Grazzi talli żort nature.com. Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għas-CSS. Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża l-aħħar verżjoni tal-browser (jew li titfi l-modalità ta' kompatibilità fl-Internet Explorer). Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, dan is-sit mhux se jinkludi stili jew JavaScript.
Is-sulfid tal-idroġenu (H2S) għandu diversi effetti fiżjoloġiċi u patoloġiċi fuq il-ġisem tal-bniedem. Is-sodium hydrosulfide (NaHS) jintuża ħafna bħala għodda farmakoloġika biex jiġu evalwati l-effetti tal-H2S f'esperimenti bijoloġiċi. Għalkemm it-telf ta' H2S minn soluzzjonijiet NaHS jieħu biss ftit minuti, soluzzjonijiet NaHS intużaw bħala komposti donaturi għall-H2S fl-ilma tax-xorb f'xi studji fuq l-annimali. Dan l-istudju investiga jekk l-ilma tax-xorb b'konċentrazzjoni ta' NaHS ta' 30 μM ippreparat fi fliexken tal-firien/ġrieden jistax jibqa' stabbli għal mill-inqas 12–24 siegħa, kif issuġġerit minn xi awturi. Ipprepara soluzzjoni ta' NaHS (30 μM) fl-ilma tax-xorb u ferragħha immedjatament fi fliexken tal-ilma tal-firien/ġrieden. Il-kampjuni nġabru mill-ponta u minn ġewwa l-flixkun tal-ilma f'0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 u 24 siegħa biex jitkejjel il-kontenut tas-sulfid bl-użu tal-metodu tal-metilin blu. Barra minn hekk, firien irġiel u nisa ġew injettati b'NaHS (30 μM) għal ġimagħtejn u l-konċentrazzjonijiet tas-sulfid fis-serum tkejlu kull jumejn matul l-ewwel ġimgħa u fi tmiem it-tieni ġimgħa. Is-soluzzjoni NaHS fil-kampjun miksub mill-ponta tal-flixkun tal-ilma kienet instabbli; naqset b'72% u 75% wara 12 u 24 siegħa, rispettivament. Fil-kampjuni miksuba minn ġewwa l-fliexken tal-ilma, it-tnaqqis fl-NaHS ma kienx sinifikanti fi żmien sagħtejn; madankollu, naqas b'47% u 72% wara 12 u 24 siegħa, rispettivament. L-injezzjoni ta' NaHS ma affettwatx il-livell ta' sulfid fis-serum tal-firien irġiel u nisa. Bħala konklużjoni, is-soluzzjonijiet ta' NaHS ippreparati mill-ilma tax-xorb m'għandhomx jintużaw għad-donazzjoni tal-H2S għaliex is-soluzzjoni hija instabbli. Din ir-rotta ta' amministrazzjoni se tesponi lill-annimali għal ammonti irregolari u iżgħar milli mistenni ta' NaHS.
Is-sulfid tal-idroġenu (H2S) ilu jintuża bħala tossina mill-1700; madankollu, ir-rwol possibbli tiegħu bħala molekula ta' bijosinjalar endoġenu ġie deskritt minn Abe u Kimura fl-1996. Matul l-aħħar tliet deċennji, ġew eluċidati bosta funzjonijiet tal-H2S f'diversi sistemi umani, u dan wassal għar-realizzazzjoni li l-molekuli donaturi tal-H2S jista' jkollhom applikazzjonijiet kliniċi fit-trattament jew il-ġestjoni ta' ċerti mard; ara Chirino et al. għal reviżjoni reċenti.
Is-sodium hydrosulfide (NaHS) intuża ħafna bħala għodda farmakoloġika biex jiġu vvalutati l-effetti tal-H2S f'ħafna studji dwar il-kulturi taċ-ċelluli u l-annimali5,6,7,8. Madankollu, l-NaHS mhuwiex donatur ideali tal-H2S għaliex jiġi kkonvertit malajr għal H2S/HS- f'soluzzjoni, jiġi kkontaminat faċilment bil-polisulfidi, u jiġi ossidizzat u volatilizzat faċilment4,9. F'ħafna esperimenti bijoloġiċi, l-NaHS jiġi maħlul fl-ilma, li jirriżulta f'volatilizzazzjoni passiva u telf ta' H2S10,11,12, ossidazzjoni spontanja ta' H2S11,12,13, u fotoliżi14. Is-sulfide fis-soluzzjoni oriġinali jintilef malajr ħafna minħabba l-volatilizzazzjoni ta' H2S11. F'kontenitur miftuħ, il-half-life (t1/2) tal-H2S hija ta' madwar 5 minuti, u l-konċentrazzjoni tiegħu tonqos b'madwar 13% kull minuta10. Għalkemm it-telf ta' sulfid tal-idroġenu minn soluzzjonijiet ta' NaHS jieħu biss ftit minuti, xi studji fuq l-annimali użaw soluzzjonijiet ta' NaHS bħala sors ta' sulfid tal-idroġenu fl-ilma tax-xorb għal 1–21 ġimgħa, fejn issostitwixxu s-soluzzjoni li fiha NaHS kull 12–24 siegħa.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Din il-prattika mhijiex konsistenti mal-prinċipji tar-riċerka xjentifika, peress li d-dożaġġi tal-mediċini għandhom ikunu bbażati fuq l-użu tagħhom fi speċi oħra, speċjalment il-bnedmin.27
Ir-riċerka preklinika fil-bijomediċina għandha l-għan li ttejjeb il-kwalità tal-kura tal-pazjent jew ir-riżultati tat-trattament. Madankollu, ir-riżultati tal-biċċa l-kbira tal-istudji fuq l-annimali għadhom ma ġewx tradotti għall-bnedmin28,29,30. Waħda mir-raġunijiet għal dan il-falliment fit-traduzzjoni hija n-nuqqas ta' attenzjoni għall-kwalità metodoloġika tal-istudji fuq l-annimali30. Għalhekk, l-għan ta' dan l-istudju kien li jinvestiga jekk soluzzjonijiet ta' 30 μM NaHS ippreparati fi fliexken tal-ilma tal-firien/ġrieden jistgħux jibqgħu stabbli fl-ilma tax-xorb għal 12–24 siegħa, kif iddikjarat jew issuġġerit f'xi studji.
