Faleminderit që vizituat nature.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar për CSS. Për përvojën më të mirë, ne rekomandojmë përdorimin e versionit më të fundit të shfletuesit (ose çaktivizimin e modalitetit të përputhshmërisë në Internet Explorer). Përveç kësaj, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, kjo faqe nuk do të përfshijë stile ose JavaScript.
Sulfuri i hidrogjenit (H2S) ka efekte të shumta fiziologjike dhe patologjike në trupin e njeriut. Hidrosulfidi i natriumit (NaHS) përdoret gjerësisht si një mjet farmakologjik për të vlerësuar efektet e H2S në eksperimentet biologjike. Edhe pse humbja e H2S nga tretësirat NaHS zgjat vetëm disa minuta, tretësirat NaHS janë përdorur si komponime donatore për H2S në ujin e pijshëm në disa studime mbi kafshët. Ky studim hetoi nëse uji i pijshëm me një përqendrim NaHS prej 30 μM i përgatitur në shishe për minj/miu mund të mbetej i qëndrueshëm për të paktën 12-24 orë, siç sugjerohet nga disa autorë. Përgatitni një tretësirë ​​NaHS (30 μM) në ujë të pijshëm dhe derdheni menjëherë në shishet e ujit për minj/miu. Mostrat u mblodhën nga maja dhe pjesa e brendshme e shishes së ujit në 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 dhe 24 orë për të matur përmbajtjen e sulfurit duke përdorur metodën e blusë së metilenit. Përveç kësaj, minjtë meshkuj dhe femra u injektuan me NaHS (30 μM) për dy javë dhe përqendrimet e sulfurit në serum u matën çdo ditë tjetër gjatë javës së parë dhe në fund të javës së dytë. Tretësira NaHS në mostrën e marrë nga maja e shishes së ujit ishte e paqëndrueshme; ajo u ul me 72% dhe 75% pas 12 dhe 24 orësh, përkatësisht. Në mostrat e marra nga brenda shisheve të ujit, ulja e NaHS nuk ishte e rëndësishme brenda 2 orëve; megjithatë, ajo u ul me 47% dhe 72% pas 12 dhe 24 orësh, përkatësisht. Injektimi i NaHS nuk ndikoi në nivelin e sulfurit në serum të minjve meshkuj dhe femra. Si përfundim, tretësirat NaHS të përgatitura nga uji i pijshëm nuk duhet të përdoren për dhurimin e H2S sepse tretësira është e paqëndrueshme. Kjo rrugë administrimi do t'i ekspozojë kafshët ndaj sasive të parregullta dhe më të vogla se sa pritej të NaHS.
Sulfuri i hidrogjenit (H2S) është përdorur si toksinë që nga viti 1700; megjithatë, roli i tij i mundshëm si një molekulë biosinjikuese endogjene u përshkrua nga Abe dhe Kimura në vitin 1996. Gjatë tre dekadave të fundit, funksione të shumta të H2S në sisteme të ndryshme njerëzore janë sqaruar, duke çuar në realizimin se molekulat donatore të H2S mund të kenë zbatime klinike në trajtimin ose menaxhimin e sëmundjeve të caktuara; shih Chirino et al. për një përmbledhje të kohëve të fundit.
Hidrosulfidi i natriumit (NaHS) është përdorur gjerësisht si një mjet farmakologjik për të vlerësuar efektet e H2S në shumë studime mbi kulturat qelizore dhe kafshët5,6,7,8. Megjithatë, NaHS nuk është një dhurues ideal i H2S sepse shndërrohet shpejt në H2S/HS- në tretësirë, kontaminohet lehtësisht me polisulfide dhe oksidohet e avullohet lehtë4,9. Në shumë eksperimente biologjike, NaHS tretet në ujë, duke rezultuar në avullim pasiv dhe humbje të H2S10,11,12, oksidim spontan të H2S11,12,13 dhe fotolizë14. Sulfidi në tretësirën origjinale humbet shumë shpejt për shkak të avullimit të H2S11. Në një enë të hapur, gjysmë-jeta (t1/2) e H2S është rreth 5 minuta dhe përqendrimi i tij zvogëlohet me rreth 13% në minutë10. Edhe pse humbja e sulfurit të hidrogjenit nga tretësirat NaHS zgjat vetëm disa minuta, disa studime mbi kafshët kanë përdorur tretësira NaHS si burim të sulfurit të hidrogjenit në ujin e pijshëm për 1-21 javë, duke zëvendësuar tretësirën që përmban NaHS çdo 12-24 orë.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Kjo praktikë nuk është në përputhje me parimet e kërkimit shkencor, pasi dozat e barnave duhet të bazohen në përdorimin e tyre në specie të tjera, veçanërisht tek njerëzit.27
Hulumtimi paraklinik në biomjekësi synon të përmirësojë cilësinë e kujdesit ndaj pacientit ose rezultatet e trajtimit. Megjithatë, rezultatet e shumicës së studimeve në kafshë ende nuk janë përkthyer te njerëzit28,29,30. Një nga arsyet për këtë dështim përkthimor është mungesa e vëmendjes ndaj cilësisë metodologjike të studimeve në kafshë30. Prandaj, qëllimi i këtij studimi ishte të hetonte nëse tretësirat NaHS 30 μM të përgatitura në shishe uji për miu/minj mund të mbeten të qëndrueshme në ujin e pijshëm për 12-24 orë, siç pretendohet ose sugjerohet në disa studime.
