Salamat sa pagbisita sa nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar ang paggamit sa pinakabag-ong bersyon sa browser (o pag-off sa compatibility mode sa Internet Explorer). Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, kini nga site dili maglakip sa mga estilo o JavaScript.
Ang hydrogen sulfide (H2S) adunay daghang epekto sa lawas sa tawo sa pisyolohikal ug patolohikal. Ang sodium hydrosulfide (NaHS) kaylap nga gigamit isip usa ka himan sa parmakolohiko aron masusi ang mga epekto sa H2S sa mga eksperimento sa biyolohikal. Bisan kung ang pagkawala sa H2S gikan sa mga solusyon sa NaHS molungtad lamang sa pipila ka minuto, ang mga solusyon sa NaHS gigamit isip mga donor compound alang sa H2S sa tubig nga mainom sa pipila ka mga pagtuon sa hayop. Gisusi niini nga pagtuon kung ang tubig nga mainom nga adunay konsentrasyon sa NaHS nga 30 μM nga giandam sa mga botelya sa ilaga/ilaga mahimong magpabilin nga lig-on sulod sa labing menos 12-24 ka oras, sama sa gisugyot sa pipila ka mga tagsulat. Pag-andam og solusyon sa NaHS (30 μM) sa tubig nga mainom ug ibubo dayon kini sa mga botelya sa tubig sa ilaga/ilaga. Ang mga sample gikolekta gikan sa tumoy ug sa sulod sa botelya sa tubig sa 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 ug 24 ka oras aron masukod ang sulud sa sulfide gamit ang pamaagi sa methylene blue. Dugang pa, ang mga laki ug babaye nga ilaga gi-injectan og NaHS (30 μM) sulod sa duha ka semana ug ang konsentrasyon sa serum sulfide gisukod matag laing adlaw sa unang semana ug sa katapusan sa ikaduhang semana. Ang solusyon sa NaHS sa sample nga nakuha gikan sa tumoy sa botelya sa tubig dili lig-on; kini mikunhod og 72% ug 75% human sa 12 ug 24 ka oras, matag usa. Sa mga sample nga nakuha gikan sa sulod sa mga botelya sa tubig, ang pagkunhod sa NaHS dili hinungdanon sulod sa 2 ka oras; bisan pa, kini mikunhod og 47% ug 72% human sa 12 ug 24 ka oras, matag usa. Ang pag-inject sa NaHS wala makaapekto sa lebel sa serum sulfide sa mga laki ug babaye nga ilaga. Sa konklusyon, ang mga solusyon sa NaHS nga giandam gikan sa tubig nga mainom dili angay gamiton alang sa donasyon sa H2S tungod kay ang solusyon dili lig-on. Kini nga pamaagi sa paghatag magladlad sa mga hayop sa dili regular ug mas gamay kaysa gilauman nga kantidad sa NaHS.
Ang hydrogen sulfide (H2S) gigamit isip usa ka hilo sukad pa niadtong 1700; bisan pa, ang posible nga papel niini isip usa ka endogenous biosignaling molecule gihulagway ni Abe ug Kimura niadtong 1996. Sulod sa milabay nga tulo ka dekada, daghang mga gimbuhaton sa H2S sa lainlaing mga sistema sa tawo ang napamatud-an, nga misangpot sa pagkaamgo nga ang mga molekula sa donor sa H2S mahimong adunay mga klinikal nga aplikasyon sa pagtambal o pagdumala sa pipila ka mga sakit; tan-awa ang Chirino et al. alang sa usa ka bag-o nga pagrepaso.
Ang sodium hydrosulfide (NaHS) kay kaylap nga gigamit isip usa ka himan sa parmakolohiko aron masusi ang mga epekto sa H2S sa daghang mga pagtuon sa cell culture ug hayop5,6,7,8. Bisan pa, ang NaHS dili usa ka sulundon nga donor sa H2S tungod kay kini dali nga mabag-o ngadto sa H2S/HS- sa solusyon, dali nga mahugawan sa mga polysulfide, ug dali nga ma-oxidize ug ma-volatilize4,9. Sa daghang mga eksperimento sa biyolohikal, ang NaHS matunaw sa tubig, nga moresulta sa passive volatilization ug pagkawala sa H2S10,11,12, kusang oksihenasyon sa H2S11,12,13, ug photolysis14. Ang sulfide sa orihinal nga solusyon dali nga mawala tungod sa volatilization sa H2S11. Sa usa ka bukas nga sudlanan, ang half-life (t1/2) sa H2S mga 5 minuto, ug ang konsentrasyon niini mikunhod og mga 13% kada minuto10. Bisan tuod ang pagkawala sa hydrogen sulfide gikan sa mga solusyon sa NaHS molungtad lamang og pipila ka minuto, ang ubang mga pagtuon sa hayop migamit sa mga solusyon sa NaHS isip tinubdan sa hydrogen sulfide sa tubig nga mainom sulod sa 1-21 ka semana, nga gipulihan ang solusyon nga adunay NaHS matag 12-24 ka oras.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Kini nga praktis dili uyon sa mga prinsipyo sa siyentipikong panukiduki, tungod kay ang dosis sa tambal kinahanglan nga ibase sa ilang paggamit sa ubang mga espisye, labi na ang mga tawo.27
Ang preclinical nga panukiduki sa biomedicine nagtumong sa pagpauswag sa kalidad sa pag-atiman sa pasyente o mga resulta sa pagtambal. Bisan pa, ang mga resulta sa kadaghanan sa mga pagtuon sa hayop wala pa mahubad ngadto sa mga tawo28,29,30. Usa sa mga hinungdan niining kapakyasan sa paghubad mao ang kakulang sa atensyon sa kalidad sa metodolohiya sa mga pagtuon sa hayop30. Busa, ang tumong niini nga pagtuon mao ang pag-imbestiga kung ang 30 μM nga mga solusyon sa NaHS nga giandam sa mga botelya sa tubig sa ilaga/ilaga mahimong magpabilin nga lig-on sa tubig nga mainom sulod sa 12-24 ka oras, sama sa giangkon o gisugyot sa pipila ka mga pagtuon.