L-esperimenti kollha f’dan l-istudju twettqu skont il-linji gwida ppubblikati għall-kura u l-użu ta’ annimali tal-laboratorju fl-Iran31. Ir-rapporti sperimentali kollha f’dan l-istudju segwew ukoll il-linji gwida tal-ARRIVE32. Il-Kumitat tal-Etika tal-Istitut tax-Xjenzi Endokrinali, l-Università tax-Xjenzi Mediċi Shahid Beheshti, approva l-proċeduri sperimentali kollha f’dan l-istudju.
Id-diidrat tal-aċetat taż-żingu (CAS: 5970-45-6) u l-klorur ferriku anidru (CAS: 7705-08-0) inxtraw minn Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Franza). L-idrat tal-idrosulfur tas-sodju (CAS: 207683-19-0) u N,N-dimetil-p-fenilenediamina (DMPD) (CAS: 535-47-0) inxtraw minn Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). L-isoflurane inxtara minn Piramal (Bethlehem, PA, USA). L-aċidu idrokloriku (HCl) inxtara minn Merck (Darmstadt, il-Ġermanja).
Ipprepara soluzzjoni ta' NaHS (30 μM) f'ilma tax-xorb u ferragħha immedjatament fil-fliexken tal-ilma tal-firien/ġrieden. Din il-konċentrazzjoni ntgħażlet abbażi ta' bosta pubblikazzjonijiet li jużaw NaHS bħala sors ta' H2S; ara t-taqsima Diskussjoni. NaHS hija molekula idratata li tista' tinkludi ammonti varji ta' ilma ta' idratazzjoni (jiġifieri, NaHS•xH2O); skont il-manifattur, il-perċentwal ta' NaHS użat fl-istudju tagħna kien ta' 70.7% (jiġifieri, NaHS•1.3 H2O), u ħadna kont ta' dan il-valur fil-kalkoli tagħna, fejn użajna piż molekulari ta' 56.06 g/mol, li huwa l-piż molekulari ta' NaHS anidru. L-ilma ta' idratazzjoni (imsejjaħ ukoll ilma ta' kristallizzazzjoni) huwa l-molekuli tal-ilma li jiffurmaw l-istruttura kristallina33. L-idrati għandhom proprjetajiet fiżiċi u termodinamiċi differenti meta mqabbla mal-anidrati34.
Qabel ma żżid NaHS mal-ilma tax-xorb, kejjel il-pH u t-temperatura tas-solvent. Ferra’ immedjatament is-soluzzjoni NaHS fil-flixkun tal-ilma tal-firien/ġrieden fil-gaġġa tal-annimal. Il-kampjuni nġabru mill-ponta u minn ġewwa l-flixkun tal-ilma f’0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, u 24 siegħa biex jitkejjel il-kontenut tas-sulfid. Il-kejl tas-sulfid ittieħed immedjatament wara kull teħid ta’ kampjuni. Ksibna kampjuni mill-ponta tat-tubu għaliex xi studji wrew li d-daqs żgħir tal-pori tat-tubu tal-ilma jista’ jimminimizza l-evaporazzjoni tal-H2S15,19. Din il-kwistjoni tidher li tapplika wkoll għas-soluzzjoni fil-flixkun. Madankollu, dan ma kienx il-każ għas-soluzzjoni fl-għonq tal-flixkun tal-ilma, li kellha rata ta’ evaporazzjoni ogħla u kienet qed tossida l-ossidazzjoni tagħha; fil-fatt, l-annimali xorbu dan l-ilma l-ewwel.
Fl-istudju ntużaw firien Wistar irġiel u nisa. Il-firien tpoġġew f'gaġeġ tal-polipropilene (2–3 firien għal kull gaġġa) taħt kundizzjonijiet standard (temperatura 21–26 °C, umdità 32–40%) bi 12-il siegħa ta' dawl (mis-7 am sas-7 pm) u 12-il siegħa ta' dlam (mis-7 pm sas-7 am). Il-firien kellhom aċċess liberu għall-ilma tal-vit u ngħataw ikel standard (Khorak Dam Pars Company, Tehran, Iran). Firien Wistar nisa (n=10, piż tal-ġisem: 190–230 g) u rġiel (n=10, piż tal-ġisem: 320–370 g) tal-istess età (6 xhur) ġew maqsuma b'mod każwali fi gruppi ta' kontroll u gruppi ttrattati b'NaHS (30 μM) (n=5 għal kull grupp). Biex niddeterminaw id-daqs tal-kampjun, użajna l-approċċ KISS (Keep It Simple, Stupid), li jikkombina esperjenza preċedenti u analiżi tal-qawwa35. L-ewwel wettaqna studju pilota fuq 3 firien u ddeterminajna l-livell medju totali tas-sulfid fis-serum u d-devjazzjoni standard (8.1 ± 0.81 μM). Imbagħad, meta kkunsidrajna qawwa ta' 80% u assumejna livell ta' sinifikat ta' 5% b'żewġ naħat, iddeterminajna daqs ta' kampjun preliminari (n = 5 ibbażat fuq letteratura preċedenti) li jikkorrispondi għal daqs ta' effett standardizzat ta' 2.02 bil-valur predefinit issuġġerit minn Festing għall-kalkolu tad-daqs tal-kampjun ta' annimali sperimentali35. Wara li mmultiplikajna dan il-valur bl-SD (2.02 × 0.81), id-daqs tal-effett li jista' jiġi skopert imbassar (1.6 μM) kien ta' 20%, li huwa aċċettabbli. Dan ifisser li n = 5/grupp huwa biżżejjed biex jinstab bidla medja ta' 20% bejn il-gruppi. Il-firien ġew maqsuma b'mod każwali fi gruppi ta' kontroll u gruppi ttrattati b'NaSH bl-użu tal-funzjoni każwali tas-softwer Excel 36 (Fig. Supplimentari 1). L-għama twettqet fil-livell tar-riżultat, u l-investigaturi li wettqu l-kejl bijokimiku ma kinux konxji tal-assenjazzjonijiet tal-gruppi.
