Tankewol foar jo besite oan nature.com. De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe. Foar de bêste ûnderfining advisearje wy de lêste browserferzje te brûken (of de kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer út te skeakeljen). Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, sil dizze side gjin stilen of JavaScript befetsje.
Wetterstofsulfide (H2S) hat meardere fysiologyske en patologyske effekten op it minsklik lichem. Natriumhydrosulfide (NaHS) wurdt in soad brûkt as in farmakologysk ark om de effekten fan H2S yn biologyske eksperiminten te evaluearjen. Hoewol it ferlies fan H2S út NaHS-oplossingen mar in pear minuten duorret, binne NaHS-oplossingen yn guon bistestúdzjes brûkt as donorferbiningen foar H2S yn drinkwetter. Dizze stúdzje ûndersocht oft drinkwetter mei in NaHS-konsintraasje fan 30 μM taret yn ratte-/mûsflessen teminsten 12-24 oeren stabyl bliuwe koe, lykas suggerearre troch guon auteurs. Tariede in oplossing fan NaHS (30 μM) yn drinkwetter en jit it fuortendaliks yn ratte-/mûswetterflessen. Monsters waarden sammele fan 'e tip en de binnenkant fan' e wetterflesse op 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 en 24 oeren om it sulfidegehalte te mjitten mei de methyleenblauwe metoade. Derneist waarden manlike en froulike rotten twa wiken lang ynjektearre mei NaHS (30 μM) en waarden de serumsulfidekonsintraasjes om de oare dei metten yn 'e earste wike en oan' e ein fan 'e twadde wike. De NaHS-oplossing yn it stekproef dat fan 'e punt fan' e wetterflesse waard krigen, wie ynstabyl; it naam ôf mei 72% en 75% nei respektivelik 12 en 24 oeren. Yn stekproeven dy't fan binnenút 'e wetterflessen waarden krigen, wie de ôfname yn NaHS net signifikant binnen 2 oeren; it naam lykwols ôf mei 47% en 72% nei respektivelik 12 en 24 oeren. NaHS-ynjeksje hie gjin ynfloed op it serumsulfidenivo fan manlike en froulike rotten. Konklúzjend moatte NaHS-oplossingen taret út drinkwetter net brûkt wurde foar H2S-donaasje, om't de oplossing ynstabyl is. Dizze rûte fan administraasje sil bisten bleatstelle oan unregelmjittige en lytsere as ferwachte hoemannichten NaHS.
Wetterstofsulfide (H2S) wurdt sûnt 1700 brûkt as gifstof; de mooglike rol dêrfan as in endogeen biosinjaalmolekule waard lykwols yn 1996 beskreaun troch Abe en Kimura. Yn 'e ôfrûne trije desennia binne ferskate funksjes fan H2S yn ferskate minsklike systemen ferdúdlike, wat laat hat ta it besef dat H2S-donormolekulen klinyske tapassingen kinne hawwe yn 'e behanneling of it behear fan bepaalde sykten; sjoch Chirino et al. foar in resinte resinsje.
Natriumhydrosulfide (NaHS) is in soad brûkt as in farmakologysk ark om de effekten fan H2S te beoardieljen yn in protte selkultuer- en dierstúdzjes5,6,7,8. NaHS is lykwols gjin ideale H2S-donor, om't it yn oplossing rap omset wurdt yn H2S/HS-, maklik fersmoarge wurdt mei polysulfiden, en maklik oksidearre en ferdampt wurdt4,9. Yn in protte biologyske eksperiminten wurdt NaHS oplost yn wetter, wat resulteart yn passive ferdamping en ferlies fan H2S10,11,12, spontane oksidaasje fan H2S11,12,13, en fotolyse14. Sulfide yn 'e orizjinele oplossing giet tige rap ferlern troch ferdamping fan H2S11. Yn in iepen kontener is de healweardetiid (t1/2) fan H2S sawat 5 minuten, en de konsintraasje nimt ôf mei sawat 13% per minuut10. Hoewol it ferlies fan wetterstofsulfide út NaHS-oplossingen mar in pear minuten duorret, hawwe guon bistestúdzjes NaHS-oplossingen brûkt as in boarne fan wetterstofsulfide yn drinkwetter foar 1-21 wiken, wêrby't de NaHS-befettende oplossing elke 12-24 oeren ferfongen wurdt.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Dizze praktyk is net yn oerienstimming mei de prinsipes fan wittenskiplik ûndersyk, om't medisyndoseringen basearre moatte wêze op har gebrûk yn oare soarten, benammen minsken.27
Preklinysk ûndersyk yn biomedisinen hat as doel de kwaliteit fan pasjintesoarch of behannelingútkomsten te ferbetterjen. De resultaten fan 'e measte bistestúdzjes binne lykwols noch net oerset nei minsken28,29,30. Ien fan 'e redenen foar dizze oersettingsfalen is it gebrek oan oandacht foar de metodologyske kwaliteit fan bistestúdzjes30. Dêrom wie it doel fan dizze stúdzje om te ûndersykjen oft 30 μM NaHS-oplossingen taret yn wetterflessen fan ratten/mûzen 12-24 oeren stabyl bliuwe koene yn drinkwetter, lykas beweard of suggerearre yn guon stúdzjes.
