Metilen mavisi və neyrotransmitterlər: serotonin, dopamin, GABA və asetilxolin

Metilen mavisi haqqında tez-tez deyilən bir fikir onun eyni anda serotonini və dopamini artırdığı, GABA sistemini sakitləşdirdiyi və asetilxolinin təsirini gücləndirdiyidir. Bu fikir dörd ayrı laboratoriya nəticəsini insan orqanizmində vahid təsir kimi təqdim edir. Onun əsaslandığı elmi məqalələr müxtəlif hədəfləri, müxtəlif preparatlarda və təxminən min dəfə fərqlənən konsentrasiyalarda ölçüb. Hədəfləri bir-birindən ayırdıqda mənzərə həmin tək cümlənin göstərdiyindən həm daha maraqlı olur, həm də daha ehtiyatlı yanaşma tələb edir.

Əsas fikir sadədir. Sınaq şüşəsində bir fermentə bağlanan molekul yalnız bir iş görüb: sınaq şüşəsində bir fermentə bağlanıb. Bunun canlı beyində neyrotransmitter səviyyəsini dəyişib-dəyişməməsi toxumaya çatan konsentrasiyadan, molekulun oraya hansı kimyəvi formada çatmasından və eyni konsentrasiyada başqa hansı təsirləri göstərməsindən asılıdır. Aşağıdakı hər bölmədə bu üç sual aid olduğu nəticə ilə birlikdə nəzərdən keçirilir.

Serotonin: iki hədəf, iki konsentrasiya

Bu dörd sistem arasında ən güclü sübutlar serotoninlə bağlıdır və onlar bir-biri ilə qarışdırılmamalı olan iki fərqli molekulyar hədəfdən gəlir.

Birinci hədəf serotonini parçalayan mitoxondrial ferment — A tipli monoamin oksidazadır. Boyanı serotonin toksikliyi ilə əlaqələndirən kinetik tədqiqatda göstərildiyi kimi, metilen mavisi təmizlənmiş insan MAO-A fermentini sıx bağlanan inhibitor kimi, təxminən 27 nanomolyar Ki ilə inhibə edir; MAO-B-yə təsir etmək üçün isə xeyli yüksək konsentrasiyalar tələb olunur. Əlaqəli başqa tədqiqatlar siçovulların epifiz toxumasında eyni seçiciliyi aşkar edib: MAO-A blokadası serotonindən yaranan indolları artırıb, serotonin metaboliti 5-HIAA-nı azaldıb və qurbağalarda serotoninlə əlaqəli düzəlmə refleksini dəyişib. Bunlar redoks boyaları və epifiz indolları haqqında tədqiqatda bildirilib. İki fərqli preparat, eyni istiqamət: parçalanma azalır və fermentin normalda aradan qaldıracağı serotonin daha çox saxlanılır.

İkinci hədəf serotonin daşıyıcısının özüdür. Metilen mavisinin SERT üzərində təsirini birbaşa xarakterizə edən tədqiqata görə, insan daşıyıcısını ifadə edən hüceyrələrdə metilen mavisi həm flüoresan substratın, həm də nişanlanmış serotoninin hüceyrəyə daxil olmasını təxminən 1.4 mikromolyar IC50 ilə azaldıb və patch-clamp qeydlərində serotoninin yaratdığı cərəyanları zəiflədib. Müəlliflər aşkar alternativ izahları yoxlayıb və təsirin cGMP siqnallaşmasından, kalsium dəyişikliklərindən və hüceyrə səthində daşıyıcının ifadə səviyyəsindən asılı olmadığını müəyyən ediblər.

Bu iki rəqəm arasındakı fərqə diqqət yetirin. MAO-A inhibisiyası nanomolyar konsentrasiyalarda baş verir. Daşıyıcının inhibisiyası üçün təxminən əlli dəfə çox boya tələb olunur. Fermentə tam təsir edən aşağı məruzqalma səviyyəsi daşıyıcıya demək olar ki, təsir etməyə bilər. Bunları serotonin haqqında vahid iddiada birləşdirən hər kəs iki fərqli doza diapazonunu bir diapazon kimi təqdim edir.

Digər serotonergik dərmanları qəbul edən insanda bu hədəflərdən hər hansı birinin əhəmiyyət daşıyıb-daşımaması dərman istifadəsi ilə bağlı sualdır və dərman qarşılıqlı təsirləri üzrə bələdçinin mövzusudur. Bu məqalə hədəfləri təsvir edir; klinik məsləhətlər isə həmin səhifədə verilir.

Dopamin: ən zəif birbaşa sübutlar

Dopamin barədə dürüst danışmaq ən çox ehtiyat tələb edir. Metilen mavisinin dopamin daşıyıcısını blokladığını və ya dopamin reseptorlarına birbaşa bağlandığını göstərən, möhkəm təsdiqlənmiş tədqiqat yoxdur. Tez-tez sitat gətirilən 1.4 mikromolyar daşıyıcı IC50-si DAT-a deyil, serotonin daşıyıcısına aiddir və heç vaxt başqa hədəfə aid edilməməlidir.

