nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, браузердин акыркы версиясын колдонууну (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүүнү) сунуштайбыз. Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн бул сайтта стилдер же JavaScript камтылбайт.
Күкүрт суутек (H2S) адам организмине бир нече физиологиялык жана патологиялык таасир этет. Натрий гидросульфиди (NaHS) биологиялык эксперименттерде H2Sтин таасирин баалоо үчүн фармакологиялык курал катары кеңири колдонулат. NaHS эритмелеринен H2Sтин жоголушу бир нече мүнөткө гана созулса да, NaHS эритмелери айрым жаныбарларды изилдөөдө ичүүчү суудагы H2S үчүн донордук кошулмалар катары колдонулган. Бул изилдөөдө, кээ бир авторлор сунуштагандай, келемиш/чычкан бөтөлкөлөргө даярдалган 30 мкМ NaHS концентрациясы бар ичүүчү суу кеминде 12–24 саат бою туруктуу бойдон кала алабы же жокпу, изилденген. Ичүүчү сууга NaHS (30 мкМ) эритмесин даярдап, аны дароо келемиш/чычкан суу бөтөлкөлөргө куюңуз. Метилен көк ыкмасын колдонуп, сульфиддин курамын өлчөө үчүн үлгүлөр суу бөтөлкөсүнүн учунан жана ичинен 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 жана 24 саатта алынган. Мындан тышкары, эркек жана ургаачы келемиштерге эки жума бою NaHS (30 мкМ) сайылып, биринчи жумада жана экинчи жуманын аягында күн ара кан сары суусундагы сульфиддин концентрациясы өлчөнгөн. Суу бөтөлкөсүнүн учунан алынган үлгүдөгү NaHS эритмеси туруксуз болгон; ал 12 жана 24 сааттан кийин тиешелүүлүгүнө жараша 72% жана 75% га төмөндөгөн. Суу бөтөлкөлөрүнүн ичинен алынган үлгүлөрдө NaHSтин төмөндөшү 2 сааттын ичинде олуттуу болгон эмес; бирок, ал 12 жана 24 сааттан кийин тиешелүүлүгүнө жараша 47% жана 72% га төмөндөгөн. NaHS сайылышы эркек жана ургаачы келемиштердин кан сары суусундагы сульфид деңгээлине таасир эткен эмес. Жыйынтыктап айтканда, ичүүчү суудан даярдалган NaHS эритмелери H2S донорлугу үчүн колдонулбашы керек, анткени эритме туруксуз. Мындай киргизүү жолу жаныбарларды күтүлгөндөн аз жана туруксуз NaHSке дуушар кылат.
Суутек сульфиди (H2S) 1700-жылдан бери уулуу зат катары колдонулуп келет; бирок, анын эндогендик биосигналдаштыруучу молекула катары мүмкүн болгон ролу 1996-жылы Абэ жана Кимура тарабынан сүрөттөлгөн. Акыркы үч он жылдыкта H2Sтин ар кандай адам системаларындагы көптөгөн функциялары аныкталып, H2S донордук молекулалары айрым ооруларды дарылоодо же башкарууда клиникалык колдонулушу мүмкүн экендиги аныкталды; жакында эле Чирино жана башкалардын серебин караңыз.
Натрий гидросульфиди (NaHS) көптөгөн клетка өстүрүү жана жаныбарларды изилдөөдө H2Sтин таасирин баалоо үчүн фармакологиялык курал катары кеңири колдонулган5,6,7,8. Бирок, NaHS идеалдуу H2S донору эмес, анткени ал эритмеде H2S/HS-ге тез айланат, полисульфиддер менен оңой булганат жана оңой кычкылданат жана учуп кетет4,9. Көптөгөн биологиялык эксперименттерде NaHS сууда эрийт, натыйжада пассивдүү учуп кетүү жана H2S10,11,12 жоголушу, H2S11,12,13 өзүнөн-өзү кычкылдануусу жана фотолиз14 пайда болот. Баштапкы эритмедеги сульфид H2S11 учуп кетүүсүнөн улам абдан тез жоголот. Ачык идиште H2Sтин жарым ажыроо мезгили (t1/2) болжол менен 5 мүнөттү түзөт жана анын концентрациясы мүнөтүнө болжол менен 13% га төмөндөйт10. NaHS эритмелеринен күкүрттүү суутектин жоголушу бир нече мүнөт гана талап кылынса да, жаныбарлардын айрым изилдөөлөрүндө NaHS эритмелери ичүүчү суудагы күкүрттүү суутектин булагы катары 1–21 жума бою колдонулуп, NaHS камтыган эритмени ар бир 12–24 саат сайын алмаштырып турушкан.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Бул практика илимий изилдөөлөрдүн принциптерине шайкеш келбейт, анткени дары-дармектердин дозасы аларды башка түрлөрдө, айрыкча адамдарда колдонууга негизделиши керек.27
Биомедицинадагы клиникага чейинки изилдөөлөр бейтаптарды кароонун же дарылоонун натыйжаларынын сапатын жакшыртууга багытталган. Бирок, жаныбарларды изилдөөнүн көпчүлүк жыйынтыктары адамдарга которула элек28,29,30. Бул трансляциялык ийгиликсиздиктин себептеринин бири - жаныбарларды изилдөөнүн методологиялык сапатына көңүл бурулбагандыгы30. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты, кээ бир изилдөөлөрдө айтылгандай же сунушталгандай, келемиш/чычкан суу бөтөлкөлөрүндө даярдалган 30 мкМ NaHS эритмелери ичүүчү сууда 12–24 саат бою туруктуу бойдон кала алабы же жокпу, изилдөө болгон.