Alle eksperiminten yn dizze stúdzje waarden útfierd neffens de publisearre rjochtlinen foar de soarch en it gebrûk fan laboratoariumdieren yn Iran31. Alle eksperimintele rapporten yn dizze stúdzje folgen ek de ARRIVE-rjochtlinen32. De Etyske Kommisje fan it Ynstitút foar Endokrine Wittenskippen, Shahid Beheshti Universiteit fan Medyske Wittenskippen, hat alle eksperimintele prosedueres yn dizze stúdzje goedkard.
Sinkasetaatdihydraat (CAS: 5970-45-6) en wetterfrij ferrichloride (CAS: 7705-08-0) waarden kocht fan Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Frankryk). Natriumhydrosulfidehydraat (CAS: 207683-19-0) en N,N-dimethyl-p-fenyleendiamine (DMPD) (CAS: 535-47-0) waarden kocht fan Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, Feriene Steaten). Isofluraan waard kocht fan Piramal (Bethlehem, PA, Feriene Steaten). Sâltsoer (HCl) waard kocht fan Merck (Darmstadt, Dútslân).
Meitsje in oplossing fan NaHS (30 μM) yn drinkwetter en jit it fuortendaliks yn 'e wetterflessen foar ratten/mûzen. Dizze konsintraasje is keazen op basis fan ferskate publikaasjes dy't NaHS as boarne fan H2S brûke; sjoch de seksje Diskusje. NaHS is in hydratearre molekule dy't ferskillende hoemannichten hydrataasjewetter kin befetsje (d.w.s. NaHS•xH2O); neffens de fabrikant wie it persintaazje NaHS dat yn ús stúdzje brûkt waard 70,7% (d.w.s. NaHS•1,3 H2O), en wy hawwe dizze wearde yn ús berekkeningen meinaam, wêrby't wy in molekulêr gewicht fan 56,06 g/mol brûkten, dat is it molekulêr gewicht fan wetterfrije NaHS. Hydrataasjewetter (ek wol kristalwetter neamd) binne de wettermolekulen dy't de kristallijne struktuer foarmje33. Hydraten hawwe oare fysike en termodynamyske eigenskippen yn ferliking mei anhydraten34.
Foardat jo NaHS tafoegje oan it drinkwetter, mjitte de pH en temperatuer fan it oplosmiddel. Giet de NaHS-oplossing fuortendaliks yn 'e wetterflesse foar ratten/mûzen yn 'e bistekooi. Monsters waarden sammele fan 'e tip en fan 'e binnenkant fan 'e wetterflesse op 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 en 24 oeren om it sulfidegehalte te mjitten. Sulfidemjittingen waarden direkt nei elke sampling nommen. Wy hawwe monsters krigen fan 'e tip fan 'e buis, om't guon stúdzjes oantoand hawwe dat de lytse poarjegrutte fan 'e wetterbuis de H2S-ferdamping kin minimalisearje15,19. Dit probleem liket ek te jilden foar de oplossing yn 'e flesse. Dit wie lykwols net it gefal foar de oplossing yn 'e hals fan 'e wetterflesse, dy't in hegere ferdampingssnelheid hie en auto-oksidearre; eins dronken de bisten dit wetter earst.
Manlike en froulike Wistar-rotten waarden brûkt yn 'e stúdzje. De rotten waarden ûnderbrocht yn polypropyleen koaien (2-3 rotten per koai) ûnder standertomstannichheden (temperatuer 21-26 °C, fochtigens 32-40%) mei 12 oeren ljocht (7 oere moarns oant 7 oere jûns) en 12 oeren tsjuster (7 oere jûns oant 7 oere moarns). De rotten hiene frije tagong ta kraanwetter en waarden fiede mei standert iten (Khorak Dam Pars Company, Teheran, Iran). Leeftyd-oerienkommende (6 moannen) froulike (n=10, lichemsgewicht: 190-230 g) en manlike (n=10, lichemsgewicht: 320-370 g) Wistar-rotten waarden willekeurich ferdield yn kontrôle- en NaHS (30 μM) behannele groepen (n=5 per groep). Om de stekproefgrutte te bepalen, brûkten wy de KISS (Keep It Simple, Stupid) oanpak, dy't eardere ûnderfining en krêftanalyse kombinearret35. Wy hawwe earst in pilotstúdzje útfierd op 3 rotten en it gemiddelde serum totale sulfidenivo en de standertôfwiking bepaald (8.1 ± 0.81 μM). Doe, mei in krêft fan 80% en in twasidich signifikânsjenivo fan 5%, hawwe wy in foarriedige stekproefgrutte bepaald (n = 5 basearre op eardere literatuer) dy't oerienkomt mei in standerdisearre effektgrutte fan 2.02 mei de foarôf definieare wearde dy't Festing suggerearret foar it berekkenjen fan de stekproefgrutte fan proefdieren35. Nei it fermannichfâldigjen fan dizze wearde mei de SD (2.02 × 0.81) wie de foarseine detektearbere effektgrutte (1.6 μM) 20%, wat akseptabel is. Dit betsjut dat n = 5/groep genôch is om in gemiddelde feroaring fan 20% tusken groepen te detektearjen. Rotten waarden willekeurich ferdield yn kontrôle- en NaSH-behannele groepen mei de willekeurige funksje fan Excel-software 36 (Oanfoljende Fig. 1). Blinding waard útfierd op útkomstnivo, en de ûndersikers dy't de biogemyske mjittingen útfierden, wiene net bewust fan 'e groeptawizings.
