Matur nuwun sampun ngunjungi nature.com. Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates. Kanggo pengalaman sing paling apik, disaranake nggunakake versi browser paling anyar (utawa mateni mode kompatibilitas ing Internet Explorer). Kajaba iku, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, situs iki ora bakal kalebu gaya utawa JavaScript.
Hidrogen sulfida (H2S) nduweni pirang-pirang efek fisiologis lan patologis ing awak manungsa. Natrium hidrosulfida (NaHS) digunakake sacara wiyar minangka alat farmakologis kanggo ngevaluasi efek H2S ing eksperimen biologis. Sanajan ilang H2S saka larutan NaHS mung butuh sawetara menit, larutan NaHS wis digunakake minangka senyawa donor kanggo H2S ing banyu ngombe ing sawetara panliten kewan. Panliten iki nyelidiki apa banyu ngombe kanthi konsentrasi NaHS 30 μM sing disiapake ing botol tikus/tikus bisa tetep stabil paling ora 12-24 jam, kaya sing disaranake dening sawetara penulis. Siapke larutan NaHS (30 μM) ing banyu ngombe lan langsung tuangake menyang botol banyu tikus/tikus. Sampel dikumpulake saka pucuk lan njero botol banyu ing 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 lan 24 jam kanggo ngukur kandungan sulfida nggunakake metode biru metilen. Kajaba iku, tikus lanang lan wadon disuntikake NaHS (30 μM) sajrone rong minggu lan konsentrasi serum sulfida diukur saben rong dina sajrone minggu pisanan lan ing pungkasan minggu kapindho. Larutan NaHS ing sampel sing dijupuk saka pucuk botol banyu ora stabil; mudhun 72% lan 75% sawise 12 lan 24 jam. Ing sampel sing dijupuk saka njero botol banyu, penurunan NaHS ora signifikan sajrone 2 jam; nanging, mudhun 47% lan 72% sawise 12 lan 24 jam. Injeksi NaHS ora mengaruhi tingkat serum sulfida tikus lanang lan wadon. Kesimpulane, larutan NaHS sing disiapake saka banyu ngombe ora kena digunakake kanggo sumbangan H2S amarga larutan kasebut ora stabil. Rute administrasi iki bakal mbabarake kewan menyang jumlah NaHS sing ora teratur lan luwih cilik tinimbang sing diarepake.
Hidrogen sulfida (H2S) wis digunakake minangka racun wiwit taun 1700; nanging, perané minangka molekul biosignaling endogen diterangake déning Abe lan Kimura ing taun 1996. Sajrone telung dekade kepungkur, akeh fungsi H2S ing macem-macem sistem manungsa wis dijlentrehake, sing ndadékaké kesadaran manawa molekul donor H2S bisa uga duwe aplikasi klinis ing perawatan utawa manajemen penyakit tartamtu; deleng Chirino et al. kanggo review anyar.
Natrium hidrosulfida (NaHS) wis digunakake sacara wiyar minangka alat farmakologis kanggo neliti efek H2S ing akeh studi kultur sel lan kewan5,6,7,8. Nanging, NaHS dudu donor H2S sing ideal amarga cepet diowahi dadi H2S/HS- ing larutan, gampang terkontaminasi karo polisulfida, lan gampang dioksidasi lan diuap4,9. Ing akeh eksperimen biologis, NaHS larut ing banyu, sing nyebabake penguapan pasif lan ilang H2S10,11,12, oksidasi spontan H2S11,12,13, lan fotolisis14. Sulfida ing larutan asli ilang kanthi cepet banget amarga penguapan H2S11. Ing wadhah sing mbukak, umur paruh (t1/2) H2S udakara 5 menit, lan konsentrasine mudhun udakara 13% saben menit10. Senajan ilange hidrogen sulfida saka larutan NaHS mung butuh sawetara menit, sawetara panliten kewan wis nggunakake larutan NaHS minangka sumber hidrogen sulfida ing banyu ngombe sajrone 1-21 minggu, ngganti larutan sing ngandhut NaHS saben 12-24 jam.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Praktik iki ora konsisten karo prinsip riset ilmiah, amarga dosis obat kudu adhedhasar panggunaane ing spesies liyane, utamane manungsa.27
Riset praklinis ing biomedis nduweni tujuan kanggo ningkatake kualitas perawatan pasien utawa asil perawatan. Nanging, asil saka umume panliten ing kewan durung diterjemahake menyang manungsa28,29,30. Salah sawijining alesan kegagalan translasi iki yaiku kurang perhatian marang kualitas metodologis panliten ing kewan30. Mulane, tujuan saka panliten iki yaiku kanggo nyelidiki apa larutan NaHS 30 μM sing disiapake ing botol banyu tikus/tikus bisa tetep stabil ing banyu ngombe sajrone 12-24 jam, kaya sing diklaim utawa disaranake ing sawetara panliten.