Бул изилдөөдөгү бардык эксперименттер Иранда лабораториялык жаныбарларды багуу жана пайдалануу боюнча жарыяланган көрсөтмөлөргө ылайык жүргүзүлдү31. Бул изилдөөдөгү бардык эксперименталдык отчеттор да ARRIVE көрсөтмөлөрүнө ылайык келген32. Шахид Бехешти атындагы Медициналык илимдер университетинин Эндокриндик илимдер институтунун Этика комитети бул изилдөөдөгү бардык эксперименталдык жол-жоболорду бекитти.
Цинк ацетаты дигидраты (CAS: 5970-45-6) жана суусуз темир хлориди (CAS: 7705-08-0) Biochem, Chemopahrama (Козне-сюр-Луар, Франция) компанияларынан сатылып алынган. Натрий гидросульфид гидраты (CAS: 207683-19-0) жана N,N-диметил-п-фенилендиамин (DMPD) (CAS: 535-47-0) Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, АКШ) компанияларынан сатылып алынган. Изофлуран Piramal (Бетлехем, Пенсильвания, АКШ) компанияларынан сатылып алынган. Туз кислотасы (HCl) Merck (Дармштадт, Германия) компанияларынан сатылып алынган.
Ичүүчү сууда NaHS (30 мкМ) эритмесин даярдап, аны дароо келемиш/чычкан суу бөтөлкөлөрүнө куюңуз. Бул концентрация NaHSти H2S булагы катары колдонгон көптөгөн басылмалардын негизинде тандалып алынган; "Талкуу" бөлүмүн караңыз. NaHS - бул ар кандай өлчөмдөгү гидратталган сууну (б.а., NaHS•xH2O) камтышы мүмкүн болгон гидратталган молекула; өндүрүүчүнүн айтымында, биздин изилдөөдө колдонулган NaHS пайызы 70,7% түзгөн (б.а., NaHS•1,3 H2O) жана биз эсептөөлөрүбүздө бул маанини эске алдык, мында биз суусуз NaHSтин молекулярдык салмагы болгон 56,06 г/моль молекулярдык салмагын колдондук. Гидратталган суу (кристаллдашкан суу деп да аталат) - бул кристаллдык түзүлүштү түзгөн суу молекулалары33. Гидраттардын ангидраттарга салыштырмалуу физикалык жана термодинамикалык касиеттери ар башка34.
Ичүүчү сууга NaHS кошуудан мурун, эриткичтин рН жана температурасын өлчөңүз. NaHS эритмесин дароо жаныбарлардын капасындагы келемиш/чычкан суу бөтөлкөгө куюңуз. Сульфиддин курамын өлчөө үчүн үлгүлөр суу бөтөлкөсүнүн учунан жана ичинен 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 жана 24 саатта чогултулган. Сульфиддин өлчөмү ар бир үлгү алгандан кийин дароо алынган. Биз үлгүлөрдү түтүктүн учунан алдык, анткени кээ бир изилдөөлөр суу түтүгүнүн кичинекей тешикчелери H2S бууланышын минималдаштыра аларын көрсөттү15,19. Бул маселе бөтөлкөдөгү эритмеге да тиешелүү окшойт. Бирок, суу бөтөлкөсүнүн моюнундагы эритмеде мындай болгон жок, анткени ал буулануу ылдамдыгы жогору жана өзүн-өзү кычкылдандыруучу болгон; чындыгында, жаныбарлар алгач бул сууну ичишти.
Изилдөөдө эркек жана ургаачы Вистар келемиштери колдонулган. Келемиштер полипропилен капастарда (ар бир капаска 2–3 келемиш) стандарттуу шарттарда (температура 21–26 °C, нымдуулук 32–40%) 12 саат жарыкта (эртең мененки 7ден кечки 7ге чейин) жана 12 саат караңгылыкта (кечки 7ден эртең мененки 7ге чейин) кармалган. Келемиштер крандагы сууга эркин жетип, стандарттуу чоу (Хорак Дам Парс компаниясы, Тегеран, Иран) менен азыктанышкан. Жашы боюнча дал келген (6 айлык) ургаачы (n=10, дене салмагы: 190–230 г) жана эркек (n=10, дене салмагы: 320–370 г) Вистар келемиштери кокустук түрдө контролдук жана NaHS (30 мкМ) менен дарыланган топторго (ар бир топко n=5) бөлүнгөн. Үлгү көлөмүн аныктоо үчүн биз мурунку тажрыйбаны жана кубаттуулукту талдоону айкалыштырган KISS (Кееп, жөнөкөй, ступид) ыкмасын колдондук35. Биз алгач 3 келемишке пилоттук изилдөө жүргүзүп, кан сары суусундагы сульфиддин орточо деңгээлин жана стандарттык четтөөнү (8,1 ± 0,81 мкМ) аныктадык. Андан кийин, 80% кубаттуулукту эске алып жана эки тараптуу 5% маанилүүлүк деңгээлин кабыл алып, биз эксперименталдык жаныбарлардын үлгү көлөмүн эсептөө үчүн Фестинг тарабынан сунушталган алдын ала аныкталган маани менен 2,02 стандартташтырылган эффект өлчөмүнө туура келген алдын ала үлгү өлчөмүн (n = 5 мурунку адабияттарга негизделген) аныктадык35. Бул маанини SDге (2,02 × 0,81) көбөйткөндөн кийин, болжолдонгон аныкталуучу эффект өлчөмү (1,6 мкМ) 20% түздү, бул алгылыктуу. Бул n = 5/топ топтордун ортосундагы 20% орточо өзгөрүүнү аныктоо үчүн жетиштүү дегенди билдирет. Келемиштер Excel программасынын 36 кокустук функциясын колдонуп, контролдук жана NaSH менен иштетилген топторго кокустук түрдө бөлүндү (1-кошумча сүрөт). Блиндинг натыйжа деңгээлинде жүргүзүлдү жана биохимиялык өлчөөлөрдү жүргүзгөн изилдөөчүлөр топтук дайындоолордон кабардар эмес болчу.
