Grazie per avè visitatu nature.com. A versione di u navigatore chì utilizate hà un supportu CSS limitatu. Per a megliu sperienza, vi cunsigliemu di utilizà l'ultima versione di u navigatore (o di disattivà a modalità di cumpatibilità in Internet Explorer). Inoltre, per assicurà un supportu continuu, stu situ ùn includerà micca stili o JavaScript.
L'idrogenu sulfuratu (H2S) hà parechji effetti fisiologichi è patologichi nant'à u corpu umanu. L'idrosulfuru di sodiu (NaHS) hè largamente utilizatu cum'è strumentu farmacologicu per valutà l'effetti di l'H2S in l'esperimenti biologichi. Ancu s'è a perdita di H2S da e soluzioni NaHS dura solu uni pochi di minuti, e soluzioni NaHS sò state aduprate cum'è cumposti donatori per H2S in l'acqua potabile in certi studii nantu à l'animali. Questu studiu hà investigatu se l'acqua potabile cù una cuncentrazione di NaHS di 30 μM preparata in buttiglie di rattu/topu puderia rimanere stabile per almenu 12-24 ore, cum'è suggeritu da certi autori. Preparate una soluzione di NaHS (30 μM) in acqua potabile è versatela immediatamente in buttiglie d'acqua di rattu/topu. I campioni sò stati raccolti da a punta è da l'internu di a buttiglia d'acqua à 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 è 24 ore per misurà u cuntenutu di sulfuru utilizendu u metudu di u blu di metilene. Inoltre, i ratti masci è femine sò stati iniettati cù NaHS (30 μM) per duie settimane è e concentrazioni di sulfuru siericu sò state misurate ogni dui ghjorni durante a prima settimana è à a fine di a seconda settimana. A suluzione di NaHS in u campione ottenutu da a punta di a buttiglia d'acqua era instabile; hè diminuita di 72% è 75% dopu à 12 è 24 ore, rispettivamente. In i campioni ottenuti da l'internu di e buttiglie d'acqua, a diminuzione di NaHS ùn era micca significativa in 2 ore; tuttavia, hè diminuita di 47% è 72% dopu à 12 è 24 ore, rispettivamente. L'iniezione di NaHS ùn hà micca influenzatu u livellu di sulfuru siericu di i ratti masci è femine. In conclusione, e suluzioni di NaHS preparate da acqua potabile ùn devenu micca esse aduprate per a donazione di H2S perchè a suluzione hè instabile. Questa via di amministrazione espone l'animali à quantità irregulari è più chjuche di quelle previste di NaHS.
L'idrogenu sulfuratu (H2S) hè statu adupratu cum'è tossina dapoi u 1700; però, u so pussibule rolu cum'è molécula di biosignalazione endogena hè statu discrittu da Abe è Kimura in u 1996. In l'ultimi trè decennii, numerose funzioni di H2S in diversi sistemi umani sò state elucidate, purtendu à a realizazione chì e molécula donatrici di H2S possinu avè applicazioni cliniche in u trattamentu o a gestione di certe malatie; vede Chirino et al. per una recente rivista.
L'idrosulfuru di sodiu (NaHS) hè statu largamente utilizatu cum'è strumentu farmacologicu per valutà l'effetti di l'H2S in parechji studii di culture cellulari è animali5,6,7,8. Tuttavia, NaHS ùn hè micca un donatore ideale di H2S perchè hè rapidamente cunvertitu in H2S/HS- in soluzione, hè facilmente contaminatu cù polisulfuri, è hè facilmente ossidatu è volatilizatu4,9. In parechji esperimenti biologichi, NaHS hè dissoltu in acqua, risultendu in volatilizazione passiva è perdita di H2S10,11,12, ossidazione spontanea di H2S11,12,13, è fotolisi14. U sulfuru in a soluzione originale si perde assai rapidamente per via di a volatilizazione di H2S11. In un cuntainer apertu, a mezza vita (t1/2) di H2S hè di circa 5 minuti, è a so concentrazione diminuisce di circa u 13% per minutu10. Ancu s'è a perdita di sulfuru d'idrogenu da e soluzioni NaHS dura solu uni pochi di minuti, certi studii nantu à l'animali anu utilizatu soluzioni NaHS cum'è fonte di sulfuru d'idrogenu in l'acqua potabile per 1-21 settimane, rimpiazzendu a soluzione chì cuntene NaHS ogni 12-24 ore.15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 Questa pratica ùn hè micca coerente cù i principii di a ricerca scientifica, postu chì i dosaggi di i medicinali devenu esse basati nantu à u so usu in altre spezie, in particulare l'omu.27
A ricerca preclinica in biomedicina hà per scopu di migliurà a qualità di l'assistenza à i pazienti o di i risultati di u trattamentu. Tuttavia, i risultati di a maiò parte di i studii nantu à l'animali ùn sò ancu stati tradutti à l'omu28,29,30. Una di e ragioni di stu fallimentu traslazionale hè a mancanza d'attenzione à a qualità metodologica di i studii nantu à l'animali30. Dunque, u scopu di stu studiu era di investigà se e soluzioni di NaHS di 30 μM preparate in buttiglie d'acqua di rattu/topu puderianu rimanere stabili in l'acqua potabile per 12-24 ore, cum'è dichjaratu o suggeritu in certi studii.