Kabeh eksperimen ing panliten iki ditindakake miturut pandhuan sing diterbitake kanggo perawatan lan panggunaan kewan laboratorium ing Iran31. Kabeh laporan eksperimen ing panliten iki uga ngetutake pandhuan ARRIVE32. Komite Etika Institut Ilmu Endokrin, Universitas Ilmu Kedokteran Shahid Beheshti, nyetujoni kabeh prosedur eksperimen ing panliten iki.
Seng asetat dihidrat (CAS: 5970-45-6) lan feri klorida anhidrat (CAS: 7705-08-0) dituku saka Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Prancis). Natrium hidrosulfida hidrat (CAS: 207683-19-0) lan N,N-dimetil-p-fenilenediamina (DMPD) (CAS: 535-47-0) dituku saka Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Isoflurane dituku saka Piramal (Bethlehem, PA, USA). Asam klorida (HCl) dituku saka Merck (Darmstadt, Jerman).
Siapke larutan NaHS (30 μM) ing banyu ngombe lan langsung tuangake menyang botol banyu tikus/tikus. Konsentrasi iki dipilih adhedhasar akeh publikasi sing nggunakake NaHS minangka sumber H2S; deleng bagean Diskusi. NaHS minangka molekul terhidrasi sing bisa ngemot macem-macem jumlah banyu hidrasi (yaiku, NaHS•xH2O); miturut pabrikan, persentase NaHS sing digunakake ing panliten kita yaiku 70,7% (yaiku, NaHS•1,3 H2O), lan kita nganggep nilai iki ing pitungan kita, ing ngendi kita nggunakake bobot molekul 56,06 g/mol, yaiku bobot molekul NaHS anhidrat. Banyu hidrasi (uga diarani banyu kristalisasi) yaiku molekul banyu sing mbentuk struktur kristal33. Hidrat duwe sifat fisik lan termodinamika sing beda dibandhingake karo anhidrat34.
Sadurunge nambahake NaHS menyang banyu ngombe, ukur pH lan suhu pelarut. Langsung tuangake larutan NaHS menyang botol banyu tikus/tikus ing kandhang kewan. Sampel dikumpulake saka pucuk lan saka njero botol banyu ing 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, lan 24 jam kanggo ngukur kandungan sulfida. Pangukuran sulfida dijupuk langsung sawise saben sampling. Kita njupuk sampel saka pucuk tabung amarga sawetara panliten nuduhake yen ukuran pori cilik tabung banyu bisa nyuda penguapan H2S15,19. Masalah iki uga katon ditrapake kanggo larutan ing botol. Nanging, iki ora kedadeyan kanggo larutan ing gulu botol banyu, sing duwe tingkat penguapan sing luwih dhuwur lan otomatis oksidasi; nyatane, kewan ngombe banyu iki dhisik.
Tikus Wistar lanang lan wadon digunakake ing panliten iki. Tikus-tikus kasebut dilebokake ing kandhang polipropilena (2-3 tikus saben kandhang) ing kahanan standar (suhu 21-26 °C, kelembapan 32-40%) kanthi 12 jam cahya (jam 7 esuk nganti 7 bengi) lan 12 jam peteng (jam 7 bengi nganti 7 esuk). Tikus-tikus kasebut duwe akses gratis menyang banyu ledeng lan diwenehi panganan standar (Khorak Dam Pars Company, Tehran, Iran). Tikus Wistar wadon (n=10, bobot awak: 190–230 g) lan lanang (n=10, bobot awak: 320–370 g) sing cocog umure (6 sasi) dipérang kanthi acak dadi klompok kontrol lan NaHS (30 μM) sing diobati (n=5 saben klompok). Kanggo nemtokake ukuran sampel, kita nggunakake pendekatan KISS (Keep It Simple, Stupid), sing nggabungake pengalaman sadurunge lan analisis daya35. Pisanan kita nindakake studi pilot ing 3 tikus lan nemtokake tingkat rata-rata total sulfida serum lan standar deviasi (8,1 ± 0,81 μM). Banjur, kanthi nimbang daya 80% lan nganggep tingkat signifikansi 5% rong sisi, kita nemtokake ukuran sampel awal (n = 5 adhedhasar literatur sadurunge) sing cocog karo ukuran efek standar 2,02 kanthi nilai sing wis ditemtokake dening Festing kanggo ngetung ukuran sampel kewan eksperimen35. Sawise ngalikan nilai iki karo SD (2,02 × 0,81), ukuran efek sing bisa dideteksi sing diprediksi (1,6 μM) yaiku 20%, sing bisa ditampa. Iki tegese n = 5/klompok cukup kanggo ndeteksi owah-owahan rata-rata 20% antarane klompok. Tikus dipérang kanthi acak dadi klompok kontrol lan klompok sing diobati NaSH nggunakake fungsi acak piranti lunak Excel 36 (Gambar Tambahan 1). Blinding ditindakake ing tingkat asil, lan para peneliti sing nindakake pangukuran biokimia ora ngerti babagan tugas klompok.
