Ташаккур барои боздид аз nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои беҳтарин таҷриба, мо тавсия медиҳем, ки версияи охирини браузерро истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, ин сайт услубҳо ё JavaScript-ро дар бар намегирад.
Сульфиди гидроген (H2S) ба бадани инсон таъсири зиёди физиологӣ ва патологӣ дорад. Гидросулфиди натрий (NaHS) ба таври васеъ ҳамчун воситаи фармакологӣ барои арзёбии таъсири H2S дар таҷрибаҳои биологӣ истифода мешавад. Гарчанде ки аз даст додани H2S аз маҳлулҳои NaHS танҳо чанд дақиқа вақт мегирад, маҳлулҳои NaHS дар баъзе таҳқиқоти ҳайвонот ҳамчун пайвастагиҳои донорӣ барои H2S дар оби нӯшокӣ истифода шудаанд. Ин таҳқиқот таҳқиқ кард, ки оё оби нӯшокӣ бо консентратсияи NaHS 30 мкМ, ки дар шишаҳои каламуш/муш омода карда шудааст, метавонад ҳадди аққал 12-24 соат устувор боқӣ монад, чунон ки баъзе муаллифон пешниҳод кардаанд. Маҳлули NaHS (30 мкМ)-ро дар оби нӯшокӣ омода кунед ва фавран онро ба шишаҳои оби каламуш/муш резед. Намунаҳо аз нӯги шиша ва даруни он дар 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 ва 24 соат гирифта шуданд, то миқдори сулфидро бо истифода аз усули кабуди метиленӣ чен кунанд. Илова бар ин, ба каламушҳои нар ва мода дар тӯли ду ҳафта NaHS (30 мкМ) сӯзандору карда шуд ва консентратсияи сулфид дар хуноба ҳар рӯзи дигар дар давоми ҳафтаи аввал ва дар охири ҳафтаи дуюм чен карда шуд. Маҳлули NaHS дар намунае, ки аз нӯги шишаи об гирифта шудааст, ноустувор буд; он пас аз 12 ва 24 соат мутаносибан 72% ва 75% коҳиш ёфт. Дар намунаҳое, ки аз дохили шишаҳои об гирифта шудаанд, коҳиши NaHS дар давоми 2 соат назаррас набуд; аммо, он пас аз 12 ва 24 соат мутаносибан 47% ва 72% коҳиш ёфт. Сӯзандоруи NaHS ба сатҳи сулфиди хунобаи каламушҳои нар ва мода таъсир нарасонд. Хулоса, маҳлулҳои NaHS, ки аз оби нӯшокӣ тайёр карда шудаанд, набояд барои хайрияи H2S истифода шаванд, зеро маҳлул ноустувор аст. Ин роҳи воридкунӣ ҳайвонотро ба миқдори номунтазам ва камтар аз интизории NaHS дучор мекунад.
Сульфиди гидроген (H2S) аз соли 1700 инҷониб ҳамчун токсин истифода мешавад; аммо, нақши эҳтимолии он ҳамчун молекулаи биосигнализатсияи эндогенӣ аз ҷониби Абе ва Кимура дар соли 1996 тавсиф шудааст. Дар тӯли се даҳсолаи охир, вазифаҳои сершумори H2S дар системаҳои гуногуни инсонӣ равшан карда шуданд, ки боиси дарки он гардид, ки молекулаҳои донори H2S метавонанд дар табобат ё идоракунии баъзе бемориҳо татбиқи клиникӣ дошта бошанд; барои баррасии ахир ба Чирино ва дигарон нигаред.
Гидросульфиди натрий (NaHS) ҳамчун воситаи фармакологӣ барои арзёбии таъсири H2S дар бисёр таҳқиқоти парвариши ҳуҷайра ва ҳайвонот васеъ истифода шудааст5,6,7,8. Аммо, NaHS донори идеалии H2S нест, зеро он зуд ба маҳлули H2S/HS- табдил меёбад, ба осонӣ бо полисульфидҳо олуда мешавад ва ба осонӣ оксид ва бухор мешавад4,9. Дар бисёр таҷрибаҳои биологӣ, NaHS дар об ҳал мешавад, ки боиси бухоршавии ғайрифаъол ва аз даст додани H2S10,11,12, оксидшавии худсаронаи H2S11,12,13 ва фотолиз14 мегардад. Сулфид дар маҳлули аслӣ аз сабаби бухоршавии H2S11 хеле зуд гум мешавад. Дар зарфи кушода, нимҳаёти (t1/2) H2S тақрибан 5 дақиқа аст ва консентратсияи он тақрибан 13% дар як дақиқа кам мешавад10. Гарчанде ки аз даст додани сулфиди гидроген аз маҳлулҳои NaHS танҳо чанд дақиқа вақтро мегирад, баъзе таҳқиқоти ҳайвонот маҳлулҳои NaHS-ро ҳамчун манбаи сулфиди гидроген дар оби нӯшокӣ барои 1-21 ҳафта истифода кардаанд ва маҳлули дорои NaHS ҳар 12-24 соат иваз карда мешавад.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Ин амалия бо принсипҳои тадқиқоти илмӣ мувофиқ нест, зеро миқдори дору бояд ба истифодаи онҳо дар дигар намудҳо, бахусус одамон, асос ёбад.27
Тадқиқоти пеш аз клиникӣ дар биотиббӣ барои беҳтар кардани сифати нигоҳубини беморон ё натиҷаҳои табобат нигаронида шудааст. Аммо, натиҷаҳои аксари таҳқиқоти ҳайвонот ҳанӯз ба одамон тарҷума нашудаанд28,29,30. Яке аз сабабҳои ин нокомии тарҷумавӣ набудани таваҷҷӯҳ ба сифати методологии таҳқиқоти ҳайвонот30 мебошад. Аз ин рӯ, ҳадафи ин таҳқиқот таҳқиқ кардани он буд, ки оё маҳлулҳои 30 мкМ NaHS, ки дар шишаҳои оби каламуш/муш омода карда шудаанд, метавонанд дар оби нӯшокӣ барои 12-24 соат устувор бошанд, чунон ки дар баъзе таҳқиқот иддао ё пешниҳод шудааст.
