Ви благодариме што ја посетивте страницата nature.com. Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS. За најдобро искуство, препорачуваме да ја користите најновата верзија на прелистувачот (или да го исклучите режимот на компатибилност во Internet Explorer). Дополнително, за да се обезбеди континуирана поддршка, оваа страница нема да вклучува стилови или JavaScript.
Водородниот сулфид (H2S) има повеќекратни физиолошки и патолошки ефекти врз човечкото тело. Натриум хидросулфидот (NaHS) е широко користен како фармаколошка алатка за евалуација на ефектите на H2S во биолошки експерименти. Иако губењето на H2S од растворите на NaHS трае само неколку минути, растворите на NaHS се користат како донорски соединенија за H2S во водата за пиење во некои студии врз животни. Оваа студија испитуваше дали водата за пиење со концентрација на NaHS од 30 μM подготвена во шишиња со стаорци/глувци може да остане стабилна најмалку 12-24 часа, како што сугерираат некои автори. Подгответе раствор од NaHS (30 μM) во вода за пиење и веднаш истурете го во шишиња со вода за стаорци/глувци. Примероците беа собрани од врвот и внатрешноста на шишето со вода на 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 и 24 часа за да се измери содржината на сулфид со користење на методот на метиленско сино. Дополнително, на машки и женски стаорци им беше инјектиран NaHS (30 μM) во текот на две недели, а концентрациите на серумски сулфиди беа мерени секој втор ден во текот на првата недела и на крајот од втората недела. Растворот на NaHS во примерокот добиен од врвот на шишето со вода беше нестабилен; се намали за 72% и 75% по 12 и 24 часа, соодветно. Во примероците добиени од внатрешноста на шишињата со вода, намалувањето на NaHS не беше значајно во рок од 2 часа; сепак, се намали за 47% и 72% по 12 и 24 часа, соодветно. Инјектирањето на NaHS не влијаеше на нивото на серумски сулфид кај машките и женските стаорци. Како заклучок, растворите на NaHS подготвени од вода за пиење не треба да се користат за донација на H2S бидејќи растворот е нестабилен. Овој начин на администрација ќе ги изложи животните на неправилни и помали од очекуваните количини на NaHS.
Водородниот сулфид (H2S) се користи како токсин уште од 1700 година; сепак, неговата можна улога како ендогена биосигнална молекула е опишана од Абе и Кимура во 1996 година. Во текот на изминатите три децении, разјаснети се бројни функции на H2S во различни човечки системи, што доведе до сознание дека молекулите-донатори на H2S можат да имаат клиничка примена во третманот или управувањето со одредени болести; видете Chirino et al. за неодамнешен преглед.
Натриум хидросулфидот (NaHS) е широко користен како фармаколошка алатка за проценка на ефектите на H2S во многу студии на клеточни култури и животни5,6,7,8. Сепак, NaHS не е идеален донатор на H2S бидејќи брзо се претвора во H2S/HS- во раствор, лесно се контаминира со полисулфиди и лесно се оксидира и испарува4,9. Во многу биолошки експерименти, NaHS се раствора во вода, што резултира со пасивна испарување и губење на H2S10,11,12, спонтана оксидација на H2S11,12,13 и фотолиза14. Сулфидот во оригиналниот раствор се губи многу брзо поради испарување на H2S11. Во отворен сад, полуживотот (t1/2) на H2S е околу 5 минути, а неговата концентрација се намалува за околу 13% во минута10. Иако губењето на водород сулфид од растворите на NaHS трае само неколку минути, некои студии на животни користеле раствори на NaHS како извор на водород сулфид во водата за пиење во период од 1-21 недела, заменувајќи го растворот што содржи NaHS на секои 12-24 часа.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Оваа практика не е во согласност со принципите на научните истражувања, бидејќи дозите на лековите треба да се базираат на нивната употреба кај други видови, особено кај луѓето.27
Претклиничките истражувања во биомедицината имаат за цел да го подобрат квалитетот на грижата за пациентите или резултатите од третманот. Сепак, резултатите од повеќето студии врз животни сè уште не се преведени на луѓе28,29,30. Една од причините за овој транслациски неуспех е недостатокот на внимание кон методолошкиот квалитет на студиите врз животни30. Затоа, целта на оваа студија беше да се испита дали растворите од 30 μM NaHS подготвени во шишиња со вода за стаорци/глувци можат да останат стабилни во водата за пиење 12-24 часа, како што се тврди или сугерира во некои студии.