Klompok NaHS saka loro jinis kelamin diobati nganggo larutan NaHS 30 μM sing disiapake ing banyu ngombe sajrone 2 minggu; Larutan seger diwenehake saben 24 jam, sajrone wektu kasebut bobot awak diukur. Sampel getih dikumpulake saka pucuk buntut kabeh tikus kanthi anestesi isofluran saben rong dina ing pungkasan minggu pertama lan kapindho. Sampel getih disentrifugasi ing 3000 g sajrone 10 menit, serum dipisahake lan disimpen ing suhu -80°C kanggo pangukuran urea serum, kreatinin (Cr), lan total sulfida sabanjure. Urea serum ditemtokake kanthi metode urease enzimatik, lan kreatinin serum ditemtokake kanthi metode Jaffe fotometrik nggunakake kit sing kasedhiya sacara komersial (Man Company, Tehran, Iran) lan penganalisis otomatis (Selectra E, nomer seri 0-2124, Walanda). Koefisien variasi intra lan interassay kanggo urea lan Cr kurang saka 2,5%.
Metode metilen biru (MB) digunakake kanggo ngukur total sulfida ing banyu ngombe lan serum sing ngandhut NaHS; MB minangka metode sing paling umum digunakake kanggo ngukur sulfida ing larutan massal lan sampel biologis11,37. Metode MB bisa digunakake kanggo ngira-ngira total blumbang sulfida38 lan ngukur sulfida anorganik ing wangun H2S, HS- lan S2 ing fase banyu39. Ing metode iki, belerang diendapkan minangka seng sulfida (ZnS) ing ngarsane seng asetat11,38. Presipitasi seng asetat minangka metode sing paling akeh digunakake kanggo misahake sulfida saka kromofor liyane11. ZnS dilarutake maneh nggunakake HCl11 ing kahanan asam banget. Sulfida kasebut bereaksi karo DMPD kanthi rasio stoikiometri 1:2 ing reaksi sing dikatalisis dening feri klorida (Fe3+ tumindak minangka agen pengoksidasi) kanggo mbentuk pewarna MB, sing dideteksi kanthi spektrofotometri ing 670 nm40,41. Watesan deteksi metode MB kira-kira 1 μM11.
Ing panliten iki, 100 μL saben sampel (larutan utawa serum) ditambahake ing tabung; banjur 200 μL seng asetat (1% w/v ing banyu suling), 100 μL DMPD (20 mM ing 7,2 M HCl), lan 133 μL FeCl3 (30 mM ing 1,2 M HCl) ditambahake. Campuran kasebut diinkubasi ing suhu 37°C ing peteng sajrone 30 menit. Larutan kasebut disentrifugasi ing 10.000 g sajrone 10 menit, lan absorbansi supernatan diwaca ing 670 nm nggunakake pembaca mikroplat (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, USA). Konsentrasi sulfida ditemtokake nggunakake kurva kalibrasi NaHS (0–100 μM) ing ddH2O (Gambar Tambahan 2). Kabeh larutan sing digunakake kanggo pangukuran disiapake kanthi seger. Koefisien variasi intra- lan interassay kanggo pangukuran sulfida yaiku 2,8% lan 3,4%. Kita uga nemtokake total sulfida sing dijupuk saka sampel banyu ngombe lan serum sing ngandhut natrium tiosulfat nggunakake metode sampel sing difortifikasi42. Pemulihan kanggo sampel banyu ngombe lan serum sing ngandhut natrium tiosulfat yaiku 91 ± 1,1% (n = 6) lan 93 ± 2,4% (n = 6).