Mövcud sübutlar isə dolayıdır. MAO fermentləri dopamini də metabolizə etdiyinə görə, MAO inhibisiyası serotonin və noradrenalinlə yanaşı dopaminin də saxlanmasına səbəb olur. MPTP-nin bioaktivləşməsi haqqında tədqiqatda və MAO-B ilə bağlı digər işlərdə təsvir edildiyi kimi, mitoxondrial preparatlarda metilen mavisi neyrotoksin MPTP-nin dopaminerjik zəhərə MAO-B vasitəsilə çevrilməsini Parkinson xəstəliyi üçün istifadə edilən deprenil dərmanı ilə müqayisə edilə bilən güclə bloklayıb. Heyvan tədqiqatları əlavə, lakin natamam məlumatlar verir: siçovul striatum kəsiklərində 10 mikromolyar konsentrasiyada dopaminin bazal ifrazı təxminən üç dəfə artıb; bu, daşıyıcının blokadası kimi deyil, azot monoksid siqnallaşması kontekstində öyrənilib. Sistemik dozalamadan sonra isə müxtəlif beyin bölgələrində nəticələr fərqli olub: bəzi tədqiqatlarda serotonin və noradrenalin artıb, dopamin isə demək olar ki, dəyişməyib.

Beləliklə, dopaminlə bağlı nəticələr gerçəkdir, lakin dolayıdır. Təsir dopaminə xas bir hədəf vasitəsilə deyil, eyni anda bir neçə monoaminə təsir edən ferment vasitəsilə baş verir. Metilen mavisinin insanlarda dopamini artırdığına dair hər hansı iddia bunun həqiqətən göstərilməsi mərhələsini ötürür.

GABA: bağlanma cibində tormozun bloklanması

GABA ilə bağlı nəticə dəqiqdir və boyanın formalaşmış reputasiyasına ziddir. Təsir yerini müəyyənləşdirən elektrofizioloji tədqiqatda insan GABA-A reseptorlarını ifadə edən hüceyrələrdə metilen mavisi GABA-nın yaratdığı cərəyanları təxminən 3 mikromolyardan başlayaraq inhibə edib; geniş yayılmış alpha1-beta2-gamma2 konfiqurasiyası üçün IC50 təxminən 31 mikromolyar olub.

Dəyərli hissə təsir yerinin müəyyənləşdirilməsidir. Pikrotoksin sahəsindəki mutasiyalar inhibisiyanı dəyişməyib, alt vahidlərin müqayisəsi isə benzodiazepin və sink sahələrini istisna edib. Əvəzində, GABA bağlanma cibini formalaşdırdığı məlum olan iki amin turşusu qalığındakı mutasiyalar blokadanı kəskin azaldıb. Bu, təsirin başqa yerdə allosterik modulyasiya deyil, aqonist sahəsində rəqabətli antaqonizm olduğunu göstərir. Təsir sinaptik və ekstrasinaptik alt vahid kombinasiyalarında müşahidə olunub və maddə yuyulub çıxarıldıqda sürətlə aradan qalxıb.

Bu, açıq şəkildə ifadə edilməli olan real bir ziddiyyət yaradır. Yaddaşı dəstəkləmək məqsədilə araşdırılan molekul laboratoriya qabında sürətli ləngidici ötürməni də zəiflədir. Bu zəifləmənin canlı beyində baş verib-verməməsi yerli konsentrasiyadan asılıdır; 31 mikromolyar isə əksər sistemik məruzqalma səviyyələri ilə müqayisədə yüksəkdir. Son bölmədə bu məsələ nəzərdən keçirilir. Ziddiyyətin özü tədqiqat nəticəsidir; onu aradan qaldırmaq üçün hələ heç kimin aparmadığı təcrübələr lazımdır.

Asetilxolin: bir-birinə əks iki təsir nöqtəsi

Asetilxolinlə bağlı iki nəticə bir-birinə əks istiqamətdə təsir göstərir və məhz buna görə ayrıca təqdim edilməlidir.

Bir tərəfdən, metilen mavisi asetilxolini aradan qaldıran fermentləri inhibə edir. Metilen mavisinin sinir sistemindəki təsirləri haqqında icmalda ümumiləşdirildiyi kimi, inək eritrositlərinin asetilxolinesterazası təxminən 0.57 mikromolyarda, iribuynuzlu heyvanlardan alınmış ferment təxminən 0.42 mikromolyarda, insan plazmasındakı esteraza aktivliyi isə təxminən 1.1 mikromolyarda rəqabətli şəkildə inhibə edilib. Butirilxolinesteraza növdən və preparatdan asılı olaraq təxminən 0.4 ilə 5.3 mikromolyar arasında inhibə edilib. Aradan qaldırılmanın yavaşlaması sinapsda daha çox neyrotransmitter saxlayır; təsdiqlənmiş bir neçə Alzheimer dərmanının arxasında da eyni məntiq dayanır.

Lakin bu kimyəvi təsirin bir şərti var. Oksidləşmiş mavi forma fermenti inhibə edir; reduksiya olunmuş rəngsiz forma isə etmir. Boyanın reduksiya olunmasına imkan verən uzun inkubasiyalarda təkcə bu səbəbdən daha zəif inhibisiya qeydə alınır. Xolinesteraza ilə bağlı hər sınaq rəqəminin görünməyən bir dəyişəni var: ölçmə zamanı boyanın nə qədəri hələ mavi idi.