Сите експерименти во оваа студија беа спроведени во согласност со објавените упатства за грижа и употреба на лабораториски животни во Иран31. Сите експериментални извештаи во оваа студија, исто така, ги следеа упатствата на ARRIVE32. Етичкиот комитет на Институтот за ендокрини науки, Универзитет за медицински науки „Шахид Бехешти“, ги одобри сите експериментални процедури во оваа студија.
Цинк ацетат дихидрат (CAS: 5970-45-6) и безводен железен хлорид (CAS: 7705-08-0) беа купени од Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Франција). Натриум хидросулфид хидрат (CAS: 207683-19-0) и N,N-диметил-p-фенилендиамин (DMPD) (CAS: 535-47-0) беа купени од Sigma-Aldrich (Сент Луис, Мисури, САД). Изофлуран беше купен од Piramal (Бетлехем, Пенсилванија, САД). Хлороводородна киселина (HCl) беше купена од Merck (Дармштат, Германија).
Подгответе раствор од NaHS (30 μM) во вода за пиење и веднаш истурете го во шишиња со вода за стаорци/глувци. Оваа концентрација е избрана врз основа на бројни публикации кои го користат NaHS како извор на H2S; видете го делот за дискусија. NaHS е хидриран молекул кој може да содржи различни количини на вода за хидратација (т.е. NaHS•xH2O); според производителот, процентот на NaHS што се користел во нашата студија бил 70,7% (т.е. NaHS•1,3 H2O), и ја зедовме предвид оваа вредност во нашите пресметки, каде што користевме молекуларна тежина од 56,06 g/mol, што е молекуларната тежина на безводниот NaHS. Водата за хидратација (исто така наречена вода за кристализација) се молекулите на водата што ја сочинуваат кристалната структура33. Хидратите имаат различни физички и термодинамички својства во споредба со анхидратите34.
Пред да додадете NaHS во водата за пиење, измерете ја pH вредноста и температурата на растворувачот. Веднаш истурете го растворот од NaHS во шишето за вода за стаорци/глувци во кафезот за животни. Примероците беа собрани од врвот и од внатрешноста на шишето за вода на 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 и 24 часа за да се измери содржината на сулфиди. Мерењата на сулфидите беа земени веднаш по секое земање примероци. Добивме примероци од врвот на цевката бидејќи некои студии покажаа дека малата големина на порите на цевката за вода може да го минимизира испарувањето на H2S15,19. Се чини дека овој проблем се однесува и на растворот во шишето. Сепак, ова не беше случај со растворот во грлото на шишето за вода, кој имаше поголема стапка на испарување и беше автооксидирачки; всушност, животните прво ја пиеја оваа вода.
Во студијата беа користени машки и женски стаорци од расата Вистар. Стаорците беа сместени во полипропиленски кафези (2-3 стаорци по кафез) под стандардни услови (температура 21-26 °C, влажност 32-40%) со 12 часа светлина (од 7 часот наутро до 19 часот навечер) и 12 часа темнина (од 19 часот навечер до 7 часот наутро). Стаорците имаа слободен пристап до вода од чешма и беа хранети со стандардна храна (Компанија „Корак Дам Парс“, Техеран, Иран). Женките (n = 10, телесна тежина: 190-230 g) и мажјаците (n = 10, телесна тежина: 320-370 g) со иста возраст (6 месеци) беа случајно поделени во контролни и групи третирани со NaHS (30 μM) (n = 5 по група). За да ја одредиме големината на примерокот, го користевме пристапот KISS (Keep It Simple, Stupid), кој ги комбинира претходното искуство и анализата на моќност35. Прво спроведовме пилот-студија на 3 стаорци и го утврдивме просечното ниво на вкупни сулфиди во серумот и стандардната девијација (8,1 ± 0,81 μM). Потоа, земајќи ја предвид моќноста од 80% и претпоставувајќи двострано ниво на значајност од 5%, утврдивме прелиминарна големина на примерокот (n = 5 врз основа на претходната литература) што одговара на стандардизирана големина на ефектот од 2,02 со претходно дефинираната вредност предложена од Фестинг за пресметување на големината на примерокот на експериментални животни35. По множењето на оваа вредност со SD (2,02 × 0,81), предвидената големина на детектабилен ефект (1,6 μM) беше 20%, што е прифатливо. Ова значи дека n = 5/група е доволно за да се открие средна промена од 20% помеѓу групите. Стаорците беа случајно поделени во контролни и групи третирани со NaSH користејќи ја случајната функција на софтверот Excel 36 (Дополнителна слика 1). Заслепувањето беше извршено на ниво на исход, а истражувачите што ги вршеа биохемиските мерења не беа свесни за распределбата на групите.