Analisis statistik ditindakake nggunakake piranti lunak GraphPad Prism versi 8.0.2 kanggo Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, USA, www.graphpad.com). Uji-t sing dipasangake digunakake kanggo mbandhingake suhu lan pH banyu ngombe sadurunge lan sawise tambahan NaHS. Mundhut H2S ing larutan sing ngemot NaHS diitung minangka persentase penurunan saka serapan awal, lan kanggo netepake manawa mundhut kasebut signifikan sacara statistik, kita nindakake ANOVA ukuran bola-bali siji arah diikuti karo tes perbandingan ganda Dunnett. Bobot awak, urea serum, kreatinin serum, lan total serum sulfida sajrone wektu dibandhingake antarane tikus kontrol lan tikus sing diobati NaHS saka jinis kelamin sing beda nggunakake ANOVA campuran rong arah (antarane-ing) diikuti karo tes post hoc Bonferroni. Nilai P rong buntut < 0,05 dianggep signifikan sacara statistik.
pH banyu ngombe yaiku 7,60 ± 0,01 sadurunge tambahan NaHS lan 7,71 ± 0,03 sawise tambahan NaHS (n = 13, p = 0,0029). Suhu banyu ngombe yaiku 26,5 ± 0,2 lan mudhun dadi 26,2 ± 0,2 sawise tambahan NaHS (n = 13, p = 0,0128). Siapke larutan NaHS 30 μM ing banyu ngombe lan simpen ing botol banyu. Larutan NaHS ora stabil lan konsentrasine mudhun suwe-suwe. Nalika njupuk sampel saka gulu botol banyu, penurunan sing signifikan (68,0%) diamati sajrone jam pertama, lan kandungan NaHS ing larutan mudhun 72% lan 75% sawise 12 lan 24 jam. Ing sampel sing dipikolehi saka botol banyu, penurunan NaHS ora signifikan nganti 2 jam, nanging sawise 12 lan 24 jam mudhun 47% lan 72%. Data iki nuduhake yen persentase NaHS ing larutan 30 μM sing disiapake ing banyu ngombe wis mudhun dadi kira-kira seperempat saka nilai awal sawise 24 jam, preduli saka lokasi sampling (Gambar 1).
Stabilitas larutan NaHS (30 μM) ing banyu ngombe ing botol tikus/tikus. Sawise nyiapake larutan, sampel dijupuk saka pucuk lan njero botol banyu. Data ditampilake minangka rata-rata ± SD (n = 6/grup). * lan #, P < 0,05 dibandhingake karo wektu 0. Foto botol banyu nuduhake pucuk (kanthi bukaan) lan awak botol. Volume pucuk kira-kira 740 μL.
Konsentrasi NaHS ing larutan 30 μM sing nembe disiapake yaiku 30,3 ± 0,4 μM (kisaran: 28,7–31,9 μM, n = 12). Nanging, sawise 24 jam, konsentrasi NaHS mudhun dadi nilai sing luwih murah (rata-rata: 3,0 ± 0,6 μM). Kaya sing dituduhake ing Gambar 2, konsentrasi NaHS sing kena tikus ora konstan sajrone periode panliten.
Bobot awak tikus wadon mundhak sacara signifikan sajrone wektu (saka 205,2 ± 5,2 g dadi 213,8 ​​± 7,0 g ing klompok kontrol lan saka 204,0 ± 8,6 g dadi 211,8 ± 7,5 g ing klompok sing diobati NaHS); nanging, perawatan NaHS ora duwe pengaruh marang bobot awak (Gambar 3). Bobot awak tikus lanang mundhak sacara signifikan sajrone wektu (saka 338,6 ± 8,3 g dadi 352,4 ± 6,0 g ing klompok kontrol lan saka 352,4 ± 5,9 g dadi 363,2 ± 4,3 g ing klompok sing diobati NaHS); nanging, perawatan NaHS ora duwe pengaruh marang bobot awak (Gambar 3).
Owah-owahan bobot awak ing tikus wadon lan lanang sawise administrasi NaHS (30 μM). Data ditampilake minangka rata-rata ± SEM lan dibandhingake nggunakake analisis varians campuran rong arah (ing antarane) karo uji post hoc Bonferroni. n = 5 saben jinis ing saben klompok.
Konsentrasi urea serum lan kreatin fosfat padha karo ing tikus kontrol lan sing diobati NaSH sajrone panliten. Salajengipun, perawatan NaSH ora mengaruhi konsentrasi urea serum lan kreatin krom (Tabel 1).
Konsentrasi total sulfida serum dhasar bisa dibandhingake antarane tikus kontrol lan tikus lanang sing diobati NaHS (8,1 ± 0,5 μM vs. 9,3 ± 0,2 μM) lan wadon (9,1 ± 1,0 μM vs. 6,1 ± 1,1 μM). Pemberian NaHS sajrone 14 dina ora nduweni efek marang tingkat total sulfida serum ing tikus lanang utawa wadon (Gambar 4).