Tutti l'esperimenti in questu studiu sò stati realizati in cunfurmità cù e linee guida publicate per a cura è l'usu di l'animali di laburatoriu in Iran31. Tutti i rapporti sperimentali in questu studiu anu ancu seguitu e linee guida ARRIVE32. U Cumitatu Eticu di l'Istitutu di Scienze Endocrine, Università di Scienze Mediche Shahid Beheshti, hà appruvatu tutte e procedure sperimentali in questu studiu.
L'acetatu di zincu diidratatu (CAS: 5970-45-6) è u cloruru ferricu anidru (CAS: 7705-08-0) sò stati acquistati da Biochem, Chemopahrama (Cosne-sur-Loire, Francia). L'idratu di idrosulfuru di sodiu (CAS: 207683-19-0) è a N,N-dimetil-p-fenilendiammina (DMPD) (CAS: 535-47-0) sò stati acquistati da Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). L'isofluranu hè statu acquistatu da Piramal (Bethlehem, PA, USA). L'acidu cloridricu (HCl) hè statu acquistatu da Merck (Darmstadt, Germania).
Preparate una suluzione di NaHS (30 μM) in acqua potabile è versate subitu in e buttiglie d'acqua di ratti/topi. Questa cuncentrazione hè stata scelta in basa à numerose publicazioni chì utilizanu NaHS cum'è fonte di H2S; vede a sezione Discussione. NaHS hè una molecule idratata chì pò cuntene quantità variabili d'acqua d'idratazione (vale à dì, NaHS•xH2O); secondu u fabricatore, a percentuale di NaHS utilizata in u nostru studiu era di 70,7% (vale à dì, NaHS•1,3 H2O), è avemu pigliatu in contu stu valore in i nostri calculi, induve avemu utilizatu un pesu moleculare di 56,06 g/mol, chì hè u pesu moleculare di NaHS anidru. L'acqua d'idratazione (chjamata ancu acqua di cristallizazione) hè e molecule d'acqua chì custituiscenu a struttura cristallina33. L'idrati anu proprietà fisiche è termodinamiche diverse paragunate à l'anidrati34.
Prima di aghjunghje NaHS à l'acqua potabile, misurate u pH è a temperatura di u solvente. Versate subitu a suluzione di NaHS in a buttiglia d'acqua di u ratu/topu in a gabbia di l'animali. I campioni sò stati raccolti da a punta è da l'internu di a buttiglia d'acqua à 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 è 24 ore per misurà u cuntenutu di sulfuri. E misurazioni di sulfuri sò state pigliate subitu dopu ogni campionamentu. Avemu ottenutu campioni da a punta di u tubu perchè certi studii anu dimustratu chì a piccula dimensione di i pori di u tubu d'acqua pò minimizà l'evaporazione di H2S15,19. Stu prublema pare applicà si ancu à a suluzione in a buttiglia. Tuttavia, questu ùn era micca u casu per a suluzione in u collu di a buttiglia d'acqua, chì avia una velocità di evaporazione più alta è era autoossidante; in fatti, l'animali anu bevutu prima quest'acqua.
I ratti Wistar masci è femine sò stati utilizati in u studiu. I ratti sò stati allughjati in gabbie di polipropilene (2-3 ratti per gabbia) in cundizioni standard (temperatura 21-26 °C, umidità 32-40%) cù 12 ore di luce (da 7 ore à 19 ore) è 12 ore di bughjura (da 19 ore à 7 ore). I ratti avianu accessu liberu à l'acqua di rubinettu è sò stati alimentati cù cibo standard (Khorak Dam Pars Company, Teheran, Iran). I ratti Wistar femine (n = 10, pesu corpu: 190-230 g) è masci (n = 10, pesu corpu: 320-370 g) di a listessa età (6 mesi) sò stati divisi à casu in gruppi di cuntrollu è trattati cù NaHS (30 μM) (n = 5 per gruppu). Per determinà a dimensione di u campione, avemu utilizatu l'approcciu KISS (Keep It Simple, Stupid), chì combina l'esperienza precedente è l'analisi di putenza35. Avemu prima realizatu un studiu pilotu annantu à 3 ratti è avemu determinatu u livellu mediu tutale di sulfuru in u sieru è a deviazione standard (8,1 ± 0,81 μM). Dopu, cunsiderendu una putenza di 80% è assumendu un livellu di significatività bilaterale di 5%, avemu determinatu una dimensione di campione preliminare (n = 5 basatu annantu à a literatura precedente) chì currisponde à una dimensione di effettu standardizata di 2,02 cù u valore predefinitu suggeritu da Festing per calculà a dimensione di u campione di l'animali sperimentali35. Dopu avè multiplicatu stu valore per a SD (2,02 × 0,81), a dimensione di l'effettu rilevabile prevista (1,6 μM) era di 20%, chì hè accettabile. Questu significa chì n = 5/gruppu hè sufficiente per rilevà un cambiamentu mediu di 20% trà i gruppi. I ratti sò stati divisi à casu in gruppi di cuntrollu è trattati cù NaSH utilizendu a funzione aleatoria di u software Excel 36 (Figura Supplementare 1). L'accecamentu hè statu realizatu à u livellu di u risultatu, è i ricercatori chì realizavanu e misurazioni biochimiche ùn eranu micca cuscenti di l'assegnazioni di u gruppu.