Групите NaHS од двата пола беа третирани со раствор од 30 μM NaHS подготвен во вода за пиење во тек на 2 недели; Свеж раствор беше доставуван на секои 24 часа, за кое време се мереше телесната тежина. Крвните примероци беа собрани од врвовите на опашките на сите стаорци под изофлуранска анестезија секој втор ден на крајот од првата и втората недела. Крвните примероци беа центрифугирани на 3000 g во тек на 10 минути, серумот беше одвоен и складиран на -80°C за последователно мерење на серумската уреа, креатинин (Cr) и вкупен сулфид. Серумската уреа беше определена со ензимски метод на уреаза, а серумскиот креатинин беше определен со фотометриски метод на Jaffe користејќи комерцијално достапни комплети (Man Company, Техеран, Иран) и автоматски анализатор (Selectra E, сериски број 0-2124, Холандија). Коефициентите на варијација во рамките на и меѓу тестовите за уреа и Cr беа помали од 2,5%.
Методот со метиленско сино (MB) се користи за мерење на вкупниот сулфид во водата за пиење и серумот што содржи NaHS; MB е најчесто користениот метод за мерење на сулфид во раствори во големи количини и биолошки примероци11,37. Методот MB може да се користи за проценка на вкупниот пул на сулфиди38 и мерење на неоргански сулфиди во форма на H2S, HS- и S2 во водната фаза39. Во овој метод, сулфурот се таложи како цинк сулфид (ZnS) во присуство на цинк ацетат11,38. Таложењето на цинк ацетат е најшироко користениот метод за одвојување на сулфидите од други хромофори11. ZnS беше повторно растворен со употреба на HCl11 под силно кисели услови. Сулфидот реагира со DMPD во стехиометриски сооднос од 1:2 во реакција катализирана од железен хлорид (Fe3+ делува како оксидирачки агенс) за да се формира бојата MB, која се детектира спектрофотометриски на 670 nm40,41. Границата на детекција на методот MB е приближно 1 μM11.
Во оваа студија, 100 μL од секој примерок (раствор или серум) беше додаден во епрувета; потоа беа додадени 200 μL цинк ацетат (1% w/v во дестилирана вода), 100 μL DMPD (20 mM во 7,2 M HCl) и 133 μL FeCl3 (30 mM во 1,2 M HCl). Смесата беше инкубирана на 37°C во темница 30 минути. Растворот беше центрифугиран на 10.000 g 10 минути, а апсорпцијата на супернатантот беше отчитана на 670 nm со помош на читач на микроплочи (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, САД). Концентрациите на сулфиди беа определени со помош на калибрациска крива на NaHS (0–100 μM) во ddH2O (Дополнителна слика 2). Сите раствори што се користеа за мерењата беа свежо подготвени. Коефициентите на варијација во рамките на анализата и меѓуанализите за мерења на сулфиди беа 2,8% и 3,4%, соодветно. Исто така, го утврдивме вкупниот сулфид обновен од примероци од вода за пиење и серум што содржат натриум тиосулфат користејќи го методот на збогатен примерок42. Обновувањата за примероци од вода за пиење и серум што содржат натриум тиосулфат беа 91 ± 1,1% (n = 6) и 93 ± 2,4% (n = 6), соодветно.