Owah-owahan konsentrasi total sulfida serum ing tikus lanang lan wadon sawise administrasi NaHS (30 μM). Data ditampilake minangka rata-rata ± SEM lan dibandhingake nggunakake analisis varians campuran rong arah (ing njero) karo tes post hoc Bonferroni. Saben jinis, n = 5/klompok.
Dudutan utama saka panliten iki yaiku banyu ngombe sing ngandhut NaHS iku ora stabil: mung udakara seperempat saka total kandungan sulfida awal sing bisa dideteksi 24 jam sawise njupuk sampel saka pucuk lan njero botol banyu tikus/tikus. Salajengipun, tikus kapapar konsentrasi NaHS sing ora stabil amarga ilang H2S ing larutan NaHS, lan tambahan NaHS ing banyu ngombe ora mengaruhi bobot awak, urea serum lan kreatin kromium, utawa total serum sulfida.
Ing panliten iki, tingkat mundhute H2S saka 30 μM larutan NaHS sing disiapake ing banyu ngombe kira-kira 3% saben jam. Ing larutan buffer (100 μM natrium sulfida ing 10 mM PBS, pH 7,4), konsentrasi sulfida dilaporake mudhun 7% sajrone 8 jam. Sadurunge, kita wis mbela administrasi NaHS intraperitoneal kanthi nglaporake yen tingkat mundhute sulfida saka larutan NaHS 54 μM ing banyu ngombe kira-kira 2,3% saben jam (4%/jam ing 12 jam pisanan lan 1,4%/jam ing 12 jam pungkasan sawise persiapan)8. Panliten sadurunge43 nemokake mundhute H2S sing terus-terusan saka larutan NaHS, utamane amarga penguapan lan oksidasi. Sanajan tanpa tambahan gelembung, sulfida ing larutan stok cepet ilang amarga penguapan H2S11. Panliten nuduhake yen sajrone proses pengenceran, sing mbutuhake wektu udakara 30-60 detik, udakara 5-10% H2S ilang amarga penguapan6. Kanggo nyegah penguapan H2S saka larutan, para peneliti wis njupuk sawetara langkah, kalebu ngaduk larutan kanthi alon12, nutupi larutan stok nganggo film plastik6, lan nyuda paparan larutan menyang udara, amarga tingkat penguapan H2S gumantung saka antarmuka udara-cair.13 Oksidasi spontan H2S kedadeyan utamane amarga ion logam transisi, utamane wesi ferik, yaiku pengotor ing banyu.13 Oksidasi H2S nyebabake pembentukan polisulfida (atom sulfur sing disambung dening ikatan kovalen)11. Kanggo nyegah oksidasi, larutan sing ngandhut H2S disiapake ing pelarut terdeoksigenasi44,45 banjur diresiki nganggo argon utawa nitrogen sajrone 20-30 menit kanggo njamin deoksigenasi.11,12,37,44,45,46 Asam dietilenitriaminpentaasetat (DTPA) minangka chelator logam (10-4 M) sing nyegah autoksidasi HS- ing larutan aerobik. Tanpa DTPA, tingkat autoksidasi HS- kira-kira 50% sajrone kira-kira 3 jam ing suhu 25°C37,47. Salajengipun, amargi oksidasi 1e-sulfida dikatalisis dening sinar ultraviolet, larutan kasebut kudu disimpen ing es lan dilindhungi saka cahya11.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 5, NaHS terdisosiasi dadi Na+ lan HS-6 nalika larut ing banyu; disosiasi iki ditemtokake dening pK1 saka reaksi kasebut, sing gumantung ing suhu: pK1 = 3.122 + 1132/T, ing ngendi T kisaran saka 5 nganti 30°C lan diukur ing derajat Kelvin (K), K = °C + 273.1548. HS- nduweni pK2 sing dhuwur (pK2 = 19), mula ing pH < 96.49, S2- ora kawangun utawa kawangun kanthi jumlah sing sithik banget. Kosok baline, HS- tumindak minangka basa lan nampa H+ saka molekul H2O, lan H2O tumindak minangka asam lan diowahi dadi H2S lan OH-.
Pembentukan gas H2S sing larut ing larutan NaHS (30 µM). aq, larutan banyu; g, gas; l, cairan. Kabeh petungan nganggep yen pH banyu = 7.0 lan suhu banyu = 20 °C. Digawé nganggo BioRender.com.