Эки жыныстагы NaHS топтору 2 жума бою ичүүчү сууда даярдалган 30 мкМ NaHS эритмеси менен иштетилген; жаңы эритме ар бир 24 саат сайын берилип, бул убакыттын ичинде дене салмагы өлчөнгөн. Биринчи жана экинчи жуманын аягында ар бир эки күн сайын изофлуран анестезиясы астында бардык келемиштердин куйрук учтарынан кан үлгүлөрү алынган. Кан үлгүлөрү 3000 г температурада 10 мүнөт центрифугаланган, сыворотка бөлүнүп, андан кийин сывороткадагы мочевинаны, креатининди (Cr) жана жалпы сульфидди өлчөө үчүн –80°C температурада сакталган. Сывороткадагы мочевина ферменттик уреаза ыкмасы менен аныкталган, ал эми сывороткадагы креатинин фотометриялык Jaffe ыкмасы менен коммерциялык жактан жеткиликтүү комплекттерди (Man Company, Тегеран, Иран) жана автоматтык анализаторду (Selectra E, сериялык номери 0-2124, Нидерланды) колдонуу менен аныкталган. Мочевина жана Cr үчүн анализдин ичиндеги жана анализдер аралык вариация коэффициенттери 2,5% дан аз болгон.
Метилен көк (МБ) ыкмасы ичүүчү суудагы жана NaHS камтыган сывороткадагы жалпы сульфидди өлчөө үчүн колдонулат; МБ - көлөмдүү эритмелердеги жана биологиялык үлгүлөрдөгү сульфидди өлчөө үчүн эң көп колдонулган ыкма11,37. МБ ыкмасы жалпы сульфид бассейнин38 баалоо жана суу фазасында H2S, HS- жана S2 түрүндөгү органикалык эмес сульфиддерди39 өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул ыкмада күкүрт цинк ацетатынын катышуусунда цинк сульфиди (ZnS) катары чөктүрүлөт11,38. Цинк ацетатынын чөкмөсү сульфиддерди башка хромофорлордон бөлүү үчүн эң кеңири колдонулган ыкма11. ZnS күчтүү кислоталуу шарттарда HCl11 колдонулуп кайра эриген. Сульфид DMPD менен стехиометриялык катышта 1:2 катышында реакцияга кирип, темир хлориди (Fe3+ кычкылдандыруучу агент катары иштейт) менен катализденген реакцияда MB боёгун пайда кылат, ал 670 нм40,41 спектрофотометриялык түрдө аныкталат. МБ ыкмасынын аныктоо чеги болжол менен 1 мкМ11.
Бул изилдөөдө ар бир үлгүдөн (эритме же сыворотка) 100 мкл түтүккө кошулган; андан кийин 200 мкл цинк ацетаты (дистилденген сууда 1% w/v), 100 мкл DMPD (7,2 М HClде 20 мМ) жана 133 мкл FeCl3 (1,2 М HClде 30 мМ) кошулган. Аралашма 37°C температурада караңгыда 30 мүнөт инкубацияланган. Эритме 10 000 г ылдамдыкта 10 мүнөт центрифугаланган жана үстүнкү катмардын абсорбциясы микропластина окугучун (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, АКШ) колдонуп 670 нм толкун узундугунда окулган. Сульфиддердин концентрациясы ddH2Oдогу NaHS (0–100 мкМ) калибрлөө ийри сызыгын колдонуу менен аныкталган (2-кошумча сүрөт). Өлчөө үчүн колдонулган бардык эритмелер жаңы даярдалган. Сульфидди өлчөө үчүн анализдин ичиндеги жана анализдер аралык вариация коэффициенттери тиешелүүлүгүнө жараша 2,8% жана 3,4% түзгөн. Ошондой эле, биз натрий тиосульфатын камтыган ичүүчү суудан жана сыворотка үлгүлөрүнөн алынган жалпы сульфидди байытылган үлгү ыкмасын колдонуп аныктадык42. Натрий тиосульфатын камтыган ичүүчү суудан жана сыворотка үлгүлөрүнөн алынган жалпы сульфид тиешелүүлүгүнө жараша 91 ± 1,1% (n = 6) жана 93 ± 2,4% (n = 6) түзгөн.
Статистикалык анализ Windows үчүн GraphPad Prism программалык камсыздоосунун 8.0.2 версиясын колдонуу менен жүргүзүлдү (GraphPad Software, Сан-Диего, Калифорния, АКШ, www.graphpad.com). NaHS кошуудан мурун жана кийин ичүүчү суунун температурасын жана рН маанисин салыштыруу үчүн жупташтырылган t-тест колдонулган. NaHS камтыган эритмедеги H2S жоготуусу баштапкы сиңирүүдөн пайыздык төмөндөө катары эсептелген жана жоготуунун статистикалык жактан маанилүү экендигин баалоо үчүн биз бир тараптуу кайталанган өлчөөчү ANOVA, андан кийин Даннеттин көп тараптуу салыштыруу тестин жүргүздүк. Дене салмагы, кан сары суусундагы мочевина, кан сары суусундагы креатинин жана убакыттын өтүшү менен кан сары суусундагы жалпы сульфид ар кандай жыныстагы контролдук жана NaHS менен дарыланган келемиштердин ортосунда эки тараптуу аралаш (ички аралык) ANOVA, андан кийин Бонферрони пост-хок тести колдонулуп салыштырылган. Эки куйруктуу P маанилери < 0.05 статистикалык жактан маанилүү деп эсептелген.