Il-gruppi NaHS taż-żewġ sessi ġew ittrattati b'soluzzjoni ta' 30 μM NaHS ippreparata f'ilma tax-xorb għal ġimagħtejn; Soluzzjoni friska ġiet fornuta kull 24 siegħa, li matulu tkejjel il-piż tal-ġisem. Kampjuni tad-demm inġabru mit-truf tad-denb tal-firien kollha taħt anestesija bl-isoflurane kull jumejn fi tmiem l-ewwel u t-tieni ġimgħa. Il-kampjuni tad-demm ġew ċentrifugati fi 3000 g għal 10 minuti, is-serum ġie separat u maħżun f'–80°C għal kejl sussegwenti tal-urea fis-serum, il-kreatinina (Cr), u s-sulfid totali. L-urea fis-serum ġiet determinata bil-metodu enżimatiku tal-urease, u l-kreatinina fis-serum ġiet determinata bil-metodu fotometriku Jaffe bl-użu ta' kits disponibbli kummerċjalment (Man Company, Tehran, Iran) u analizzatur awtomatiku (Selectra E, numru tas-serje 0-2124, l-Olanda). Il-koeffiċjenti ta' varjazzjoni intra- u inter-assay għall-urea u s-Cr kienu inqas minn 2.5%.
Il-metodu tal-metilin blu (MB) jintuża biex ikejjel is-sulfid totali fl-ilma tax-xorb u fis-serum li fih NaHS; MB huwa l-aktar metodu użat komunement għall-kejl tas-sulfid f'soluzzjonijiet bl-ingrossa u kampjuni bijoloġiċi11,37. Il-metodu MB jista' jintuża biex jiġi stmat il-ġabra totali tas-sulfid38 u jitkejlu s-sulfidi inorganiċi fil-forma ta' H2S, HS- u S2 fil-fażi akwea39. F'dan il-metodu, il-kubrit jiġi preċipitat bħala sulfid taż-żingu (ZnS) fil-preżenza ta' aċetat taż-żingu11,38. Il-preċipitazzjoni tal-aċetat taż-żingu hija l-aktar metodu użat ħafna għas-separazzjoni tas-sulfidi minn kromofori oħra11. ZnS ġie maħlul mill-ġdid bl-użu ta' HCl11 taħt kundizzjonijiet aċidużi ħafna. Is-sulfid jirreaġixxi ma' DMPD f'proporzjon stojkjometriku ta' 1:2 f'reazzjoni katalizzata minn klorur ferriku (Fe3+ jaġixxi bħala aġent ossidanti) biex jifforma ż-żebgħa MB, li tiġi skoperta spettrofotometrikament f'670 nm40,41. Il-limitu ta' skoperta tal-metodu MB huwa ta' madwar 1 μM11.
F'dan l-istudju, 100 μL ta' kull kampjun (soluzzjoni jew serum) ġew miżjuda ma' tubu; imbagħad ġew miżjuda 200 μL ta' aċetat taż-żingu (1% w/v f'ilma distillat), 100 μL ta' DMPD (20 mM f'7.2 M HCl), u 133 μL ta' FeCl3 (30 mM f'1.2 M HCl). It-taħlita ġiet inkubata f'temperatura ta' 37°C fid-dlam għal 30 minuta. Is-soluzzjoni ġiet ċentrifugata f'10,000 g għal 10 minuti, u l-assorbenza tas-supernatant inqrat f'670 nm bl-użu ta' qarrej tal-mikropjastri (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, USA). Il-konċentrazzjonijiet tas-sulfid ġew determinati bl-użu ta' kurva ta' kalibrazzjoni ta' NaHS (0–100 μM) f'ddH2O (Fig. Supplimentari 2). Is-soluzzjonijiet kollha użati għall-kejl ġew ippreparati friski. Il-koeffiċjenti ta' varjazzjoni intra- u inter-assay għall-kejl tas-sulfid kienu 2.8% u 3.4%, rispettivament. Iddeterminajna wkoll is-sulfid totali rkuprat minn kampjuni ta' ilma tax-xorb u serum li fihom sodium thiosulfate bl-użu tal-metodu tal-kampjun imsaħħaħ42. L-irkupri għal kampjuni ta' ilma tax-xorb u serum li fihom sodium thiosulfate kienu 91 ± 1.1% (n = 6) u 93 ± 2.4% (n = 6), rispettivament.
L-analiżi statistika twettqet bl-użu tas-softwer GraphPad Prism verżjoni 8.0.2 għal Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, USA, www.graphpad.com). Intuża test-t imqabbel biex jitqabblu t-temperatura u l-pH tal-ilma tax-xorb qabel u wara ż-żieda ta' NaHS. It-telf ta' H2S fis-soluzzjoni li fiha NaHS ġie kkalkulat bħala tnaqqis perċentwali mill-assorbiment bażi, u biex nivvalutaw jekk it-telf kienx statistikament sinifikanti, wettaqna ANOVA b'miżuri ripetuti f'direzzjoni waħda segwita mit-test ta' tqabbil multiplu ta' Dunnett. Il-piż tal-ġisem, l-urea fis-serum, il-kreatinina fis-serum, u s-sulfid totali fis-serum maż-żmien tqabblu bejn firien ta' kontroll u firien ittrattati b'NaHS ta' sessi differenti bl-użu ta' ANOVA mħallta f'żewġ direzzjonijiet (bejn-ġewwa) segwita minn test post hoc ta' Bonferroni. Valuri P b'żewġ dnub < 0.05 tqiesu statistikament sinifikanti.