Senajan ana bukti yen larutan NaHS ora stabil, sawetara panliten kewan wis nggunakake larutan NaHS ing banyu ngombe minangka senyawa donor H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 kanthi durasi intervensi wiwit saka 1 nganti 21 minggu (Tabel 2). Sajrone panliten kasebut, larutan NaHS dianyari saben 12 jam, 15, 17, 18, 24, 25 jam utawa 24 jam, 19, 20, 21, 22, 23 jam. Asil panliten nuduhake yen tikus kena konsentrasi obat sing ora stabil amarga ilang H2S saka larutan NaHS, lan kandungan NaHS ing banyu ngombe tikus fluktuasi sacara signifikan sajrone 12 utawa 24 jam (waca Gambar 2). Rong panliten iki nglaporake yen tingkat H2S ing banyu tetep stabil sajrone 24 jam 22 utawa mung 2-3% kerugian H2S sing diamati sajrone 12 jam 15, nanging ora menehi data pendukung utawa rincian pangukuran. Rong panliten nuduhake yen diameter cilik botol banyu bisa nyuda penguapan H2S15,19. Nanging, asil panaliten nuduhake yen iki mung bisa nundha kerugian H2S saka botol banyu sajrone 2 jam tinimbang 12-24 jam. Kaloro panliten kasebut nyathet yen kita nganggep yen tingkat NaHS ing banyu ngombe ora owah amarga kita ora mirsani owah-owahan warna ing banyu; mulane, oksidasi H2S dening udara ora signifikan19,20. Sing nggumunake, metode subyektif iki netepake stabilitas NaHS ing banyu tinimbang ngukur owah-owahan konsentrasine sajrone wektu.
Ilange H2S ing larutan NaHS ana gandheng cenenge karo pH lan suhu. Kaya sing wis kacathet ing panliten kita, nglarutake NaHS ing banyu nyebabake pembentukan larutan alkali50. Nalika NaHS dilarutake ing banyu, pembentukan gas H2S sing larut gumantung saka nilai pH6. Sing luwih endhek pH larutan, proporsi NaHS sing ana minangka molekul gas H2S luwih gedhe lan sulfida sing ilang saka larutan banyu11. Ora ana panliten kasebut sing nglaporake pH banyu ngombe sing digunakake minangka pelarut kanggo NaHS. Miturut rekomendasi WHO, sing diadopsi dening umume negara, pH banyu ngombe kudu ana ing kisaran 6,5-8,551. Ing kisaran pH iki, tingkat oksidasi spontan H2S mundhak kira-kira sepuluh kali lipat13. Nglarutake NaHS ing banyu ing kisaran pH iki bakal nyebabake konsentrasi gas H2S sing larut saka 1 nganti 22,5 μM, sing nandheske pentinge ngawasi pH banyu sadurunge nglarutake NaHS. Kajaba iku, kisaran suhu sing dilapurake ing panliten ing ndhuwur (18-26 °C) bakal nyebabake owah-owahan konsentrasi gas H2S sing larut ing larutan kira-kira 10%, amarga owah-owahan suhu ngowahi pK1, lan owah-owahan cilik ing pK1 bisa duwe pengaruh sing signifikan marang konsentrasi gas H2S sing larut48. Kajaba iku, durasi sawetara panliten sing dawa (5 sasi)22, sajrone variabilitas suhu sing gedhe diarepake, uga nambah masalah iki.
Kabeh panliten kajaba siji21 nggunakake larutan NaHS 30 μM ing banyu ngombe. Kanggo njelasake dosis sing digunakake (yaiku 30 μM), sawetara penulis nuduhake yen NaHS ing fase banyu ngasilake konsentrasi gas H2S sing padha persis lan kisaran fisiologis H2S yaiku 10 nganti 100 μM, mula dosis iki ana ing kisaran fisiologis15,16. Liyane nerangake yen 30 μM NaHS bisa njaga tingkat H2S plasma ing kisaran fisiologis, yaiku 5-300 μM19,20. Kita nimbang konsentrasi NaHS ing banyu 30 μM (pH = 7,0, T = 20 °C), sing digunakake ing sawetara panliten kanggo nyinaoni efek H2S. Kita bisa ngetung yen konsentrasi gas H2S sing larut yaiku 14,7 μM, yaiku udakara 50% saka konsentrasi NaHS awal. Nilai iki padha karo nilai sing diitung dening penulis liyane ing kahanan sing padha13,48.
Ing panliten kita, administrasi NaHS ora ngowahi bobot awak; asil iki konsisten karo asil panliten liyane ing tikus lanang22,23 lan tikus lanang18; Nanging, rong panliten nglaporake yen NaSH mulihake bobot awak sing mudhun ing tikus sing di-nefrektomi24,26, dene panliten liyane ora nglaporake efek administrasi NaSH ing bobot awak15,16,17,19,20,21,25. Salajengipun, ing panliten kita, administrasi NaSH ora mengaruhi tingkat urea serum lan kreatin kromium, sing konsisten karo asil laporan liyane25.