I gruppi NaHS di i dui sessi sò stati trattati cù una soluzione di NaHS 30 μM preparata in acqua potabile per 2 settimane; Una soluzione fresca hè stata furnita ogni 24 ore, durante i quali hè statu misuratu u pesu corpurale. I campioni di sangue sò stati raccolti da e punte di a coda di tutti i ratti sottu anestesia cù isoflurano ogni dui ghjorni à a fine di a prima è di a seconda settimana. I campioni di sangue sò stati centrifugati à 3000 g per 10 minuti, u serum hè statu separatu è cunservatu à –80 ° C per a successiva misurazione di l'urea sierica, a creatinina (Cr) è u sulfuru tutale. L'urea sierica hè stata determinata cù u metudu enzimaticu di l'ureasi, è a creatinina sierica hè stata determinata cù u metudu fotometricu Jaffe utilizendu kit dispunibili in cummerciu (Man Company, Teheran, Iran) è un analizzatore automaticu (Selectra E, numeru di serie 0-2124, Paesi Bassi). I coefficienti di variazione intra- è inter-saggio per l'urea è u Cr eranu menu di 2,5%.
U metudu di u blu di metilene (MB) hè adupratu per misurà u sulfuru tutale in l'acqua potabile è u serum chì cuntene NaHS; MB hè u metudu u più cumunamente adupratu per misurà u sulfuru in suluzioni in massa è campioni biologichi11,37. U metudu MB pò esse adupratu per stimà u gruppu tutale di sulfuri38 è misurà i sulfuri inorganici in forma di H2S, HS- è S2 in a fase acquosa39. In questu metudu, u sulfuru hè precipitatu cum'è sulfuru di zincu (ZnS) in presenza di acetatu di zincu11,38. A precipitazione cù acetatu di zincu hè u metudu u più largamente adupratu per separà i sulfuri da altri cromofori11. ZnS hè statu ridissolutu aduprendu HCl11 in cundizioni fortemente acide. U sulfuru reagisce cù DMPD in un rapportu stechiometricu di 1:2 in una reazione catalizzata da u cloruru ferricu (Fe3+ agisce cum'è un agente ossidante) per furmà u colorante MB, chì hè rilevatu spettrofotometricamente à 670 nm40,41. U limite di rilevazione di u metudu MB hè circa 1 μM11.
In questu studiu, 100 μL di ogni campione (soluzione o serum) sò stati aghjunti à un tubu; dopu sò stati aghjunti 200 μL d'acetatu di zincu (1% p/v in acqua distillata), 100 μL di DMPD (20 mM in 7,2 M HCl) è 133 μL di FeCl3 (30 mM in 1,2 M HCl). A mistura hè stata incubata à 37°C à u bughju per 30 minuti. A soluzione hè stata centrifugata à 10.000 g per 10 minuti, è l'assorbanza di u surnatante hè stata letta à 670 nm utilizendu un lettore di micropiastre (BioTek, MQX2000R2, Winooski, VT, USA). E concentrazioni di sulfuri sò state determinate utilizendu una curva di calibrazione di NaHS (0-100 μM) in ddH2O (Figura Supplementare 2). Tutte e soluzioni aduprate per e misurazioni sò state preparate di frescu. I coefficienti di variazione intra- è inter-saggio per e misurazioni di sulfuri eranu 2,8% è 3,4%, rispettivamente. Avemu ancu determinatu u sulfuru tutale recuperatu da campioni d'acqua potabile è di serum chì cuntenenu tiosulfatu di sodiu utilizendu u metudu di campionamentu arricchitu42. I recuperi per i campioni d'acqua potabile è di serum chì cuntenenu tiosulfatu di sodiu eranu 91 ± 1,1% (n = 6) è 93 ± 2,4% (n = 6), rispettivamente.
L'analisi statistica hè stata realizata cù u software GraphPad Prism versione 8.0.2 per Windows (GraphPad Software, San Diego, CA, USA, www.graphpad.com). Un test t appaiatu hè statu utilizatu per paragunà a temperatura è u pH di l'acqua potabile prima è dopu l'aghjunta di NaHS. A perdita di H2S in a suluzione chì cuntene NaHS hè stata calculata cum'è una diminuzione percentuale da l'assorbimentu di basa, è per valutà se a perdita era statisticamente significativa, avemu realizatu una ANOVA à misure ripetute à una via seguita da u test di paragone multiplu di Dunnett. U pesu corpurale, l'urea sierica, a creatinina sierica è u sulfuru sierico tutale in u tempu sò stati paragunati trà i ratti di cuntrollu è trattati cù NaHS di sessi diversi utilizendu una ANOVA mista à duie vie (trà-intra) seguita da un test post hoc di Bonferroni. I valori P à duie code < 0,05 sò stati cunsiderati statisticamente significativi.