Il-pH tal-ilma tax-xorb kien 7.60 ± 0.01 qabel iż-żieda tal-NaHS u 7.71 ± 0.03 wara ż-żieda tal-NaHS (n = 13, p = 0.0029). It-temperatura tal-ilma tax-xorb kienet 26.5 ± 0.2 u naqset għal 26.2 ± 0.2 wara ż-żieda tal-NaHS (n = 13, p = 0.0128). Ipprepara soluzzjoni ta' 30 μM NaHS fl-ilma tax-xorb u aħżinha fi flixkun tal-ilma. Is-soluzzjoni NaHS mhijiex stabbli u l-konċentrazzjoni tagħha tonqos maż-żmien. Meta ttieħdu kampjuni mill-għonq tal-flixkun tal-ilma, ġie osservat tnaqqis sinifikanti (68.0%) fl-ewwel siegħa, u l-kontenut ta' NaHS fis-soluzzjoni naqas b'72% u 75% wara 12 u 24 siegħa, rispettivament. Fil-kampjuni miksuba minn fliexken tal-ilma, it-tnaqqis fl-NaHS ma kienx sinifikanti sa sagħtejn, iżda wara 12 u 24 siegħa kien naqas b'47% u 72%, rispettivament. Din id-dejta tindika li l-perċentwal ta' NaHS f'soluzzjoni ta' 30 μM ippreparata fl-ilma tax-xorb naqas għal madwar kwart tal-valur inizjali wara 24 siegħa, irrispettivament mill-post tal-kampjunar (Figura 1).
Stabbiltà tas-soluzzjoni NaHS (30 μM) fl-ilma tax-xorb fi fliexken tal-firien/ġrieden. Wara l-preparazzjoni tas-soluzzjoni, ittieħdu kampjuni mill-ponta u minn ġewwa l-flixkun tal-ilma. Id-dejta hija ppreżentata bħala medja ± SD (n = 6/grupp). * u #, P < 0.05 meta mqabbel mal-ħin 0. Ir-ritratt tal-flixkun tal-ilma juri l-ponta (bil-ftuħ) u l-ġisem tal-flixkun. Il-volum tal-ponta huwa ta' madwar 740 μL.
Il-konċentrazzjoni ta' NaHS fis-soluzzjoni ta' 30 μM ippreparata friska kienet ta' 30.3 ± 0.4 μM (firxa: 28.7–31.9 μM, n = 12). Madankollu, wara 24 siegħa, il-konċentrazzjoni ta' NaHS naqset għal valur aktar baxx (medja: 3.0 ± 0.6 μM). Kif muri fil-Figura 2, il-konċentrazzjonijiet ta' NaHS li għalihom kienu esposti l-firien ma kinux kostanti matul il-perjodu tal-istudju.
Il-piż tal-ġisem tal-firien nisa żdied b'mod sinifikanti maż-żmien (minn 205.2 ± 5.2 g għal 213.8 ± 7.0 g fil-grupp ta' kontroll u minn 204.0 ± 8.6 g għal 211.8 ± 7.5 g fil-grupp ittrattat bin-NaHS); madankollu, it-trattament bin-NaHS ma kellu l-ebda effett fuq il-piż tal-ġisem (Fig. 3). Il-piż tal-ġisem tal-firien irġiel żdied b'mod sinifikanti maż-żmien (minn 338.6 ± 8.3 g għal 352.4 ± 6.0 g fil-grupp ta' kontroll u minn 352.4 ± 5.9 g għal 363.2 ± 4.3 g fil-grupp ittrattat bin-NaHS); madankollu, it-trattament bin-NaHS ma kellu l-ebda effett fuq il-piż tal-ġisem (Fig. 3).
Tibdil fil-piż tal-ġisem fil-firien nisa u rġiel wara l-għoti ta' NaHS (30 μM). Id-dejta hija ppreżentata bħala medja ± SEM u ġiet imqabbla bl-użu ta' analiżi tal-varjanza mħallta f'żewġ direzzjonijiet (fi ħdan-bejn) mat-test post hoc ta' Bonferroni. n = 5 ta' kull sess f'kull grupp.
Il-konċentrazzjonijiet tal-urea fis-serum u tal-krejatin fosfat kienu komparabbli fil-firien ta' kontroll u dawk ittrattati b'NaSH matul l-istudju kollu. Barra minn hekk, it-trattament b'NaSH ma affettwax il-konċentrazzjonijiet tal-urea fis-serum u tal-krejatinkromju (Tabella 1).
Il-konċentrazzjonijiet totali tas-sulfid fis-serum fil-linja bażi kienu komparabbli bejn il-firien irġiel (8.1 ± 0.5 μM vs. 9.3 ± 0.2 μM) u nisa (9.1 ± 1.0 μM vs. 6.1 ± 1.1 μM) ta' kontroll u ttrattati b'NaHS. L-għoti ta' NaHS għal 14-il jum ma kellu l-ebda effett fuq il-livelli totali tas-sulfid fis-serum la fil-firien irġiel u lanqas f'dawk nisa (Fig. 4).
Tibdil fil-konċentrazzjonijiet totali tas-sulfid fis-serum fil-firien irġiel u nisa wara l-għoti ta' NaHS (30 μM). Id-dejta hija ppreżentata bħala medja ± SEM u ġiet imqabbla bl-użu ta' analiżi tal-varjanza mħallta f'żewġ direzzjonijiet (fi ħdan-fi ħdan) mat-test post hoc ta' Bonferroni. Kull sess, n = 5/grupp.