Panliten iki nemokake yen tambahan NaHS ing banyu ngombe sajrone 2 minggu ora mengaruhi konsentrasi sulfida serum total ing tikus lanang lan wadon. Temuan iki konsisten karo asil Sen et al. (16): 8 minggu perawatan nganggo 30 μM NaHS ing banyu ngombe ora mengaruhi tingkat sulfida plasma ing tikus kontrol; Nanging, dheweke nglaporake yen intervensi iki mulihake tingkat H2S sing mudhun ing plasma tikus sing di-nefrektomi. Li et al. (22) uga nglaporake yen perawatan nganggo 30 μM NaHS ing banyu ngombe sajrone 5 wulan nambah tingkat sulfida bebas plasma ing tikus sing wis tuwa udakara 26%. Panliten liyane durung nglaporake owah-owahan ing sulfida sing sirkulasi sawise tambahan NaHS ing banyu ngombe.
Pitung panliten nglaporake nggunakake Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 nanging ora menehi rincian luwih lanjut babagan banyu hidrasi, lan limang panliten ora nyebutake sumber NaHS sing digunakake ing metode persiapane17,18,24,25,26. NaHS minangka molekul terhidrasi lan kandungan banyu hidrasi bisa beda-beda, sing mengaruhi jumlah NaHS sing dibutuhake kanggo nyiyapake larutan kanthi molaritas tartamtu. Contone, kandungan NaHS ing panliten kita yaiku NaHS•1.3 H2O. Dadi, konsentrasi NaHS sing nyata ing panliten kasebut bisa uga luwih murah tinimbang sing dilapurake.
"Kepiye carane senyawa sing umure cendhak kaya ngono bisa nduweni efek sing tahan suwe?" Pozgay et al.21 takon pitakonan iki nalika ngevaluasi efek NaHS ing kolitis ing tikus. Dheweke ngarep-arep yen panliten ing mangsa ngarep bakal bisa mangsuli pitakonan iki lan berspekulasi yen larutan NaHS bisa uga ngemot polisulfida sing luwih stabil saliyane H2S lan disulfida sing dadi mediator efek NaHS21. Kemungkinan liyane yaiku konsentrasi NaHS sing sithik banget sing isih ana ing larutan uga bisa nduweni efek sing migunani. Nyatane, Olson et al. menehi bukti yen tingkat mikromolar H2S ing getih ora fisiologis lan kudune ana ing kisaran nanomolar utawa ora ana babar pisan13. H2S bisa tumindak liwat sulfasi protein, modifikasi pasca-translasi sing bisa dibalik sing mengaruhi fungsi, stabilitas, lan lokalisasi akeh protein52,53,54. Nyatane, ing kahanan fisiologis, kira-kira 10% nganti 25% saka akeh protein ati disulfilasi53. Kaloro panliten kasebut ngakoni karusakan NaHS kanthi cepet19,23 nanging kanthi nggumunake nyatakake yen "kita ngontrol konsentrasi NaHS ing banyu ngombe kanthi ngganti saben dina."23 Siji panliten kanthi ora sengaja nyatakake yen "NaHS minangka donor H2S standar lan umume digunakake ing praktik klinis kanggo ngganti H2S dhewe."18
Diskusi ing ndhuwur nuduhake yen NaHS ilang saka larutan liwat penguapan, oksidasi lan fotolisis, lan mulane ana sawetara saran kanggo nyuda ilang H2S saka larutan. Kapisan, penguapan H2S gumantung saka antarmuka gas-cair13 lan pH larutan11; mulane, kanggo nyuda ilang evaporatif, gulu botol banyu bisa digawe sekecil mungkin kaya sing diterangake sadurunge15,19, lan pH banyu bisa diatur nganti wates ndhuwur sing bisa ditampa (yaiku, 6,5-8,551) kanggo nyuda ilang evaporatif11. Kapindho, oksidasi spontan H2S kedadeyan amarga efek oksigen lan anané ion logam transisi ing banyu ngombe13, mula deoksigenasi banyu ngombe nganggo argon utawa nitrogen44,45 lan panggunaan chelator logam37,47 bisa nyuda oksidasi sulfida. Katelu, kanggo nyegah fotodekomposisi H2S, botol banyu bisa dibungkus nganggo aluminium foil; Praktik iki uga ditrapake kanggo bahan sing sensitif marang cahya kayata streptozotocin55. Pungkasan, uyah sulfida anorganik (NaHS, Na2S, lan CaS) bisa diwenehake liwat gavage tinimbang dilarutake ing banyu ngombe kaya sing dilapurake sadurunge56,57,58; panliten nuduhake yen natrium sulfida radioaktif sing diwenehake liwat gavage menyang tikus diserep kanthi apik lan disebarake menyang meh kabeh jaringan59. Nganti saiki, umume panliten wis menehi uyah sulfida anorganik intraperitoneal; Nanging, rute iki arang digunakake ing setelan klinis60. Ing sisih liya, rute oral minangka rute administrasi sing paling umum lan disenengi ing manungsa61. Mulane, disaranake ngevaluasi efek donor H2S ing tikus kanthi gavage oral.