Ҳамаи таҷрибаҳо дар ин таҳқиқот мувофиқи дастурҳои нашршуда оид ба нигоҳубин ва истифодаи ҳайвоноти лабораторӣ дар Эрон гузаронида шуданд31. Ҳамаи гузоришҳои таҷрибавӣ дар ин таҳқиқот инчунин дастурҳои ARRIVE-ро риоя мекарданд32. Кумитаи ахлоқии Институти илмҳои эндокринии Донишгоҳи илмҳои тиббии Шаҳид Беҳишти ҳамаи тартиботи таҷрибавиро дар ин таҳқиқот тасдиқ кард.
Дигидрат ацетати руҳ (CAS: 5970-45-6) ва хлориди беоби оҳан (CAS: 7705-08-0) аз Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Luara, Фаронса) харидорӣ карда шуданд. Гидросулфиди натрий гидрат (CAS: 207683-19-0) ва N,N-диметил-п-фенилендиамин (DMPD) (CAS: 535-47-0) аз Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, ИМА) харидорӣ карда шуданд. Изофлуран аз Piramal (Бетлеҳем, Пенсилвания, ИМА) харидорӣ карда шуд. Кислотаи гидрохлорид (HCl) аз Merck (Дармштадт, Олмон) харидорӣ карда шуд.
Маҳлули NaHS (30 мкМ)-ро дар оби нӯшокӣ омода кунед ва фавран онро ба шишаҳои оби каламуш/муш резед. Ин консентратсия дар асоси нашрияҳои сершуморе, ки NaHS-ро ҳамчун манбаи H2S истифода мебаранд, интихоб карда шудааст; ба бахши Баҳс нигаред. NaHS як молекулаи гидратдор аст, ки метавонад миқдори гуногуни оби гидратдорро (яъне NaHS•xH2O) дар бар гирад; мувофиқи маълумоти истеҳсолкунанда, фоизи NaHS-и истифодашуда дар таҳқиқоти мо 70,7% буд (яъне NaHS•1,3 H2O) ва мо ин арзишро дар ҳисобҳои худ ба назар гирифтем, ки дар он мо вазни молекулавии 56,06 г/молро истифода бурдем, ки вазни молекулавии NaHS-и беоб аст. Оби гидратдор (инчунин оби кристаллизатсия номида мешавад) молекулаҳои обест, ки сохтори кристаллиро ташкил медиҳанд33. Гидратҳо дар муқоиса бо ангидратҳо34 хосиятҳои гуногуни физикӣ ва термодинамикӣ доранд.
Пеш аз илова кардани NaHS ба оби нӯшокӣ, рН ва ҳарорати ҳалкунандаро чен кунед. Маҳлули NaHS-ро фавран ба шишаи оби каламуш/муш дар қафаси ҳайвонот резед. Намунаҳо аз нӯги шиша ва аз даруни шишаи об дар 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 ва 24 соат барои чен кардани миқдори сулфид гирифта шуданд. Андозагирии сулфид фавран пас аз ҳар як намунагирӣ гирифта шуд. Мо намунаҳоро аз нӯги найча гирифтем, зеро баъзе таҳқиқот нишон доданд, ки андозаи хурди сӯрохиҳои найчаи об метавонад бухоршавии H2S-ро кам кунад15,19. Чунин ба назар мерасад, ки ин масъала ба маҳлули шиша низ дахл дорад. Аммо, ин барои маҳлули дар гардани шишаи об буд, ки суръати бухоршавии баландтар дошт ва худоксидкунанда буд; дар асл, ҳайвонҳо аввал ин обро менӯшиданд.
Дар таҳқиқот каламушҳои нар ва модаи Вистар истифода шуданд. Каламушҳо дар қафасҳои полипропиленӣ (2-3 каламуш дар як қафас) дар шароити стандартӣ (ҳарорат 21-26 °C, намӣ 32-40%) бо 12 соат рӯшноӣ (аз соати 7 то 19) ва 12 соат торикӣ (аз соати 19 то 7) нигоҳ дошта шуданд. Каламушҳо ба оби лӯла дастрасии озод доштанд ва бо чоуи стандартӣ (Ширкати Хорак Дам Парс, Теҳрон, Эрон) ғизо медоданд. Каламушҳои модаи Вистар (6 моҳа), ки синну солашон мувофиқ аст (n=10, вазни бадан: 190-230 г) ва нар (n=10, вазни бадан: 320-370 г) ба таври тасодуфӣ ба гурӯҳҳои назоратӣ ва NaHS (30 μM) табобатшуда (n=5 барои як гурӯҳ) тақсим карда шуданд. Барои муайян кардани андозаи намуна, мо аз усули KISS (Keep It Simple, Stupid) истифода кардем, ки таҷрибаи қаблӣ ва таҳлили қудратро муттаҳид мекунад35. Мо аввал дар 3 каламуш як тадқиқоти озмоишӣ гузаронидем ва сатҳи миёнаи умумии сулфид дар хуноба ва инҳирофи стандартиро (8.1 ± 0.81 μM) муайян кардем. Сипас, бо назардошти 80% қудрат ва фарз кардани сатҳи аҳамияти дуҷонибаи 5%, мо андозаи намунаи аввалияро (n = 5 дар асоси адабиёти қаблӣ) муайян кардем, ки ба андозаи стандартии таъсири 2.02 бо арзиши пешакӣ муайяншуда, ки аз ҷониби Фестинг барои ҳисоб кардани андозаи намунаи ҳайвоноти таҷрибавӣ пешниҳод шудааст, мувофиқат мекард35. Пас аз зарб кардани ин арзиш ба SD (2.02 × 0.81), андозаи пешгӯишудаи таъсири ошкоршаванда (1.6 μM) 20% буд, ки қобили қабул аст. Ин маънои онро дорад, ки n = 5/гурӯҳ барои муайян кардани тағйироти миёнаи 20% байни гурӯҳҳо кофӣ аст. Каламушҳо бо истифода аз функсияи тасодуфии нармафзори Excel 36 (Расми иловагии 1) ба таври тасодуфӣ ба гурӯҳҳои назоратӣ ва коркардшудаи NaSH тақсим карда шуданд. Блиндинг дар сатҳи натиҷа анҷом дода шуд ва муҳаққиқоне, ки андозагириҳои биохимиявиро анҷом медоданд, аз таъиноти гурӯҳӣ огоҳ набуданд.