Të gjitha eksperimentet në këtë studim u kryen në përputhje me udhëzimet e publikuara për kujdesin dhe përdorimin e kafshëve laboratorike në Iran31. Të gjitha raportet eksperimentale në këtë studim ndoqën gjithashtu udhëzimet ARRIVE32. Komiteti i Etikës i Institutit të Shkencave Endokrine, Universiteti i Shkencave Mjekësore Shahid Beheshti, miratoi të gjitha procedurat eksperimentale në këtë studim.
Dihidrati i acetatit të zinkut (CAS: 5970-45-6) dhe kloruri i hekurit anhidrik (CAS: 7705-08-0) u blenë nga Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Francë). Hidrati i hidrosulfidit të natriumit (CAS: 207683-19-0) dhe N,N-dimetil-p-fenilendiamina (DMPD) (CAS: 535-47-0) u blenë nga Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SHBA). Izoflurani u ble nga Piramal (Bethlehem, PA, SHBA). Acidi klorhidrik (HCl) u ble nga Merck (Darmstadt, Gjermani).
Përgatitni një tretësirë ​​NaHS (30 μM) në ujë të pijshëm dhe hidheni menjëherë në shishet e ujit për miu/miu. Ky përqendrim u zgjodh bazuar në botime të shumta që përdorin NaHS si burim H2S; shih seksionin Diskutim. NaHS është një molekulë e hidratuar që mund të përmbajë sasi të ndryshme të ujit të hidratimit (domethënë, NaHS•xH2O); sipas prodhuesit, përqindja e NaHS e përdorur në studimin tonë ishte 70.7% (domethënë, NaHS•1.3 H2O), dhe ne e morëm parasysh këtë vlerë në llogaritjet tona, ku përdorëm një peshë molekulare prej 56.06 g/mol, që është pesha molekulare e NaHS anhidrik. Uji i hidratimit (i quajtur edhe ujë kristalizimi) janë molekulat e ujit që përbëjnë strukturën kristalore33. Hidratet kanë veti të ndryshme fizike dhe termodinamike krahasuar me anhidratet34.
Para se të shtoni NaHS në ujin e pijshëm, matni pH-in dhe temperaturën e tretësit. Hidhni menjëherë tretësirën NaHS në shishen e ujit për miun/miun në kafazin e kafshëve. Mostrat u mblodhën nga maja dhe nga brenda shishes së ujit në 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 dhe 24 orë për të matur përmbajtjen e sulfurit. Matjet e sulfurit u morën menjëherë pas çdo mostre. Ne morëm mostra nga maja e tubit sepse disa studime kanë treguar se madhësia e vogël e poreve të tubit të ujit mund të minimizojë avullimin e H2S15,19. Ky problem duket se vlen edhe për tretësirën në shishe. Megjithatë, ky nuk ishte rasti për tretësirën në qafën e shishes së ujit, e cila kishte një shkallë më të lartë avullimi dhe ishte autooksiduese; në fakt, kafshët e pinë këtë ujë të parët.
Në studim u përdorën minj Wistar meshkuj dhe femra. Minjtë u vendosën në kafaze polipropileni (2-3 minj për kafaz) në kushte standarde (temperatura 21-26 °C, lagështia 32-40%) me 12 orë dritë (nga ora 7 e mëngjesit deri në 7 të mbrëmjes) dhe 12 orë errësirë ​​(nga ora 7 e mbrëmjes deri në 7 të mëngjesit). Minjtë kishin qasje të lirë në ujë çezme dhe u ushqyen me ushqim standard (Khorak Dam Pars Company, Teheran, Iran). Minjtë Wistar femra (n=10, pesha trupore: 190-230 g) dhe meshkuj (n=10, pesha trupore: 320-370 g) të përputhura sipas moshës (6 muaj) u ndanë rastësisht në grupe kontrolli dhe grupe të trajtuara me NaHS (30 μM) (n=5 për grup). Për të përcaktuar madhësinë e mostrës, ne përdorëm qasjen KISS (Mbaje të Thjeshtë, Budalla), e cila kombinon përvojën e mëparshme dhe analizën e fuqisë35. Së pari, ne kryem një studim pilot mbi 3 minj dhe përcaktuam nivelin mesatar të sulfurit total në serum dhe devijimin standard (8.1 ± 0.81 μM). Pastaj, duke marrë parasysh fuqinë 80% dhe duke supozuar një nivel domethënieje dypalëshe prej 5%, ne përcaktuam një madhësi paraprake të mostrës (n = 5 bazuar në literaturën e mëparshme) që korrespondonte me një madhësi të standardizuar të efektit prej 2.02 me vlerën e paracaktuar të sugjeruar nga Festing për llogaritjen e madhësisë së mostrës së kafshëve eksperimentale35. Pas shumëzimit të kësaj vlere me SD (2.02 × 0.81), madhësia e parashikuar e efektit të dallueshëm (1.6 μM) ishte 20%, e cila është e pranueshme. Kjo do të thotë që n = 5/grup është i mjaftueshëm për të zbuluar një ndryshim mesatar prej 20% midis grupeve. Minjtë u ndanë rastësisht në grupe kontrolli dhe të trajtuara me NaSH duke përdorur funksionin e rastësishëm të softuerit Excel 36 (Fig. Plotësuese 1). Verbimi u krye në nivelin e rezultatit, dhe studiuesit që kryen matjet biokimike nuk ishin në dijeni të caktimit të grupeve.