Ang tanang eksperimento niini nga pagtuon gihimo subay sa gipatik nga mga giya alang sa pag-atiman ug paggamit sa mga hayop sa laboratoryo sa Iran31. Ang tanang mga report sa eksperimento niini nga pagtuon nagsunod usab sa mga giya sa ARRIVE32. Ang Ethics Committee sa Institute of Endocrine Sciences, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, miaprubar sa tanang mga pamaagi sa eksperimento niini nga pagtuon.
Ang zinc acetate dihydrate (CAS: 5970-45-6) ug anhydrous ferric chloride (CAS: 7705-08-0) gipalit gikan sa Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, France). Ang sodium hydrosulfide hydrate (CAS: 207683-19-0) ug N,N-dimethyl-p-phenylenediamine (DMPD) (CAS: 535-47-0) gipalit gikan sa Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Ang Isoflurane gipalit gikan sa Piramal (Bethlehem, PA, USA). Ang Hydrochloric acid (HCl) gipalit gikan sa Merck (Darmstadt, Germany).
Pag-andam og solusyon sa NaHS (30 μM) sa tubig nga mainom ug ibubo dayon kini sa mga botelya sa tubig para sa ilaga/ilaga. Kini nga konsentrasyon gipili base sa daghang mga publikasyon nga naggamit sa NaHS isip tinubdan sa H2S; tan-awa ang seksyon sa Panaghisgot. Ang NaHS usa ka hydrated molecule nga mahimong adunay lain-laing gidaghanon sa water of hydration (ie, NaHS•xH2O); sumala sa tiggama, ang porsyento sa NaHS nga gigamit sa among pagtuon kay 70.7% (ie, NaHS•1.3 H2O), ug among gikonsiderar kini nga kantidad sa among mga kalkulasyon, diin migamit kami og molecular weight nga 56.06 g/mol, nga mao ang molecular weight sa anhydrous NaHS. Ang water of hydration (gitawag usab nga water of crystallization) mao ang mga molekula sa tubig nga naglangkob sa crystalline structure33. Ang mga hydrate adunay lain-laing pisikal ug thermodynamic nga mga kabtangan kon itandi sa mga anhydrate34.
Sa dili pa idugang ang NaHS sa tubig nga mainom, sukda ang pH ug temperatura sa solvent. Ibubo dayon ang NaHS solution sa botelya sa tubig para sa ilaga/ilaga sa hawla sa hayop. Ang mga sample gikuha gikan sa tumoy ug gikan sa sulod sa botelya sa tubig sa 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, ug 24 oras aron masukod ang sulud sa sulfide. Ang mga pagsukod sa sulfide gikuha dayon pagkahuman sa matag sampling. Nakuha namo ang mga sample gikan sa tumoy sa tubo tungod kay ang pipila ka mga pagtuon nagpakita nga ang gamay nga gidak-on sa lungag sa tubo sa tubig makapakunhod sa pag-alisngaw sa H2S15,19. Kini nga isyu daw magamit usab sa solusyon sa botelya. Bisan pa, dili kini ang kaso sa solusyon sa liog sa botelya sa tubig, nga adunay mas taas nga rate sa pag-alisngaw ug awtomatik nga nag-oxidize; sa tinuud, ang mga hayop ang una nga nag-inom niini nga tubig.
Gigamit sa pagtuon ang laki ug baye nga mga ilaga nga Wistar. Ang mga ilaga gibutang sa mga hawla nga polypropylene (2–3 ka ilaga matag hawla) ubos sa standard nga mga kondisyon (temperatura 21–26 °C, humidity 32–40%) nga adunay 12 ka oras nga kahayag (7 am hangtod 7 pm) ug 12 ka oras nga kangitngit (7 pm hangtod 7 am). Ang mga ilaga adunay libreng access sa tubig sa gripo ug gipakaon og standard nga pagkaon (Khorak Dam Pars Company, Tehran, Iran). Ang mga babaye nga Wistar nga parehas og edad (n=10, gibug-aton sa lawas: 190–230 g) ug laki (n=10, gibug-aton sa lawas: 320–370 g) gi-random nga gibahin sa control ug NaHS (30 μM) nga mga grupo nga gitambalan (n=5 matag grupo). Aron mahibal-an ang gidak-on sa sample, gigamit namo ang KISS (Keep It Simple, Stupid) nga pamaagi, nga naghiusa sa miaging kasinatian ug pag-analisa sa gahum35. Una namong gihimo ang usa ka pilot study sa 3 ka ilaga ug gitino ang mean serum total sulfide level ug standard deviation (8.1 ± 0.81 μM). Dayon, gikonsiderar ang 80% power ug gi-assume ang two-sided 5% significance level, among gitino ang preliminary sample size (n = 5 base sa miaging literatura) nga katumbas sa standardized effect size nga 2.02 nga adunay predefined value nga gisugyot sa Festing para sa pagkalkulo sa sample size sa mga experimental animals35. Human sa pag-multiply niini nga value sa SD (2.02 × 0.81), ang gitagna nga detectable effect size (1.6 μM) kay 20%, nga madawat. Kini nagpasabot nga ang n = 5/grupo igo na aron makamatikod og 20% ​​mean change tali sa mga grupo. Ang mga ilaga random nga gibahin sa control ug NaSH-treated nga mga grupo gamit ang random function sa Excel software 36 (Supplementary Fig. 1). Ang Blinding gihimo sa outcome level, ug ang mga imbestigador nga naghimo sa biochemical measurements wala mahibalo sa mga group assignment.