Гурӯҳҳои NaHS аз ҳарду ҷинс бо маҳлули 30 мкМ NaHS, ки дар оби нӯшокӣ омода карда шуда буд, ба муддати 2 ҳафта коркард карда шуданд; Маҳлули тоза ҳар 24 соат дода мешуд ва дар ин муддат вазни бадан чен карда мешуд. Намунаҳои хун аз нӯги думи ҳамаи каламушҳо ҳар рӯзи дигар дар охири ҳафтаҳои аввал ва дуюм таҳти наркози изофлуран гирифта мешуданд. Намунаҳои хун дар 3000 г ба муддати 10 дақиқа сентрифуга карда шуданд, зардоб ҷудо карда шуд ва дар ҳарорати –80°C барои ченкунии минбаъдаи карбамид, креатинин (Cr) ва сулфиди умумӣ нигоҳ дошта шуданд. Карбамид бо усули ферментативии уреаза муайян карда шуд ва креатинин бо усули фотометрии Ҷаффе бо истифода аз маҷмӯаҳои дастраси тиҷоратӣ (Man Company, Теҳрон, Эрон) ва анализатори автоматӣ (Selectra E, рақами силсилавии 0-2124, Нидерландия) муайян карда шуд. Коэффитсиентҳои тағирёбии карбамид ва Cr дар дохили ва байни санҷиш камтар аз 2,5% буданд.
Усули кабуди метиленӣ (MB) барои чен кардани миқдори умумии сулфид дар оби нӯшокӣ ва зардоби дорои NaHS истифода мешавад; MB усули маъмултарин барои чен кардани сулфид дар маҳлулҳои калонҳаҷм ва намунаҳои биологӣ мебошад11,37. Усули MB метавонад барои ҳисоб кардани ҳаҷми умумии сулфид38 ва чен кардани сулфидҳои ғайриорганикӣ дар шакли H2S, HS- ва S2 дар фазаи обӣ39 истифода шавад. Дар ин усул, сулфур ҳамчун сулфиди руҳ (ZnS) дар ҳузури ацетати руҳ11,38 таҳшин мешавад. Таҳшиншавии ацетати руҳ усули маъмултарин барои ҷудо кардани сулфидҳо аз дигар хромофорҳо11 мебошад. ZnS бо истифода аз HCl11 дар шароити сахти туршӣ дубора ҳал карда шуд. Сулфид бо DMPD дар таносуби стехиометрии 1:2 дар реаксияе, ки аз ҷониби хлориди оҳан (Fe3+ ҳамчун агенти оксидкунанда амал мекунад) катализ карда мешавад, реаксия карда, ранги MB-ро ташкил медиҳад, ки бо спектрофотометрӣ дар 670 нм40,41 муайян карда мешавад. Ҳадди ошкоркунии усули MB тақрибан 1 μM11 аст.
Дар ин таҳқиқот, 100 мкл аз ҳар як намуна (маҳлул ё зардоб) ба найча илова карда шуд; сипас 200 мкл ацетати руҳ (1% w/v дар оби тозашуда), 100 мкл DMPD (20 мМ дар 7.2 М HCl) ва 133 мкл FeCl3 (30 мМ дар 1.2 М HCl) илова карда шуданд. Омехта дар ҳарорати 37°C дар торикӣ барои 30 дақиқа инкубатсия карда шуд. Маҳлул дар 10,000 г барои 10 дақиқа сентрифуга карда шуд ва ҷабби қабати болоии об дар 670 нм бо истифода аз микропланшет (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, ИМА) хонда шуд. Консентратсияи сулфид бо истифода аз каҷи калибрченкунии NaHS (0–100 мкМ) дар ddH2O муайян карда шуд (Расми иловагӣ 2). Ҳамаи маҳлулҳои истифодашуда барои андозагирӣ нав омода карда шуда буданд. Коэффитсиентҳои тағйирёбии дохили ва байнисанҷишии андозагириҳои сулфид мутаносибан 2,8% ва 3,4% буданд. Мо инчунин миқдори умумии сулфидеро, ки аз оби нӯшокии дорои тиосульфати натрий ва намунаҳои зардоб барқарор карда шудааст, бо истифода аз усули намунаи ғанӣ гардонидашуда муайян кардем42. Барқароркунии оби нӯшокии дорои тиосульфати натрий ва намунаҳои зардоб мутаносибан 91 ± 1,1% (n = 6) ва 93 ± 2,4% (n = 6) буд.
Таҳлили оморӣ бо истифода аз нармафзори GraphPad Prism версияи 8.0.2 барои Windows (GraphPad Software, Сан Диего, Калифорния, ИМА, www.graphpad.com) анҷом дода шуд. Барои муқоисаи ҳарорат ва рН-и оби нӯшокӣ пеш аз ва баъд аз илова кардани NaHS, санҷиши ҷуфтшудаи t истифода шуд. Талафоти H2S дар маҳлули дорои NaHS ҳамчун фоизи коҳиш аз ҷабби ибтидоӣ ҳисоб карда шуд ва барои арзёбии он, ки оё талафот аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок аст, мо ANOVA-и яктарафа ва такрории ченкуниро анҷом додем, ки пас аз он санҷиши муқоисавии сершумори Даннетт анҷом додем. Вазни бадан, мочевинаи зардоби хун, креатинини зардоби хун ва сулфиди умумии зардоби хун дар тӯли вақт байни каламушҳои назоратӣ ва NaHS-и табобатшуда аз ҷинсҳои гуногун бо истифода аз ANOVA-и дутарафа (байни дохили) ва баъдан санҷиши пост-хок Бонферрони муқоиса карда шуданд. Арзишҳои дуҷонибаи P <0.05 аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок ҳисобида шуданд.