U pH di l'acqua potabile era 7,60 ± 0,01 prima di l'aghjunta di NaHS è 7,71 ± 0,03 dopu l'aghjunta di NaHS (n = 13, p = 0,0029). A temperatura di l'acqua potabile era 26,5 ± 0,2 è hè diminuita à 26,2 ± 0,2 dopu l'aghjunta di NaHS (n = 13, p = 0,0128). Preparate una soluzione di NaHS 30 μM in acqua potabile è conservatela in una buttiglia d'acqua. A soluzione di NaHS hè instabile è a so concentrazione diminuisce cù u tempu. Quandu si campionava da u collu di a buttiglia d'acqua, hè stata osservata una diminuzione significativa (68,0%) in a prima ora, è u cuntenutu di NaHS in a soluzione hè diminuitu di 72% è 75% dopu à 12 è 24 ore, rispettivamente. In i campioni ottenuti da buttiglie d'acqua, a riduzione di NaHS ùn era micca significativa finu à 2 ore, ma dopu à 12 è 24 ore era diminuita di 47% è 72%, rispettivamente. Questi dati indicanu chì a percentuale di NaHS in una soluzione di 30 μM preparata in acqua potabile hè diminuita à circa un quartu di u valore iniziale dopu à 24 ore, indipendentemente da u locu di campionamentu (Figura 1).
Stabilità di a suluzione NaHS (30 μM) in acqua potabile in buttiglie di rattu/topu. Dopu a preparazione di a suluzione, sò stati prelevati campioni da a punta è da l'internu di a buttiglia d'acqua. I dati sò presentati cum'è media ± SD (n = 6/gruppu). * è #, P < 0,05 paragunatu à u tempu 0. A fotografia di a buttiglia d'acqua mostra a punta (cù l'apertura) è u corpu di a buttiglia. U vulume di a punta hè di circa 740 μL.
A cuncentrazione di NaHS in a suluzione 30 μM appena preparata era 30,3 ± 0,4 μM (intervallu: 28,7–31,9 μM, n = 12). Tuttavia, dopu à 24 ore, a cuncentrazione di NaHS hè diminuita à un valore più bassu (media: 3,0 ± 0,6 μM). Cum'è mostratu in a Figura 2, e cuncentrazioni di NaHS à e quali i ratti sò stati esposti ùn eranu micca custanti durante u periodu di studiu.
U pesu corpurale di i ratti femini hè aumentatu significativamente cù u tempu (da 205,2 ± 5,2 g à 213,8 ​​± 7,0 g in u gruppu di cuntrollu è da 204,0 ± 8,6 g à 211,8 ± 7,5 g in u gruppu trattatu cù NaHS); tuttavia, u trattamentu NaHS ùn hà avutu alcun effettu nantu à u pesu corpurale (Fig. 3). U pesu corpurale di i ratti masci hè aumentatu significativamente cù u tempu (da 338,6 ± 8,3 g à 352,4 ± 6,0 g in u gruppu di cuntrollu è da 352,4 ± 5,9 g à 363,2 ± 4,3 g in u gruppu trattatu cù NaHS); tuttavia, u trattamentu NaHS ùn hà avutu alcun effettu nantu à u pesu corpurale (Fig. 3).
Cambiamenti di pesu corpurale in ratti femine è masci dopu a somministrazione di NaHS (30 μM). I dati sò presentati cum'è media ± SEM è sò stati paragunati aduprendu l'analisi mista à duie vie (intra-intermediu) di a varianza cù u test post hoc di Bonferroni. n = 5 di ogni sessu in ogni gruppu.
E concentrazioni di urea sierica è di creatina fosfatu eranu paragunabili in i ratti di cuntrollu è trattati cù NaSH durante tuttu u studiu. Inoltre, u trattamentu cù NaSH ùn hà micca affettatu e concentrazioni di urea sierica è di creatinacromu (Tavula 1).
E concentrazioni totali di sulfuri sierichi di basa eranu paragunabili trà i ratti masci (8,1 ± 0,5 μM vs. 9,3 ± 0,2 μM) è femine (9,1 ± 1,0 μM vs. 6,1 ± 1,1 μM) di cuntrollu è trattati cù NaHS. L'amministrazione di NaHS per 14 ghjorni ùn hà avutu alcun effettu nantu à i livelli totali di sulfuri sierichi in i ratti masci o femine (Fig. 4).
Cambiamenti in e concentrazioni totali di sulfuri sierichi in ratti maschili è femine dopu a somministrazione di NaHS (30 μM). I dati sò presentati cum'è media ± SEM è sò stati paragunati utilizendu un'analisi di varianza mista à duie vie (intra-intra) cù u test post hoc di Bonferroni. Ogni sessu, n = 5/gruppu.