Grupet NaHS të të dy gjinive u trajtuan me tretësirë ​​NaHS 30 μM të përgatitur në ujë të pijshëm për 2 javë; Tretësira e freskët u furnizua çdo 24 orë, gjatë së cilës kohë u mat pesha e trupit. Mostrat e gjakut u mblodhën nga majat e bishtit të të gjithë minjve nën anestezi me izofluran çdo ditë tjetër në fund të javës së parë dhe të dytë. Mostrat e gjakut u centrifuguan në 3000 g për 10 minuta, serumi u nda dhe u ruajt në -80°C për matjen pasuese të uresë së serumit, kreatininës (Cr) dhe sulfurit total. Ureja e serumit u përcaktua me metodën enzimatike të ureazës, dhe kreatinina e serumit u përcaktua me metodën fotometrike Jaffe duke përdorur kite të disponueshme komercialisht (Man Company, Teheran, Iran) dhe një analizues automatik (Selectra E, numri serial 0-2124, Holandë). Koeficientët e variacionit brenda dhe ndër-test për urenë dhe Cr ishin më pak se 2.5%.
Metoda e blusë së metilenit (MB) përdoret për të matur sulfurin total në ujin e pijshëm dhe serumin që përmban NaHS; MB është metoda më e përdorur për matjen e sulfurit në tretësira të mëdha dhe mostra biologjike11,37. Metoda MB mund të përdoret për të vlerësuar grupin total të sulfurit38 dhe për të matur sulfidet inorganike në formën e H2S, HS- dhe S2 në fazën ujore39. Në këtë metodë, squfuri precipitohet si sulfur zinku (ZnS) në prani të acetatit të zinkut11,38. Reshja e acetatit të zinkut është metoda më e përdorur gjerësisht për ndarjen e sulfideve nga kromoforet e tjera11. ZnS u ritretët duke përdorur HCl11 në kushte fort acidike. Sulfidi reagon me DMPD në një raport stekiometrik prej 1:2 në një reaksion të katalizuar nga kloruri i hekurit (Fe3+ vepron si një agjent oksidues) për të formuar ngjyrën MB, e cila zbulohet spektrofotometrikisht në 670 nm40,41. Limiti i zbulimit të metodës MB është afërsisht 1 μM11.
Në këtë studim, 100 μL të secilës mostër (tretësirë ​​ose serum) u shtuan në një tub; më pas u shtuan 200 μL acetat zinku (1% w/v në ujë të distiluar), 100 μL DMPD (20 mM në 7.2 M HCl) dhe 133 μL FeCl3 (30 mM në 1.2 M HCl). Përzierja u inkubua në 37°C në errësirë ​​për 30 minuta. Tretësira u centrifugua në 10,000 g për 10 minuta dhe thithja e supernatantit u lexua në 670 nm duke përdorur një lexues mikropllake (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, SHBA). Përqendrimet e sulfideve u përcaktuan duke përdorur një kurbë kalibrimi të NaHS (0–100 μM) në ddH2O (Fig. Plotësuese 2). Të gjitha tretësirat e përdorura për matjet u përgatitën të sapopërgatitura. Koeficientët e variacionit brenda dhe ndërmjet analizave për matjet e sulfurit ishin përkatësisht 2.8% dhe 3.4%. Ne gjithashtu përcaktuam sulfurin total të rikuperuar nga mostrat e ujit të pijshëm dhe serumit që përmbanin tiosulfat natriumi duke përdorur metodën e mostrës së fortifikuar42. Rikuperimet për mostrat e ujit të pijshëm dhe serumit që përmbanin tiosulfat natriumi ishin përkatësisht 91 ± 1.1% (n = 6) dhe 93 ± 2.4% (n = 6).