Статистичката анализа беше извршена со користење на софтверот GraphPad Prism верзија 8.0.2 за Windows (GraphPad Software, Сан Диего, Калифорнија, САД, www.graphpad.com). Парен t-тест беше користен за споредување на температурата и pH вредноста на водата за пиење пред и по додавањето на NaHS. Губењето на H2S во растворот што содржи NaHS беше пресметано како процентно намалување од основната линија на апсорпција, а за да се процени дали загубата е статистички значајна, извршивме еднонасочна ANOVA со повторени мерења, проследена со Dunnett-ов тест за повеќекратна споредба. Телесната тежина, серумската уреа, серумскиот креатинин и вкупниот серумски сулфид со текот на времето беа споредени помеѓу контролните и стаорците третирани со NaHS од различен пол, користејќи двонасочна мешана (помеѓу-во) ANOVA, проследена со Bonferroni post hoc тест. Двостраните P вредности < 0,05 се сметаа за статистички значајни.
pH вредноста на водата за пиење беше 7,60 ± 0,01 пред додавањето на NaHS и 7,71 ± 0,03 по додавањето на NaHS (n = 13, p = 0,0029). Температурата на водата за пиење беше 26,5 ± 0,2 и се намали на 26,2 ± 0,2 по додавањето на NaHS (n = 13, p = 0,0128). Подгответе раствор од 30 μM NaHS во вода за пиење и чувајте го во шише за вода. Растворот NaHS е нестабилен и неговата концентрација се намалува со текот на времето. При земање примероци од грлото на шишето за вода, забележано е значително намалување (68,0%) во рамките на првиот час, а содржината на NaHS во растворот се намали за 72% и 75% по 12 и 24 часа, соодветно. Кај примероците добиени од шишиња за вода, намалувањето на NaHS не беше значајно до 2 часа, но по 12 и 24 часа се намали за 47% и 72%, соодветно. Овие податоци покажуваат дека процентот на NaHS во раствор од 30 μM подготвен во вода за пиење се намалил на приближно една четвртина од почетната вредност по 24 часа, без оглед на локацијата на земање примероци (Слика 1).
Стабилност на растворот NaHS (30 μM) во вода за пиење во шишиња за стаорци/глувци. По подготовката на растворот, примероците се земени од врвот и внатрешноста на шишето со вода. Податоците се претставени како средна вредност ± SD (n = 6/група). * и #, P < 0,05 во споредба со времето 0. Фотографијата од шишето со вода го покажува врвот (со отвор) и телото на шишето. Волуменот на врвот е приближно 740 μL.
Концентрацијата на NaHS во свежо подготвениот раствор од 30 μM беше 30,3 ± 0,4 μM (опсег: 28,7–31,9 μM, n = 12). Сепак, по 24 часа, концентрацијата на NaHS се намали на пониска вредност (просек: 3,0 ± 0,6 μM). Како што е прикажано на Слика 2, концентрациите на NaHS на кои беа изложени стаорците не беа константни во текот на периодот на студијата.
Телесната тежина на женските стаорци значително се зголемила со текот на времето (од 205,2 ± 5,2 g до 213,8 ​​± 7,0 g во контролната група и од 204,0 ± 8,6 g до 211,8 ± 7,5 g во групата третирана со NaHS); сепак, третманот со NaHS немал ефект врз телесната тежина (Сл. 3). Телесната тежина на машките стаорци значително се зголемила со текот на времето (од 338,6 ± 8,3 g до 352,4 ± 6,0 g во контролната група и од 352,4 ± 5,9 g до 363,2 ± 4,3 g во групата третирана со NaHS); сепак, третманот со NaHS немал ефект врз телесната тежина (Сл. 3).
Промени во телесната тежина кај женски и машки стаорци по администрација на NaHS (30 μM). Податоците се претставени како средна вредност ± SEM и се споредени со двонасочна мешана (во рамките на) анализа на варијансата со Bonferroni post hoc тест. n = 5 од секој пол во секоја група.
Концентрациите на серумска уреа и креатин фосфат беа споредливи кај контролните стаорци и стаорците третирани со NaSH во текот на целата студија. Понатаму, третманот со NaSH не влијаеше врз концентрациите на серумска уреа и креатинхром (Табела 1).
Базичните концентрации на вкупни сулфиди во серумот беа споредливи помеѓу контролните и машките (8,1 ± 0,5 μM наспроти 9,3 ± 0,2 μM) и женските (9,1 ± 1,0 μM наспроти 6,1 ± 1,1 μM) стаорци третирани со NaHS. Администрацијата на NaHS во тек на 14 дена немаше ефект врз нивоата на вкупни сулфиди во серумот ниту кај машките ниту кај женските стаорци (Сл. 4).