De NaHS-groepen fan beide geslachten waarden 2 wiken lang behannele mei 30 μM NaHS-oplossing taret yn drinkwetter; elke 24 oeren waard in farske oplossing levere, wêryn't it lichemsgewicht metten waard. Bloedmonsters waarden om de oare dei oan 'e ein fan 'e earste en twadde wike ûnder isofluraan-anestesy sammele fan 'e sturtpunten fan alle rotten. Bloedmonsters waarden 10 minuten sintrifugearre by 3000 g, serum waard skieden en opslein by –80 °C foar de folgjende mjitting fan serumureum, kreatinine (Cr) en totaal sulfide. Serumureum waard bepaald troch de enzymatyske urease-metoade, en serumkreatinine waard bepaald troch de fotometryske Jaffe-metoade mei gebrûk fan kommersjeel beskikbere kits (Man Company, Teheran, Iran) en in automatyske analysator (Selectra E, serienûmer 0-2124, Nederlân). De intra- en interassay-fariaasjekoëffisiënten foar urea en Cr wiene minder as 2,5%.
De metyleenblau (MB) metoade wurdt brûkt om totale sulfide te mjitten yn drinkwetter en serum mei NaHS; MB is de meast brûkte metoade foar it mjitten fan sulfide yn bulkoplossingen en biologyske samples11,37. De MB-metoade kin brûkt wurde om de totale sulfidepool38 te skatten en anorganyske sulfiden te mjitten yn 'e foarm fan H2S, HS- en S2 yn 'e wetterige faze39. Yn dizze metoade wurdt swevel delslach as sinksulfide (ZnS) yn 'e oanwêzigens fan sinkasetaat11,38. Sinkasetaatdelslach is de meast brûkte metoade foar it skieden fan sulfiden fan oare chromoforen11. ZnS waard opnij oplost mei HCl11 ûnder sterk soere omstannichheden. De sulfide reagearret mei DMPD yn in stoichiometryske ferhâlding fan 1:2 yn in reaksje katalysearre troch ferrichloride (Fe3+ fungearret as in oksidearjend middel) om de kleurstof MB te foarmjen, dy't spektrofotometrysk by 670 nm40,41 detektearre wurdt. De deteksjelimyt fan 'e MB-metoade is sawat 1 μM11.
Yn dizze stúdzje waard 100 μL fan elk stekproef (oplossing of serum) tafoege oan in buis; doe waarden 200 μL sinkasetaat (1% w/v yn destillearre wetter), 100 μL DMPD (20 mM yn 7,2 M HCl), en 133 μL FeCl3 (30 mM yn 1,2 M HCl) tafoege. It mingsel waard 30 minuten by 37 °C yn it tsjuster ynkubearre. De oplossing waard 10 minuten sintrifugearre by 10.000 g, en de absorbânsje fan 'e supernatant waard ôflêzen by 670 nm mei in mikroplaatlêzer (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, Feriene Steaten). Sulfidekonsintraasjes waarden bepaald mei in kalibraasjekurve fan NaHS (0–100 μM) yn ddH2O (Oanfoljende Fig. 2). Alle oplossingen dy't brûkt waarden foar de mjittingen waarden farsk taret. De intra- en interassay-fariaasjekoëffisiënten foar sulfidemetingen wiene respektivelik 2,8% en 3,4%. Wy hawwe ek de totale sulfide bepaald dy't weromwûn is út drinkwetter- en serummonsters mei natriumthiosulfaat mei gebrûk fan 'e fersterke samplemetoade42. De weromwinningen foar drinkwetter- en serummonsters mei natriumthiosulfaat wiene respektivelik 91 ± 1,1% (n = 6) en 93 ± 2,4% (n = 6).
Statistyske analyze waard útfierd mei GraphPad Prism-software ferzje 8.0.2 foar Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, Feriene Steaten, www.graphpad.com). In pear t-test waard brûkt om de temperatuer en pH fan drinkwetter foar en nei tafoeging fan NaHS te fergelykjen. It ferlies fan H2S yn 'e NaHS-befettende oplossing waard berekkene as in persintaazje ôfname fan baseline-opname, en om te beoardieljen oft it ferlies statistysk signifikant wie, hawwe wy in ienwegs werhelle-mjittings ANOVA útfierd folge troch Dunnett's meardere fergelikingstest. Lichaamsgewicht, serumureum, serumkreatinine en totaal serumsulfide oer tiid waarden fergelike tusken kontrôle- en NaHS-behannele rotten fan ferskillende geslachten mei in twawegs mingde (tusken-binnen) ANOVA folge troch in Bonferroni post hoc-test. Twasidige P-wearden < 0.05 waarden as statistysk signifikant beskôge.
