yo'qoladi va shuning uchun eritmadan H2S yo'qotilishini kamaytirish bo'yicha ba'zi takliflar bildirilgan. Birinchidan, H2S ning bug'lanishi gaz-suyuqlik chegarasiga13 va eritmaning11 pH qiymatiga bog'liq; shuning uchun bug'lanish yo'qotilishini minimallashtirish uchun suv idishining bo'ynini avval tasvirlanganidek iloji boricha kichikroq qilish mumkin15,19 va bug'lanish yo'qotilishini minimallashtirish uchun suvning pH qiymatini maqbul yuqori chegaraga (ya'ni 6,5–8,551) sozlash mumkin11. Ikkinchidan, H2S ning o'z-o'zidan oksidlanishi kislorod ta'siri va ichimlik suvida o'tish metall ionlarining mavjudligi13 tufayli sodir bo'ladi, shuning uchun ichimlik suvini argon yoki azot44,45 bilan deoksidlash va metall xelatatorlardan37,47 foydalanish sulfidlarning oksidlanishini kamaytirishi mumkin. Uchinchidan, H2S ning fotoparchalanishining oldini olish uchun suv idishlarini alyuminiy folga bilan o'rash mumkin; Bu amaliyot streptozototsin kabi yorug'likka sezgir materiallarga ham tegishli55. Va nihoyat, noorganik sulfid tuzlari (NaHS, Na2S va CaS) ilgari xabar qilinganidek ichimlik suvida erimasdan, gazli gaz orqali yuborilishi mumkin56,57,58; tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, radioaktiv natriy sulfid kalamushlarga gazli gaz orqali yuborilganda yaxshi so'riladi va deyarli barcha to'qimalarga tarqaladi59. Bugungi kunga qadar ko'pgina tadqiqotlarda noorganik sulfid tuzlari qorin bo'shlig'iga yuborilgan; ammo, bu yo'l klinik sharoitlarda kamdan-kam qo'llaniladi60. Boshqa tomondan, og'iz orqali yuborish odamlarda eng keng tarqalgan va afzal ko'rilgan yuborish yo'li hisoblanadi61. Shuning uchun biz kemiruvchilarga H2S donorlarining ta'sirini og'iz orqali gazli gaz orqali baholashni tavsiya qilamiz.
Cheklov shundaki, biz suvli eritma va zardobdagi sulfidni MB usuli yordamida o'lchadik. Sulfidni o'lchash usullari yod titrlash, spektrofotometriya, elektrokimyoviy usul (potentsiometriya, amperometriya, kulometrik usul va amperometrik usul) va xromatografiya (gaz xromatografiyasi va yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi) ni o'z ichiga oladi, ular orasida eng ko'p qo'llaniladigan usul MB spektrofotometriya usuli hisoblanadi62. Biologik namunalarda H2S ni o'lchash uchun MB usulining cheklovi shundaki, u barcha oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalarni o'lchaydi va erkin H2S63 ni emas, chunki u kislotali sharoitda amalga oshiriladi, bu esa biologik manbadan oltingugurtni ajratib olishga olib keladi64. Biroq, Amerika Sog'liqni Saqlash Assotsiatsiyasi ma'lumotlariga ko'ra, MB suvdagi sulfidni o'lchashning standart usuli hisoblanadi65. Shuning uchun, bu cheklov NaHS o'z ichiga olgan eritmalarning beqarorligi bo'yicha bizning asosiy natijalarimizga ta'sir qilmaydi. Bundan tashqari, bizning tadqiqotimizda NaHS o'z ichiga olgan suv va zardob namunalarida sulfid o'lchovlarining tiklanishi mos ravishda 91% va 93% ni tashkil etdi. Bu qiymatlar avval xabar qilingan diapazonlarga (77–92) mos keladi66, bu esa maqbul analitik aniqlikni ko'rsatadi42. Shuni ta'kidlash kerakki, biz klinikadan oldingi tadqiqotlarda faqat erkaklarda o'tkazilgan hayvonlar bo'yicha tadqiqotlarga haddan tashqari ishonmaslik uchun Milliy Sog'liqni Saqlash Institutlari (NIH) ko'rsatmalariga muvofiq erkak va urg'ochi kalamushlardan foydalandik67 va iloji bo'lsa, erkak va urg'ochi kalamushlarni ham qamrab oldik68. Bu fikr boshqalar tomonidan ta'kidlangan69,70,71.
Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, ichimlik suvidan tayyorlangan NaHS eritmalari beqarorligi tufayli H2S hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin emas. Ushbu yuborish usuli hayvonlarni beqaror va kutilganidan pastroq NaHS darajalariga duchor qiladi; shuning uchun topilmalar odamlarga tegishli bo'lmasligi mumkin.
Joriy tadqiqot davomida foydalanilgan va/yoki tahlil qilingan ma'lumotlar to'plamlari tegishli muallifdan oqilona so'rov bo'yicha olinishi mumkin.
Szabo, K. Vodorod sulfidi (H2S) tadqiqotlarining xronologiyasi: atrof-muhit toksinidan biologik mediatorgacha. Biokimyo va farmakologiya 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. va Kimura, H. Vodorod sulfidining endogen neyromodulyator sifatidagi mumkin bo'lgan roli. Neyroshunoslik jurnali, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. va Papapetropoulos, A. Sutemizuvchilar hujayralari, to'qimalari va organlarida vodorod sulfidining fiziologik roli. Fiziologiya va molekulyar biologiya bo'yicha sharhlar 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB va Kashfi, K. Azot oksidi va vodorod sulfidi uchun hujayra yetkazib berish tizimlarining rivojlanayotgan istiqboli: shaxsiylashtirilgan tibbiyotning yangi davri. Biokimyo va farmakologiya 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X. va boshqalar. Sekin ajralib chiqadigan vodorod sulfid donorini uzoq muddatli yuborish miokard ishemiyasi/reperfuziya shikastlanishining oldini olishi mumkin. Ilmiy hisobotlar 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM va Hermann, A. BK kanal fosforillanishi vodorod sulfidi (H2S) sezgirligini boshqaradi. Fiziologiya chegaralari 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM va Hermann, A. Vodorod sulfidi kalamush gipofiz o'sma hujayralarida kaltsiy bilan faollashtirilgan kaliy (BK) kanal faolligini oshiradi. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S. va boshqalar. Vodorod sulfidi 2-toifa diabetli kalamushlarda miokard ishemiyasi-reperfuziya shikastlanishiga qarshi nitritning himoya ta'sirini kuchaytiradi. Azot oksidi 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A. va boshqalar. H2S donor kimyosidagi tendentsiyalar va uning yurak-qon tomir kasalliklariga ta'siri. Antioksidantlar 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF va Olson, KR (2012). Biologik tajribalarda vodorod sulfidining passiv yo'qotishlari. Analitik biokimyo 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P. va boshqalar. Fiziologik namunalarda vodorod sulfid o'lchovlarining kimyoviy jihatlari. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Tabiiy suvlarda vodorod sulfidini spektrofotometrik aniqlash. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Vodorod sulfidi kimyosi va biologiyasi bo'yicha amaliy mashg'ulotlar. “Antioksidantlar.” Redoks signalizatsiyasi. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).