Il-konklużjoni ewlenija ta’ dan l-istudju hija li l-ilma tax-xorb li fih NaHS mhuwiex stabbli: madwar kwart biss tal-kontenut totali inizjali ta’ sulfid jista’ jiġi skopert 24 siegħa wara li jittieħdu kampjuni mill-ponta u minn ġewwa l-fliexken tal-ilma tal-firien/ġrieden. Barra minn hekk, il-firien kienu esposti għal konċentrazzjonijiet instabbli ta’ NaHS minħabba t-telf ta’ H2S fis-soluzzjoni ta’ NaHS, u ż-żieda ta’ NaHS mal-ilma tax-xorb ma affettwatx il-piż tal-ġisem, l-urea fis-serum u l-kromju tal-kreatinina, jew is-sulfid totali fis-serum.
F'dan l-istudju, ir-rata ta' telf ta' H2S minn soluzzjonijiet ta' 30 μM NaHS ippreparati fl-ilma tax-xorb kienet ta' madwar 3% fis-siegħa. F'soluzzjoni bufferizzata (100 μM sodium sulfide f'10 mM PBS, pH 7.4), il-konċentrazzjoni tas-sulfid ġiet irrappurtata li tonqos b'7% maż-żmien fuq 8 sigħat11. Aħna qabel iddefendejna l-għoti intraperitoneali ta' NaHS billi rrappurtajna li r-rata ta' telf ta' sulfid minn soluzzjoni ta' 54 μM NaHS fl-ilma tax-xorb kienet ta' madwar 2.3% fis-siegħa (4%/siegħa fl-ewwel 12-il siegħa u 1.4%/siegħa fl-aħħar 12-il siegħa wara l-preparazzjoni)8. Studji preċedenti43 sabu telf kostanti ta' H2S minn soluzzjonijiet ta' NaHS, primarjament minħabba l-volatilizzazzjoni u l-ossidazzjoni. Anke mingħajr iż-żieda ta' bżieżaq, is-sulfid fis-soluzzjoni stokk jintilef malajr minħabba l-volatilizzazzjoni tal-H2S11. Studji wrew li matul il-proċess ta’ dilwizzjoni, li jieħu madwar 30–60 sekonda, madwar 5–10% tal-H2S jintilef minħabba l-evaporazzjoni6. Biex jipprevjenu l-evaporazzjoni tal-H2S mis-soluzzjoni, ir-riċerkaturi ħadu diversi miżuri, inkluż it-taħwid ġentili tas-soluzzjoni12, l-għata tas-soluzzjoni stokk b’film tal-plastik6, u l-minimizzazzjoni tal-espożizzjoni tas-soluzzjoni għall-arja, peress li r-rata ta’ evaporazzjoni tal-H2S tiddependi fuq l-interfaċċja bejn l-arja u l-likwidu.13 L-ossidazzjoni spontanja tal-H2S isseħħ prinċipalment minħabba joni tal-metall ta’ transizzjoni, speċjalment il-ħadid ferriku, li huma impuritajiet fl-ilma.13 L-ossidazzjoni tal-H2S tirriżulta fil-formazzjoni ta’ polisulfidi (atomi tal-kubrit marbuta b’rabtiet kovalenti)11. Biex tiġi evitata l-ossidazzjoni tiegħu, soluzzjonijiet li fihom H2S jiġu ppreparati f'solventi deossiġenati44,45 u mbagħad jitnaddfu bl-argon jew bin-nitroġenu għal 20–30 minuta biex tiġi żgurata d-deossiġenazzjoni.11,12,37,44,45,46 L-aċidu dietilenetriaminpentaaċetiku (DTPA) huwa kelatur tal-metall (10–4 M) li jipprevjeni l-awtoossidazzjoni tal-HS- f'soluzzjonijiet aerobiċi. Fin-nuqqas ta' DTPA, ir-rata ta' awtoossidazzjoni tal-HS- hija ta' madwar 50% fuq madwar 3 sigħat f'25°C37,47. Barra minn hekk, peress li l-ossidazzjoni tal-1e-sulfid hija katalizzata mid-dawl ultravjola, is-soluzzjoni għandha tinħażen fuq is-silġ u tiġi protetta mid-dawl11.
Kif muri fil-Figura 5, NaHS jiddissoċja f'Na+ u HS-6 meta jinħall fl-ilma; din id-dissoċjazzjoni hija determinata mill-pK1 tar-reazzjoni, li tiddependi mit-temperatura: pK1 = 3.122 + 1132/T, fejn T tvarja minn 5 sa 30°C u titkejjel fi gradi Kelvin (K), K = °C + 273.1548. HS- għandu pK2 għoli (pK2 = 19), għalhekk f'pH < 96.49, S2- ma jiġix iffurmat jew jiġi ffurmat f'ammonti żgħar ħafna. B'kuntrast, HS- jaġixxi bħala bażi u jaċċetta H+ minn molekula H2O, u H2O jaġixxi bħala aċidu u jiġi kkonvertit għal H2S u OH-.
Formazzjoni ta' gass H2S maħlul f'soluzzjoni NaHS (30 µM). aq, soluzzjoni akwea; g, gass; l, likwidu. Il-kalkoli kollha jassumu li l-pH tal-ilma = 7.0 u t-temperatura tal-ilma = 20 °C. Maħluq b'BioRender.com.