Analiza statistikore u krye duke përdorur softuerin GraphPad Prism versioni 8.0.2 për Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, SHBA, www.graphpad.com). Një test t i çiftëzuar u përdor për të krahasuar temperaturën dhe pH-in e ujit të pijshëm para dhe pas shtimit të NaHS. Humbja e H2S në tretësirën që përmbante NaHS u llogarit si një ulje përqindjeje nga përthithja bazë, dhe për të vlerësuar nëse humbja ishte statistikisht e rëndësishme, ne kryem një ANOVA me matje të përsëritura njëkahëshe, e ndjekur nga testi i krahasimit të shumëfishtë i Dunnett. Pesha e trupit, ureja e serumit, kreatinina e serumit dhe sulfidi total i serumit me kalimin e kohës u krahasuan midis minjve të kontrollit dhe minjve të trajtuar me NaHS të gjinive të ndryshme duke përdorur një ANOVA të përzier dykahëshe (midis-brenda) të ndjekur nga një test post hoc Bonferroni. Vlerat P me dy bishta < 0.05 u konsideruan statistikisht të rëndësishme.
pH i ujit të pijshëm ishte 7.60 ± 0.01 para shtimit të NaHS dhe 7.71 ± 0.03 pas shtimit të NaHS (n = 13, p = 0.0029). Temperatura e ujit të pijshëm ishte 26.5 ± 0.2 dhe u ul në 26.2 ± 0.2 pas shtimit të NaHS (n = 13, p = 0.0128). Përgatitni tretësirë ​​NaHS 30 μM në ujë të pijshëm dhe ruajeni atë në një shishe uji. Tretësira NaHS është e paqëndrueshme dhe përqendrimi i saj zvogëlohet me kalimin e kohës. Kur u morën mostra nga qafa e shishes së ujit, u vu re një rënie e konsiderueshme (68.0%) brenda orës së parë, dhe përmbajtja e NaHS në tretësirë ​​u ul me 72% dhe 75% pas 12 dhe 24 orësh, përkatësisht. Në mostrat e marra nga shishet e ujit, ulja e NaHS nuk ishte e rëndësishme deri në 2 orë, por pas 12 dhe 24 orësh ajo ishte ulur me 47% dhe 72%, përkatësisht. Këto të dhëna tregojnë se përqindja e NaHS në një tretësirë ​​30 μM të përgatitur në ujë të pijshëm kishte rënë në afërsisht një të katërtën e vlerës fillestare pas 24 orësh, pavarësisht nga vendi i marrjes së mostrave (Figura 1).
Stabiliteti i tretësirës NaHS (30 μM) në ujin e pijshëm në shishe për minj/miu. Pas përgatitjes së tretësirës, ​​u morën mostra nga maja dhe pjesa e brendshme e shishes së ujit. Të dhënat paraqiten si mesatare ± SD (n = 6/grup). * dhe #, P < 0.05 krahasuar me kohën 0. Fotografia e shishes së ujit tregon majën (me hapje) dhe trupin e shishes. Vëllimi i majës është afërsisht 740 μL.
Përqendrimi i NaHS në tretësirën e sapo përgatitur prej 30 μM ishte 30.3 ± 0.4 μM (diapazoni: 28.7–31.9 μM, n = 12). Megjithatë, pas 24 orësh, përqendrimi i NaHS u ul në një vlerë më të ulët (mesatarja: 3.0 ± 0.6 μM). Siç tregohet në Figurën 2, përqendrimet e NaHS ndaj të cilave minjtë u ekspozuan nuk ishin konstante gjatë periudhës së studimit.
Pesha trupore e minjve femra u rrit ndjeshëm me kalimin e kohës (nga 205.2 ± 5.2 g në 213.8 ± 7.0 g në grupin e kontrollit dhe nga 204.0 ± 8.6 g në 211.8 ± 7.5 g në grupin e trajtuar me NaHS); megjithatë, trajtimi me NaHS nuk pati efekt në peshën trupore (Fig. 3). Pesha trupore e minjve meshkuj u rrit ndjeshëm me kalimin e kohës (nga 338.6 ± 8.3 g në 352.4 ± 6.0 g në grupin e kontrollit dhe nga 352.4 ± 5.9 g në 363.2 ± 4.3 g në grupin e trajtuar me NaHS); megjithatë, trajtimi me NaHS nuk pati efekt në peshën trupore (Fig. 3).
Ndryshimet në peshën trupore te minjtë femra dhe meshkuj pas administrimit të NaHS (30 μM). Të dhënat paraqiten si mesatare ± SEM dhe u krahasuan duke përdorur analizën e përzier dypalëshe (brenda-mesme) të variancës me testin post hoc Bonferroni. n = 5 të secilës gjini në secilin grup.
Përqendrimet e uresë në serum dhe kreatin fosfatit ishin të krahasueshme në minjtë e kontrollit dhe të trajtuar me NaSH gjatë gjithë studimit. Për më tepër, trajtimi me NaSH nuk ndikoi në përqendrimet e uresë në serum dhe kreatin kromit (Tabela 1).
Përqendrimet bazë të sulfurit total në serum ishin të krahasueshme midis kontrollit dhe minjve meshkuj (8.1 ± 0.5 μM kundrejt 9.3 ± 0.2 μM) dhe femra (9.1 ± 1.0 μM kundrejt 6.1 ± 1.1 μM) të trajtuar me NaHS. Administrimi i NaHS për 14 ditë nuk pati efekt në nivelet e sulfurit total në serum as tek minjtë meshkuj dhe as tek ato femra (Fig. 4).
Ndryshimet në përqendrimet totale të sulfurit në serum tek minjtë meshkuj dhe femra pas administrimit të NaHS (30 μM). Të dhënat paraqiten si mesatare ± SEM dhe u krahasuan duke përdorur një analizë të përzier dypalëshe (brenda-brenda) të variancës me testin post hoc Bonferroni. Çdo gjini, n = 5/grup.