A cunclusione principale di stu studiu hè chì l'acqua potabile chì cuntene NaHS hè instabile: solu circa un quartu di u cuntenutu tutale iniziale di sulfuri pò esse rilevatu 24 ore dopu u campionamentu da a punta è da l'internu di e buttiglie d'acqua di ratti/topi. Inoltre, i ratti sò stati esposti à cuncentrazioni instabili di NaHS per via di a perdita di H2S in a suluzione di NaHS, è l'aghjunta di NaHS à l'acqua potabile ùn hà micca affettatu u pesu corpurale, l'urea sierica è u cromu di creatina, o u sulfuru siericu tutale.
In questu studiu, a velocità di perdita di H2S da soluzioni di NaHS 30 μM preparate in acqua potabile era di circa 3% per ora. In una soluzione tamponata (100 μM di sulfuru di sodiu in 10 mM PBS, pH 7,4), a concentrazione di sulfuru hè stata segnalata per diminuisce di 7% in u tempu in 8 ore11. Avemu digià difesu l'amministrazione intraperitoneale di NaHS ripurtendu chì a velocità di perdita di sulfuru da una soluzione di NaHS 54 μM in acqua potabile era di circa 2,3% per ora (4%/ora in e prime 12 ore è 1,4%/ora in l'ultime 12 ore dopu a preparazione)8. Studi precedenti43 anu trovu una perdita costante di H2S da e soluzioni di NaHS, principalmente per via di a volatilizazione è l'ossidazione. Ancu senza l'aggiunta di bolle, u sulfuru in a soluzione madre si perde rapidamente per via di a volatilizazione di H2S11. Studi anu dimustratu chì durante u prucessu di diluzione, chì dura circa 30-60 secondi, circa 5-10% di H2S si perde per via di l'evaporazione6. Per impedisce l'evaporazione di H2S da a suluzione, i circadori anu pigliatu parechje misure, cumprese una delicata agitazione di a suluzione12, cuprendu a suluzione stock cù una pellicola plastica6, è minimizendu l'esposizione di a suluzione à l'aria, postu chì a velocità di evaporazione di H2S dipende da l'interfaccia aria-liquidu.13 L'ossidazione spontanea di H2S si verifica principalmente per via di ioni metallici di transizione, in particulare u ferru ferricu, chì sò impurità in l'acqua.13 L'ossidazione di H2S provoca a furmazione di polisulfuri (atomi di zolfu ligati da legami covalenti)11. Per evità a so ossidazione, e soluzioni chì cuntenenu H2S sò preparate in solventi deossigenati44,45 è poi purgate cù argon o azotu per 20-30 minuti per assicurà a deossigenazione.11,12,37,44,45,46 L'acidu dietilenetriaminpentaaceticu (DTPA) hè un chelante metallicu (10-4 M) chì impedisce l'autossidazione di HS- in soluzioni aerobiche. In assenza di DTPA, u tassu di autossidazione di HS- hè di circa 50% in circa 3 ore à 25 ° C37,47. Inoltre, postu chì l'ossidazione di 1e-sulfuru hè catalizzata da a luce ultravioletta, a soluzione deve esse conservata nantu à u ghjacciu è prutetta da a luce11.
Cum'è mostratu in a Figura 5, NaHS si dissocia in Na+ è HS-6 quandu hè dissolutu in acqua; sta dissociazione hè determinata da u pK1 di a reazione, chì dipende da a temperatura: pK1 = 3.122 + 1132/T, induve T varieghja da 5 à 30°C è hè misurata in gradi Kelvin (K), K = °C + 273.1548. HS- hà un pK2 altu (pK2 = 19), dunque à pH < 96.49, S2- ùn hè micca furmatu o hè furmatu in quantità assai chjuche. In cuntrastu, HS- agisce cum'è una basa è accetta H+ da una molecule H2O, è H2O agisce cum'è un acidu è hè cunvertitu in H2S è OH-.
Furmazione di gasu H2S dissoltu in una suluzione NaHS (30 µM). aq, suluzione acquosa; g, gasu; l, liquidu. Tutti i calculi supponenu chì u pH di l'acqua sia 7,0 è a temperatura di l'acqua sia 20 °C. Creatu cù BioRender.com.
Malgradu l'evidenza chì e soluzioni NaHS sò instabili, parechji studii nantu à l'animali anu utilizatu soluzioni NaHS in l'acqua potabile cum'è cumpostu donatore di H2S15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 cù durate d'interventu chì varianu da 1 à 21 settimane (Tabella 2). Durante questi studii, a soluzione NaHS hè stata rinnuvata ogni 12 ore, 15, 17, 18, 24, 25 ore o 24 ore, 19, 20, 21, 22, 23 ore. I nostri risultati anu dimustratu chì i ratti eranu esposti à concentrazioni di droga instabili per via di a perdita di H2S da a soluzione NaHS, è u cuntenutu di NaHS in l'acqua potabile di i ratti hà fluttuatu significativamente in 12 o 24 ore (vede Figura 2). Dui di sti studii anu signalatu chì i livelli di H2S in l'acqua sò rimasti stabili per 24 ore o chì solu perdite di H2S di 2-3% sò state osservate per 12 ore è 15 ore, ma ùn anu micca furnitu dati di supportu o dettagli di misurazione. Dui studii anu dimustratu chì u picculu diametru di e buttiglie d'acqua pò minimizà l'evaporazione di H2S15,19. Tuttavia, i nostri risultati anu dimustratu chì questu pò ritardà a perdita di H2S da una buttiglia d'acqua solu di 2 ore invece di 12-24 ore. Tramindui i studii nutanu chì supponemu chì u livellu di NaHS in l'acqua potabile ùn hè micca cambiatu perchè ùn avemu micca osservatu un cambiamentu di culore in l'acqua; dunque, l'ossidazione di H2S per aria ùn era micca significativa19,20. Sorprendentemente, questu metudu soggettivu valuta a stabilità di NaHS in acqua invece di misurà u cambiamentu di a so concentrazione in u tempu.