Пеш аз илова кардани NaHS, рН-и оби нӯшокӣ 7.60 ± 0.01 ва пас аз илова кардани NaHS 7.71 ± 0.03 буд (n = 13, p = 0.0029). Ҳарорати оби нӯшокӣ 26.5 ± 0.2 буд ва пас аз илова кардани NaHS то 26.2 ± 0.2 паст шуд (n = 13, p = 0.0128). Маҳлули 30 мкМ NaHS-ро дар оби нӯшокӣ омода кунед ва онро дар шишаи об нигоҳ доред. Маҳлули NaHS ноустувор аст ва консентратсияи он бо мурури замон коҳиш меёбад. Ҳангоми гирифтани намуна аз гардани шишаи об, дар давоми соати аввал коҳиши назаррас (68.0%) мушоҳида шуд ва миқдори NaHS дар маҳлул пас аз 12 ва 24 соат мутаносибан 72% ва 75% коҳиш ёфт. Дар намунаҳои аз шишаҳои об гирифташуда, коҳиши NaHS то 2 соат назаррас набуд, аммо пас аз 12 ва 24 соат мутаносибан 47% ва 72% коҳиш ёфт. Ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки фоизи NaHS дар маҳлули 30 мкМ, ки дар оби нӯшокӣ омода карда шудааст, пас аз 24 соат, новобаста аз макони намунагирӣ, тақрибан ба чоряки арзиши ибтидоӣ коҳиш ёфтааст (Расми 1).
Устувории маҳлули NaHS (30 мкМ) дар оби нӯшокӣ дар шишаҳои каламуш/муш. Пас аз тайёр кардани маҳлул, намунаҳо аз нӯги шиша ва даруни шишаи об гирифта шуданд. Маълумот ҳамчун миёна ± SD (n = 6/гурӯҳ) пешниҳод карда мешаванд. * ва #, P < 0.05 дар муқоиса бо вақти 0. Дар акси шишаи об нӯги шиша (бо кушодагӣ) ва бадани шиша нишон дода шудааст. Ҳаҷми нӯги шиша тақрибан 740 мкл аст.
Консентратсияи NaHS дар маҳлули нав омодашудаи 30 мкМ 30,3 ± 0,4 мкМ буд (диапазон: 28,7–31,9 мкМ, n = 12). Аммо, пас аз 24 соат, консентратсияи NaHS то арзиши пасттар коҳиш ёфт (миёна: 3,0 ± 0,6 мкМ). Тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст, консентратсияи NaHS, ки каламушҳо ба он дучор шуданд, дар давраи тадқиқот доимӣ набуданд.
Вазни бадани каламушҳои мода бо мурури замон ба таври назаррас афзоиш ёфт (аз 205.2 ± 5.2 г то 213.8 ± 7.0 г дар гурӯҳи назоратӣ ва аз 204.0 ± 8.6 г то 211.8 ± 7.5 г дар гурӯҳи бо NaHS табобатшуда); аммо, табобати NaHS ба вазни бадан таъсир нарасонд (Расми 3). Вазни бадани каламушҳои нар бо мурури замон ба таври назаррас афзоиш ёфт (аз 338.6 ± 8.3 г то 352.4 ± 6.0 г дар гурӯҳи назоратӣ ва аз 352.4 ± 5.9 г то 363.2 ± 4.3 г дар гурӯҳи бо NaHS табобатшуда); аммо, табобати NaHS ба вазни бадан таъсир нарасонд (Расми 3).
Тағйирот дар вазни бадан дар каламушҳои мода ва нар пас аз ворид кардани NaHS (30 μM). Маълумот ҳамчун миёна ± SEM пешниҳод карда шудаанд ва бо истифода аз таҳлили дуҷонибаи омехта (дар дохили миёна)-и дисперсия бо санҷиши пост-хок Бонферрони муқоиса карда шуданд. n = 5 аз ҳар як ҷинс дар ҳар як гурӯҳ.
Консентратсияи мочевина ва креатинфосфати зардоб дар каламушҳои назоратӣ ва бо NaSH табобатшуда дар тӯли таҳқиқот қобили муқоиса буданд. Ғайр аз ин, табобати NaSH ба консентратсияи мочевина ва креатинхроми зардоб таъсир нарасонд (Ҷадвали 1).
Консентратсияи умумии сулфиди ибтидоии хуноба дар байни каламушҳои нарина (8.1 ± 0.5 μM vs. 9.3 ± 0.2 μM) ва мода (9.1 ± 1.0 μM vs. 6.1 ± 1.1 μM), ки бо NaHS табобат карда шуда буданд, ва назорат ва муқоисашаванда буданд. Ворид намудани NaHS ба муддати 14 рӯз ба сатҳи умумии сулфиди хуноба дар каламушҳои нарина ва мода таъсире нарасонд (Расми 4).
Тағйирот дар консентратсияи умумии сулфид дар каламушҳои нар ва мода пас аз ворид кардани NaHS (30 μM). Маълумот ҳамчун миёна ± SEM пешниҳод карда шудаанд ва бо истифода аз таҳлили дуҷонибаи омехта (дохилӣ-дохилӣ)-и дисперсия бо санҷиши пост-хок Бонферрони муқоиса карда шуданд. Ҳар як ҷинс, n = 5/гурӯҳ.