Ang mga grupo sa NaHS sa duha ka sekso gitambalan gamit ang 30 μM nga solusyon sa NaHS nga giandam sa tubig nga mainom sulod sa 2 ka semana; Ang presko nga solusyon gihatag matag 24 oras, diin niining panahona gisukod ang gibug-aton sa lawas. Ang mga sample sa dugo gikolekta gikan sa mga tumoy sa ikog sa tanang mga ilaga ubos sa isoflurane anesthesia matag laing adlaw sa katapusan sa una ug ikaduhang semana. Ang mga sample sa dugo gi-centrifuge sa 3000 g sulod sa 10 minutos, ang serum gibulag ug gitipigan sa –80°C alang sa sunod nga pagsukod sa serum urea, creatinine (Cr), ug total sulfide. Ang serum urea gitino pinaagi sa enzymatic urease method, ug ang serum creatinine gitino pinaagi sa photometric Jaffe method gamit ang mga komersyal nga magamit nga mga kit (Man Company, Tehran, Iran) ug usa ka automatic analyzer (Selectra E, serial number 0-2124, The Netherlands). Ang intra- ug interassay coefficients of variation para sa urea ug Cr ubos sa 2.5%.
Ang methylene blue (MB) nga pamaagi gigamit sa pagsukod sa total sulfide sa tubig nga mainom ug serum nga adunay NaHS; Ang MB mao ang labing kasagarang gigamit nga pamaagi sa pagsukod sa sulfide sa bulk solutions ug biological samples11,37. Ang MB nga pamaagi magamit sa pagbanabana sa total sulfide pool38 ug pagsukod sa inorganic sulfides sa porma sa H2S, HS- ug S2 sa aqueous phase39. Niini nga pamaagi, ang sulfur gi-precipitate isip zinc sulfide (ZnS) sa presensya sa zinc acetate11,38. Ang zinc acetate precipitation mao ang labing kaylap nga gigamit nga pamaagi sa pagbulag sa mga sulfide gikan sa ubang mga chromophores11. Ang ZnS gi-redissolve gamit ang HCl11 ubos sa kusog nga acidic nga mga kondisyon. Ang sulfide mo-react sa DMPD sa stoichiometric ratio nga 1:2 sa usa ka reaksyon nga gi-catalyze sa ferric chloride (Ang Fe3+ molihok isip oxidizing agent) aron maporma ang dye MB, nga nakita nga spectrophotometrically sa 670 nm40,41. Ang detection limit sa MB nga pamaagi gibana-bana nga 1 μM11.
Niini nga pagtuon, 100 μL sa matag sample (solusyon o serum) ang gidugang sa usa ka tubo; dayon 200 μL sa zinc acetate (1% w/v sa distilled water), 100 μL sa DMPD (20 mM sa 7.2 M HCl), ug 133 μL sa FeCl3 (30 mM sa 1.2 M HCl) ang gidugang. Ang sagol gi-incubate sa 37°C sa ngitngit sulod sa 30 minutos. Ang solusyon gi-centrifuge sa 10,000 g sulod sa 10 minutos, ug ang absorbance sa supernatant gibasa sa 670 nm gamit ang microplate reader (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, USA). Ang mga konsentrasyon sa sulfide gitino gamit ang calibration curve sa NaHS (0–100 μM) sa ddH2O (Supplementary Fig. 2). Ang tanan nga mga solusyon nga gigamit alang sa mga pagsukod bag-o lang giandam. Ang intra- ug interassay coefficients of variation para sa mga sukod sa sulfide kay 2.8% ug 3.4%, matag usa. Gitino usab namo ang kinatibuk-ang sulfide nga nakuha gikan sa mga sample sa tubig nga mainom nga adunay sodium thiosulfate ug serum gamit ang fortified sample method42. Ang mga nakuha para sa mga sample sa tubig nga mainom nga adunay sodium thiosulfate ug serum kay 91 ± 1.1% (n = 6) ug 93 ± 2.4% (n = 6), matag usa.
Ang estadistikal nga pag-analisa gihimo gamit ang GraphPad Prism software nga bersyon 8.0.2 para sa Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, USA, www.graphpad.com). Usa ka paired t-test ang gigamit aron itandi ang temperatura ug pH sa tubig nga mainom sa wala pa ug pagkahuman sa pagdugang sa NaHS. Ang pagkawala sa H2S sa solusyon nga adunay NaHS gikalkulo isip porsyento nga pagkunhod gikan sa baseline uptake, ug aron masusi kung ang pagkawala kay statistically significant, naghimo kami og one-way repeated-measures ANOVA gisundan sa Dunnett's multiple comparison test. Ang gibug-aton sa lawas, serum urea, serum creatinine, ug total serum sulfide sa paglabay sa panahon gitandi tali sa control ug NaHS-treated nga mga ilaga sa lain-laing mga sekso gamit ang two-way mixed (between-within) ANOVA gisundan sa Bonferroni post hoc test. Ang two-tailed P values ​​​​< 0.05 giisip nga statistically significant.