A perdita di H2S in a suluzione NaHS hè ligata à u pH è à a temperatura. Cum'è nutatu in u nostru studiu, a dissoluzione di NaHS in acqua provoca a furmazione di una suluzione alcalina50. Quandu NaHS hè dissolutu in acqua, a furmazione di gas H2S dissolutu dipende da u valore di pH6. Più bassu hè u pH di a suluzione, più grande hè a proporzione di NaHS prisente cum'è molecule di gas H2S è più sulfuru hè persu da a suluzione acquosa11. Nisunu di sti studii hà riportatu u pH di l'acqua potabile aduprata cum'è solvente per NaHS. Sicondu e raccomandazioni di l'OMS, chì sò aduttate da a maiò parte di i paesi, u pH di l'acqua potabile deve esse in l'intervallu 6,5-8,551. In questu intervallu di pH, a velocità di ossidazione spontanea di H2S aumenta circa dece volte13. A dissoluzione di NaHS in acqua in questu intervallu di pH darà una cuncentrazione di gas H2S dissolutu da 1 à 22,5 μM, ciò chì mette in risaltu l'impurtanza di monitorà u pH di l'acqua prima di dissolve NaHS. Inoltre, l'intervallu di temperatura riportatu in u studiu sopra (18-26 °C) averebbe cum'è risultatu un cambiamentu in a cuncentrazione di gasu H2S dissoltu in a suluzione di circa 10%, postu chì i cambiamenti di temperatura alteranu pK1, è i picculi cambiamenti in pK1 ponu avè un impattu significativu nantu à a cuncentrazione di gasu H2S dissoltu48. Inoltre, a longa durata di certi studii (5 mesi)22, durante a quale si prevede una grande variabilità di temperatura, aggrava ancu stu prublema.
Tutti i studii, eccettu unu21, anu utilizatu una suluzione di NaHS 30 μM in acqua potabile. Per spiegà a dosa utilizata (vale à dì 30 μM), certi autori anu signalatu chì NaHS in a fase acquosa produce esattamente a stessa cuncentrazione di gas H2S è chì l'intervallu fisiologicu di H2S hè da 10 à 100 μM, dunque sta dosa hè in l'intervallu fisiologicu15,16. Altri anu spiegatu chì 30 μM NaHS pò mantene u livellu plasmaticu di H2S in l'intervallu fisiologicu, vale à dì 5-300 μM19,20. Cunsideremu a cuncentrazione di NaHS in acqua di 30 μM (pH = 7,0, T = 20 °C), chì hè stata utilizata in certi studii per studià l'effetti di H2S. Pudemu calculà chì a cuncentrazione di gas H2S dissoltu hè 14,7 μM, chì hè circa u 50% di a cuncentrazione iniziale di NaHS. Stu valore hè simile à u valore calculatu da altri autori in e stesse cundizioni13,48.
In u nostru studiu, l'amministrazione di NaHS ùn hà micca cambiatu u pesu corpurale; questu risultatu hè coerente cù i risultati di altri studii in topi maschili22,23 è ratti maschili18; Tuttavia, dui studii anu riportatu chì NaSH hà restauratu a diminuzione di u pesu corpurale in ratti nefrectomizzati24,26, mentre chì altri studii ùn anu micca riportatu l'effettu di l'amministrazione di NaSH nantu à u pesu corpurale15,16,17,19,20,21,25. Inoltre, in u nostru studiu, l'amministrazione di NaSH ùn hà micca affettatu i livelli di urea sierica è di cromu di creatina, ciò chì hè coerente cù i risultati di un altru rapportu25.
U studiu hà trovu chì l'aghjunta di NaHS à l'acqua potabile per 2 settimane ùn hà micca affettatu e concentrazioni totali di sulfuri sierichi in i ratti maschili è femine. Questa scuperta hè coerente cù i risultati di Sen et al. (16): 8 settimane di trattamentu cù 30 μM di NaHS in l'acqua potabile ùn anu micca affettatu i livelli di sulfuri plasmatici in i ratti di cuntrollu; tuttavia, anu riportatu chì questu intervenimentu hà restauratu i livelli diminuiti di H2S in u plasma di topi nefrectomizzati. Li et al. (22) anu ancu riportatu chì u trattamentu cù 30 μM di NaHS in l'acqua potabile per 5 mesi hà aumentatu i livelli di sulfuri liberi plasmatici in i topi anziani di circa u 26%. Altri studii ùn anu micca riportatu cambiamenti in u sulfuru circulante dopu l'aghjunta di NaHS à l'acqua potabile.