Хулосаи асосии ин таҳқиқот ин аст, ки оби нӯшокӣ, ки дорои NaHS аст, ноустувор аст: танҳо тақрибан чоряки миқдори умумии ибтидоии сулфидро 24 соат пас аз гирифтани намуна аз нӯги шишаҳои оби каламуш/муш муайян кардан мумкин аст. Ғайр аз ин, каламушҳо аз сабаби аз даст додани H2S дар маҳлули NaHS ба консентратсияи ноустувори NaHS дучор шуданд ва илова кардани NaHS ба оби нӯшокӣ ба вазни бадан, мочевина ва креатин хром дар хун ё сулфиди умумии хун таъсир нарасонд.
Дар ин таҳқиқот, суръати талафоти H2S аз маҳлулҳои 30 μM NaHS, ки дар оби нӯшокӣ омода карда шудаанд, тақрибан 3% дар як соат буд. Дар маҳлули буферӣ (100 μM сулфиди натрий дар 10 mM PBS, рН 7.4), гузориш дода шуд, ки консентратсияи сулфид дар тӯли 8 соат 7% коҳиш ёфтааст11. Мо қаблан аз ворид кардани дохили шикам NaHS бо гузориш додани он, ки суръати талафоти сулфид аз маҳлули 54 μM NaHS дар оби нӯшокӣ тақрибан 2.3% дар як соат буд (4%/соат дар 12 соати аввал ва 1.4%/соат дар 12 соати охир пас аз тайёр кардан)8 ҳимоят карда будем. Тадқиқотҳои қаблӣ43 талафоти доимии H2S-ро аз маҳлулҳои NaHS, асосан аз сабаби бухоршавӣ ва оксидшавӣ, муайян карданд. Ҳатто бе илова кардани ҳубобчаҳо, сулфид дар маҳлули тайёр аз сабаби бухоршавии H2S зуд гум мешавад11. Таҳқиқот нишон доданд, ки дар раванди обёрӣ, ки тақрибан 30-60 сонияро дар бар мегирад, тақрибан 5-10% H2S аз сабаби бухоршавӣ гум мешавад6. Барои пешгирӣ аз бухоршавии H2S аз маҳлул, муҳаққиқон як қатор чораҳоро андешидаанд, аз ҷумла омехта кардани нарми маҳлул12, пӯшонидани маҳлули аслӣ бо плёнкаи пластикӣ6 ва кам кардани таъсири маҳлул ба ҳаво, зеро суръати бухоршавии H2S аз сатҳи байни ҳаво ва моеъ вобаста аст.13 Оксидшавии худсаронаи H2S асосан аз ҳисоби ионҳои металли гузариш, махсусан оҳани оҳанин, ки ифлосӣ дар об мебошанд, ба амал меояд.13 Оксидшавии H2S боиси пайдоиши полисульфидҳо (атомҳои сулфур, ки бо пайвандҳои ковалентӣ пайваст шудаанд)11 мегардад. Барои пешгирӣ аз оксидшавии он, маҳлулҳои дорои H2S дар ҳалкунандаҳои деоксигеншуда44,45 омода карда мешаванд ва сипас бо аргон ё нитроген барои 20-30 дақиқа тоза карда мешаванд, то деоксигенатсия таъмин карда шавад.11,12,37,44,45,46 Диэтилентриаминпентаасетикӣ кислота (DTPA) хелатори металлӣ (10-4 М) мебошад, ки аз худоксидшавии HS дар маҳлулҳои аэробӣ пешгирӣ мекунад. Дар сурати набудани DTPA, суръати худоксидшавии HS- тақрибан 50% дар давоми тақрибан 3 соат дар ҳарорати 25°C37,47 аст. Ғайр аз ин, азбаски оксидшавии 1e-сулфид бо нури ултрабунафш катализ мешавад, маҳлул бояд дар ях нигоҳ дошта шавад ва аз нур муҳофизат карда шавад11.
Тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст, NaHS ҳангоми ҳал шудан дар об ба Na+ ва HS-6 диссотсиатсия мешавад; ин диссотсиатсия аз ҷониби pK1-и реаксия муайян карда мешавад, ки аз ҳарорат вобаста аст: pK1 = 3.122 + 1132/T, ки дар он T аз 5 то 30°C аст ва бо дараҷаҳои Келвин (K), K = °C + 273.1548 чен карда мешавад. HS- дорои pK2 баланд аст (pK2 = 19), аз ин рӯ дар pH < 96.49, S2- ҳосил намешавад ё дар миқдори хеле кам ҳосил мешавад. Баръакс, HS- ҳамчун асос амал мекунад ва аз молекулаи H2O H+-ро қабул мекунад ва H2O ҳамчун кислота амал мекунад ва ба H2S ва OH- табдил меёбад.
Ташаккули гази H2S дар маҳлули NaHS (30 µM). aq, маҳлули обӣ; g, газ; l, моеъ. Ҳамаи ҳисобҳо фарз мекунанд, ки pH об = 7.0 ва ҳарорати об = 20 °C аст. Бо BioRender.com сохта шудааст.
Сарфи назар аз далелҳое, ки маҳлулҳои NaHS ноустуворанд, якчанд таҳқиқоти ҳайвонот маҳлулҳои NaHS-ро дар оби нӯшокӣ ҳамчун пайвастагии донори H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 бо давомнокии дахолат аз 1 то 21 ҳафта истифода кардаанд (Ҷадвали 2). Дар ин таҳқиқот, маҳлули NaHS ҳар 12 соат, 15, 17, 18, 24, 25 соат ё 24 соат, 19, 20, 21, 22, 23 соат нав карда мешуд. Натиҷаҳои мо нишон доданд, ки каламушҳо аз сабаби аз даст додани H2S аз маҳлули NaHS ба консентратсияи ноустувори дору дучор мешуданд ва миқдори NaHS дар оби нӯшокии каламушҳо дар тӯли 12 ё 24 соат ба таври назаррас тағйир ёфт (нигаред ба расми 2). Дар ду таҳқиқоти мазкур нишон дода шудааст, ки сатҳи H2S дар об дар тӯли 24 соат ва 22 соат устувор боқӣ мондааст ё дар тӯли 12 соат ва 15 соат танҳо 2-3% талафоти H2S мушоҳида шудааст, аммо онҳо маълумоти тасдиқкунанда ё тафсилоти андозагириро пешниҳод накардаанд. Ду таҳқиқот нишон доданд, ки диаметри хурди шишаҳои об метавонад бухоршавии H2S-ро ба ҳадди ақал расонад15,19. Аммо, натиҷаҳои мо нишон доданд, ки ин метавонад талафоти H2S-ро аз шишаи об танҳо 2 соат ба таъхир андозад, на 12-24 соат. Ҳарду таҳқиқот қайд мекунанд, ки мо тахмин мезанем, ки сатҳи NaHS дар оби нӯшокӣ тағйир наёфтааст, зеро мо тағирёбии рангро дар об мушоҳида накардаем; аз ин рӯ, оксидшавии H2S аз ҷониби ҳаво назаррас набуд19,20. Тааҷҷубовар аст, ки ин усули субъективӣ устувории NaHS-ро дар об арзёбӣ мекунад, на чен кардани тағирёбии консентратсияи он бо мурури замон.