Промени во концентрациите на вкупните сулфиди во серумот кај машки и женски стаорци по администрација на NaHS (30 μM). Податоците се претставени како средна вредност ± SEM и се споредени со користење на двонасочна мешана (во рамките на) анализа на варијансата со Bonferroni post hoc тест. Секој пол, n = 5/група.
Главниот заклучок од оваа студија е дека водата за пиење што содржи NaHS е нестабилна: само околу една четвртина од почетната вкупна содржина на сулфиди може да се открие 24 часа по земањето примероци од врвот и внатрешноста на шишињата за вода за стаорци/глувци. Понатаму, стаорците биле изложени на нестабилни концентрации на NaHS поради губењето на H2S во растворот NaHS, а додавањето на NaHS во водата за пиење не влијаело на телесната тежина, серумската уреа и креатин хромот, ниту на вкупниот серумски сулфид.
Во оваа студија, стапката на губење на H2S од раствори на NaHS од 30 μM подготвени во вода за пиење беше приближно 3% на час. Во пуфериран раствор (100 μM натриум сулфид во 10 mM PBS, pH 7,4), беше објавено дека концентрацијата на сулфид се намалува за 7% со текот на времето во текот на 8 часа11. Претходно ја браневме интраперитонеалната администрација на NaHS со тоа што објавивме дека стапката на губење на сулфиди од раствор на NaHS од 54 μM во вода за пиење беше приближно 2,3% на час (4%/час во првите 12 часа и 1,4%/час во последните 12 часа по подготовката)8. Поранешните студии43 открија постојана загуба на H2S од растворите на NaHS, првенствено поради испарување и оксидација. Дури и без додавање меурчиња, сулфидот во основниот раствор брзо се губи поради испарување на H2S11. Студиите покажаа дека за време на процесот на разредување, кој трае околу 30-60 секунди, околу 5-10% од H2S се губи поради испарување6. За да се спречи испарувањето на H2S од растворот, истражувачите презедоа неколку мерки, вклучувајќи нежно мешање на растворот12, покривање на основниот раствор со пластична фолија6 и минимизирање на изложеноста на растворот на воздух, бидејќи брзината на испарување на H2S зависи од интерфејсот воздух-течност.13 Спонтаната оксидација на H2S се јавува главно поради јони на преодни метали, особено железно железо, кои се нечистотии во водата.13 Оксидацијата на H2S резултира со формирање на полисулфиди (атоми на сулфур поврзани со ковалентни врски)11. За да се избегне неговата оксидација, растворите што содржат H2S се подготвуваат во деоксигенирани растворувачи44,45, а потоа се прочистуваат со аргон или азот 20-30 минути за да се обезбеди деоксигенација.11,12,37,44,45,46 Диетилентриаминпентаоцетна киселина (DTPA) е метален хелатор (10-4 M) што спречува HS- автооксидација во аеробни раствори. Во отсуство на DTPA, стапката на автооксидација на HS- е приближно 50% во текот на приближно 3 часа на 25°C37,47. Понатаму, бидејќи оксидацијата на 1e-сулфидот е катализирана со ултравиолетова светлина, растворот треба да се чува на мраз и да се заштити од светлина11.
Како што е прикажано на Слика 5, NaHS дисоцира на Na+ и HS-6 кога се раствора во вода; оваа дисоцијација се определува од pK1 на реакцијата, која зависи од температурата: pK1 = 3,122 + 1132/T, каде што T се движи од 5 до 30°C и се мери во степени Келвини (K), K = °C + 273,1548. HS- има висок pK2 (pK2 = 19), па при pH < 96,49, S2- не се формира или се формира во многу мали количини. Спротивно на тоа, HS- делува како база и прифаќа H+ од молекула на H2O, а H2O делува како киселина и се претвора во H2S и OH-.
Формирање на растворен гас H2S во раствор од NaHS (30 µM). aq, воден раствор; g, гас; l, течност. Сите пресметки претпоставуваат дека pH вредноста на водата е 7,0 и температурата на водата е 20 °C. Создадено со BioRender.com.