Ang pH sa tubig nga mainom kay 7.60 ± 0.01 sa wala pa ang pagdugang og NaHS ug 7.71 ± 0.03 human sa pagdugang og NaHS (n = 13, p = 0.0029). Ang temperatura sa tubig nga mainom kay 26.5 ± 0.2 ug mikunhod ngadto sa 26.2 ± 0.2 human sa pagdugang og NaHS (n = 13, p = 0.0128). Pag-andam og 30 μM nga solusyon sa NaHS sa tubig nga mainom ug tipigi kini sa usa ka botelya sa tubig. Ang solusyon sa NaHS dili lig-on ug ang konsentrasyon niini mikunhod sa paglabay sa panahon. Sa pagkuha og sample gikan sa liog sa botelya sa tubig, usa ka dakong pagkunhod (68.0%) ang naobserbahan sulod sa unang oras, ug ang sulod sa NaHS sa solusyon mikunhod og 72% ug 75% human sa 12 ug 24 ka oras, matag usa. Sa mga sample nga nakuha gikan sa mga botelya sa tubig, ang pagkunhod sa NaHS dili kaayo mahinungdanon hangtod sa 2 ka oras, apan human sa 12 ug 24 ka oras kini mikunhod og 47% ug 72%, matag usa. Kini nga datos nagpakita nga ang porsyento sa NaHS sa usa ka 30 μM nga solusyon nga giandam sa tubig nga mainom mikunhod ngadto sa gibana-bana nga usa ka quarter sa inisyal nga kantidad pagkahuman sa 24 oras, bisan unsa pa ang lokasyon sa sampling (Figure 1).
Kalig-on sa solusyon sa NaHS (30 μM) sa tubig nga mainom sa mga botelya sa ilaga/ilaga. Human sa pag-andam sa solusyon, ang mga sample gikuha gikan sa tumoy ug sa sulod sa botelya sa tubig. Ang datos gipresentar isip mean ± SD (n = 6/grupo). * ug #, P < 0.05 kon itandi sa oras nga 0. Ang litrato sa botelya sa tubig nagpakita sa tumoy (nga adunay abli) ug sa lawas sa botelya. Ang gidaghanon sa tumoy gibana-bana nga 740 μL.
Ang konsentrasyon sa NaHS sa bag-ong giandam nga 30 μM nga solusyon kay 30.3 ± 0.4 μM (range: 28.7–31.9 μM, n = 12). Apan, human sa 24 ka oras, ang konsentrasyon sa NaHS mikunhod ngadto sa mas ubos nga kantidad (mean: 3.0 ± 0.6 μM). Sama sa gipakita sa Figure 2, ang konsentrasyon sa NaHS diin naladlad ang mga ilaga dili makanunayon atol sa panahon sa pagtuon.
Ang gibug-aton sa lawas sa mga bayeng ilaga misaka pag-ayo sa paglabay sa panahon (gikan sa 205.2 ± 5.2 g ngadto sa 213.8 ± 7.0 g sa control group ug gikan sa 204.0 ± 8.6 g ngadto sa 211.8 ± 7.5 g sa grupo nga gitambalan og NaHS); bisan pa, ang pagtambal sa NaHS walay epekto sa gibug-aton sa lawas (Fig. 3). Ang gibug-aton sa lawas sa mga laking ilaga misaka pag-ayo sa paglabay sa panahon (gikan sa 338.6 ± 8.3 g ngadto sa 352.4 ± 6.0 g sa control group ug gikan sa 352.4 ± 5.9 g ngadto sa 363.2 ± 4.3 g sa grupo nga gitambalan og NaHS); bisan pa, ang pagtambal sa NaHS walay epekto sa gibug-aton sa lawas (Fig. 3).
Mga pagbag-o sa gibug-aton sa lawas sa babaye ug lalaki nga mga ilaga human sa paghatag og NaHS (30 μM). Ang datos gipresentar isip mean ± SEM ug gitandi gamit ang two-way mixed (within-between) analysis of variance uban sa Bonferroni post hoc test. n = 5 sa matag sekso sa matag grupo.
Ang konsentrasyon sa serum urea ug creatine phosphate parehas ra sa mga ilaga nga gi-control ug gi-NaSH sa tibuok nga pagtuon. Dugang pa, ang pagtambal sa NaSH wala makaapekto sa konsentrasyon sa serum urea ug creatinechrome (Table 1).
Ang baseline serum total sulfide concentrations parehas ra tali sa control ug NaHS-treated nga mga ilaga (8.1 ± 0.5 μM vs. 9.3 ± 0.2 μM) ug babaye (9.1 ± 1.0 μM vs. 6.1 ± 1.1 μM) nga mga ilaga. Ang paghatag og NaHS sulod sa 14 ka adlaw walay epekto sa serum total sulfide levels sa lalaki o babaye nga mga ilaga (Fig. 4).
Mga pagbag-o sa serum total sulfide concentrations sa laki ug babaye nga mga ilaga human sa paghatag og NaHS (30 μM). Ang datos gipresentar isip mean ± SEM ug gitandi gamit ang two-way mixed (within-within) analysis of variance uban sa Bonferroni post hoc test. Matag sekso, n = 5/grupo.