Талафоти H2S дар маҳлули NaHS бо рН ва ҳарорат алоқаманд аст. Тавре ки дар таҳқиқоти мо қайд карда шуд, ҳал кардани NaHS дар об боиси пайдоиши маҳлули ишқорӣ мегардад50. Вақте ки NaHS дар об ҳал мешавад, пайдоиши гази ҳалшудаи H2S аз арзиши рН вобаста аст6. Ҳар қадар рН-и маҳлул пасттар бошад, ҳамон қадар ҳиссаи NaHS ҳамчун молекулаҳои гази H2S зиёд мешавад ва ҳамон қадар сулфид аз маҳлули обӣ гум мешавад11. Ҳеҷ яке аз ин таҳқиқот рН-и оби нӯшокиро, ки ҳамчун ҳалкунанда барои NaHS истифода мешавад, гузориш надодааст. Мувофиқи тавсияҳои ТУТ, ки аз ҷониби аксари кишварҳо қабул шудаанд, рН-и оби нӯшокӣ бояд дар ҳудуди 6.5–8.551 бошад. Дар ин диапазони рН, суръати оксидшавии худсаронаи H2S тақрибан даҳ маротиба меафзояд13. Ҳал кардани NaHS дар об дар ин диапазони рН боиси консентратсияи гази ҳалшудаи H2S аз 1 то 22.5 мкМ мегардад, ки аҳамияти назорати рН-и обро пеш аз ҳал кардани NaHS таъкид мекунад. Илова бар ин, диапазони ҳарорате, ки дар таҳқиқоти дар боло зикршуда (18-26 °C) гузориш шудааст, боиси тағйирёбии консентратсияи гази ҳалшудаи H2S дар маҳлул тақрибан 10% мегардад, зеро тағирёбии ҳарорат pK1-ро тағйир медиҳад ва тағироти ночиз дар pK1 метавонанд ба консентратсияи гази ҳалшудаи H2S таъсири назаррас расонанд48. Илова бар ин, давомнокии тӯлонии баъзе таҳқиқот (5 моҳ)22, ки дар давоми он тағирёбии зиёди ҳарорат интизор меравад, низ ин мушкилотро шадидтар мекунад.
Дар ҳама таҳқиқот, ба истиснои яке21, маҳлули 30 мкМ NaHS дар оби нӯшокӣ истифода шудааст. Барои шарҳ додани миқдори истифодашуда (яъне 30 мкМ), баъзе муаллифон қайд карданд, ки NaHS дар фазаи обӣ маҳз ҳамон консентратсияи гази H2S-ро ба вуҷуд меорад ва диапазони физиологии H2S аз 10 то 100 мкМ аст, аз ин рӯ ин миқдор дар доираи диапазони физиологӣ қарор дорад15,16. Дигарон шарҳ доданд, ки 30 мкМ NaHS метавонад сатҳи H2S-ро дар плазма дар доираи диапазони физиологӣ, яъне 5-300 мкМ нигоҳ дорад19,20. Мо консентратсияи NaHS-ро дар об 30 мкМ (рН = 7.0, Т = 20 °C) баррасӣ мекунем, ки дар баъзе таҳқиқот барои омӯзиши таъсири H2S истифода шудааст. Мо метавонем ҳисоб кунем, ки консентратсияи гази H2S-и ҳалшуда 14.7 мкМ аст, ки тақрибан 50% консентратсияи ибтидоии NaHS-ро ташкил медиҳад. Ин арзиш ба арзише, ки муаллифони дигар дар ҳамон шароит ҳисоб кардаанд, монанд аст13,48.
Дар таҳқиқоти мо, ворид намудани NaHS вазни баданро тағйир надод; ин натиҷа бо натиҷаҳои таҳқиқоти дигар дар мушҳои нарина22,23 ва каламушҳои нарина18 мувофиқ аст; Аммо, ду таҳқиқот гузориш доданд, ки NaSH вазни бадани коҳишёфтаро дар каламушҳои нефрэктомизатсияшуда24,26 барқарор кардааст, дар ҳоле ки таҳқиқоти дигар таъсири ворид кардани NaSH-ро ба вазни бадан15,16,17,19,20,21,25 гузориш надодаанд. Ғайр аз ин, дар таҳқиқоти мо, ворид кардани NaSH ба сатҳи мочевина ва креатин-хроми зардоб таъсир нарасонд, ки бо натиҷаҳои гузориши дигар25 мувофиқ аст.