Minkejja l-evidenza li s-soluzzjonijiet NaHS mhumiex stabbli, diversi studji fuq l-annimali użaw soluzzjonijiet NaHS fl-ilma tax-xorb bħala kompost donatur ta' H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 b'tul ta' intervent li jvarja minn ġimgħa sa 21 ġimgħa (Tabella 2). Matul dawn l-istudji, is-soluzzjoni NaHS ġiet imġedda kull 12-il siegħa, 15, 17, 18, 24, 25 siegħa jew 24 siegħa, 19, 20, 21, 22, 23 siegħa. Ir-riżultati tagħna wrew li l-firien kienu esposti għal konċentrazzjonijiet instabbli ta' mediċini minħabba t-telf ta' H2S mis-soluzzjoni NaHS, u l-kontenut ta' NaHS fl-ilma tax-xorb tal-firien varja b'mod sinifikanti fuq 12 jew 24 siegħa (ara l-Figura 2). Tnejn minn dawn l-istudji rrappurtaw li l-livelli ta' H2S fl-ilma baqgħu stabbli għal aktar minn 24 siegħa22 jew li ġew osservati biss 2–3% telf ta' H2S għal aktar minn 12-il siegħa15, iżda ma pprovdewx dejta ta' appoġġ jew dettalji tal-kejl. Żewġ studji wrew li d-dijametru żgħir tal-fliexken tal-ilma jista' jimminimizza l-evaporazzjoni tal-H2S15,19. Madankollu, ir-riżultati tagħna wrew li dan jista' jittardja t-telf ta' H2S minn flixkun tal-ilma biss b'sagħtejn minflok 12–24 siegħa. Iż-żewġ studji jinnutaw li nassumu li l-livell ta' NaHS fl-ilma tax-xorb ma nbidilx għaliex ma osservajniex bidla fil-kulur fl-ilma; għalhekk, l-ossidazzjoni tal-H2S bl-arja ma kinitx sinifikanti19,20. B'mod sorprendenti, dan il-metodu suġġettiv jivvaluta l-istabbiltà tal-NaHS fl-ilma aktar milli jkejjel il-bidla fil-konċentrazzjoni tiegħu maż-żmien.
It-telf ta' H2S fis-soluzzjoni NaHS huwa relatat mal-pH u t-temperatura. Kif innutat fl-istudju tagħna, it-tidwib ta' NaHS fl-ilma jirriżulta fil-formazzjoni ta' soluzzjoni alkalina50. Meta NaHS jiġi maħlul fl-ilma, il-formazzjoni ta' gass H2S maħlul tiddependi fuq il-valur tal-pH6. Iktar ma jkun baxx il-pH tas-soluzzjoni, iktar ikun kbir il-proporzjon ta' NaHS preżenti bħala molekuli tal-gass H2S u iktar jintilef sulfid mis-soluzzjoni akwea11. L-ebda minn dawn l-istudji ma rrapporta l-pH tal-ilma tax-xorb użat bħala solvent għal NaHS. Skont ir-rakkomandazzjonijiet tad-WHO, li huma adottati mill-biċċa l-kbira tal-pajjiżi, il-pH tal-ilma tax-xorb għandu jkun fil-medda ta' 6.5–8.551. F'din il-medda ta' pH, ir-rata ta' ossidazzjoni spontanja ta' H2S tiżdied madwar għaxar darbiet13. It-tidwib ta' NaHS fl-ilma f'din il-medda ta' pH jirriżulta f'konċentrazzjoni ta' gass H2S maħlul ta' 1 sa 22.5 μM, li jenfasizza l-importanza li jiġi mmonitorjat il-pH tal-ilma qabel ma jinħall NaHS. Barra minn hekk, il-medda tat-temperatura rrappurtata fl-istudju ta’ hawn fuq (18–26 °C) tirriżulta f’bidla fil-konċentrazzjoni tal-gass H2S maħlul fis-soluzzjoni ta’ madwar 10%, peress li l-bidliet fit-temperatura jbiddlu l-pK1, u bidliet żgħar fil-pK1 jista’ jkollhom impatt sinifikanti fuq il-konċentrazzjoni tal-gass H2S maħlul48. Barra minn hekk, it-tul twil ta’ xi studji (5 xhur)22, li matulu hija mistennija varjabbiltà kbira fit-temperatura, jaggrava wkoll din il-problema.
L-istudji kollha ħlief wieħed21 użaw soluzzjoni ta' 30 μM NaHS fl-ilma tax-xorb. Biex jispjegaw id-doża użata (jiġifieri 30 μM), xi awturi indikaw li l-NaHS fil-fażi akwea jipproduċi eżattament l-istess konċentrazzjoni ta' gass H2S u li l-medda fiżjoloġika tal-H2S hija minn 10 sa 100 μM, għalhekk din id-doża hija fil-medda fiżjoloġika15,16. Oħrajn spjegaw li 30 μM NaHS jista' jżomm il-livell ta' H2S fil-plażma fil-medda fiżjoloġika, jiġifieri 5–300 μM19,20. Aħna nikkunsidraw il-konċentrazzjoni ta' NaHS fl-ilma ta' 30 μM (pH = 7.0, T = 20 °C), li ntużat f'xi studji biex jiġu studjati l-effetti tal-H2S. Nistgħu nikkalkulaw li l-konċentrazzjoni tal-gass H2S maħlul hija ta' 14.7 μM, li hija madwar 50% tal-konċentrazzjoni inizjali ta' NaHS. Dan il-valur huwa simili għall-valur ikkalkulat minn awturi oħra taħt l-istess kundizzjonijiet13,48.
Fl-istudju tagħna, l-għoti ta' NaHS ma biddilx il-piż tal-ġisem; dan ir-riżultat huwa konsistenti mar-riżultati ta' studji oħra fil-ġrieden irġiel22,23 u l-firien irġiel18; Madankollu, żewġ studji rrappurtaw li NaSH irrestawra t-tnaqqis fil-piż tal-ġisem fil-firien nefretomizzati24,26, filwaqt li studji oħra ma rrappurtawx l-effett tal-għoti ta' NaSH fuq il-piż tal-ġisem15,16,17,19,20,21,25. Barra minn hekk, fl-istudju tagħna, l-għoti ta' NaSH ma affettwax il-livelli ta' urea fis-serum u kromju tal-kreatina, li huwa konsistenti mar-riżultati ta' rapport ieħor25.