De pH fan drinkwetter wie 7,60 ± 0,01 foar tafoeging fan NaHS en 7,71 ± 0,03 nei tafoeging fan NaHS (n = 13, p = 0,0029). De temperatuer fan drinkwetter wie 26,5 ± 0,2 en sakke nei 26,2 ± 0,2 nei tafoeging fan NaHS (n = 13, p = 0,0128). Meitsje in 30 μM NaHS-oplossing klear yn drinkwetter en bewarje it yn in wetterflesse. De NaHS-oplossing is ynstabyl en de konsintraasje nimt mei de tiid ôf. By it nimmen fan in sample út 'e hals fan 'e wetterflesse waard binnen it earste oere in wichtige ôfname (68,0%) waarnommen, en it NaHS-gehalte yn 'e oplossing naam nei respektivelik 12 en 24 oeren mei 72% en 75% ôf. Yn samples dy't út wetterflessen helle waarden, wie de reduksje yn NaHS net signifikant oant 2 oeren, mar nei 12 en 24 oeren wie it mei respektivelik 47% en 72% ôfnommen. Dizze gegevens jouwe oan dat it persintaazje NaHS yn in 30 μM oplossing taret yn drinkwetter nei 24 oeren ôfnommen wie nei sawat in kwart fan 'e begjinwearde, ûnôfhinklik fan 'e lokaasje fan 'e sampling (figuer 1).
Stabiliteit fan NaHS-oplossing (30 μM) yn drinkwetter yn ratte-/mûsflessen. Nei it tarieden fan 'e oplossing waarden monsters nommen fan 'e tip en de binnenkant fan 'e wetterflesse. Gegevens wurde presintearre as gemiddelde ± SD (n = 6/groep). * en #, P < 0,05 yn ferliking mei tiid 0. De foto fan 'e wetterflesse lit de tip (mei iepening) en de romp fan 'e flesse sjen. It tipfolume is sawat 740 μL.
De konsintraasje fan NaHS yn 'e farske tariede 30 μM oplossing wie 30,3 ± 0,4 μM (berik: 28,7–31,9 μM, n = 12). Nei 24 oeren sakke de konsintraasje fan NaHS lykwols nei in legere wearde (gemiddelde: 3,0 ± 0,6 μM). Lykas te sjen is yn figuer 2, wiene de konsintraasjes fan NaHS dêr't de rotten oan bleatsteld waarden net konstant tidens de stúdzjeperioade.
It lichemsgewicht fan froulike rotten naam yn 'e rin fan 'e tiid signifikant ta (fan 205,2 ± 5,2 g nei 213,8 ​​± 7,0 g yn 'e kontrôlegroep en fan 204,0 ± 8,6 g nei 211,8 ± 7,5 g yn 'e mei NaHS behannele groep); lykwols hie NaHS-behanneling gjin effekt op it lichemsgewicht (Fig. 3). It lichemsgewicht fan manlike rotten naam yn 'e rin fan 'e tiid signifikant ta (fan 338,6 ± 8,3 g nei 352,4 ± 6,0 g yn 'e kontrôlegroep en fan 352,4 ± 5,9 g nei 363,2 ± 4,3 g yn 'e mei NaHS behannele groep); lykwols hie NaHS-behanneling gjin effekt op it lichemsgewicht (Fig. 3).
Feroarings yn lichemsgewicht by froulike en manlike rotten nei administraasje fan NaHS (30 μM). Gegevens wurde presintearre as gemiddelde ± SEM en waarden fergelike mei twa-wei mingde (binnen-tusken) fariânsjeanalyse mei Bonferroni post hoc-test. n = 5 fan elk geslacht yn elke groep.
Serumureum- en kreatinyfosfaatkonsintraasjes wiene fergelykber yn kontrôle- en NaSH-behannele rotten yn 'e heule stúdzje. Fierder hie NaSH-behanneling gjin ynfloed op serumureum- en kreatinichroomkonsintraasjes (Tabel 1).
Baseline serum totale sulfidekonsintraasjes wiene fergelykber tusken kontrôle- en NaHS-behannele manlike (8,1 ± 0,5 μM vs. 9,3 ± 0,2 μM) en froulike (9,1 ± 1,0 μM vs. 6,1 ± 1,1 μM) rotten. NaHS-administraasje foar 14 dagen hie gjin effekt op serum totale sulfidenivo's yn sawol manlike as froulike rotten (Fig. 4).
Feroarings yn serum totale sulfidekonsintraasjes by manlike en froulike rotten nei administraasje fan NaHS (30 μM). Gegevens wurde presintearre as gemiddelde ± SEM en waarden fergelike mei in twa-wei mingde (binnen-binnen) fariânsjeanalyse mei Bonferroni post hoc-test. Elk geslacht, n = 5/groep.