Таҳқиқот нишон дод, ки илова кардани NaHS ба оби нӯшокӣ ба муддати 2 ҳафта ба консентратсияи умумии сулфиди хун дар каламушҳои нар ва мода таъсир нарасонидааст. Ин натиҷа бо натиҷаҳои Сен ва ҳамкорон (16) мувофиқ аст: 8 ҳафта табобат бо 30 мкМ NaHS дар оби нӯшокӣ ба сатҳи сулфиди плазма дар каламушҳои назоратӣ таъсир нарасонидааст; аммо, онҳо гузориш доданд, ки ин дахолат сатҳи пастшудаи H2S-ро дар плазмаи мушҳои нефрэктомизатсияшуда барқарор кард. Ли ва ҳамкорон (22) инчунин гузориш доданд, ки табобат бо 30 мкМ NaHS дар оби нӯшокӣ ба муддати 5 моҳ сатҳи сулфиди озод дар плазмаро дар мушҳои пиронсол тақрибан 26% афзоиш додааст. Таҳқиқоти дигар пас аз илова кардани NaHS ба оби нӯшокӣ тағйирот дар сулфиди гардишкунандаро гузориш надодаанд.
Ҳафт таҳқиқот бо истифода аз Sigma NaHS гузориш дода шудаанд15,16,19,20,21,22,23, аммо тафсилоти бештарро дар бораи оби гидрататсия пешниҳод накарданд ва панҷ таҳқиқот манбаи NaHS-ро, ки дар усулҳои тайёр кардани онҳо истифода шудааст, зикр накарданд17,18,24,25,26. NaHS як молекулаи гидратшуда аст ва миқдори оби гидрататсияшудаи он метавонад фарқ кунад, ки ба миқдори NaHS, ки барои тайёр кардани маҳлули молярияти муайян лозим аст, таъсир мерасонад. Масалан, миқдори NaHS дар таҳқиқоти мо NaHS•1.3 H2O буд. Ҳамин тариқ, консентратсияи воқеии NaHS дар ин таҳқиқот метавонад аз онҳое, ки гузориш дода шудаанд, камтар бошад.
«Чӣ тавр чунин пайвастагии кӯтоҳмуддат метавонад чунин таъсири дарозмуддат дошта бошад?» Позгай ва ҳамкоронаш21 ҳангоми арзёбии таъсири NaHS ба колит дар мушҳо ин саволро доданд. Онҳо умедворанд, ки таҳқиқоти оянда метавонанд ба ин савол ҷавоб диҳанд ва тахмин кунанд, ки маҳлулҳои NaHS метавонанд илова бар H2S ва дисульфидҳое, ки таъсири NaHS21-ро миёнаравӣ мекунанд, полисульфидҳои устувортарро дар бар гиранд. Имконияти дигар ин аст, ки консентратсияи хеле пасти NaHS, ки дар маҳлул боқӣ мондааст, низ метавонад таъсири муфид дошта бошад. Дар асл, Олсон ва ҳамкоронаш далелҳоеро пешниҳод карданд, ки сатҳи микромолярии H2S дар хун физиологӣ нест ва бояд дар диапазони наномолярӣ бошад ё тамоман вуҷуд надошта бошад13. H2S метавонад тавассути сулфати сафеда, як тағйироти баргардонидашавандаи пас аз транслятсионӣ, ки ба фаъолият, устуворӣ ва маҳаллисозии бисёр сафедаҳо таъсир мерасонад, амал кунад52,53,54. Дар асл, дар шароити физиологӣ, тақрибан аз 10% то 25% бисёр сафедаҳои ҷигар сулф карда мешаванд53. Ҳарду таҳқиқот нобудшавии босуръати NaHS-ро эътироф мекунанд19,23, аммо ба таври ҳайратангез изҳор медоранд, ки "мо консентратсияи NaHS-ро дар оби нӯшокӣ бо иваз кардани он ҳар рӯз назорат кардем."23 Дар як таҳқиқот тасодуфан гуфта шудааст, ки "NaHS як донори стандартии H2S аст ва одатан дар амалияи клиникӣ барои иваз кардани худи H2S истифода мешавад."18
Муҳокимаи дар боло овардашуда нишон медиҳад, ки NaHS аз маҳлул тавассути бухоршавӣ, оксидшавӣ ва фотолиз гум мешавад ва аз ин рӯ, барои кам кардани талафоти H2S аз маҳлул баъзе пешниҳодҳо пешниҳод карда мешаванд. Аввалан, бухоршавии H2S аз интерфейси газ-моеъ13 ва pH-и маҳлул11 вобаста аст; аз ин рӯ, барои кам кардани талафоти бухоршавӣ, гардани шишаи обро метавон то ҳадди имкон хурдтар кард, чунон ки қаблан тавсиф шуда буд15,19 ва pH-и обро метавон то ҳадди имкон ба ҳадди болоии қобили қабул (яъне 6.5–8.551) танзим кард, то талафоти бухоршавӣ11 кам карда шавад. Дуюм, оксидшавии худсаронаи H2S аз сабаби таъсири оксиген ва мавҷудияти ионҳои металлҳои гузариш дар оби нӯшокӣ13 ба амал меояд, аз ин рӯ, деоксигенатсияи оби нӯшокӣ бо аргон ё нитроген44,45 ва истифодаи хелаторҳои металлӣ37,47 метавонад оксидшавии сулфидҳоро коҳиш диҳад. Сеюм, барои пешгирии фотодекомпозитсияи H2S, шишаҳои обро бо фолгаи алюминий печондан мумкин аст; Ин амалия инчунин ба маводҳои ба рӯшноӣ ҳассос ба монанди стрептозотосин дахл дорад55. Ниҳоят, намакҳои ғайриорганикии сулфид (NaHS, Na2S ва CaS)-ро метавон тавассути вентилятсия ворид кард, на дар оби нӯшокӣ, чунон ки қаблан гузориш шуда буд56,57,58; таҳқиқот нишон доданд, ки сулфиди натрийи радиоактивӣ, ки тавассути вентилятсия ба каламушҳо ворид карда мешавад, хуб ҷаббида мешавад ва қариб ба ҳамаи бофтаҳо тақсим мешавад59. То имрӯз, аксари таҳқиқот намакҳои ғайриорганикии сулфидро ба дохили шикам ворид кардаанд; аммо, ин роҳ дар шароити клиникӣ кам истифода мешавад60. Аз тарафи дигар, роҳи даҳонӣ роҳи маъмултарин ва бартарии воридшавӣ дар одамон аст61. Аз ин рӯ, мо тавсия медиҳем, ки таъсири донорҳои H2S ба хояндаҳо тавассути вентилятсияи даҳонӣ арзёбӣ карда шавад.
