Glas methylen a niwrodrosglwyddyddion: serotonin, dopamin, GABA, ac asetylcolin

Mae brawddeg gyffredin am las methylen yn dweud ei fod yn codi serotonin, yn codi dopamin, yn tawelu GABA, ac yn miniogi asetylcolin, i gyd ar unwaith. Mae'r frawddeg honno'n trin pedwar canfyddiad labordy ar wahân fel un effaith o fewn person. Mesurodd y papurau y tu ôl iddi dargedau gwahanol, mewn paratoadau gwahanol, ar grynodiadau sy'n amrywio gan ffactor o tua mil. Ar ôl gwahanu'r targedau, mae'r darlun yn dod yn fwy diddorol ac yn galw am fwy o ofal nag y mae'r frawddeg unigol yn ei ganiatáu.

Mae'r syniad sy'n trefnu'r drafodaeth yn syml. Mae moleciwl sy'n rhwymo wrth ensym mewn tiwb profi wedi gwneud un peth: rhwymo wrth ensym mewn tiwb profi. Mae p'un a yw hynny'n newid lefel niwrodrosglwyddydd mewn ymennydd byw yn dibynnu ar y crynodiad sy'n cyrraedd y meinwe, ar ffurf gemegol y moleciwl pan fydd yn cyrraedd, ac ar bopeth arall y mae'r moleciwl yn ei wneud ar yr un crynodiad. Mae pob adran isod yn cadw'r tri chwestiwn hynny ynghlwm wrth y canfyddiad perthnasol.

Serotonin: dau darged, dau grynodiad

Serotonin sydd â'r dystiolaeth gryfaf o'r pedair system, ac mae'n dod o ddau darged moleciwlaidd gwahanol na ddylid eu huno.

Y targed cyntaf yw monoamin ocsidas math A, yr ensym mitocondriaidd sy'n dadelfennu serotonin. Mae MAO-A dynol wedi'i buro yn cael ei atal gan las methylen fel atalydd sy'n rhwymo'n dynn, gyda Ki o tua 27 nanomolar, tra bod angen crynodiadau llawer uwch ar MAO-B cyn yr effeithir arno, fel y dangoswyd yn yr astudiaeth ginetig a gysylltodd y llifyn â gwenwyndra serotonin. Canfu gwaith cysylltiedig yr un detholusrwydd ym meinwe chwarren bineal llygod mawr, lle cododd atal MAO-A lefelau indolau sy'n deillio o serotonin, gostwng lefelau'r metabolyn serotonin 5-HIAA, a newid atgyrch unioni sy'n gysylltiedig â serotonin mewn brogaod, fel yr adroddwyd yn yr astudiaeth o lifynnau rhydocs ac indolau pineal. Dau baratoad gwahanol, yr un cyfeiriad: llai o ddadelfennu, mwy o serotonin yn cael ei gadw lle byddai'r ensym wedi'i waredu.

Yr ail darged yw'r cludydd serotonin ei hun. Mewn celloedd sy'n mynegi'r cludydd dynol, gostyngodd glas methylen y mewnlifiad o swbstrad fflwroleuol a serotonin wedi'i labelu, gydag IC50 o tua 1.4 micromolar, ac atalodd gerrynt a ysgogwyd gan serotonin mewn recordiadau clamp-patsh, yn ôl y nodweddu uniongyrchol o las methylen yn SERT. Gwiriodd yr awduron yr esboniadau amgen amlwg a chanfod bod yr effaith yn annibynnol ar signalau cGMP, newidiadau calsiwm, a mynegiant y cludydd ar arwyneb y gell.

Sylwch ar y bwlch rhwng y ddau rif. Mae atal MAO-A yn digwydd ar raddfa nanomolar. Mae angen tua hanner cant gwaith yn fwy o lifyn i atal y cludydd. Gall amlygiad isel sy'n gweithredu'n llawn ar yr ensym prin effeithio ar y cludydd. Mae unrhyw un sy'n cyfuno'r rhain yn un honiad am serotonin yn cyfartaleddu dau ystod ddos wahanol yn un.

Mae p'un a yw'r naill darged neu'r llall yn bwysig mewn person sy'n cymryd cyffuriau serotonergig eraill yn gwestiwn am feddyginiaeth, ac mae'n perthyn i'r canllaw rhyngweithiadau cyffuriau. Mae'r erthygl hon yn mapio'r targedau; y dudalen honno sy'n darparu'r cyngor clinigol.

Dopamin: yr achos uniongyrchol gwannaf

Dopamin yw'r maes lle mae gonestrwydd yn gofyn am y mwyaf o bwyll. Nid oes astudiaeth sydd wedi ennill ei phlwyf sy'n dangos bod glas methylen yn atal y cludydd dopamin neu'n rhwymo wrth dderbynyddion dopamin yn uniongyrchol. Mae'r IC50 cludydd o 1.4 micromolar a ddyfynnir yn aml yn perthyn i'r cludydd serotonin, nid DAT, ac ni ddylid byth ei ail-labelu.