De wichtichste konklúzje fan dizze stúdzje is dat drinkwetter mei NaHS ynstabyl is: mar sawat in kwart fan it earste totale sulfidegehalte kin 24 oeren nei it nimmen fan in sample út 'e tip en binnenkant fan wetterflessen fan ratten/mûzen wurde detektearre. Fierder waarden rotten bleatsteld oan ynstabile NaHS-konsintraasjes fanwegen it ferlies fan H2S yn 'e NaHS-oplossing, en de tafoeging fan NaHS oan drinkwetter hie gjin ynfloed op lichemsgewicht, serumureum en kreatinichroom, of totaal serumsulfide.
Yn dizze stúdzje wie it ferlies fan H2S fan 30 μM NaHS-oplossingen taret yn drinkwetter sawat 3% per oere. Yn in gebufferde oplossing (100 μM natriumsulfide yn 10 mM PBS, pH 7.4) waard rapportearre dat de sulfidekonsintraasje mei 7% ôfnaam yn 'e rin fan 8 oeren11. Wy hawwe earder intraperitoneale administraasje fan NaHS ferdigene troch te rapportearjen dat it ferlies fan sulfide fan in 54 μM NaHS-oplossing yn drinkwetter sawat 2,3% per oere wie (4%/oere yn 'e earste 12 oeren en 1,4%/oere yn 'e lêste 12 oeren nei tarieding)8. Eardere stúdzjes43 fûnen in konstant ferlies fan H2S fan NaHS-oplossingen, benammen troch ferdamping en oksidaasje. Sels sûnder de tafoeging fan bubbels giet sulfide yn 'e stockoplossing rap ferlern troch H2S-ferdamping11. Undersyk hat oantoand dat tidens it ferdunningsproses, dat sawat 30–60 sekonden duorret, sawat 5–10% fan H2S ferlern giet troch ferdamping6. Om ferdamping fan H2S út 'e oplossing te foarkommen, hawwe ûndersikers ferskate maatregels nommen, ynklusyf it sêft roeren fan 'e oplossing12, it bedekken fan 'e stockoplossing mei plestik film6, en it minimalisearjen fan bleatstelling fan 'e oplossing oan loft, om't de snelheid fan H2S-ferdamping ôfhinklik is fan 'e loft-floeistof-ynterface.13 Spontane oksidaasje fan H2S komt benammen foar troch oergongsmetaal-ionen, benammen ferri-izer, dy't ûnreinheden binne yn wetter.13 Oksidaasje fan H2S resulteart yn 'e foarming fan polysulfiden (swevelatomen ferbûn troch kovalente biningen)11. Om oksidaasje te foarkommen, wurde oplossingen mei H2S taret yn deoxygeneare oplosmiddels44,45 en dan 20-30 minuten mei argon of stikstof spuite om deoxygenaasje te garandearjen.11,12,37,44,45,46 Diethyleentriaminepentaazijnzuur (DTPA) is in metaalchelator (10-4 M) dy't HS- autooksidaasje yn aerobe oplossingen foarkomt. Yn 'e ôfwêzigens fan DTPA is de autooksidaasjesnelheid fan HS- sawat 50% oer sawat 3 oeren by 25°C37,47. Fierder, om't de oksidaasje fan 1e-sulfide katalysearre wurdt troch ultraviolet ljocht, moat de oplossing op iis opslein wurde en beskerme wurde tsjin ljocht11.
Lykas te sjen is yn figuer 5, dissosiearret NaHS yn Na+ en HS-6 as it oplost wurdt yn wetter; dizze dissosiaasje wurdt bepaald troch de pK1 fan 'e reaksje, dy't temperatuerôfhinklik is: pK1 = 3.122 + 1132/T, wêrby't T farieart fan 5 oant 30°C en wurdt metten yn graden Kelvin (K), K = °C + 273.1548. HS- hat in hege pK2 (pK2 = 19), dus by pH < 96.49 wurdt S2- net foarme of wurdt yn heul lytse hoemannichten foarme. Yn tsjinstelling, HS- fungearret as in base en akseptearret H+ fan in H2O-molekule, en H2O fungearret as in soer en wurdt omset yn H2S en OH-.
Formaasje fan oplost H2S-gas yn NaHS-oplossing (30 µM). aq, wetterige oplossing; g, gas; l, floeistof. Alle berekkeningen geane derfan út dat wetter pH = 7.0 en wettertemperatuer = 20 °C. Makke mei BioRender.com.