Ичүүчү суунун рН мааниси NaHS кошулганга чейин 7,60 ± 0,01 жана NaHS кошулгандан кийин 7,71 ± 0,03 болгон (n = 13, p = 0,0029). Ичүүчү суунун температурасы 26,5 ± 0,2 болуп, NaHS кошулгандан кийин 26,2 ± 0,2ге чейин төмөндөгөн (n = 13, p = 0,0128). Ичүүчү сууга 30 мкМ NaHS эритмесин даярдап, суу бөтөлкөсүндө сактаңыз. NaHS эритмеси туруксуз жана анын концентрациясы убакыттын өтүшү менен төмөндөйт. Суу бөтөлкөсүнүн моюнунан үлгү алганда, биринчи сааттын ичинде олуттуу төмөндөө (68,0%) байкалган, ал эми эритмедеги NaHS курамы 12 жана 24 сааттан кийин тиешелүүлүгүнө жараша 72% жана 75% га төмөндөгөн. Суу бөтөлкөлөрүнөн алынган үлгүлөрдө NaHSтин азайышы 2 саатка чейин олуттуу болгон эмес, бирок 12 жана 24 сааттан кийин тиешелүүлүгүнө жараша 47% жана 72% га төмөндөгөн. Бул маалыматтар ичүүчү сууда даярдалган 30 мкМ эритмедеги NaHS пайызы, үлгү алуу ордуна карабастан, 24 сааттан кийин баштапкы маанинин болжол менен төрттөн бирине чейин төмөндөгөнүн көрсөтүп турат (1-сүрөт).
Келемиш/чычкан бөтөлкөлөрүндөгү ичүүчү суудагы NaHS эритмесинин (30 мкМ) туруктуулугу. Эритме даярдалгандан кийин, суу бөтөлкөсүнүн учунан жана ичинен үлгүлөр алынган. Маалыматтар орточо ± SD (n = 6/топ) катары көрсөтүлгөн. * жана #, 0 убакыт менен салыштырганда P < 0.05. Суу бөтөлкөсүнүн сүрөтүндө учу (ачылышы менен) жана бөтөлкөнүн корпусу көрсөтүлгөн. Учунун көлөмү болжол менен 740 мкл.
Жаңы даярдалган 30 мкМ эритмедеги NaHS концентрациясы 30,3 ± 0,4 мкМ түзгөн (диапазону: 28,7–31,9 мкМ, n = 12). Бирок, 24 сааттан кийин NaHS концентрациясы төмөнкү мааниге чейин төмөндөгөн (орточо: 3,0 ± 0,6 мкМ). 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, келемиштер дуушар болгон NaHS концентрациясы изилдөө мезгилинде туруктуу болгон эмес.
Ургаачы келемиштердин дене салмагы убакыттын өтүшү менен бир кыйла жогорулаган (контролдук топто 205,2 ± 5,2 г дан 213,8 ​​± 7,0 г га чейин жана NaHS менен дарыланган топто 204,0 ± 8,6 г дан 211,8 ± 7,5 г га чейин); бирок, NaHS менен дарылоо дене салмагына эч кандай таасир эткен эмес (3-сүрөт). Эркек келемиштердин дене салмагы убакыттын өтүшү менен бир кыйла жогорулаган (контролдук топто 338,6 ± 8,3 г дан 352,4 ± 6,0 г га чейин жана NaHS менен дарыланган топто 352,4 ± 5,9 г дан 363,2 ± 4,3 г га чейин); бирок, NaHS менен дарылоо дене салмагына эч кандай таасир эткен эмес (3-сүрөт).
NaHS (30 мкМ) берилгенден кийин ургаачы жана эркек келемиштердин дене салмагынын өзгөрүшү. Маалыматтар орточо ± SEM катары берилген жана Bonferroni post hoc тести менен дисперсиянын эки тараптуу аралаш (ортодогу) анализи аркылуу салыштырылган. Ар бир топто ар бир жыныстагы n = 5.
Изилдөө учурунда контролдук жана NaSH менен дарыланган келемиштерде кан сары суусундагы мочевинанын жана креатинфосфаттын концентрациялары окшош болгон. Андан тышкары, NaSH менен дарылоо кан сары суусундагы мочевинанын жана креатинхромдун концентрациясына таасир эткен эмес (1-таблица).
Кан сары суусундагы жалпы сульфиддин баштапкы концентрациясы контролдук жана NaHS менен дарыланган эркек (8,1 ± 0,5 мкМ vs. 9,3 ± 0,2 мкМ) жана ургаачы (9,1 ± 1,0 мкМ vs. 6,1 ± 1,1 мкМ) келемиштердин ортосунда салыштырмалуу болгон. NaHSти 14 күн бою колдонуу эркек же ургаачы келемиштердин кан сары суусундагы жалпы сульфид деңгээлине эч кандай таасир эткен эмес (4-сүрөт).
NaHS (30 мкМ) берилгенден кийин эркек жана ургаачы келемиштердин кан сары суусундагы жалпы сульфид концентрациясынын өзгөрүшү. Маалыматтар орточо ± SEM катары берилген жана Бонферрони пост-хок тести менен эки тараптуу аралаш (ички-ички) дисперсиялык анализди колдонуу менен салыштырылган. Ар бир жыныс, n = 5/топ.