Маҳдудият дар он аст, ки мо сулфидро дар маҳлули обӣ ва зардоб бо истифода аз усули MB чен кардем. Усулҳои ченкунии сулфид титркунии йод, спектрофотометрия, усули электрохимиявӣ (потенциометрия, амперометрия, усули кулометрӣ ва усули амперометрӣ) ва хроматография (хроматографияи газӣ ва хроматографияи моеъи баландсифат)-ро дар бар мегиранд, ки дар байни онҳо усули маъмултарин усули спектрофотометрии MB мебошад62. Маҳдудияти усули MB барои чен кардани H2S дар намунаҳои биологӣ дар он аст, ки он ҳама пайвастагиҳои дорои сулфурро чен мекунад ва на H2S63-и озодро, зеро он дар шароити туршӣ анҷом дода мешавад, ки боиси истихроҷи сулфур аз манбаи биологӣ мегардад64. Аммо, мувофиқи маълумоти Ассотсиатсияи Тандурустии Ҷамъиятии Амрико, MB усули стандартии ченкунии сулфид дар об аст65. Аз ин рӯ, ин маҳдудият ба натиҷаҳои асосии мо дар бораи ноустувории маҳлулҳои дорои NaHS таъсир намерасонад. Ғайр аз ин, дар таҳқиқоти мо, барқароршавии андозагирии сулфид дар намунаҳои об ва зардоби дорои NaHS мутаносибан 91% ва 93% буд. Ин арзишҳо бо диапазонҳои қаблан гузоришшуда (77–92)66 мувофиқанд, ки дақиқии таҳлилии қобили қабулро нишон медиҳанд42. Қобили зикр аст, ки мо ҳам каламушҳои нар ва ҳам каламушҳои модинаро мувофиқи дастурҳои Институтҳои миллии тандурустӣ (NIH) истифода бурдем, то дар таҳқиқоти пеш аз клиникӣ аз такяи аз ҳад зиёд ба таҳқиқоти ҳайвоноти танҳо нарина67 ва дар сурати имкон ҳам каламушҳои нар ва ҳам каламушҳои модинаро дар бар гирем68. Ин нуктаро дигарон таъкид кардаанд69,70,71.
Хулоса, натиҷаҳои ин таҳқиқот нишон медиҳанд, ки маҳлулҳои NaHS, ки аз оби нӯшокӣ омода карда шудаанд, бинобар ноустувории онҳо барои тавлиди H2S истифода намешаванд. Ин роҳи воридкунӣ ҳайвонотро дар зери таъсири ноустувор ва пасттар аз сатҳи пешбинишудаи NaHS қарор медиҳад; аз ин рӯ, натиҷаҳо метавонанд барои одамон татбиқ нашаванд.
Маҷмӯаҳои маълумоте, ки дар давоми таҳқиқоти ҷорӣ истифода ва/ё таҳлил шудаанд, бо дархости оқилона аз муаллифи дахлдор дастрасанд.
Сабо, К. Ҷадвали тадқиқоти гидроген сулфид (H2S): аз токсинҳои экологӣ то миёнарави биологӣ. Биохимия ва фармакология 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Абе, К. ва Кимура, Х. Нақши эҳтимолии сулфиди гидроген ҳамчун нейромодулятори эндогенӣ. Маҷаллаи нейробиология, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Чирино, Г., Сабо, С. ва Папапетропулос, А. Нақши физиологии сулфиди гидроген дар ҳуҷайраҳо, бофтаҳо ва узвҳои ширхӯрон. Шарҳҳо дар физиология ва биологияи молекулавӣ 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Диллон, KM, Карраззон, RJ, Матсон, JB ва Кашфи, K. Ваъдаи таҳаввулёбандаи системаҳои интиқоли ҳуҷайра барои оксиди нитрат ва гидроген сулфид: давраи нави тибби фардӣ. Биохимия ва фармакология 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Сан, Х. ва дигарон. Истифодаи дарозмуддати донори сулфиди гидроген бо озодшавии суст метавонад аз ишемия/осеби реперфузияи миокард пешгирӣ кунад. Ҳисоботи илмӣ 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Ситдикова, Г.Ф., Фукс, Р., Кайнс, В., Вайгер, Т.М. ва Германн, А. Фосфорилизатсияи канали Б.К. ҳассосияти гидроген сулфид (H2S)-ро танзим мекунад. Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Ситдикова, Г.Ф., Вайгер, Т.М. ва Германн, А. Сульфиди гидроген фаъолияти канали калий (BK)-ро, ки бо калсий фаъол мешавад, дар ҳуҷайраҳои варами гипофизи каламушҳо афзоиш медиҳад. Архит. Пфлюгерс. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Ҷедди, С. ва дигарон. Сульфиди гидроген таъсири муҳофизатии нитритро бар зидди осеби ишемия-реперфузияи миокард дар каламушҳои диабети навъи 2 афзоиш медиҳад. Оксиди нитрик 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Корвино, А. ва дигарон. Тамоюлҳо дар химияи донорҳои H2S ва таъсири он ба бемориҳои дилу рагҳо. Антиоксидантҳо 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
ДеЛеон, Э.Р., Стой, Г.Ф. ва Олсон, К.Р. (2012). Талафоти ғайрифаъоли гидроген сулфид дар таҷрибаҳои биологӣ. Биохимияи аналитикӣ 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Наги, П. ва дигарон. Ҷанбаҳои кимиёвии андозагирии гидроген сулфид дар намунаҳои физиологӣ. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Клайн, LL.D. Муайян кардани спектрофотометрии сулфиди гидроген дар обҳои табиӣ. Лимнол. Океаногр. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Олсон, KR (2012). Омӯзиши амалӣ дар химия ва биологияи гидроген сулфид. “Антиоксидантҳо.” Сигнали оксиду барқароршавӣ. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).