Nettsjinsteande bewiis dat NaHS-oplossingen ynstabyl binne, hawwe ferskate bistestúdzjes NaHS-oplossingen yn drinkwetter brûkt as in H2S-donorferbining15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 mei yntervinsjedoer fariearjend fan 1 oant 21 wiken (Tabel 2). Tidens dizze stúdzjes waard de NaHS-oplossing elke 12 oeren, 15, 17, 18, 24, 25 oeren of 24 oeren, 19, 20, 21, 22, 23 oeren fernijd. Us resultaten lieten sjen dat rotten bleatsteld waarden oan ynstabile medisynkonsintraasjes fanwegen it ferlies fan H2S út 'e NaHS-oplossing, en it NaHS-gehalte yn it drinkwetter fan rotten fluktuearre signifikant oer 12 of 24 oeren (sjoch figuer 2). Twa fan dizze stúdzjes rapportearren dat H2S-nivo's yn wetter stabyl bleaunen oer 24 oeren22 of dat mar 2-3% H2S-ferliezen waarnommen waarden oer 12 oeren15, mar se joegen gjin stypjende gegevens of mjitdetails. Twa stúdzjes hawwe oantoand dat de lytse diameter fan wetterflessen H2S-ferdamping minimalisearje kin15,19. Us resultaten lieten lykwols sjen dat dit it H2S-ferlies út in wetterflesse allinich mei 2 oeren fertrage kin ynstee fan 12-24 oeren. Beide stúdzjes merken op dat wy oannimme dat it NaHS-nivo yn it drinkwetter net feroare is, om't wy gjin kleurferoaring yn it wetter waarnommen hawwe; dêrom wie de oksidaasje fan H2S troch loft net signifikant19,20. Ferrassend genôch beoardielet dizze subjektive metoade de stabiliteit fan NaHS yn wetter ynstee fan de feroaring yn syn konsintraasje oer tiid te mjitten.
It ferlies fan H2S yn NaHS-oplossing is relatearre oan pH en temperatuer. Lykas opmurken yn ús stúdzje, resultearret it oplossen fan NaHS yn wetter yn 'e foarming fan in alkaline oplossing50. As NaHS oplost wurdt yn wetter, hinget de foarming fan oplost H2S-gas ôf fan 'e pH-wearde6. Hoe leger de pH fan 'e oplossing, hoe grutter it oanpart NaHS oanwêzich as H2S-gasmolekulen en hoe mear sulfide ferlern giet út 'e wetterige oplossing11. Gjin fan dizze stúdzjes rapportearre de pH fan drinkwetter dat brûkt wurdt as oplosmiddel foar NaHS. Neffens de oanbefellings fan 'e WHO, dy't troch de measte lannen oannaam wurde, moat de pH fan drinkwetter yn it berik fan 6,5-8,551 lizze. Yn dit pH-berik nimt de snelheid fan spontane oksidaasje fan H2S sawat tsien kear ta13. It oplossen fan NaHS yn wetter yn dit pH-berik sil resultearje yn in oploste H2S-gaskonsintraasje fan 1 oant 22,5 μM, wat it belang beklammet fan it kontrolearjen fan 'e pH fan it wetter foardat NaHS oplost wurdt. Derneist soe it temperatuerberik dat yn 'e boppesteande stúdzje rapportearre is (18–26 °C) resultearje yn in feroaring yn 'e konsintraasje fan oplost H2S-gas yn 'e oplossing fan sawat 10%, om't temperatuerferoarings pK1 feroarje, en lytse feroarings yn pK1 in wichtige ynfloed kinne hawwe op 'e konsintraasje fan oplost H2S-gas48. Derneist fergruttet de lange doer fan guon stúdzjes (5 moannen)22, wêryn't grutte temperatuerfariabiliteit ferwachte wurdt, dit probleem ek.
Alle stúdzjes útsein ien21 brûkten 30 μM NaHS-oplossing yn drinkwetter. Om de brûkte doasis te ferklearjen (d.w.s. 30 μM), wiisden guon auteurs derop dat NaHS yn 'e wetterige faze presys deselde konsintraasje fan H2S-gas produseart en dat it fysiologyske berik fan H2S 10 oant 100 μM is, dus dizze doasis leit binnen it fysiologyske berik15,16. Oaren ferklearren dat 30 μM NaHS it plasma H2S-nivo binnen it fysiologyske berik kin hâlde, d.w.s. 5–300 μM19,20. Wy beskôgje de konsintraasje fan NaHS yn wetter fan 30 μM (pH = 7.0, T = 20 °C), dy't yn guon stúdzjes brûkt waard om de effekten fan H2S te bestudearjen. Wy kinne berekkenje dat de konsintraasje fan oplost H2S-gas 14.7 μM is, wat sawat 50% is fan 'e earste NaHS-konsintraasje. Dizze wearde is fergelykber mei de wearde dy't troch oare auteurs ûnder deselde omstannichheden berekkene is13,48.
Yn ús stúdzje feroare NaHS-administraasje it lichemsgewicht net; dit resultaat is yn oerienstimming mei de resultaten fan oare stúdzjes by manlike mûzen22,23 en manlike rotten18; Twa stúdzjes rapportearren lykwols dat NaSH it fermindere lichemsgewicht yn nefrektomisearre rotten werombrocht24,26, wylst oare stúdzjes it effekt fan NaSH-administraasje op lichemsgewicht net rapportearren15,16,17,19,20,21,25. Fierder hie NaSH-administraasje yn ús stúdzje gjin ynfloed op de serumureum- en kreatinichromnivo's, wat yn oerienstimming is mei de resultaten fan in oar rapport25.