Бул изилдөөнүн негизги тыянагы, NaHS камтыган ичүүчү суу туруксуз: келемиш/чычкан суу бөтөлкөлөрүнүн учунан жана ичинен үлгү алынгандан кийин 24 сааттан кийин баштапкы жалпы сульфид курамынын төрттөн бир бөлүгү гана аныкталат. Андан тышкары, келемиштер NaHS эритмесиндеги H2S жоголушунан улам туруксуз NaHS концентрациясына дуушар болушкан жана ичүүчү сууга NaHS кошуу дене салмагына, кан сары суусундагы мочевинага жана креатин хромуна же кан сары суусундагы жалпы сульфидге таасир эткен эмес.
Бул изилдөөдө ичүүчү сууда даярдалган 30 мкМ NaHS эритмелеринен H2S жоготуу ылдамдыгы саатына болжол менен 3% түзгөн. Буферленген эритмеде (10 мМ PBSтеги 100 мкМ натрий сульфиди, рН 7.4), сульфиддин концентрациясы 8 сааттын ичинде убакыттын өтүшү менен 7% га төмөндөгөнү кабарланган11. Биз мурда NaHSти ич көңдөйүнө киргизүүнү ичүүчү суудагы 54 мкМ NaHS эритмесинен сульфиддин жоготуу ылдамдыгы саатына болжол менен 2.3% түзгөнүн билдирүү менен коргогонбуз (даярдалгандан кийинки алгачкы 12 саатта 4%/саат жана акыркы 12 саатта 1.4%/саат)8. Мурунку изилдөөлөр43 NaHS эритмелеринен H2Sтин туруктуу жоготуусун, негизинен учуп кетүү жана кычкылдануудан улам тапкан. Көбүкчөлөр кошулбаса да, баштапкы эритмедеги сульфид H2Sтин учуп кетүүсүнөн улам тез жоголот11. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, болжол менен 30–60 секундга созулган суюлтуу процессинде буулануудан улам H2Sтин болжол менен 5–10% жоголот6. Эритмеден H2Sтин бууланышына жол бербөө үчүн изилдөөчүлөр бир нече чараларды көрүштү, анын ичинде эритмени акырын аралаштыруу12, баштапкы эритмени пластикалык пленка менен жабуу6 жана эритменин абага тийгизген таасирин минималдаштыруу, анткени H2Sтин буулануу ылдамдыгы аба-суюктук интерфейсине көз каранды.13 H2Sтин өзүнөн-өзү кычкылдануусу негизинен суудагы кошулмалар болгон өткөөл металл иондорунун, айрыкча темир темирдин эсебинен болот.13 H2Sтин кычкылдануусу полисульфиддердин (коваленттик байланыштар менен байланышкан күкүрт атомдору)11 пайда болушуна алып келет. Анын кычкылдануусун болтурбоо үчүн, курамында H2S бар эритмелер кычкылдандырылган эриткичтерде даярдалат44,45, андан кийин кычкылдандырууну камсыз кылуу үчүн 20–30 мүнөт аргон же азот менен тазаланат.11,12,37,44,45,46 Диэтилентриаминпентауксус кислотасы (DTPA) - бул аэробдук эритмелерде HS- автокычкылдануусуна жол бербеген металл хелатору (10–4 М). DTPA жок болгондо, HS- автокычкылдануу ылдамдыгы 25°C температурада болжол менен 3 сааттын ичинде болжол менен 50% түзөт37,47. Андан тышкары, 1e-сульфиддин кычкылдануусу ультрафиолет нурлары менен катализденгендиктен, эритмени музда сактап, жарыктан коргош керек11.
5-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, NaHS сууда эригенде Na+ жана HS-6га диссоциацияланат; бул диссоциация реакциянын pK1 менен аныкталат, ал температурага көз каранды: pK1 = 3.122 + 1132/T, мында T 5тен 30°Cге чейин өзгөрүп турат жана Кельвин (K) градустары менен өлчөнөт, K = °C + 273.1548. HS- жогорку pK2ге ээ (pK2 = 19), ошондуктан рН < 96.49 болгондо, S2- пайда болбойт же өтө аз өлчөмдө пайда болот. Ал эми HS- негиз катары кызмат кылат жана H2O молекуласынан H+ кабыл алат, ал эми H2O кислота катары кызмат кылат жана H2S жана OH- га айланат.
NaHS эритмесинде (30 µM) эриген H2S газынын пайда болушу. aq, суу эритмеси; g, газ; l, суюктук. Бардык эсептөөлөр суунун рН = 7.0 жана суунун температурасы = 20 °C деп болжолдойт. BioRender.com менен түзүлгөн.
NaHS эритмелери туруксуз экендиги жөнүндө далилдер болгонуна карабастан, бир нече жаныбарларды изилдөөдө ичүүчү суудагы NaHS эритмелери H2S донордук кошулмасы катары колдонулган15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 интервенциянын узактыгы 1ден 21 жумага чейин болгон (2-таблица). Бул изилдөөлөр учурунда NaHS эритмеси ар бир 12 саат, 15, 17, 18, 24, 25 саат же 24 саат, 19, 20, 21, 22, 23 саат сайын жаңыртылып турган. Биздин жыйынтыктар келемиштер NaHS эритмесинен H2S жоголушунан улам туруксуз дары концентрациясына дуушар болгонун жана келемиштердин ичүүчү суусундагы NaHS курамы 12 же 24 сааттын ичинде бир топ өзгөрүп турганын көрсөттү (2-сүрөттү караңыз). Бул изилдөөлөрдүн экөөсүндө суудагы H2S деңгээли 24 саат22 ичинде туруктуу бойдон калганы же 12 саат15 ичинде H2Sтин жоготууларынын 2–3% гана байкалганы кабарланган, бирок алар колдоочу маалыматтарды же өлчөөнүн чоо-жайын берген эмес. Эки изилдөө суу бөтөлкөлөрүнүн кичинекей диаметри H2Sтин бууланышын минималдаштыра аларын көрсөттү15,19. Бирок, биздин жыйынтыктарыбыз көрсөткөндөй, бул суу бөтөлкөсүнөн H2Sтин жоголушун 12–24 сааттын ордуна 2 саатка гана кечеңдетиши мүмкүн. Эки изилдөө тең ичүүчү суудагы NaHS деңгээли өзгөргөн жок деп болжолдогонубузду белгилейт, анткени биз сууда түстүн өзгөрүшүн байкаган жокпуз; ошондуктан, H2Sтин аба менен кычкылдануусу маанилүү болгон эмес19,20. Таң калыштуусу, бул субъективдүү ыкма NaHSтин концентрациясынын убакыттын өтүшү менен өзгөрүшүн өлчөөнүн ордуна, анын суудагы туруктуулугун баалайт.