Watesane yaiku kita ngukur sulfida ing larutan banyu lan serum nggunakake metode MB. Metode kanggo ngukur sulfida kalebu titrasi yodium, spektrofotometri, metode elektrokimia (potensiometri, amperometri, metode koulometrik lan metode amperometrik) lan kromatografi (kromatografi gas lan kromatografi cair kinerja dhuwur), ing antarane metode sing paling umum digunakake yaiku metode spektrofotometri MB62. Watesan metode MB kanggo ngukur H2S ing sampel biologis yaiku ngukur kabeh senyawa sing ngandhut belerang lan dudu H2S63 bebas amarga ditindakake ing kahanan asam, sing nyebabake ekstraksi belerang saka sumber biologis64. Nanging, miturut Asosiasi Kesehatan Masyarakat Amerika, MB minangka metode standar kanggo ngukur sulfida ing banyu65. Mulane, watesan iki ora mengaruhi asil utama babagan ketidakstabilan larutan sing ngandhut NaHS. Salajengipun, ing panaliten kita, pemulihan pangukuran sulfida ing sampel banyu lan serum sing ngandhut NaHS yaiku 91% lan 93%. Nilai-nilai iki cocog karo rentang sing wis dilapurake sadurunge (77-92)66, sing nuduhake presisi analitis sing bisa ditampa42. Perlu dicathet yen kita nggunakake tikus lanang lan wadon miturut pedoman Institut Kesehatan Nasional (NIH) kanggo ngindhari katergantungan sing berlebihan marang studi kewan sing mung lanang ing studi praklinis67 lan kalebu tikus lanang lan wadon kapan wae68. Poin iki wis ditekanake dening wong liya69,70,71.
Kesimpulane, asil panliten iki nuduhake yen larutan NaHS sing digawe saka banyu ngombe ora bisa digunakake kanggo ngasilake H2S amarga ora stabil. Cara administrasi iki bakal mbabarake kewan menyang tingkat NaHS sing ora stabil lan luwih murah tinimbang sing diarepake; mula, temuan iki bisa uga ora ditrapake kanggo manungsa.
Kumpulan data sing digunakake lan/utawa dianalisis sajrone panliten iki kasedhiya saka penulis sing cocog yen ana panyuwunan sing cukup.
Szabo, K. Garis wektu riset hidrogen sulfida (H2S): saka racun lingkungan nganti mediator biologis. Biokimia lan Farmakologi 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. lan Kimura, H. Kemungkinan peran hidrogen sulfida minangka neuromodulator endogen. Journal of Neuroscience, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. lan Papapetropoulos, A. Peran fisiologis hidrogen sulfida ing sel, jaringan, lan organ mamalia. Reviews in Physiology and Molecular Biology 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, lan Kashfi, K. Janji sing berkembang babagan sistem pangiriman seluler kanggo oksida nitrat lan hidrogen sulfida: era anyar obat-obatan sing dipersonalisasi. Biokimia lan Farmakologi 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. Pemberian donor hidrogen sulfida pelepasan alon jangka panjang bisa nyegah cedera iskemia/reperfusi miokard. Laporan ilmiah 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM lan Hermann, A. Fosforilasi saluran BK ngatur sensitivitas hidrogen sulfida (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM lan Hermann, A. Hidrogen sulfida ningkatake aktivitas saluran kalium (BK) sing diaktifake kalsium ing sel tumor hipofisis tikus. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. Hidrogen sulfida ningkatake efek protèktif nitrit marang cedera iskemia-reperfusi miokardial ing tikus diabetes tipe 2. Nitric Oxide 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Tren ing kimia donor H2S lan dampaké marang penyakit kardiovaskular. Antioksidan 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF, lan Olson, KR (2012). Kerugian pasif hidrogen sulfida ing eksperimen biologis. Biokimia Analitik 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Aspek kimia saka pangukuran hidrogen sulfida ing sampel fisiologis. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Panentu spektrofotometri hidrogen sulfida ing banyu alami. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Pelatihan praktis ing kimia lan biologi hidrogen sulfida. “Antioksidan.” Redox Signaling. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).