Sette studii anu riportatu l'usu di Sigma NaHS15,16,19,20,21,22,23 ma ùn anu micca furnitu più dettagli nantu à l'acqua di idratazione, è cinque studii ùn anu micca mintuvatu a fonte di NaHS utilizata in i so metudi di preparazione17,18,24,25,26. NaHS hè una molecule idratata è u so cuntenutu di acqua di idratazione pò varià, ciò chì affetta a quantità di NaHS necessaria per preparà una suluzione di una data molarità. Per esempiu, u cuntenutu di NaHS in u nostru studiu era NaHS•1.3 H2O. Cusì, e concentrazioni attuali di NaHS in questi studii ponu esse più basse di quelle riportate.
«Cumu pò un cumpostu cusì cortu avè un effettu cusì longu?» Pozgay et al.21 anu fattu sta quistione quandu anu valutatu l'effetti di NaHS nantu à a colite in i topi. Speranu chì i studii futuri saranu capaci di risponde à sta quistione è speculà chì e soluzioni NaHS possinu cuntene polisulfidi più stabili in più di l'H2S è di i disulfidi chì medianu l'effettu di NaHS21. Un'altra pussibilità hè chì e concentrazioni assai basse di NaHS chì restanu in suluzione possinu ancu avè un effettu beneficu. In fatti, Olson et al. anu furnitu evidenze chì i livelli micromolari di H2S in u sangue ùn sò micca fisiologichi è devenu esse in a gamma nanomolare o assenti cumpletamente13. H2S pò agisce per via di a sulfazione di e proteine, una mudificazione post-traduzionale reversibile chì affetta a funzione, a stabilità è a lucalizazione di parechje proteine52,53,54. In fatti, in cundizioni fisiologiche, circa u 10% à u 25% di parechje proteine ​​​​di u fegatu sò sulfilate53. Tramindui i studii ricunnoscenu a rapida distruzzione di NaHS19,23 ma dichjaranu sorprendentemente chì "avemu cuntrullatu a cuncentrazione di NaHS in l'acqua potabile rimpiazzendula ogni ghjornu".23 Un studiu hà dichjaratu accidentalmente chì "NaHS hè un donatore standard di H2S è hè cumunemente adupratu in a pratica clinica per rimpiazzà H2S stessu".18
A discussione sopra mostra chì u NaHS si perde da a suluzione per via di a volatilizazione, l'ossidazione è a fotolisi, è dunque si facenu qualchi suggerimenti per riduce a perdita di H2S da a suluzione. Prima, l'evaporazione di H2S dipende da l'interfaccia gas-liquidu13 è da u pH di a suluzione11; dunque, per minimizà a perdita evaporativa, u collu di a buttiglia d'acqua pò esse fattu u più chjucu pussibule cum'è descrittu prima15,19, è u pH di l'acqua pò esse aghjustatu à un limite superiore accettabile (vale à dì, 6,5-8,551) per minimizà a perdita evaporativa11. Siconda, l'ossidazione spontanea di H2S si verifica per via di l'effetti di l'ossigenu è di a presenza di ioni metallichi di transizione in l'acqua potabile13, dunque a deossigenazione di l'acqua potabile cù argon o azotu44,45 è l'usu di chelatori metallichi37,47 ponu riduce l'ossidazione di i sulfidi. Terzu, per impedisce a fotodecomposizione di H2S, e buttiglie d'acqua ponu esse imballate cù foglia d'aluminiu; Questa pratica s'applica ancu à i materiali sensibili à a luce cum'è a streptozotocina55. Infine, i sali di sulfuru inorganici (NaHS, Na2S è CaS) ponu esse amministrati per via di gavage invece di esse dissolti in acqua potabile cum'è riportatu prima56,57,58; studii anu dimustratu chì u sulfuru di sodiu radioattivu amministratu per via di gavage à i ratti hè ben assorbitu è ​​distribuitu praticamente à tutti i tessuti59. Finu à oghje, a maiò parte di i studii anu amministratu sali di sulfuru inorganici per via intraperitoneale; tuttavia, sta via hè raramente aduprata in ambienti clinichi60. D’altronde, a via orale hè a via di amministrazione più cumuna è preferita in l’omu61. Dunque, ricumandemu di valutà l’effetti di i donatori di H2S in i roditori per via di gavage orale.