NaHS эритмесиндеги H2Sтин жоголушу рН жана температура менен байланыштуу. Биздин изилдөөдө белгиленгендей, NaHSти сууда эритүү щелочтуу эритменин пайда болушуна алып келет50. NaHS сууда эригенде, эриген H2S газынын пайда болушу рН маанисине көз каранды6. Эритменин рН мааниси канчалык төмөн болсо, H2S газ молекулалары катары NaHSтин үлүшү ошончолук көп болот жана суу эритмесинен сульфид ошончолук көп жоголот11. Бул изилдөөлөрдүн биринде да NaHS үчүн эриткич катары колдонулган ичүүчү суунун рН мааниси көрсөтүлгөн эмес. Көпчүлүк өлкөлөр тарабынан кабыл алынган ДСУнун сунуштарына ылайык, ичүүчү суунун рН мааниси 6,5–8,551 диапазонунда болушу керек. Бул рН диапазонунда H2Sтин өзүнөн-өзү кычкылдануу ылдамдыгы болжол менен он эсеге жогорулайт13. NaHSти ушул рН диапазонунда сууда эритүү эриген H2S газынын концентрациясын 1ден 22,5 мкМге чейин жеткирет, бул NaHSти эритүүдөн мурун суунун рН маанисин көзөмөлдөөнүн маанилүүлүгүн баса белгилейт. Мындан тышкары, жогорудагы изилдөөдө билдирилген температура диапазону (18–26 °C) эритмедеги эриген H2S газынын концентрациясынын болжол менен 10% га өзгөрүшүнө алып келет, анткени температуранын өзгөрүшү pK1ди өзгөртөт жана pK1деги кичинекей өзгөрүүлөр эриген H2S газынын концентрациясына олуттуу таасир этиши мүмкүн48. Мындан тышкары, кээ бир изилдөөлөрдүн узакка созулушу (5 ай)22, анын жүрүшүндө температуранын чоң өзгөрүшү күтүлөт, бул да бул көйгөйдү күчөтөт.
Бир изилдөөдөн башкасынын баары ичүүчү суудагы 30 мкМ NaHS эритмесин колдонушкан. Колдонулган дозаны (б.а. 30 мкМ) түшүндүрүү үчүн, кээ бир авторлор суу фазасындагы NaHS H2S газынын дал ушундай концентрациясын пайда кыларын жана H2Sтин физиологиялык диапазону 10дон 100 мкМге чейин экенин, ошондуктан бул доза физиологиялык диапазондо экенин белгилешкен15,16. Башкалары 30 мкМ NaHS плазмадагы H2S деңгээлин физиологиялык диапазондо, башкача айтканда, 5–300 мкМ19,20 сактай аларын түшүндүрүшкөн. Биз суудагы NaHSтин 30 мкМ концентрациясын (рН = 7,0, Т = 20 °C) карап чыгабыз, ал кээ бир изилдөөлөрдө H2Sтин таасирин изилдөө үчүн колдонулган. Эриген H2S газынын концентрациясы 14,7 мкМ экенин эсептей алабыз, бул баштапкы NaHS концентрациясынын болжол менен 50% түзөт. Бул маани башка авторлор тарабынан ошол эле шарттарда эсептелген мааниге окшош13,48.
Биздин изилдөөдө NaHSти колдонуу дене салмагын өзгөрткөн жок; бул жыйынтык эркек чычкандарда жүргүзүлгөн башка изилдөөлөрдүн жыйынтыктары менен дал келет22,23 жана эркек келемиштерде18; Бирок, эки изилдөөдө NaSH нефрэктомияланган келемиштерде дене салмагынын төмөндөшүн калыбына келтиргени кабарланган24,26, ал эми башка изилдөөлөрдө NaSHти колдонуунун дене салмагына тийгизген таасири жөнүндө маалымат берилген эмес15,16,17,19,20,21,25. Андан тышкары, биздин изилдөөдө NaSHти колдонуу кан сары суусундагы мочевинанын жана креатин хромунун деңгээлине таасир эткен жок, бул башка отчеттун жыйынтыктары менен дал келет25.