Ang pangunang konklusyon niini nga pagtuon mao nga ang tubig nga imnon nga adunay NaHS dili lig-on: mga ikaupat nga bahin lamang sa inisyal nga kinatibuk-ang sulud sa sulfide ang makit-an 24 oras human sa pagkuha og sample gikan sa tumoy ug sulod sa mga botelya sa tubig sa ilaga/ilaga. Dugang pa, ang mga ilaga naladlad sa dili lig-on nga konsentrasyon sa NaHS tungod sa pagkawala sa H2S sa solusyon sa NaHS, ug ang pagdugang sa NaHS sa tubig nga imnon wala makaapekto sa gibug-aton sa lawas, serum urea ug creatine chromium, o total serum sulfide.
Niini nga pagtuon, ang gikusgon sa pagkawala sa H2S gikan sa 30 μM nga mga solusyon sa NaHS nga giandam sa tubig nga mainom gibana-bana nga 3% kada oras. Sa usa ka buffered solution (100 μM sodium sulfide sa 10 mM PBS, pH 7.4), ang konsentrasyon sa sulfide gitaho nga mikunhod og 7% sa paglabay sa panahon sulod sa 8 ka oras11. Among gidepensahan kaniadto ang intraperitoneal nga administrasyon sa NaHS pinaagi sa pagreport nga ang gikusgon sa pagkawala sa sulfide gikan sa 54 μM nga solusyon sa NaHS sa tubig nga mainom gibana-bana nga 2.3% kada oras (4%/oras sa unang 12 ka oras ug 1.4%/oras sa katapusang 12 ka oras human sa pagpangandam)8. Ang mga naunang pagtuon43 nakakaplag og kanunay nga pagkawala sa H2S gikan sa mga solusyon sa NaHS, panguna tungod sa volatilization ug oxidation. Bisan kung walay dugang nga mga bula, ang sulfide sa stock solution dali nga nawala tungod sa H2S volatilization11. Gipakita sa mga pagtuon nga atol sa proseso sa pagtunaw, nga mokabat ug mga 30–60 segundos, mga 5–10% sa H2S ang mawala tungod sa pag-alisngaw6. Aron mapugngan ang pag-alisngaw sa H2S gikan sa solusyon, ang mga tigdukiduki naghimo ug daghang mga lakang, lakip ang hinay nga pagkutaw sa solusyon12, pagtabon sa stock solution gamit ang plastik nga pelikula6, ug pagminus sa pagkaladlad sa solusyon sa hangin, tungod kay ang rate sa pag-alisngaw sa H2S nagdepende sa interface sa hangin-likido.13 Ang kusang oksihenasyon sa H2S mahitabo labi na tungod sa mga transition metal ions, labi na ang ferric iron, nga mga hugaw sa tubig.13 Ang oksihenasyon sa H2S moresulta sa pagporma sa mga polysulfides (mga atomo sa sulfur nga gisumpay sa mga covalent bond)11. Aron malikayan ang oksihenasyon niini, ang mga solusyon nga adunay H2S giandam sa mga deoxygenated solvents44,45 ug dayon gilimpyohan gamit ang argon o nitrogen sulod sa 20-30 min aron masiguro ang deoxygenation.11,12,37,44,45,46 Ang Diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) usa ka metal chelator (10-4 M) nga nagpugong sa HS- autoxidation sa aerobic solutions. Kung walay DTPA, ang autoxidation rate sa HS- gibana-bana nga 50% sulod sa gibana-bana nga 3 ka oras sa 25°C37,47. Dugang pa, tungod kay ang oksihenasyon sa 1e-sulfide gi-catalyze sa ultraviolet light, ang solusyon kinahanglan tipigan sa yelo ug protektahan gikan sa kahayag11.
Sama sa gipakita sa Figure 5, ang NaHS mo-dissociate ngadto sa Na+ ug HS-6 kon matunaw sa tubig; kini nga dissociation gitino sa pK1 sa reaksyon, nga nagdepende sa temperatura: pK1 = 3.122 + 1132/T, diin ang T gikan sa 5 hangtod 30°C ug gisukod sa degrees Kelvin (K), K = °C + 273.1548. Ang HS- adunay taas nga pK2 (pK2 = 19), busa sa pH < 96.49, ang S2- dili maporma o maporma sa gamay ra kaayo nga kantidad. Sa kasukwahi, ang HS- molihok isip base ug modawat og H+ gikan sa usa ka molekula sa H2O, ug ang H2O molihok isip acid ug makabig ngadto sa H2S ug OH-.
Pagporma sa natunaw nga H2S gas sa NaHS solution (30 µM). aq, aqueous solution; g, gas; l, liquid. Ang tanang kalkulasyon nag-assume nga ang pH sa tubig = 7.0 ug ang temperatura sa tubig = 20 °C. Gihimo gamit ang BioRender.com.