И покрај доказите дека растворите на NaHS се нестабилни, неколку студии на животни користеле раствори на NaHS во вода за пиење како донор на соединение на H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 со времетраење на интервенцијата од 1 до 21 недела (Табела 2). За време на овие студии, растворот на NaHS се обновувал на секои 12 часа, 15, 17, 18, 24, 25 часа или 24 часа, 19, 20, 21, 22, 23 часа. Нашите резултати покажаа дека стаорците биле изложени на нестабилни концентрации на лекови поради губењето на H2S од растворот на NaHS, а содржината на NaHS во водата за пиење на стаорците значително флуктуирала во текот на 12 или 24 часа (видете Слика 2). Две од овие студии објавија дека нивоата на H2S во водата останале стабилни во текот на 24 часа22 или дека се забележани само 2–3% загуби на H2S во текот на 12 часа15, но тие не дадоа дополнителни податоци или детали за мерењето. Две студии покажаа дека малиот дијаметар на шишињата за вода може да го минимизира испарувањето на H2S15,19. Сепак, нашите резултати покажаа дека ова може да го одложи губењето на H2S од шишето за вода само за 2 часа, наместо за 12–24 часа. Двете студии забележуваат дека претпоставуваме дека нивото на NaHS во водата за пиење не се променило бидејќи не забележавме промена на бојата во водата; затоа, оксидацијата на H2S со воздух не беше значајна19,20. Изненадувачки, овој субјективен метод ја проценува стабилноста на NaHS во водата, наместо да ја мери промената на неговата концентрација со текот на времето.
Губењето на H2S во растворот на NaHS е поврзано со pH и температурата. Како што е забележано во нашата студија, растворањето на NaHS во вода резултира со формирање на алкален раствор50. Кога NaHS се раствора во вода, формирањето на растворен гас H2S зависи од pH вредноста6. Колку е пониска pH вредноста на растворот, толку е поголем процентот на NaHS присутен како молекули на гас H2S и толку повеќе сулфид се губи од водниот раствор11. Ниту една од овие студии не ја извести pH вредноста на водата за пиење што се користи како растворувач за NaHS. Според препораките на СЗО, кои се усвоени од повеќето земји, pH вредноста на водата за пиење треба да биде во опсег од 6,5–8,551. Во овој опсег на pH, стапката на спонтана оксидација на H2S се зголемува приближно десеткратно13. Растворањето на NaHS во вода во овој опсег на pH ќе резултира со концентрација на растворен гас H2S од 1 до 22,5 μM, што ја нагласува важноста на следењето на pH вредноста на водата пред растворањето на NaHS. Покрај тоа, температурниот опсег објавен во горенаведената студија (18–26 °C) би резултирал со промена на концентрацијата на растворен гас H2S во растворот од приближно 10%, бидејќи промените во температурата го менуваат pK1, а малите промени во pK1 можат да имаат значително влијание врз концентрацијата на растворен гас H2S48. Покрај тоа, долгото траење на некои студии (5 месеци)22, за време на кое се очекува голема варијабилност на температурата, исто така го влошува овој проблем.
Сите студии освен една21 користеле раствор од 30 μM NaHS во вода за пиење. За да ја објаснат употребената доза (т.е. 30 μM), некои автори истакнале дека NaHS во водната фаза произведува точно иста концентрација на гас H2S и дека физиолошкиот опсег на H2S е од 10 до 100 μM, па затоа оваа доза е во рамките на физиолошкиот опсег15,16. Други објасниле дека 30 μM NaHS може да го одржи нивото на H2S во плазмата во рамките на физиолошкиот опсег, т.е. 5–300 μM19,20. Ја земаме предвид концентрацијата на NaHS во вода од 30 μM (pH = 7,0, T = 20 °C), која била користена во некои студии за проучување на ефектите на H2S. Можеме да пресметаме дека концентрацијата на растворен гас H2S е 14,7 μM, што е околу 50% од почетната концентрација на NaHS. Оваа вредност е слична на вредноста пресметана од други автори под истите услови13,48.
Во нашата студија, администрацијата на NaHS не ја промени телесната тежина; овој резултат е во согласност со резултатите од други студии кај машки глувци22,23 и машки стаорци18; Сепак, две студии објавија дека NaSH ја вратил намалената телесна тежина кај нефректомирани стаорци24,26, додека други студии не го објавија ефектот од администрацијата на NaSH врз телесната тежина15,16,17,19,20,21,25. Понатаму, во нашата студија, администрацијата на NaSH не влијаеше на нивоата на серумска уреа и креатин хром, што е во согласност со резултатите од друг извештај25.