L-istudju sab li ż-żieda ta' NaHS mal-ilma tax-xorb għal ġimagħtejn ma affettwatx il-konċentrazzjonijiet totali ta' sulfid fis-serum fil-firien irġiel u nisa. Din is-sejba hija konsistenti mar-riżultati ta' Sen et al. (16): 8 ġimgħat ta' trattament bi 30 μM NaHS fl-ilma tax-xorb ma affettwawx il-livelli ta' sulfid fil-plażma fil-firien ta' kontroll; madankollu, huma rrappurtaw li dan l-intervent irrestawra l-livelli mnaqqsa ta' H2S fil-plażma ta' ġrieden nefrettomizzati. Li et al. (22) irrappurtaw ukoll li t-trattament bi 30 μM NaHS fl-ilma tax-xorb għal 5 xhur żied il-livelli ta' sulfid ħieles fil-plażma fil-ġrieden anzjani b'madwar 26%. Studji oħra ma rrappurtawx bidliet fis-sulfid li jiċċirkola wara ż-żieda ta' NaHS mal-ilma tax-xorb.
Seba' studji rrappurtaw l-użu ta' Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 iżda ma pprovdewx aktar dettalji dwar l-ilma tal-idratazzjoni, u ħames studji ma semmewx is-sors ta' NaHS użat fil-metodi ta' preparazzjoni tagħhom17,18,24,25,26. L-NaHS hija molekula idratata u l-kontenut ta' ilma tal-idratazzjoni tagħha jista' jvarja, u dan jaffettwa l-ammont ta' NaHS meħtieġ biex tiġi ppreparata soluzzjoni ta' molarità partikolari. Pereżempju, il-kontenut ta' NaHS fl-istudju tagħna kien NaHS•1.3 H2O. Għalhekk, il-konċentrazzjonijiet attwali ta' NaHS f'dawn l-istudji jistgħu jkunu aktar baxxi minn dawk irrappurtati.
“Kif jista’ kompost b’ħajja daqshekk qasira jkollu effett daqshekk fit-tul?” Pozgay et al.21 staqsew din il-mistoqsija meta evalwaw l-effetti tal-NaHS fuq il-kolite fil-ġrieden. Huma jittamaw li studji futuri jkunu jistgħu jwieġbu din il-mistoqsija u jispekulaw li s-soluzzjonijiet tal-NaHS jistgħu jkun fihom polisulfidi aktar stabbli minbarra l-H2S u d-disulfidi li jimmedjaw l-effett tal-NaHS21. Possibbiltà oħra hija li konċentrazzjonijiet baxxi ħafna ta’ NaHS li jibqgħu fis-soluzzjoni jistgħu wkoll ikollhom effett ta’ benefiċċju. Fil-fatt, Olson et al. ipprovdew evidenza li l-livelli mikromolari ta’ H2S fid-demm mhumiex fiżjoloġiċi u għandhom ikunu fil-medda nanomolari jew assenti għalkollox13. L-H2S jista’ jaġixxi permezz tas-sulfazzjoni tal-proteini, modifika riversibbli wara t-traduzzjoni li taffettwa l-funzjoni, l-istabbiltà u l-lokalizzazzjoni ta’ ħafna proteini52,53,54. Fil-fatt, taħt kundizzjonijiet fiżjoloġiċi, madwar 10% sa 25% ta’ ħafna proteini tal-fwied huma sulfilati53. Iż-żewġ studji jirrikonoxxu l-qerda rapida ta' NaHS19,23 iżda b'mod sorprendenti jiddikjaraw li "ikkontrollajna l-konċentrazzjoni ta' NaHS fl-ilma tax-xorb billi ssostitwuh kuljum."23 Studju wieħed iddikjara aċċidentalment li "NaHS huwa donatur standard ta' H2S u huwa komunement użat fil-prattika klinika biex jissostitwixxi l-H2S innifsu."18
Id-diskussjoni ta' hawn fuq turi li l-NaHS jintilef mis-soluzzjoni permezz tal-volatilizzazzjoni, l-ossidazzjoni u l-fotoliżi, u għalhekk qed isiru xi suġġerimenti biex jitnaqqas it-telf tal-H2S mis-soluzzjoni. L-ewwelnett, l-evaporazzjoni tal-H2S tiddependi fuq l-interfaċċja gass-likwidu13 u l-pH tas-soluzzjoni11; għalhekk, biex jitnaqqas it-telf evaporattiv, l-għonq tal-flixkun tal-ilma jista' jsir żgħir kemm jista' jkun kif deskritt qabel15,19, u l-pH tal-ilma jista' jiġi aġġustat għal limitu massimu aċċettabbli (jiġifieri, 6.5–8.551) biex jitnaqqas it-telf evaporattiv11. It-tieni, l-ossidazzjoni spontanja tal-H2S isseħħ minħabba l-effetti tal-ossiġnu u l-preżenza ta' joni tal-metall ta' transizzjoni fl-ilma tax-xorb13, għalhekk id-deossiġenazzjoni tal-ilma tax-xorb bl-argon jew bin-nitroġenu44,45 u l-użu ta' kelaturi tal-metall37,47 jistgħu jnaqqsu l-ossidazzjoni tas-sulfidi. It-tielet, biex tiġi evitata l-fotodekompożizzjoni tal-H2S, il-fliexken tal-ilma jistgħu jiġu mgeżwra b'fojl tal-aluminju; Din il-prattika tapplika wkoll għal materjali sensittivi għad-dawl bħal streptozotocin55. Fl-aħħar nett, l-imlieħ inorganiċi tas-sulfid (NaHS, Na2S, u CaS) jistgħu jingħataw permezz ta' gavage minflok ma jiġu maħlula fl-ilma tax-xorb kif irrappurtat qabel56,57,58; studji wrew li s-sulfid tas-sodju radjuattiv mogħti permezz ta' gavage lill-firien jiġi assorbit tajjeb u mqassam fi kważi t-tessuti kollha59. Sal-lum, ħafna studji amministraw imlieħ inorganiċi tas-sulfid b'mod intraperitoneali; madankollu, din ir-rotta rarament tintuża f'ambjenti kliniċi60. Min-naħa l-oħra, ir-rotta orali hija l-aktar rotta komuni u preferuta ta' amministrazzjoni fil-bnedmin61. Għalhekk, nirrakkomandaw li jiġu evalwati l-effetti tad-donaturi tal-H2S fil-ġrieden permezz ta' gavage orali.