Digər tərəfdən, metilen mavisi asetilxolinin təsir etdiyi reseptorlardan biri olan alpha7 nikotinik reseptorunu bloklayır. Alpha7 reseptoru haqqında tədqiqatda bildirildiyi kimi, qurbağa oositlərində ifadə olunan insan alpha7 reseptorları aqonistin təsir gücünü dəyişmədən, rəqabətsiz və gərginlikdən asılı olmayan antaqonizm yolu ilə təxminən 3.4 mikromolyar IC50 ilə inhibə edilib. 3 mikromolyar konsentrasiya isə siçovul hipokamp kəsiklərində xolinin yaratdığı sinaptik cavabları aradan qaldırıb. Beləliklə, oxşar aşağı mikromolyar konsentrasiyalarda boya həm neyrotransmitteri saxlayır, həm də onun reseptorlarından birinin cavabını zəiflədir. Xolinergik siqnallaşmaya yekun təsiri bu nəticələrin hər hansı birindən təkbaşına çıxarmaq mümkün deyil. Bu qeyri-müəyyənlik Alzheimer haqqında daha geniş ədəbiyyatla, eləcə də koqnitiv funksiyalar və xəstəlik araşdırmaları barədə əlaqəli müzakirə ilə bağlıdır, lakin burada həll olunmur.

Müqayisə bir yerdə

Ən həssas hədəflə ən az həssas hədəf arasında üç tərtib böyüklük fərqi var. Bu diapazon məqalənin bir cədvəldə ifadəsidir.

Bu konsentrasiyalar beyinə çatırmı?

Yanında məruzqalma göstəricisi olmadan sınaq şüşəsindən alınmış rəqəm heç nə demir. Hər kg üçün təxminən 1.4 mg venadaxili bolusdan sonra insan plazmasında orta səviyyələrin təxminən 5 mikromolyar olduğu bildirilib; eyni mövzudakı ədəbiyyatda 100 mg oral dozanın tam qanda təxminən 0.08 mikromolyar səviyyə yaratdığı göstərilib. Siçovullarda paylanma tədqiqatları beyindəki səviyyələrin dövr edən qandakı səviyyələrdən təxminən on-iyirmi dəfə yüksək olduğunu aşkar edir. Lakin bu, sinapsda sərbəst oksidləşmiş boya deyil, homogenləşdirilmiş toxumadakı ümumi boyadır. Plazma zülallarına təxminən 94 faiz bağlanma və qan hüceyrələrində paylanma isə sərbəst fraksiyanı daha da azaldır.

Cədvəllə müqayisədə mənzərə sadə «var və ya yoxdur» bölgüsü deyil, pilləli bir fərq göstərir. MAO-A inhibisiyası tipik venadaxili məruzqalma səviyyələrindən xeyli aşağı konsentrasiyalarda baş verir və boya bu yolla verildikdə farmakoloji baxımdan mümkün görünür. Xolinesteraza və alpha7 təsirləri venadaxili pik səviyyələrlə üst-üstə düşən, lakin adi oral dozaların çatmaya biləcəyi aşağı mikromolyar diapazondadır. GABA-A üçün 31 mikromolyar IC50 ehtimal olunan əksər sistemik məruzqalma səviyyələrindən yuxarıdır; buna görə bu konkret blokadanın bütöv insan orqanizmində baş verdiyini əsaslandırmaq ən çətindir. Bu müqayisənin hər sətrinə eyni qeyd aiddir: əhəmiyyətli olan hədəfdəki sərbəst, oksidləşmiş, hüceyrəxarici boyanın konsentrasiyasıdır və heç bir qan analizi bu kəmiyyəti birbaşa ölçmür.

Hansı nəticələri çıxarmaq olmaz

Cədvəldəki heç bir sətir metilen mavisinin insanda hər hansı neyrotransmitteri proqnozlaşdırıla bilən şəkildə artırdığını və ya azaltdığını təsdiqləmir. Təmizlənmiş preparatda ferment inhibisiyası, hüceyrə xəttində daşıyıcının blokadası və toxuma kəsiyində reseptor antaqonizmi — hər biri sinapsdakı real vəziyyətdən bir nəzarətli təcrübə mərhələsi ilə ayrılır. Xolinergik bölmə isə iki doğru nəticənin birlikdə qeyri-müəyyənlik yaratdığını göstərir. Bu səhifədən məsuliyyətli istifadə onu molekulun təsir etdiyi sübut olunmuş nöqtələrin, təsir gücü də qeyd edilmiş xəritəsi kimi oxumaqdır. Beləcə mexanizmlərin müzakirəsi həqiqətən ölçülənlərə əsaslanır. Bu təsir nöqtələrinin təyin olunmuş dərmanlarla necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu izah edən səhifə qarşılıqlı təsirlər üzrə bələdçidir; farmakologiyanın əsasları və əlaqəli mexanizm izahı isə əlavə kontekst verir.