Студијата покажа дека додавањето на NaHS во водата за пиење во тек на 2 недели не влијаело на вкупните концентрации на серумски сулфиди кај машки и женски стаорци. Ова откритие е во согласност со резултатите на Sen et al. (16): 8 недели третман со 30 μM NaHS во вода за пиење не влијаело на нивоата на сулфиди во плазмата кај контролните стаорци; сепак, тие објавија дека оваа интервенција ги вратила намалените нивоа на H2S во плазмата на нефректомизирани глувци. Li et al. (22) исто така објавија дека третманот со 30 μM NaHS во вода за пиење во тек на 5 месеци ги зголемил нивоата на слободни сулфиди во плазмата кај постари глувци за околу 26%. Други студии не објавиле промени во циркулирачкиот сулфид по додавањето на NaHS во водата за пиење.
Седум студии објавија дека користеле Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23, но не дале дополнителни детали за водата за хидратација, а пет студии не го споменале изворот на NaHS што се користи во нивните методи на подготовка17,18,24,25,26. NaHS е хидриран молекул и неговата содржина на вода за хидратација може да варира, што влијае на количината на NaHS потребна за подготовка на раствор со дадена моларност. На пример, содржината на NaHS во нашата студија беше NaHS•1.3 H2O. Така, вистинските концентрации на NaHS во овие студии може да бидат пониски од оние што се објавени.
„Како може толку краткотрајно соединение да има толку долготраен ефект?“ Позгај и сор.21 го поставија ова прашање кога ги оценуваа ефектите на NaHS врз колитисот кај глувци. Тие се надеваат дека идните студии ќе можат да одговорат на ова прашање и шпекулираат дека растворите на NaHS може да содржат постабилни полисулфиди покрај H2S и дисулфидите кои го посредуваат ефектот на NaHS21. Друга можност е дека многу ниските концентрации на NaHS што остануваат во растворот, исто така, може да имаат корисен ефект. Всушност, Олсон и сор. дадоа докази дека микромоларните нивоа на H2S во крвта не се физиолошки и треба да бидат во наномоларен опсег или целосно да отсуствуваат13. H2S може да дејствува преку сулфација на протеини, реверзибилна пост-транслациона модификација што влијае на функцијата, стабилноста и локализацијата на многу протеини52,53,54. Всушност, под физиолошки услови, приближно 10% до 25% од многу протеини на црниот дроб се сулфилирани53. И двете студии го признаваат брзото уништување на NaHS19,23, но изненадувачки наведуваат дека „ја контролиравме концентрацијата на NaHS во водата за пиење со нејзина дневна замена“.23 Една студија случајно наведува дека „NaHS е стандарден донатор на H2S и најчесто се користи во клиничката пракса за да го замени самиот H2S“.18
Горенаведената дискусија покажува дека NaHS се губи од растворот преку испарување, оксидација и фотолиза, и затоа се дадени некои предлози за намалување на загубата на H2S од растворот. Прво, испарувањето на H2S зависи од интерфејсот гас-течност13 и pH вредноста на растворот11; затоа, за да се минимизира загубата со испарување, вратот на шишето со вода може да се направи што е можно помал како што е опишано претходно15,19, а pH вредноста на водата може да се прилагоди на прифатлива горна граница (т.е. 6,5–8,551) за да се минимизира загубата со испарување11. Второ, спонтаната оксидација на H2S се јавува поради ефектите на кислородот и присуството на јони на преодни метали во водата за пиење13, па затоа деоксигенацијата на водата за пиење со аргон или азот44,45 и употребата на метални хелатори37,47 може да ја намали оксидацијата на сулфидите. Трето, за да се спречи фоторазградувањето на H2S, шишињата со вода може да се завиткаат со алуминиумска фолија; Оваа практика важи и за материјали чувствителни на светлина како што е стрептозотоцин55. Конечно, неорганските сулфидни соли (NaHS, Na2S и CaS) може да се администрираат преку сонда за пиење, наместо растворени во вода за пиење како што беше претходно објавено56,57,58; студиите покажаа дека радиоактивниот натриум сулфид администриран преку сонда за пиење кај стаорци добро се апсорбира и се дистрибуира во практично сите ткива59. До денес, повеќето студии администрирале неоргански сулфидни соли интраперитонеално; сепак, овој пат ретко се користи во клинички услови60. Од друга страна, оралниот пат е најчестиот и најпосакуваниот пат на администрација кај луѓето61. Затоа, препорачуваме да се проценат ефектите од донаторите на H2S кај глодарите со орална сонда за пиење.