Përfundimi kryesor i këtij studimi është se uji i pijshëm që përmban NaHS është i paqëndrueshëm: vetëm rreth një e katërta e përmbajtjes fillestare totale të sulfurit mund të zbulohet 24 orë pas marrjes së mostrave nga maja dhe brenda shisheve të ujit për minj/miu. Për më tepër, minjtë u ekspozuan ndaj përqendrimeve të paqëndrueshme të NaHS për shkak të humbjes së H2S në tretësirën NaHS, dhe shtimi i NaHS në ujin e pijshëm nuk ndikoi në peshën trupore, urenë në serum dhe kreatin-kromin, ose sulfurin total të serumit.
Në këtë studim, shkalla e humbjes së H2S nga tretësirat NaHS 30 μM të përgatitura në ujë të pijshëm ishte afërsisht 3% në orë. Në një tretësirë ​​të tamponuar (100 μM sulfur natriumi në 10 mM PBS, pH 7.4), përqendrimi i sulfurit u raportua të ulet me 7% me kalimin e kohës gjatë 8 orëve11. Ne më parë kemi mbrojtur administrimin intraperitoneal të NaHS duke raportuar se shkalla e humbjes së sulfurit nga një tretësirë ​​NaHS 54 μM në ujë të pijshëm ishte afërsisht 2.3% në orë (4%/orë në 12 orët e para dhe 1.4%/orë në 12 orët e fundit pas përgatitjes)8. Studimet e mëparshme43 zbuluan një humbje konstante të H2S nga tretësirat NaHS, kryesisht për shkak të avullimit dhe oksidimit. Edhe pa shtimin e flluskave, sulfuri në tretësirën bazë humbet me shpejtësi për shkak të avullimit të H2S11. Studimet kanë treguar se gjatë procesit të hollimit, i cili zgjat rreth 30-60 sekonda, rreth 5-10% e H2S humbet për shkak të avullimit6. Për të parandaluar avullimin e H2S nga tretësira, studiuesit kanë marrë disa masa, duke përfshirë përzierjen e lehtë të tretësirës12, mbulimin e tretësirës bazë me një film plastik6 dhe minimizimin e ekspozimit të tretësirës ndaj ajrit, meqenëse shkalla e avullimit të H2S varet nga ndërfaqja ajër-lëng.13 Oksidimi spontan i H2S ndodh kryesisht për shkak të joneve të metaleve të tranzicionit, veçanërisht hekurit ferrik, të cilët janë papastërti në ujë.13 Oksidimi i H2S rezulton në formimin e polisulfideve (atomet e squfurit të lidhura nga lidhjet kovalente)11. Për të shmangur oksidimin e tij, tretësirat që përmbajnë H2S përgatiten në tretës të deoksigjenuar44,45 dhe më pas pastrohen me argon ose azot për 20-30 minuta për të siguruar deoksigjenimin.11,12,37,44,45,46 Acidi dietilenetriaminpentaacetik (DTPA) është një kelator metali (10-4 M) që parandalon autooksidimin e HS- në tretësira aerobe. Në mungesë të DTPA-së, shkalla e autooksidimit të HS- është afërsisht 50% gjatë afërsisht 3 orëve në 25°C37,47. Për më tepër, meqenëse oksidimi i 1e-sulfidit katalizohet nga drita ultravjollcë, tretësira duhet të ruhet në akull dhe të mbrohet nga drita11.
Siç tregohet në Figurën 5, NaHS disociohet në Na+ dhe HS-6 kur tretet në ujë; ky disociim përcaktohet nga pK1 e reaksionit, i cili varet nga temperatura: pK1 = 3.122 + 1132/T, ku T varion nga 5 deri në 30°C dhe matet në gradë Kelvin (K), K = °C + 273.1548. HS- ka një pK2 të lartë (pK2 = 19), kështu që në pH < 96.49, S2- nuk formohet ose formohet në sasi shumë të vogla. Në të kundërt, HS- vepron si bazë dhe pranon H+ nga një molekulë H2O, dhe H2O vepron si acid dhe shndërrohet në H2S dhe OH-.
Formimi i gazit H2S të tretur në tretësirë ​​NaHS (30 µM). aq, tretësirë ​​ujore; g, gaz; l, lëng. Të gjitha llogaritjet supozojnë se pH i ujit = 7.0 dhe temperatura e ujit = 20 °C. Krijuar me BioRender.com.