Bisan pa sa ebidensya nga ang mga solusyon sa NaHS dili lig-on, daghang mga pagtuon sa hayop ang migamit sa mga solusyon sa NaHS sa tubig nga mainom isip usa ka H2S donor compound15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 nga adunay gidugayon sa interbensyon gikan sa 1 hangtod 21 ka semana (Talaan 2). Atol niini nga mga pagtuon, ang solusyon sa NaHS gibag-o matag 12 ka oras, 15, 17, 18, 24, 25 ka oras o 24 ka oras, 19, 20, 21, 22, 23 ka oras. Ang among mga resulta nagpakita nga ang mga ilaga naladlad sa dili lig-on nga konsentrasyon sa tambal tungod sa pagkawala sa H2S gikan sa solusyon sa NaHS, ug ang sulud sa NaHS sa tubig nga mainom sa mga ilaga nag-usab-usab pag-ayo sulod sa 12 o 24 ka oras (tan-awa ang Hulagway 2). Duha niini nga mga pagtuon nagtaho nga ang lebel sa H2S sa tubig nagpabilin nga lig-on sulod sa 24 ka oras 22 ka oras o nga 2–3% ra nga pagkawala sa H2S ang naobserbahan sulod sa 12 ka oras 15 ka oras, apan wala kini naghatag og suporta nga datos o mga detalye sa pagsukod. Duha ka pagtuon ang nagpakita nga ang gamay nga diametro sa mga botelya sa tubig makapakunhod sa pag-alisngaw sa H2S15,19. Bisan pa, ang among mga resulta nagpakita nga kini mahimo ra nga makapahinay sa pagkawala sa H2S gikan sa usa ka botelya sa tubig og 2 ka oras imbes nga 12–24 ka oras. Ang duha ka pagtuon nag-ingon nga among gihunahuna nga ang lebel sa NaHS sa tubig nga mainom wala mausab tungod kay wala kami nakakita og pagbag-o sa kolor sa tubig; busa, ang oksihenasyon sa H2S pinaagi sa hangin dili hinungdanon19,20. Katingad-an, kini nga subhetibong pamaagi nagsusi sa kalig-on sa NaHS sa tubig imbes nga sukdon ang pagbag-o sa konsentrasyon niini sa paglabay sa panahon.
Ang pagkawala sa H2S sa solusyon sa NaHS may kalabutan sa pH ug temperatura. Sama sa nahisgotan sa among pagtuon, ang pagtunaw sa NaHS sa tubig moresulta sa pagporma sa usa ka alkaline nga solusyon50. Kung ang NaHS matunaw sa tubig, ang pagporma sa natunaw nga H2S gas nagdepende sa kantidad sa pH6. Kon mas ubos ang pH sa solusyon, mas dako ang proporsyon sa NaHS nga anaa isip mga molekula sa H2S gas ug mas daghang sulfide ang mawala gikan sa tubigon nga solusyon11. Wala niini nga mga pagtuon ang nagtaho sa pH sa tubig nga mainom nga gigamit isip solvent para sa NaHS. Sumala sa mga rekomendasyon sa WHO, nga gisagop sa kadaghanan sa mga nasud, ang pH sa tubig nga mainom kinahanglan nga naa sa range nga 6.5–8.551. Niini nga range sa pH, ang rate sa kusang oksihenasyon sa H2S motaas og gibana-bana nga napulo ka pilo13. Ang pagtunaw sa NaHS sa tubig niining range sa pH moresulta sa konsentrasyon sa natunaw nga H2S gas nga 1 hangtod 22.5 μM, nga nagpasiugda sa kamahinungdanon sa pagmonitor sa pH sa tubig sa dili pa matunaw ang NaHS. Dugang pa, ang temperatura nga gitaho sa nahisgutang pagtuon (18–26 °C) moresulta sa pagbag-o sa konsentrasyon sa natunaw nga H2S gas sa solusyon nga gibana-bana nga 10%, tungod kay ang mga pagbag-o sa temperatura makausab sa pK1, ug ang gagmay nga mga pagbag-o sa pK1 mahimong adunay dakong epekto sa konsentrasyon sa natunaw nga H2S gas48. Dugang pa, ang taas nga gidugayon sa pipila ka mga pagtuon (5 ka bulan)22, diin gilauman ang dako nga pagkalainlain sa temperatura, nagpalala usab niini nga problema.
Ang tanang pagtuon gawas sa usa21 migamit og 30 μM nga solusyon sa NaHS sa tubig nga mainom. Aron ipasabut ang dosis nga gigamit (ie 30 μM), ang ubang mga awtor nagpunting nga ang NaHS sa aqueous phase nagpatungha sa eksaktong parehas nga konsentrasyon sa H2S gas ug nga ang physiological range sa H2S kay 10 ngadto sa 100 μM, busa kini nga dosis naa sa sulod sa physiological range15,16. Ang uban nagpatin-aw nga ang 30 μM NaHS makapadayon sa lebel sa plasma H2S sulod sa physiological range, ie 5–300 μM19,20. Atong gikonsiderar ang konsentrasyon sa NaHS sa tubig nga 30 μM (pH = 7.0, T = 20 °C), nga gigamit sa pipila ka mga pagtuon aron tun-an ang mga epekto sa H2S. Mahimo natong kalkulahon nga ang konsentrasyon sa natunaw nga H2S gas kay 14.7 μM, nga mga 50% sa inisyal nga konsentrasyon sa NaHS. Kini nga kantidad susama sa kantidad nga gikalkulo sa ubang mga awtor ubos sa parehas nga mga kondisyon13,48.
Sa among pagtuon, ang paghatag og NaHS wala makausab sa gibug-aton sa lawas; kini nga resulta nahiuyon sa mga resulta sa ubang mga pagtuon sa mga lalaking ilaga22,23 ug mga lalaking ilaga18; Bisan pa, duha ka pagtuon ang nagtaho nga ang NaSH nagpahiuli sa pagkunhod sa gibug-aton sa lawas sa mga ilaga nga gi-nephrectomize24,26, samtang ang ubang mga pagtuon wala nagtaho sa epekto sa paghatag og NaSH sa gibug-aton sa lawas15,16,17,19,20,21,25. Dugang pa, sa among pagtuon, ang paghatag og NaSH wala makaapekto sa lebel sa serum urea ug creatine chromium, nga nahiuyon sa mga resulta sa laing report25.