Изилдөөдө ичүүчү сууга NaHS кошуу эркек жана ургаачы келемиштердин жалпы сары суусундагы сульфид концентрациясына таасир этпегени аныкталган. Бул жыйынтык Сен жана башкалардын (16) жыйынтыктарына дал келет: ичүүчү сууда 30 мкМ NaHS менен 8 жума дарылоо контролдук келемиштердин плазмасындагы сульфид деңгээлине таасир эткен эмес; бирок, алар бул кийлигишүү нефрэктомияланган чычкандардын плазмасындагы H2S деңгээлинин төмөндөшүн калыбына келтиргенин билдиришкен. Ли жана башкалар (22) ошондой эле ичүүчү сууда 30 мкМ NaHS менен 5 ай бою дарылоо улгайган чычкандардын плазмасындагы эркин сульфид деңгээлин болжол менен 26% га жогорулаткандыгын билдиришкен. Башка изилдөөлөрдө ичүүчү сууга NaHS кошулгандан кийин айлануучу сульфиддин өзгөрүшү жөнүндө кабарланган эмес.
Жети изилдөө Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 колдонулганы тууралуу кабарланган, бирок гидратацияланган суу жөнүндө кошумча маалымат берилген эмес, ал эми беш изилдөөдө аларды даярдоо ыкмаларында колдонулган NaHS булагынын аты аталган эмес17,18,24,25,26. NaHS гидратталган молекула жана анын гидратацияланган суусунун курамы ар кандай болушу мүмкүн, бул белгилүү бир молярдык эритмени даярдоо үчүн талап кылынган NaHSтин көлөмүнө таасир этет. Мисалы, биздин изилдөөдөгү NaHSтин курамы NaHS•1.3 H2O болгон. Ошентип, бул изилдөөлөрдөгү чыныгы NaHS концентрациясы кабарлангандардан төмөн болушу мүмкүн.
«Мындай кыска мөөнөттүү кошулма кантип ушунчалык узакка созулган таасирге ээ боло алат?» Позгай жана башкалар.21 чычкандардын колитине NaHSтин таасирин баалоодо ушул суроону беришкен. Алар келечектеги изилдөөлөр бул суроого жооп бере алат жана NaHS эритмелеринде H2S жана NaHS21дин таасирин ортомчулук кылган дисульфиддерден тышкары туруктуураак полисульфиддер болушу мүмкүн деген божомолдорду айта алышат деп үмүттөнүшөт. Дагы бир мүмкүнчүлүк, эритмеде калган NaHSтин өтө төмөн концентрациясы да пайдалуу таасир этиши мүмкүн. Чындыгында, Олсон жана башкалар кандагы H2Sтин микромолярдык деңгээли физиологиялык эмес жана наномолярдык диапазондо болушу же таптакыр жок болушу керек деген далилдерди келтиришкен13. H2S көптөгөн белоктордун функциясына, туруктуулугуна жана локализациясына таасир этүүчү кайтарылуучу посттрансляциялык модификация болгон белок сульфаттоо аркылуу таасир этиши мүмкүн52,53,54. Чындыгында, физиологиялык шарттарда боордун көптөгөн белокторунун болжол менен 10% дан 25% га чейин сульфилденет53. Эки изилдөө тең NaHSтин тез жок болушун моюнга алышат19,23, бирок таң калыштуусу, "биз ичүүчү суудагы NaHSтин концентрациясын күн сайын алмаштыруу менен көзөмөлдөдүк" деп айтылат.23 Бир изилдөөдө кокустан "NaHS стандарттуу H2S донору болуп саналат жана клиникалык практикада H2Sтин өзүн алмаштыруу үчүн кеңири колдонулат" деп айтылган.18
Жогорудагы талкуу NaHS эритмеден учуп кетүү, кычкылдануу жана фотолиз аркылуу жоголорун көрсөтүп турат, ошондуктан эритмеден H2S жоготуусун азайтуу боюнча бир нече сунуштар берилет. Биринчиден, H2Sтин буулануусу газ-суюктук интерфейсине13 жана эритменин11 рН маанисине көз каранды; ошондуктан, буулануу жоготуусун минималдаштыруу үчүн, суу бөтөлкөсүнүн моюнун мурда сүрөттөлгөндөй мүмкүн болушунча кичине кылууга15,19 болот жана буулануу жоготуусун минималдаштыруу үчүн суунун рН маанисин кабыл алынган жогорку чегине (б.а., 6,5–8,551) тууралоого11 болот. Экинчиден, H2Sтин өзүнөн-өзү кычкылдануусу кычкылтектин таасиринен жана ичүүчү сууда өткөөл металл иондорунун болушунан13 улам пайда болот, ошондуктан ичүүчү сууну аргон же азот менен дезоксикациялоо44,45 жана металл хелаторлорун37,47 колдонуу сульфиддердин кычкылдануусун азайтышы мүмкүн. Үчүнчүдөн, H2Sтин фотоажыроосунун алдын алуу үчүн суу бөтөлкөлөрүн алюминий фольга менен ороого болот; Бул практика стрептозотоцин сыяктуу жарыкка сезгич материалдарга да тиешелүү55. Акырында, органикалык эмес сульфид туздарын (NaHS, Na2S жана CaS) мурда кабарлангандай ичүүчү сууда эритүүнүн ордуна, газ аркылуу берсе болот56,57,58; изилдөөлөр көрсөткөндөй, келемиштерге газ аркылуу берилген радиоактивдүү натрий сульфиди жакшы сиңип, дээрлик бардык ткандарга тарайт59. Бүгүнкү күнгө чейин көпчүлүк изилдөөлөр органикалык эмес сульфид туздарын ич көңдөйүнө киргизген; бирок, бул жол клиникалык шарттарда сейрек колдонулат60. Башка жагынан алганда, оозеки жол адамдарда эң кеңири таралган жана артыкчылыктуу жол болуп саналат61. Ошондуктан, биз кемирүүчүлөргө H2S донорлорунун таасирин оозеки газ аркылуу баалоону сунуштайбыз.