Pavarësisht provave se tretësirat NaHS janë të paqëndrueshme, disa studime në kafshë kanë përdorur tretësira NaHS në ujin e pijshëm si një përbërës dhurues H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 me kohëzgjatje ndërhyrjeje që varionin nga 1 deri në 21 javë (Tabela 2). Gjatë këtyre studimeve, tretësira NaHS rinovohej çdo 12 orë, 15, 17, 18, 24, 25 orë ose 24 orë, 19, 20, 21, 22, 23 orë. Rezultatet tona treguan se minjtë ishin të ekspozuar ndaj përqendrimeve të paqëndrueshme të barnave për shkak të humbjes së H2S nga tretësira NaHS, dhe përmbajtja e NaHS në ujin e pijshëm të minjve luhatej ndjeshëm gjatë 12 ose 24 orëve (shih Figurën 2). Dy nga këto studime raportuan se nivelet e H2S në ujë mbetën të qëndrueshme gjatë 24 orëve22 ose se vetëm 2-3% humbje të H2S u vunë re gjatë 12 orëve15, por ato nuk ofruan të dhëna mbështetëse ose detaje matjeje. Dy studime kanë treguar se diametri i vogël i shisheve të ujit mund të minimizojë avullimin e H2S15,19. Megjithatë, rezultatet tona treguan se kjo mund të vonojë humbjen e H2S nga një shishe uji vetëm me 2 orë në vend të 12-24 orëve. Të dy studimet vërejnë se ne supozojmë se niveli i NaHS në ujin e pijshëm nuk ndryshoi sepse nuk vumë re një ndryshim ngjyre në ujë; prandaj, oksidimi i H2S nga ajri nuk ishte i rëndësishëm19,20. Çuditërisht, kjo metodë subjektive vlerëson stabilitetin e NaHS në ujë në vend që të matë ndryshimin në përqendrimin e tij me kalimin e kohës.
Humbja e H2S në tretësirën NaHS lidhet me pH-in dhe temperaturën. Siç është vënë re në studimin tonë, tretja e NaHS në ujë rezulton në formimin e një tretësire alkaline50. Kur NaHS tretet në ujë, formimi i gazit të tretur H2S varet nga vlera e pH-it6. Sa më i ulët të jetë pH i tretësirës, ​​aq më i madh është përqindja e NaHS-it të pranishëm si molekula gazi H2S dhe aq më shumë sulfur humbet nga tretësira ujore11. Asnjë nga këto studime nuk raportoi pH-in e ujit të pijshëm të përdorur si tretës për NaHS. Sipas rekomandimeve të OBSH-së, të cilat janë miratuar nga shumica e vendeve, pH i ujit të pijshëm duhet të jetë në intervalin 6.5–8.551. Në këtë interval pH, shkalla e oksidimit spontan të H2S rritet afërsisht dhjetëfish13. Tretja e NaHS në ujë në këtë interval pH do të rezultojë në një përqendrim të gazit të tretur H2S nga 1 deri në 22.5 μM, gjë që thekson rëndësinë e monitorimit të pH-it të ujit para tretjes së NaHS. Përveç kësaj, diapazoni i temperaturës i raportuar në studimin e mësipërm (18–26 °C) do të rezultonte në një ndryshim në përqendrimin e gazit H2S të tretur në tretësirë ​​prej afërsisht 10%, pasi ndryshimet e temperaturës ndryshojnë pK1, dhe ndryshimet e vogla në pK1 mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në përqendrimin e gazit H2S të tretur48. Përveç kësaj, kohëzgjatja e gjatë e disa studimeve (5 muaj)22, gjatë së cilës pritet ndryshueshmëri e madhe e temperaturës, gjithashtu e përkeqëson këtë problem.
Të gjitha studimet përveç njërit21 përdorën tretësirë ​​NaHS 30 μM në ujë të pijshëm. Për të shpjeguar dozën e përdorur (domethënë 30 μM), disa autorë theksuan se NaHS në fazën ujore prodhon saktësisht të njëjtin përqendrim të gazit H2S dhe se diapazoni fiziologjik i H2S është 10 deri në 100 μM, kështu që kjo dozë është brenda diapazonit fiziologjik15,16. Të tjerë shpjeguan se 30 μM NaHS mund ta mbajë nivelin e H2S në plazmë brenda diapazonit fiziologjik, pra 5–300 μM19,20. Ne marrim në konsideratë përqendrimin e NaHS në ujë prej 30 μM (pH = 7.0, T = 20 °C), i cili u përdor në disa studime për të studiuar efektet e H2S. Mund të llogarisim se përqendrimi i gazit H2S të tretur është 14.7 μM, që është rreth 50% e përqendrimit fillestar të NaHS. Kjo vlerë është e ngjashme me vlerën e llogaritur nga autorë të tjerë në të njëjtat kushte13,48.
Në studimin tonë, administrimi i NaHS nuk e ndryshoi peshën trupore; ky rezultat është në përputhje me rezultatet e studimeve të tjera te minjtë meshkuj22,23 dhe minjtë meshkuj18; Megjithatë, dy studime raportuan se NaSH riktheu peshën e zvogëluar trupore te minjtë e nefrektomizuar24,26, ndërsa studime të tjera nuk raportuan efektin e administrimit të NaSH në peshën trupore15,16,17,19,20,21,25. Për më tepër, në studimin tonë, administrimi i NaSH nuk ndikoi në nivelet e uresë në serum dhe kreatin-kromit, gjë që është në përputhje me rezultatet e një raporti tjetër25.