De stúdzje fûn dat tafoeging fan NaHS oan drinkwetter foar 2 wiken gjin ynfloed hie op 'e totale serumsulfidekonsintraasjes by manlike en froulike rotten. Dizze fynst komt oerien mei de resultaten fan Sen et al. (16): 8 wiken behanneling mei 30 μM NaHS yn drinkwetter hienen gjin ynfloed op 'e plasmasulfidenivo's by kontrôlerotten; se rapportearren lykwols dat dizze yntervinsje de ferlege H2S-nivo's yn it plasma fan mûzen mei nefrektomy werombrocht. Li et al. (22) rapportearren ek dat behanneling mei 30 μM NaHS yn drinkwetter foar 5 moannen de plasmafrije sulfidenivo's by âlde mûzen mei sawat 26% ferhege. Oare stúdzjes hawwe gjin feroaringen yn sirkulearjend sulfide rapportearre nei tafoeging fan NaHS oan drinkwetter.
Sân stúdzjes rapportearren gebrûk fan Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 mar joegen gjin fierdere details oer it hydrataasjewetter, en fiif stúdzjes neamden de boarne fan NaHS net dy't brûkt waard yn har tariedingsmetoaden17,18,24,25,26. NaHS is in hydratisearre molekule en it hydrataasjewettergehalte kin farieare, wat ynfloed hat op de hoemannichte NaHS dy't nedich is om in oplossing fan in bepaalde molariteit te tarieden. Bygelyks, it NaHS-gehalte yn ús stúdzje wie NaHS•1.3 H2O. Sa kinne de werklike NaHS-konsintraasjes yn dizze stúdzjes leger wêze as dy rapportearre.
"Hoe kin sa'n koartlibjende ferbining sa'n langduorjend effekt hawwe?" Pozgay et al.21 stelden dizze fraach by it evaluearjen fan 'e effekten fan NaHS op kolitis by mûzen. Se hoopje dat takomstige stúdzjes dizze fraach kinne beantwurdzje en spekulearje dat NaHS-oplossingen stabiler polysulfiden kinne befetsje neist de H2S en disulfiden dy't it effekt fan NaHS21 bemiddelje. In oare mooglikheid is dat heul lege konsintraasjes fan NaHS dy't yn oplossing oerbliuwe ek in foardielich effekt kinne hawwe. Eins hawwe Olson et al. bewiis levere dat mikromolêre nivo's fan H2S yn it bloed net fysiologysk binne en yn it nanomolêre berik moatte lizze of hielendal ôfwêzich binne13. H2S kin hannelje fia proteïnesulfaasje, in omkearbere post-translasjonele modifikaasje dy't de funksje, stabiliteit en lokalisaasje fan in protte proteïnen52,53,54 beynfloedet. Eins binne ûnder fysiologyske omstannichheden sawat 10% oant 25% fan in protte leverproteïnen sulfylearre53. Beide stúdzjes erkenne de rappe ferneatiging fan NaHS19,23 mar stelle ferrassend genôch dat "wy de konsintraasje fan NaHS yn drinkwetter kontrolearren troch it deistich te ferfangen."23 Ien stúdzje stelde tafallich dat "NaHS in standert H2S-donor is en faak brûkt wurdt yn 'e klinyske praktyk om H2S sels te ferfangen."18
De boppesteande diskusje lit sjen dat NaHS ferlern giet út oplossing troch ferdamping, oksidaasje en fotolyse, en dêrom wurde guon suggestjes dien om it ferlies fan H2S út oplossing te ferminderjen. Earst hinget de ferdamping fan H2S ôf fan 'e gas-floeistof-ynterface13 en de pH fan 'e oplossing11; dêrom, om it ferdampingsferlies te minimalisearjen, kin de hals fan 'e wetterflesse sa lyts mooglik makke wurde lykas earder beskreaun15,19, en de pH fan it wetter kin oanpast wurde oan in akseptabele boppeste limyt (d.w.s. 6.5–8.551) om it ferdampingsferlies11 te minimalisearjen. Twadde, spontane oksidaasje fan H2S komt foar troch de effekten fan soerstof en de oanwêzigens fan oergongsmetaalionen yn drinkwetter13, sadat deoxygenaasje fan drinkwetter mei argon of stikstof44,45 en it gebrûk fan metaalchelatoren37,47 de oksidaasje fan sulfiden ferminderje kinne. Tredde, om de fotodekomposysje fan H2S te foarkommen, kinne wetterflessen yn aluminiumfolie ynpakt wurde; Dizze praktyk jildt ek foar ljochtgefoelige materialen lykas streptozotosine55. Uteinlik kinne anorganyske sulfidesâlt (NaHS, Na2S, en CaS) fia sonde wurde administreare ynstee fan oplost yn drinkwetter lykas earder rapportearre56,57,58; stúdzjes hawwe oantoand dat radioaktyf natriumsulfide dat fia sonde oan rotten wurdt administreare goed wurdt opnommen en ferspraat wurdt nei praktysk alle weefsels59. Oant no ta hawwe de measte stúdzjes anorganyske sulfidesâlt intraperitoneaal administreare; dizze rûte wurdt lykwols selden brûkt yn klinyske omjouwings60. Oan 'e oare kant is de orale rûte de meast foarkommende en foarkommende rûte fan administraasje by minsken61. Dêrom advisearje wy om de effekten fan H2S-donors by knaagdieren te evaluearjen fia orale sonde.