Limitazzjoni hija li kejjilna s-sulfid f'soluzzjoni akwea u fis-serum bl-użu tal-metodu MB. Il-metodi għall-kejl tas-sulfid jinkludu t-titrazzjoni tal-jodju, l-ispettrofotometrija, il-metodu elettrokimiku (potenzjometrija, amperometrija, metodu kulometriku u metodu amperometriku) u l-kromatografija (kromatografija tal-gass u kromatografija likwida ta' prestazzjoni għolja), li fosthom l-aktar metodu użat komunement huwa l-metodu spettrofotometriku MB62. Limitazzjoni tal-metodu MB għall-kejl tal-H2S f'kampjuni bijoloġiċi hija li jkejjel il-komposti kollha li fihom il-kubrit u mhux l-H2S63 ħieles għaliex jitwettaq taħt kundizzjonijiet aċidużi, li jirriżulta fl-estrazzjoni tal-kubrit mis-sors bijoloġiku64. Madankollu, skont l-Assoċjazzjoni Amerikana tas-Saħħa Pubblika, MB huwa l-metodu standard għall-kejl tas-sulfid fl-ilma65. Għalhekk, din il-limitazzjoni ma taffettwax ir-riżultati ewlenin tagħna dwar l-instabbiltà ta' soluzzjonijiet li fihom NaHS. Barra minn hekk, fl-istudju tagħna, l-irkupru tal-kejl tas-sulfid f'kampjuni tal-ilma u tas-serum li fihom NaHS kien ta' 91% u 93%, rispettivament. Dawn il-valuri huma konformi mal-firxiet irrappurtati qabel (77–92)66, li jindikaw preċiżjoni analitika aċċettabbli42. Ta’ min jinnota li użajna kemm firien irġiel kif ukoll firien nisa skont il-linji gwida tal-Istituti Nazzjonali tas-Saħħa (NIH) biex nevitaw dipendenza żejda fuq studji fuq annimali rġiel biss fi studji prekliniċi67 u biex ninkludu kemm firien irġiel kif ukoll firien nisa kull meta jkun possibbli68. Dan il-punt ġie enfasizzat minn oħrajn69,70,71.
Bħala konklużjoni, ir-riżultati ta’ dan l-istudju jindikaw li s-soluzzjonijiet tal-NaHS ippreparati mill-ilma tax-xorb ma jistgħux jintużaw biex jiġġeneraw H2S minħabba l-instabbiltà tagħhom. Din ir-rotta ta’ amministrazzjoni tesponi l-annimali għal livelli instabbli u aktar baxxi milli mistenni ta’ NaHS; għalhekk, is-sejbiet jistgħu ma jkunux applikabbli għall-bnedmin.
Is-settijiet tad-dejta użati u/jew analizzati matul l-istudju attwali huma disponibbli mingħand l-awtur korrispondenti fuq talba raġonevoli.
Szabo, K. Kronoloġija tar-riċerka dwar is-sulfid tal-idroġenu (H2S): minn tossina ambjentali għal medjatur bijoloġiku. Bijokimika u Farmakoloġija 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. u Kimura, H. Ir-rwol possibbli tas-sulfid tal-idroġenu bħala newromodulatur endoġenu. Ġurnal tan-Newroxjenza, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. u Papapetropoulos, A. Ir-rwol fiżjoloġiku tas-sulfid tal-idroġenu fiċ-ċelloli, tessuti u organi tal-mammiferi. Reviżjonijiet fil-Fiżjoloġija u l-Bijoloġija Molekulari 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, u Kashfi, K. Wegħda li qed tevolvi ta' sistemi ta' kunsinna ċellulari għal ossidu nitriku u sulfid tal-idroġenu: era ġdida ta' mediċina personalizzata. Bijokimika u Farmakoloġija 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. L-għoti fit-tul ta' donatur ta' sulfid tal-idroġenu b'rilaxx bil-mod jista' jipprevjeni ħsara minn iskemija/riperfużjoni mijokardijaka. Rapporti xjentifiċi 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM u Hermann, A. Il-fosforilazzjoni tal-kanal BK tirregola s-sensittività għas-sulfid tal-idroġenu (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM u Hermann, A. Is-sulfid tal-idroġenu jsaħħaħ l-attività tal-kanal tal-potassju attivat bil-kalċju (BK) fiċ-ċelloli tat-tumur tal-pitwitarja tal-firien. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. Is-sulfid tal-idroġenu jsaħħaħ l-effett protettiv tan-nitrit kontra l-ħsara ta' iskemija-riperfużjoni mijokardijaka fil-firien bid-dijabete tat-tip 2. Ossidu Nitriku 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Xejriet fil-kimika tad-donaturi tal-H2S u l-impatt tagħha fuq il-mard kardjovaskulari. Antiossidanti 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF, u Olson, KR (2012). Telf passiv ta' sulfid tal-idroġenu f'esperimenti bijoloġiċi. Analytical Biochemistry 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Aspetti kimiċi tal-kejl tas-sulfid tal-idroġenu f'kampjuni fiżjoloġiċi. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Determinazzjoni spettrofotometrika tas-sulfid tal-idroġenu f'ilmijiet naturali. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Taħriġ prattiku fil-kimika u l-bijoloġija tas-sulfid tal-idroġenu. “Antiossidanti.” Sinjalazzjoni Redox. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).