Studimi zbuloi se shtimi i NaHS në ujin e pijshëm për 2 javë nuk ndikoi në përqendrimet totale të sulfurit në serum tek minjtë meshkuj dhe femra. Ky zbulim është në përputhje me rezultatet e Sen et al. (16): 8 javë trajtimi me 30 μM NaHS në ujë të pijshëm nuk ndikuan në nivelet e sulfurit në plazmë tek minjtë e kontrollit; megjithatë, ata raportuan se kjo ndërhyrje rivendosi nivelet e ulëta të H2S në plazmën e minjve të nefrektomizuar. Li et al. (22) raportuan gjithashtu se trajtimi me 30 μM NaHS në ujë të pijshëm për 5 muaj rriti nivelet e sulfurit të lirë në plazmë tek minjtë e moshuar me rreth 26%. Studime të tjera nuk kanë raportuar ndryshime në sulfurin qarkullues pas shtimit të NaHS në ujin e pijshëm.
Shtatë studime raportuan përdorimin e Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23, por nuk dhanë detaje të mëtejshme mbi ujin e hidratimit, dhe pesë studime nuk përmendën burimin e NaHS të përdorur në metodat e tyre të përgatitjes17,18,24,25,26. NaHS është një molekulë e hidratuar dhe përmbajtja e tij e ujit të hidratimit mund të ndryshojë, gjë që ndikon në sasinë e NaHS të nevojshme për të përgatitur një tretësirë ​​me një molaritet të caktuar. Për shembull, përmbajtja e NaHS në studimin tonë ishte NaHS•1.3 H2O. Kështu, përqendrimet aktuale të NaHS në këto studime mund të jenë më të ulëta se ato të raportuara.
"Si mund të ketë një përbërës kaq jetëshkurtër një efekt kaq afatgjatë?" Pozgay et al.21 e bënë këtë pyetje kur vlerësuan efektet e NaHS në kolitin tek minjtë. Ata shpresojnë që studimet e ardhshme do të jenë në gjendje t'i përgjigjen kësaj pyetjeje dhe spekulojnë se tretësirat NaHS mund të përmbajnë polisulfide më të qëndrueshme përveç H2S dhe disulfideve që ndërmjetësojnë efektin e NaHS21. Një mundësi tjetër është që përqendrimet shumë të ulëta të NaHS që mbeten në tretësirë ​​mund të kenë gjithashtu një efekt të dobishëm. Në fakt, Olson et al. ofruan prova se nivelet mikromolare të H2S në gjak nuk janë fiziologjike dhe duhet të jenë në diapazonin nanomolar ose të mungojnë krejtësisht13. H2S mund të veprojë përmes sulfimit të proteinave, një modifikim i kthyeshëm post-përkthyes që ndikon në funksionin, stabilitetin dhe lokalizimin e shumë proteinave52,53,54. Në fakt, në kushte fiziologjike, afërsisht 10% deri në 25% e shumë proteinave të mëlçisë janë të sulfuluara53. Të dy studimet pranojnë shkatërrimin e shpejtë të NaHS19,23, por çuditërisht pohojnë se "ne kontrolluam përqendrimin e NaHS në ujin e pijshëm duke e zëvendësuar atë çdo ditë".23 Një studim deklaroi aksidentalisht se "NaHS është një dhurues standard i H2S dhe përdoret zakonisht në praktikën klinike për të zëvendësuar vetë H2S".18
Diskutimi i mësipërm tregon se NaHS humbet nga tretësira nëpërmjet avullimit, oksidimit dhe fotolizës, dhe për këtë arsye jepen disa sugjerime për të zvogëluar humbjen e H2S nga tretësira. Së pari, avullimi i H2S varet nga ndërfaqja gaz-lëng13 dhe pH i tretësirës11; prandaj, për të minimizuar humbjen nga avullimi, qafa e shishes së ujit mund të bëhet sa më e vogël të jetë e mundur siç është përshkruar më parë15,19, dhe pH i ujit mund të rregullohet në një kufi të sipërm të pranueshëm (domethënë, 6.5–8.551) për të minimizuar humbjen nga avullimi11. Së dyti, oksidimi spontan i H2S ndodh për shkak të efekteve të oksigjenit dhe pranisë së joneve të metaleve të tranzicionit në ujin e pijshëm13, kështu që deoksigjenimi i ujit të pijshëm me argon ose azot44,45 dhe përdorimi i kelatorëve të metaleve37,47 mund të zvogëlojë oksidimin e sulfideve. Së treti, për të parandaluar fotodekompozimin e H2S, shishet e ujit mund të mbështillen me letër alumini; Kjo praktikë vlen edhe për materialet e ndjeshme ndaj dritës siç është streptozotocina55. Së fundmi, kripërat inorganike të sulfurit (NaHS, Na2S dhe CaS) mund të administrohen nëpërmjet sondës së ujit në vend që të treten në ujë të pijshëm siç është raportuar më parë56,57,58; studimet kanë treguar se sulfidi radioaktiv i natriumit i administruar nëpërmjet sondës së ujit tek minjtë absorbohet mirë dhe shpërndahet në pothuajse të gjitha indet59. Deri më sot, shumica e studimeve kanë administruar kripëra inorganike të sulfurit në mënyrë intraperitoneale; megjithatë, kjo rrugë përdoret rrallë në mjediset klinike60. Nga ana tjetër, rruga orale është rruga më e zakonshme dhe e preferuar e administrimit tek njerëzit61. Prandaj, ne rekomandojmë vlerësimin e efekteve të dhuruesve të H2S tek brejtësit me anë të sondës së ujit oral.