Чектөө - биз суу эритмесиндеги жана сывороткадагы сульфидди MB ыкмасын колдонуу менен өлчөдүк. Сульфидди өлчөө ыкмаларына йод титрлөө, спектрофотометрия, электрохимиялык ыкма (потенциометрия, амперометрия, кулонометриялык ыкма жана амперометриялык ыкма) жана хроматография (газ хроматографиясы жана жогорку натыйжалуу суюктук хроматографиясы) кирет, алардын арасында эң көп колдонулган ыкма MB спектрофотометриялык ыкмасы62. Биологиялык үлгүлөрдөгү H2Sти өлчөө үчүн MB ыкмасынын чектөөсү, ал бардык күкүрт камтыган кошулмаларды өлчөйт, ал эми эркин H2S63 эмес, анткени ал кислоталуу шарттарда жүргүзүлөт, бул биологиялык булактан күкүрттү бөлүп алууга алып келет64. Бирок, Америкалык коомдук саламаттыкты сактоо ассоциациясынын маалыматы боюнча, MB суудагы сульфидди өлчөөнүн стандарттуу ыкмасы болуп саналат65. Ошондуктан, бул чектөө NaHS камтыган эритмелердин туруксуздугу боюнча биздин негизги жыйынтыктарыбызга таасир этпейт. Андан тышкары, биздин изилдөөдө NaHS камтыган суудагы жана сывороткадагы үлгүлөрдөгү сульфидди өлчөөлөрдүн калыбына келиши тиешелүүлүгүнө жараша 91% жана 93% түзгөн. Бул маанилер мурда билдирилген диапазондорго (77–92)66 дал келет, бул алгылыктуу аналитикалык тактыкты көрсөтөт42. Белгилей кетүүчү нерсе, биз клиникага чейинки изилдөөлөрдө эркектерге гана тиешелүү жаныбарларды изилдөөгө ашыкча таянбоо үчүн Улуттук саламаттыкты сактоо институттарынын (NIH) көрсөтмөлөрүнө ылайык эркек жана ургаачы келемиштерди колдондук67 жана мүмкүн болушунча эркек жана ургаачы келемиштерди камтуу үчүн68. Бул жагдайды башкалар баса белгилешкен69,70,71.
Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөөнүн жыйынтыктары ичүүчү суудан даярдалган NaHS эритмелери туруксуздугунан улам H2Sти өндүрүү үчүн колдонулбай турганын көрсөтүп турат. Мындай жол менен колдонуу жаныбарларды NaHSтин туруксуз жана күтүлгөндөн төмөн деңгээлине дуушар кылат; ошондуктан, бул жыйынтыктар адамдарга тиешелүү болбошу мүмкүн.
Учурдагы изилдөө учурунда колдонулган жана/же талданган маалыматтар топтому тиешелүү автордон акылга сыярлык суроо-талап боюнча жеткиликтүү.
Сабо, К. Суутек сульфидин (H2S) изилдөөнүн хронологиясы: айлана-чөйрөнүн уусунан биологиялык медиаторго чейин. Биохимия жана фармакология 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Абе, К. жана Кимура, Х. Суутек сульфидинин эндогендик нейромодулятор катары мүмкүн болгон ролу. Нейрология журналы, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Чирино, Г., Сабо, К. жана Папапетропулос, А. Сүт эмүүчүлөрдүн клеткаларында, ткандарында жана органдарында суутек сульфидинин физиологиялык ролу. Физиология жана молекулярдык биология боюнча серептер 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Диллон, К.М., Карраззон, Р.Ж., Матсон, Ж.Б. жана Кашфи, К. Азот кычкылы жана суутек сульфидин клеткалык жеткирүү системаларынын өнүгүп келе жаткан келечеги: жекелештирилген медицинанын жаңы доору. Биохимия жана фармакология 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Сан, Х. жана башкалар. Жай бөлүнүп чыгуучу суутек сульфидинин донорун узак мөөнөткө колдонуу миокарддын ишемиясынын/реперфузия жаракатынын алдын алат. Илимий отчеттор 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Ситдикова, Г.Ф., Фукс, Р., Кайнц, В., Вайгер, Т.М. жана Германн, А. Б.К. каналынын фосфорланышы суутек сульфидинин (H2S) сезгичтигин жөнгө салат. Физиологиядагы чек аралар 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Ситдикова, Г.Ф., Вайгер, Т.М. жана Германн, А. Суутек сульфиди келемиштин гипофиз шишик клеткаларында кальций менен активдештирилген калий (BK) каналынын активдүүлүгүн жогорулатат. Архитектор. Пфлюгерс. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Джедди, С. жана башкалар. Суутек сульфиди 2-типтеги диабет менен ооруган келемиштерде миокарддын ишемия-реперфузия жаракатына каршы нитриттин коргоочу таасирин күчөтөт. Азот кычкылы 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Корвино, А. жана башкалар. H2S донордук химиясындагы тенденциялар жана анын жүрөк-кан тамыр ооруларына тийгизген таасири. Антиоксиданттар 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
ДеЛеон, Э.Р., Стой, Г.Ф. жана Олсон, К.Р. (2012). Биологиялык эксперименттерде суутек сульфидинин пассивдүү жоготуулары. Аналитикалык биохимия 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Наги, П. жана башкалар. Физиологиялык үлгүлөрдөгү суутек сульфидин өлчөөнүн химиялык аспектилери. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Клайн, LL.D. Табигый суулардагы күкүрттүү суутекти спектрофотометриялык аныктоо. Лимнол. Океаногр. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Олсон, К.Р. (2012). Суутек күкүртүнүн химиясы жана биологиясы боюнча практикалык окутуу. “Антиоксиданттар”. Кычкылдануу-калыбына келүү сигнализациясы. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).