Una limitazione hè chì avemu misuratu u sulfuru in soluzione acquosa è in serum utilizendu u metudu MB. I metudi per misurà u sulfuru includenu a titrazione di iodu, a spettrofotometria, u metudu elettrochimicu (potenziometria, amperometria, metudu coulometricu è metudu amperometricu) è a cromatografia (gascromatografia è cromatografia liquida ad alte prestazioni), frà i quali u metudu più cumunamente utilizatu hè u metudu spettrofotometricu MB62. Una limitazione di u metudu MB per misurà l'H2S in campioni biologichi hè chì misura tutti i cumposti chì cuntenenu sulfuru è micca l'H2S63 liberu perchè hè realizatu in cundizioni acide, ciò chì risulta in l'estrazione di sulfuru da a fonte biologica64. Tuttavia, secondu l'American Public Health Association, MB hè u metudu standard per misurà u sulfuru in acqua65. Dunque, sta limitazione ùn influenza micca i nostri risultati principali nantu à l'instabilità di e soluzioni chì cuntenenu NaHS. Inoltre, in u nostru studiu, a ricuperazione di e misurazioni di sulfuru in campioni d'acqua è di serum chì cuntenenu NaHS era rispettivamente di 91% è 93%. Questi valori sò in linea cù l'intervalli riportati prima (77-92)66, chì indicanu una precisione analitica accettabile42. Hè da nutà chì avemu utilizatu ratti masci è femine in cunfurmità cù e linee guida di l'Istituti Naziunali di Salute (NIH) per evità una dipendenza eccessiva da studii nantu à l'animali solu masci in studii preclinichi67 è per include ratti masci è femine quandu hè pussibule68. Questu puntu hè statu messu in risaltu da altri69,70,71.
In cunclusione, i risultati di stu studiu indicanu chì e suluzioni di NaHS preparate da l'acqua potabile ùn ponu esse aduprate per generà H2S per via di a so instabilità. Sta via di amministrazione esponerebbe l'animali à livelli instabili è inferiori à quelli previsti di NaHS; dunque, i risultati ùn ponu micca esse applicabili à l'omu.
I datasets utilizati è/o analizati durante u studiu attuale sò dispunibili da l'autore currispundente nantu à dumanda raghjonevule.
Szabo, K. Cronologia di a ricerca nantu à l'idrogenu sulfuratu (H2S): da a tossina ambientale à u mediatore biologicu. Biochimica è Farmacologia 149, 5–19. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2017.09.010 (2018).
Abe, K. è Kimura, H. Possibile rolu di u sulfuru d'idrogenu cum'è neuromodulatore endogenu. Journal of Neuroscience, 16, 1066–1071. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-03-01066.1996 (1996).
Chirino, G., Szabo, C. è Papapetropoulos, A. Ruolo fisiologicu di l'idrogenu sulfuratu in e cellule, i tessuti è l'organi di i mammiferi. Reviews in Physiology and Molecular Biology 103, 31–276. https://doi.org/10.1152/physrev.00028.2021 (2023).
Dillon, KM, Carrazzone, RJ, Matson, JB, è Kashfi, K. Prumessa in evoluzione di sistemi di consegna cellulare per l'ossidu nitricu è l'idrogenu sulfuratu: una nova era di medicina persunalizata. Biochimica è Farmacologia 176, 113931. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.113931 (2020).
Sun, X., et al. L'amministrazione à longu andà di un donatore di sulfuru d'idrogenu à liberazione lenta pò prevene i danni da ischemia/riperfusione miocardica. Rapporti scientifichi 7, 3541. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03941-0 (2017).
Sitdikova, GF, Fuchs, R., Kainz, W., Weiger, TM è Hermann, A. A fosforilazione di u canale BK regula a sensibilità à l'idrogenu sulfuratu (H2S). Frontiers in Physiology 5, 431. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00431 (2014).
Sitdikova, GF, Weiger, TM è Hermann, A. U sulfuru d'idrogenu aumenta l'attività di u canale di potassiu attivatu da u calciu (BK) in e cellule tumorali pituitarie di u ratu. Archit. Pfluegers. 459, 389–397. https://doi.org/10.1007/s00424-009-0737-0 (2010).
Jeddy, S., et al. U sulfuru d'idrogenu aumenta l'effettu prutettivu di u nitritu contr'à a ferita da ischemia-riperfusione miocardica in i ratti diabetici di tipu 2. Ossidu nitricu 124, 15–23. https://doi.org/10.1016/j.niox.2022.04.004 (2022).
Corvino, A., et al. Tendenze in a chimica di i donatori di H2S è u so impattu nantu à e malatie cardiovascolari. Antioxidants 10, 429. https://doi.org/10.3390/antiox10030429 (2021).
DeLeon, ER, Stoy, GF, è Olson, KR (2012). Perdite passive di sulfuru d'idrogenu in esperimenti biologichi. Biochimica Analitica 421, 203–207. https://doi.org/10.1016/j.ab.2011.10.016 (2012).
Nagy, P., et al. Aspetti chimichi di e misurazioni di l'idrogenu sulfuratu in campioni fisiologichi. Biochimica et Biophysical Acta 1840, 876–891. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.05.037 (2014).
Kline, LL.D. Determinazione spettrofotometrica di l'idrogenu sulfuratu in acque naturali. Limnol. Oceanogr. 14, 454–458. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.3.0454 (1969).
Olson, KR (2012). Furmazione pratica in a chimica è a biologia di l'idrogenu sulfuratu. "Antiossidanti". Segnalazione Redox. 17, 32–44. https://doi.org/10.1089/ars.2011.4401 (2012).