Një kufizim është se ne matëm sulfurin në tretësirë ​​ujore dhe serum duke përdorur metodën MB. Metodat për matjen e sulfurit përfshijnë titrimin e jodit, spektrofotometrinë, metodën elektrokimike (potenciometri, amperometri, metodë kulometrike dhe metodë amperometrike) dhe kromatografinë (kromatografi gazi dhe kromatografi e lëngshme me performancë të lartë), ndër të cilat metoda më e përdorur është metoda spektrofotometrike MB62. Një kufizim i metodës MB për matjen e H2S në mostrat biologjike është se ajo mat të gjitha komponimet që përmbajnë squfur dhe jo H2S të lirë63 sepse kryhet në kushte acidike, gjë që rezulton në nxjerrjen e squfurit nga burimi biologjik64. Megjithatë, sipas Shoqatës Amerikane të Shëndetit Publik, MB është metoda standarde për matjen e sulfurit në ujë65. Prandaj, ky kufizim nuk ndikon në rezultatet tona kryesore mbi paqëndrueshmërinë e tretësirave që përmbajnë NaHS. Për më tepër, në studimin tonë, rikuperimi i matjeve të sulfurit në mostrat e ujit dhe serumit që përmbajnë NaHS ishte përkatësisht 91% dhe 93%. Këto vlera janë në përputhje me diapazonet e raportuara më parë (77–92)66, duke treguar saktësi analitike të pranueshme42. Vlen të përmendet se ne përdorëm minj si meshkuj ashtu edhe femra në përputhje me udhëzimet e Instituteve Kombëtare të Shëndetit (NIH) për të shmangur mbështetjen e tepërt në studimet vetëm me kafshë meshkuj në studimet paraklinike67 dhe për të përfshirë minjtë meshkuj dhe femra sa herë që është e mundur68. Kjo pikë është theksuar nga të tjerë69,70,71.
Si përfundim, rezultatet e këtij studimi tregojnë se tretësirat NaHS të përgatitura nga uji i pijshëm nuk mund të përdoren për të gjeneruar H2S për shkak të paqëndrueshmërisë së tyre. Kjo rrugë administrimi do t'i ekspozonte kafshët ndaj niveleve të paqëndrueshme dhe më të ulëta se sa pritej të NaHS; prandaj, gjetjet mund të mos jenë të zbatueshme për njerëzit.
Setet e të dhënave të përdorura dhe/ose të analizuara gjatë studimit aktual janë të disponueshme nga autori përkatës me kërkesë të arsyeshme.
Szabo, K. Afati kohor i hulumtimit të sulfurit të hidrogjenit (H2S): nga toksina mjedisore te ndërmjetësi biologjik. Biokimia dhe Farmakologjia 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. dhe Kimura, H. Roli i mundshëm i sulfurit të hidrogjenit si një neuromodulator endogjen. Journal of Neuroscience, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. dhe Papapetropoulos, A. Roli fiziologjik i sulfurit të hidrogjenit në qelizat, indet dhe organet e gjitarëve. Reviews in Physiology and Molecular Biology 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, dhe Kashfi, K. Premtimi në zhvillim i sistemeve qelizore të administrimit për oksidin nitrik dhe sulfurin e hidrogjenit: një epokë e re e mjekësisë së personalizuar. Biokimia dhe Farmakologjia 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. Administrimi afatgjatë i një donatori të sulfurit të hidrogjenit me çlirim të ngadaltë mund të parandalojë dëmtimin e ishemisë/riperfuzionit të miokardit. Raportet shkencore 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM dhe Hermann, A. Fosforilimi i kanalit BK rregullon ndjeshmërinë ndaj sulfurit të hidrogjenit (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM dhe Hermann, A. Sulfuri i hidrogjenit rrit aktivitetin e kanalit të kaliumit (BK) të aktivizuar nga kalciumi në qelizat tumorale të hipofizës së miut. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. Sulfuri i hidrogjenit rrit efektin mbrojtës të nitritit kundër dëmtimit të ishemisë-riperfuzionit të miokardit te minjtë me diabet të tipit 2. Oksid nitrik 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Trendet në kiminë e dhuruesve të H2S dhe ndikimi i saj në sëmundjet kardiovaskulare. Antioksidantë 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF dhe Olson, KR (2012). Humbjet pasive të sulfurit të hidrogjenit në eksperimentet biologjike. Biokimia Analitike 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Aspektet kimike të matjeve të sulfurit të hidrogjenit në mostrat fiziologjike. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Përcaktimi spektrofotometrik i sulfurit të hidrogjenit në ujërat natyrore. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Trajnim praktik në kiminë dhe biologjinë e sulfurit të hidrogjenit. “Antioksidantë.” Redoks Signaling. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).