Ограничување е што сулфидот го меревме во воден раствор и серум користејќи го методот MB. Методите за мерење на сулфид вклучуваат титрација на јод, спектрофотометрија, електрохемиски метод (потенциометрија, амперформансна течна хроматографија, кулометриски метод и амперометриски метод) и хроматографија (гасна хроматографија и високоперформансна течна хроматографија), меѓу кои најчесто користен метод е спектрофотометрискиот метод MB62. Ограничување на методот MB за мерење на H2S во биолошки примероци е тоа што ги мери сите соединенија што содржат сулфур, а не слободниот H2S63 бидејќи се изведува под кисели услови, што резултира со екстракција на сулфур од биолошкиот извор64. Сепак, според Американското здружение за јавно здравје, MB е стандарден метод за мерење на сулфид во вода65. Затоа, ова ограничување не влијае на нашите главни резултати за нестабилноста на растворите што содржат NaHS. Понатаму, во нашата студија, обновувањето на мерењата на сулфидот во примероци од вода и серум што содржат NaHS беше 91% и 93%, соодветно. Овие вредности се во согласност со претходно објавените опсези (77–92)66, што укажува на прифатлива аналитичка прецизност42. Вреди да се напомене дека користевме и машки и женски стаорци во согласност со упатствата на Националните институти за здравство (NIH) за да избегнеме преголемо потпирање на студии само на машки животни во претклиничките студии67 и да вклучиме и машки и женски стаорци секогаш кога е можно68. Оваа поента е нагласена од други69,70,71.
Како заклучок, резултатите од оваа студија покажуваат дека растворите на NaHS подготвени од вода за пиење не можат да се користат за генерирање на H2S поради нивната нестабилност. Овој начин на администрација би ги изложил животните на нестабилни и пониски од очекуваните нивоа на NaHS; затоа, наодите може да не се применливи кај луѓето.
Збирките податоци што се користеа и/или анализираа за време на тековната студија се достапни од соодветниот автор по разумно барање.
Сабо, К. Хронологија на истражувањето на водород сулфидот (H2S): од токсин од животната средина до биолошки медијатор. Биохемија и фармакологија 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Абе, К. и Кимура, Х. Можна улога на водород сулфидот како ендоген невромодулатор. Весник за невронаука, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Чирино, Г., Сабо, К. и Папапетропулос, А. Физиолошка улога на водород сулфидот во клетките, ткивата и органите на цицачите. Осврти во физиологијата и молекуларната биологија 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Дилон, КМ, Каразоне, РЈ, Мацон, ЈБ и Кашфи, К. Развој на ветувањата за клеточни системи за испорака на азотен оксид и водород сулфид: нова ера на персонализирана медицина. Биохемија и фармакологија 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Сан, Х., и др. Долгорочната администрација на донор на бавно ослободувачки водород сулфид може да спречи миокардна исхемија/повреда од реперфузија. Научни извештаи 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Сидикова, Г.Ф., Фукс, Р., Кајнц, В., Вајгер, Т.М. и Херман, А. Фосфорилацијата на BK каналот ја регулира чувствителноста на водород сулфид (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM и Hermann, A. Водородниот сулфид ја зголемува активноста на калциум-активираниот калиумов (BK) канал кај туморските клетки на хипофизата кај стаорци. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Џеди, С. и др. Водородниот сулфид го засилува заштитниот ефект на нитритот против повреда од миокардна исхемија-реперфузија кај стаорци со дијабетес тип 2. Азотен оксид 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Корвино, А., и др. Трендови во хемијата на донорите на H2S и нивното влијание врз кардиоваскуларните заболувања. Антиоксиданси 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
ДеЛеон, ЕР, Стој, ГФ и Олсон, КР (2012). Пасивни загуби на водород сулфид во биолошки експерименти. Аналитичка биохемија 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Наги, П., и др. Хемиски аспекти на мерењата на водород сулфид во физиолошки примероци. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Спектрофотометриско одредување на водород сулфид во природни води. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Олсон, К.Р. (2012). Практична обука во хемијата и биологијата на водород сулфидот. „Антиоксиданси“. Редокс сигнализација. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).