Mae'r dystiolaeth sydd ar gael yn anuniongyrchol yn hytrach. Gan fod ensymau MAO hefyd yn metaboleiddio dopamin, mae atal MAO yn cadw dopamin ochr yn ochr â serotonin a noradrenalin. Mewn paratoadau mitocondriaidd, ataliodd glas methylen y broses lle mae MAO-B yn trosi'r niwrotocsin MPTP yn wenwyn sy'n effeithio ar y system ddopaminergig, gyda nerth tebyg i'r cyffur Parkinson deprenyl, fel y disgrifir yn yr astudiaeth bioactifadu MPTP a gwaith cysylltiedig ar MAO-B. Mae gwaith ar anifeiliaid yn ychwanegu darnau o dystiolaeth: cynnydd o tua thriphlyg yn y rhyddhad gwaelodol o ddopamin o dafelli striatwm llygod mawr ar 10 micromolar, a astudiwyd yng nghyd-destun signalau nitrig ocsid yn hytrach nag fel ataliad cludydd, a chanlyniadau rhanbarthol cymysg ar ôl dosio systemig, gyda rhai astudiaethau'n canfod bod serotonin a noradrenalin yn codi tra bod dopamin prin yn newid.

Felly mae'r stori am ddopamin yn real ond yn anuniongyrchol. Mae'n mynd drwy ensym sy'n ymdrin â sawl monoamin ar unwaith, nid drwy bwynt gweithredu penodol i ddopamin. Mae unrhyw honiad bod glas methylen yn codi dopamin mewn pobl yn hepgor y cam lle dangoswyd hynny mewn gwirionedd.

GABA: atal y brêc yn y boced rwymo

Mae'r canfyddiad ynghylch GABA yn fanwl gywir ac yn mynd yn groes i enw da'r llifyn. Mewn celloedd sy'n mynegi derbynyddion GABA-A dynol, ataliodd glas methylen gerrynt a ysgogwyd gan GABA gan ddechrau ar tua 3 micromolar, gydag IC50 o tua 31 micromolar ar gyfer y ffurfwedd gyffredin alpha1-beta2-gamma2, yn yr astudiaeth electroffisioleg a fapiodd y safle gweithredu.

Mapio'r safle yw'r rhan werthfawr. Gadawodd mwtaniadau yn safle picrotocsin yr ataliad yn gyfan, a diystyrwyd y safleoedd bensodiasepin a sinc drwy gymharu is-unedau. Yn hytrach, gostyngodd mwtaniadau mewn dau weddill y gwyddys eu bod yn ffurfio'r boced rwymo GABA ei hun yr ataliad yn sylweddol, sy'n dynodi'r weithred fel antagoniaeth gystadleuol yn safle'r agonydd yn hytrach na modiwleiddio alosterig mewn man arall. Parhaodd yr effaith ar draws cyfuniadau o is-unedau synaptig ac allsynaptig, a diflannodd yn gyflym wrth olchi'r llifyn ymaith.

Mae hyn yn creu tensiwn gwirioneddol sy'n werth ei ddatgan yn blaen. Mae moleciwl sy'n cael ei ymchwilio ar gyfer cynnal y cof hefyd yn atal trosglwyddiad ataliol cyflym mewn dysgl labordy. Mae p'un a yw'r ataliad hwnnw'n digwydd mewn ymennydd byw yn dibynnu ar y crynodiad lleol, ac mae 31 micromolar yn uchel o gymharu â'r rhan fwyaf o amlygiadau systemig, fel y trafodir yn yr adran olaf. Y tensiwn ei hun yw'r canfyddiad; byddai angen arbrofion nad oes neb wedi'u cynnal i'w ddatrys.

Asetylcolin: dau bwynt gweithredu gwrthwynebol

Mae dau ganfyddiad ynghylch asetylcolin sy'n tynnu i gyfeiriadau gwrthwynebol, a dyna'n union pam y mae'n rhaid adrodd amdanynt ar wahân.

Ar un ochr, mae glas methylen yn atal yr ensymau sy'n clirio asetylcolin. Ataliwyd asetylcolinesteras celloedd coch gwaed buchod yn gystadleuol ar tua 0.57 micromolar, ensym buchol ar tua 0.42 micromolar, a gweithgarwch esteras mewn plasma dynol ar tua 1.1 micromolar, gyda bwtyrylcolinesteras yn cael ei atal ar draws ystod o tua 0.4 i 5.3 micromolar yn dibynnu ar y rhywogaeth a'r paratoad, fel y crynhoir yn yr adolygiad o weithredoedd glas methylen yn y system nerfol. Mae arafu'r clirio yn gadael mwy o drosglwyddydd yn y synaps, sef yr un rhesymeg y tu ôl i sawl cyffur Alzheimer cymeradwy.

Ond mae amod ynghlwm wrth y cemeg. Mae'r ffurf las ocsidiedig yn atal yr ensym; nid yw'r ffurf ddi-liw rydwythiedig yn gwneud hynny, ac mae cyfnodau deori hir sy'n caniatáu i'r llifyn gael ei rydwytho yn rhoi canlyniadau o ataliad gwannach am y rheswm hwnnw'n unig. Mae newidyn anweledig ynghlwm wrth unrhyw rif o brawf colinesteras: faint o'r llifyn oedd yn dal yn las wrth ei fesur.