In beheining is dat wy sulfide yn wetterige oplossing en serum metten hawwe mei de MB-metoade. De metoaden foar it mjitten fan sulfide omfetsje jodiumtitraasje, spektrofotometrie, elektrochemyske metoade (potensiometry, amperometry, coulometryske metoade en amperometryske metoade) en chromatografy (gaschromatografy en hege-prestaasje floeistofchromatografy), wêrfan de meast brûkte metoade de MB-spektrofotometryske metoade is62. In beheining fan 'e MB-metoade foar it mjitten fan H2S yn biologyske samples is dat it alle swevelhâldende ferbiningen mjit en net frije H2S63, om't it útfierd wurdt ûnder soere omstannichheden, wat resulteart yn 'e ekstraksje fan swevel út' e biologyske boarne64. Neffens de American Public Health Association is MB lykwols de standertmetoade foar it mjitten fan sulfide yn wetter65. Dêrom hat dizze beheining gjin ynfloed op ús wichtichste resultaten oer de ynstabiliteit fan oplossingen dy't NaHS befetsje. Fierder wie yn ús stúdzje it weromwinnen fan sulfidemjittingen yn wetter- en serummonsters dy't NaHS befetsje respektivelik 91% en 93%. Dizze wearden binne yn oerienstimming mei earder rapportearre beriken (77–92)66, wat in akseptabele analytyske presyzje42 oanjout. It is it neamen wurdich dat wy sawol manlike as froulike rotten brûkt hawwe yn oerienstimming mei de rjochtlinen fan 'e National Institutes of Health (NIH) om tefolle fertrouwen op allinnich-manlike bistestúdzjes yn preklinyske stúdzjes67 te foarkommen en om sawol manlike as froulike rotten op te nimmen wêr mooglik68. Dit punt is troch oaren beklamme69,70,71.
Konklúzjend jouwe de resultaten fan dizze stúdzje oan dat NaHS-oplossingen dy't taret binne út drinkwetter net brûkt wurde kinne om H2S te generearjen fanwegen har ynstabiliteit. Dizze rûte fan administraasje soe bisten bleatstelle oan ynstabile en legere as ferwachte nivo's fan NaHS; dêrom binne de befiningen miskien net fan tapassing op minsken.
De datasets dy't brûkt en/of analysearre binne tidens de hjoeddeiske stúdzje binne op ridlik fersyk beskikber by de oerienkommende auteur.
Szabo, K. Tiidline fan ûndersyk nei wetterstofsulfide (H2S): fan miljeutoksine oant biologyske mediator. Biochemistry and Pharmacology 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. en Kimura, H. Mooglike rol fan wetterstofsulfide as in endogene neuromodulator. Journal of Neuroscience, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. en Papapetropoulos, A. Fysiologyske rol fan wetterstofsulfide yn sûchdiersellen, weefsels en organen. Resinsjes yn Fysiology en Molekulêre Biology 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, en Kashfi, K. Evolúsjonêre belofte fan sellulêre leveringssystemen foar stikstofokside en wetterstofsulfide: in nij tiidrek fan personaliseare medisinen. Biochemistry and Pharmacology 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. Lange-termyn administraasje fan in stadich frijkommende wetterstofsulfidedonor kin myokardiale ischemy/reperfúzjeferwûning foarkomme. Wittenskiplike rapporten 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM en Hermann, A. BK-kanaalfosforylaasje regulearret wetterstofsulfide (H2S) gefoelichheid. Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM en Hermann, A. Wetterstofsulfide fersterket de aktiviteit fan kalsium-aktivearre kalium (BK) kanaal yn rattehypofysetumorsellen. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. Wetterstofsulfide fersterket it beskermjende effekt fan nitrit tsjin myokardiale ischemie-reperfúzjeferwûning by rotten mei type 2-diabetes. Stikstofmonokside 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Trends yn H2S-donorchemy en de ynfloed dêrfan op kardiovaskulêre sykte. Antioxidanten 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF, en Olson, KR (2012). Passive ferliezen fan wetterstofsulfide yn biologyske eksperiminten. Analytical Biochemistry 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Gemyske aspekten fan wetterstofsulfidemjittingen yn fysiologyske samples. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Spektrofotometryske bepaling fan wetterstofsulfide yn natuerlike wetters. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Praktyske training yn 'e skiekunde en biology fan wetterstofsulfide. "Antioxidanten." Redox Signaling. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).