Nakita sa pagtuon nga ang pagdugang og NaHS sa tubig nga mainom sulod sa 2 ka semana wala makaapekto sa kinatibuk-ang konsentrasyon sa serum sulfide sa mga lalaki ug babaye nga ilaga. Kini nga nakaplagan nahiuyon sa mga resulta ni Sen et al. (16): 8 ka semana nga pagtambal gamit ang 30 μM NaHS sa tubig nga mainom wala makaapekto sa lebel sa plasma sulfide sa mga control rats; bisan pa, ilang gitaho nga kini nga interbensyon nagpahiuli sa pagkunhod sa lebel sa H2S sa plasma sa mga nephrectomized nga ilaga. Gireport usab ni Li et al. (22) nga ang pagtambal gamit ang 30 μM NaHS sa tubig nga mainom sulod sa 5 ka bulan nagdugang sa lebel sa plasma free sulfide sa mga tigulang nga ilaga og mga 26%. Ang ubang mga pagtuon wala magreport sa mga pagbag-o sa naglibot nga sulfide human sa pagdugang og NaHS sa tubig nga mainom.
Pito ka mga pagtuon ang nagtaho gamit ang Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 apan wala maghatag ug dugang detalye bahin sa tubig sa hydration, ug lima ka mga pagtuon ang wala maghisgot sa tinubdan sa NaHS nga gigamit sa ilang mga pamaagi sa pag-andam17,18,24,25,26. Ang NaHS usa ka hydrated nga molekula ug ang sulud niini sa tubig sa hydration mahimong magkalainlain, nga makaapekto sa gidaghanon sa NaHS nga gikinahanglan aron maandam ang usa ka solusyon sa usa ka gihatag nga molarity. Pananglitan, ang sulud sa NaHS sa among pagtuon mao ang NaHS•1.3 H2O. Busa, ang tinuud nga konsentrasyon sa NaHS niini nga mga pagtuon mahimong mas ubos kaysa sa gitaho.
“Giunsa man nga ang ingon ka mubo nga kinabuhi nga compound adunay ingon ka dugay nga epekto?” Gipangutana kini ni Pozgay et al.21 sa dihang gisusi ang mga epekto sa NaHS sa colitis sa mga ilaga. Naglaum sila nga ang umaabot nga mga pagtuon makatubag niini nga pangutana ug magbanabana nga ang mga solusyon sa NaHS mahimong adunay mas lig-on nga polysulfides dugang sa H2S ug mga disulfide nga nagpataliwala sa epekto sa NaHS21. Laing posibilidad mao nga ang ubos kaayo nga konsentrasyon sa NaHS nga nahabilin sa solusyon mahimo usab nga adunay mapuslanon nga epekto. Sa tinuud, si Olson et al. naghatag ebidensya nga ang micromolar nga lebel sa H2S sa dugo dili pisyolohikal ug kinahanglan nga naa sa nanomolar range o wala gyud13. Ang H2S mahimong molihok pinaagi sa protein sulfation, usa ka mabaliktad nga post-translational modification nga makaapekto sa function, kalig-on, ug lokalisasyon sa daghang mga protina52,53,54. Sa tinuud, ubos sa mga kondisyon sa pisyolohikal, gibana-bana nga 10% hangtod 25% sa daghang mga protina sa atay ang sulfylated53. Ang duha ka pagtuon miila sa paspas nga pagkaguba sa NaHS19,23 apan katingad-an nga nag-ingon nga "among gikontrol ang konsentrasyon sa NaHS sa tubig nga mainom pinaagi sa pag-ilis niini kada adlaw."23 Usa ka pagtuon ang aksidente nga nag-ingon nga "Ang NaHS usa ka standard nga donor sa H2S ug kasagarang gigamit sa klinikal nga praktis aron pulihan ang H2S mismo."18
Ang nahisgutang diskusyon nagpakita nga ang NaHS mawala gikan sa solusyon pinaagi sa volatilization, oxidation ug photolysis, ug busa adunay pipila ka mga sugyot aron makunhuran ang pagkawala sa H2S gikan sa solusyon. Una, ang pag-alisngaw sa H2S nagdepende sa gas-liquid interface13 ug sa pH sa solusyon11; busa, aron maminusan ang pagkawala sa alisngaw, ang liog sa botelya sa tubig mahimong himuon nga gamay kutob sa mahimo sama sa gihulagway kaniadto15,19, ug ang pH sa tubig mahimong i-adjust sa usa ka madawat nga upper limit (ie, 6.5–8.551) aron maminusan ang pagkawala sa alisngaw11. Ikaduha, ang kusang oksihenasyon sa H2S mahitabo tungod sa mga epekto sa oxygen ug ang presensya sa mga transition metal ions sa tubig nga mainom13, busa ang deoxygenation sa tubig nga mainom gamit ang argon o nitrogen44,45 ug ang paggamit sa metal chelators37,47 makapakunhod sa oksihenasyon sa mga sulfide. Ikatulo, aron mapugngan ang photodecomposition sa H2S, ang mga botelya sa tubig mahimong putosan og aluminum foil; Kini nga praktis magamit usab sa mga materyales nga sensitibo sa kahayag sama sa streptozotocin55. Sa katapusan, ang mga inorganic sulfide salts (NaHS, Na2S, ug CaS) mahimong ihatag pinaagi sa gavage imbes nga tunawon sa tubig nga mainom sama sa gitaho kaniadto56,57,58; ang mga pagtuon nagpakita nga ang radioactive sodium sulfide nga gihatag pinaagi sa gavage sa mga ilaga maayo nga masuhop ug maapod-apod sa halos tanan nga mga tisyu59. Hangtod karon, kadaghanan sa mga pagtuon naghatag sa mga inorganic sulfide salts intraperitoneally; bisan pa, kini nga ruta talagsa ra gamiton sa mga klinikal nga setting60. Sa laing bahin, ang oral nga ruta mao ang labing komon ug gipalabi nga ruta sa administrasyon sa mga tawo61. Busa, among girekomenda ang pagtimbang-timbang sa mga epekto sa mga donor sa H2S sa mga ilaga pinaagi sa oral gavage.
Usa ka limitasyon mao ang among pagsukod sa sulfide sa tubigon nga solusyon ug serum gamit ang pamaagi sa MB. Ang mga pamaagi sa pagsukod sa sulfide naglakip sa iodine titration, spectrophotometry, electrochemical method (potentiometry, amperometry, coulometric method ug amperometric method) ug chromatography (gas chromatography ug high-performance liquid chromatography), diin ang labing kasagarang gigamit nga pamaagi mao ang pamaagi sa MB spectrophotometric62. Usa ka limitasyon sa pamaagi sa MB alang sa pagsukod sa H2S sa mga biological sample mao nga kini nagsukod sa tanan nga mga compound nga adunay sulfur ug dili ang libre nga H2S63 tungod kay kini gihimo ubos sa mga kondisyon sa acidic, nga miresulta sa pagkuha sa sulfur gikan sa biological nga tinubdan64. Bisan pa, sumala sa American Public Health Association, ang MB mao ang sumbanan nga pamaagi sa pagsukod sa sulfide sa tubig65. Busa, kini nga limitasyon wala makaapekto sa among panguna nga mga resulta sa kawalay kalig-on sa mga solusyon nga adunay NaHS. Dugang pa, sa among pagtuon, ang pagbawi sa mga sukod sa sulfide sa tubig ug mga sample sa serum nga adunay NaHS kay 91% ug 93%, matag usa. Kini nga mga kantidad nahiuyon sa kaniadto gitaho nga mga sakup (77–92)66, nga nagpakita sa madawat nga analytical precision42. Angayan nga matikdan nga gigamit namo ang lalaki ug babaye nga mga ilaga subay sa mga giya sa National Institutes of Health (NIH) aron malikayan ang sobra nga pagsalig sa mga pagtuon sa hayop nga para lang sa lalaki sa mga preclinical nga pagtuon67 ug ilakip ang lalaki ug babaye nga mga ilaga kung mahimo68. Kini nga punto gipasiugda sa uban69,70,71.
Sa konklusyon, ang mga resulta niini nga pagtuon nagpakita nga ang mga solusyon sa NaHS nga giandam gikan sa tubig nga mainom dili magamit sa pagmugna og H2S tungod sa ilang kawalay kalig-on. Kini nga pamaagi sa paghatag magladlad sa mga hayop sa dili lig-on ug mas ubos kaysa gilauman nga lebel sa NaHS; busa, ang mga nahibal-an mahimong dili magamit sa mga tawo.
Ang mga dataset nga gigamit ug/o gisusi atol sa kasamtangang pagtuon anaa gikan sa katugbang nga awtor kon adunay makatarunganong hangyo.
Szabo, K. Timeline sa panukiduki sa hydrogen sulfide (H2S): gikan sa hilo sa palibot ngadto sa biyolohikal nga tigpataliwala. Biochemistry and Pharmacology 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. ug Kimura, H. Posibleng papel sa hydrogen sulfide isip usa ka endogenous neuromodulator. Journal of Neuroscience, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. ug Papapetropoulos, A. Pisyolohikal nga papel sa hydrogen sulfide sa mga selula, tisyu ug organo sa mammal. Mga Review sa Physiology ug Molecular Biology 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, ug Kashfi, K. Nag-uswag nga saad sa mga sistema sa paghatud sa selula para sa nitric oxide ug hydrogen sulfide: usa ka bag-ong panahon sa personalized nga medisina. Biochemistry and Pharmacology 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. Ang dugay nga paghatag og slow-release hydrogen sulfide donor makapugong sa myocardial ischemia/reperfusion injury. Scientific reports 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM ug Hermann, A. Ang phosphorylation sa BK channel nag-regulate sa pagkasensitibo sa hydrogen sulfide (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM ug Hermann, A. Ang hydrogen sulfide nagpalambo sa kalihokan sa calcium-activated potassium (BK) channel sa mga selula sa tumor sa pituitary sa ilaga. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. Ang hydrogen sulfide nagpalambo sa panalipod nga epekto sa nitrite batok sa kadaot sa myocardial ischemia-reperfusion sa mga ilaga nga adunay type 2 diabetic. Nitric Oxide 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Mga uso sa kemistri sa donor sa H2S ug ang epekto niini sa sakit sa kasingkasing ug ugat sa dugo. Antioxidants 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF, ug Olson, KR (2012). Mga passive nga pagkawala sa hydrogen sulfide sa mga eksperimento sa biyolohiya. Analytical Biochemistry 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Mga kemikal nga aspeto sa mga pagsukod sa hydrogen sulfide sa mga sampol nga pisyolohikal. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Spectrophotometric nga pagtino sa hydrogen sulfide sa natural nga katubigan. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Praktikal nga pagbansay sa kemistri ug biolohiya sa hydrogen sulfide. “Mga Antioxidant.” Redox Signaling. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).