Ar yr ochr arall, mae glas methylen yn atal y derbynnydd nicotinig alpha7, un o'r derbynyddion y mae asetylcolin yn gweithredu arnynt. Ataliwyd derbynyddion alpha7 dynol a fynegwyd mewn oocytau brogaod gydag IC50 o tua 3.4 micromolar drwy antagoniaeth anghystadleuol, annibynnol ar foltedd, a adawodd nerth yr agonydd heb ei newid, a dileodd 3 micromolar ymatebion synaptig a ysgogwyd gan golin mewn tafelli hipocampws llygod mawr, fel y mae yr astudiaeth o'r derbynnydd alpha7 yn adrodd. Felly, ar grynodiadau micromolar isel tebyg, mae'r llifyn yn cadw'r trosglwyddydd ac yn lleihau ymatebolrwydd un o'i dderbynyddion. Ni ellir pennu'r effaith net ar signalau colinergig o'r naill ganfyddiad na'r llall ar ei ben ei hun. Mae'r amwysedd hwnnw'n cysylltu â'r llenyddiaeth ehangach am Alzheimer, ac â'r drafodaeth gysylltiedig am ymchwil wybyddol ac ymchwil i glefydau, heb gael ei ddatrys yma.

Y gymhariaeth, mewn un lle

Mae tri gradd maint yn gwahanu'r targed mwyaf sensitif oddi wrth y lleiaf sensitif. Mae'r amrediad hwnnw'n crynhoi'r erthygl mewn un tabl.

A yw'r crynodiadau hyn yn cyrraedd yr ymennydd?

Nid yw rhif o diwb profi yn golygu dim heb rif amlygiad wrth ei ochr. Ar ôl bolws mewnwythiennol o tua 1.4 mg fesul kg, adroddwyd am lefelau cymedrig mewn plasma dynol o tua 5 micromolar, tra bod dos drwy'r geg o 100 mg wedi cynhyrchu lefelau mewn gwaed cyfan o tua 0.08 micromolar yn yr un corff o lenyddiaeth. Mae gwaith ar ddosbarthiad mewn llygod mawr yn canfod lefelau yn yr ymennydd o tua deg i ugain gwaith y lefelau yn y cylchrediad, er mai cyfanswm y llifyn mewn meinwe wedi'i homogeneiddio yw hynny, nid llifyn ocsidiedig rhydd mewn synaps, ac mae rhwymo wrth broteinau plasma o tua 94 y cant ynghyd â dosbarthiad i gelloedd gwaed yn gostwng y ffracsiwn rhydd ymhellach.

O'i ddarllen ochr yn ochr â'r tabl, mae'r patrwm yn raddol yn hytrach na deuaidd. Mae atal MAO-A yn digwydd ymhell islaw amlygiadau mewnwythiennol nodweddiadol ac mae'n gredadwy yn ffarmacolegol pryd bynnag y rhoddir y llifyn yn y ffordd honno. Mae effeithiau colinesteras ac alpha7 yn y band micromolar isel sy'n gorgyffwrdd â lefelau brig mewnwythiennol ond nad yw dosau arferol drwy'r geg o bosibl yn ei gyrraedd. Mae IC50 GABA-A o 31 micromolar yn uwch na'r rhan fwyaf o amlygiadau systemig credadwy, sy'n golygu mai'r ataliad penodol hwnnw yw'r anoddaf i'w ddefnyddio i esbonio effaith mewn person cyfan. Mae angen yr un cafeat ar bob rhes yn y gymhariaeth hon: y crynodiad perthnasol yw llifyn rhydd, ocsidiedig, allgellog yn y targed, sef swm nad yw unrhyw sampl gwaed yn ei fesur yn uniongyrchol.

Beth na ddylid ei gasglu

Nid oes unrhyw res yn y tabl yn sefydlu bod glas methylen yn codi neu'n gostwng unrhyw niwrodrosglwyddydd mewn person mewn modd rhagweladwy. Mae atal ensym mewn paratoad wedi'i buro, atal cludydd mewn llinell gelloedd, ac antagoniaeth derbynnydd mewn tafell bob un gam rheoledig oddi wrth realiti synaptig, ac mae'r adran golinergig yn dangos dau ganfyddiad gwir yn gwrthbwyso'i gilydd i greu ansicrwydd. Y ffordd gyfrifol o ddefnyddio'r dudalen hon yw fel map o'r pwyntiau gweithredu y dangoswyd bod y moleciwl yn gweithredu arnynt, gyda chryfder y weithred wedi'i nodi, fel bod trafodaeth am fecanweithiau yn aros wedi'i seilio ar yr hyn a fesurwyd mewn gwirionedd. I weld sut mae'r pwyntiau gweithredu hyn yn rhyngweithio â meddyginiaeth ar bresgripsiwn, y canllaw rhyngweithiadau yw'r dudalen sy'n ymdrin â'r mater hwnnw, ochr yn ochr â chyd-destun pellach yn y sylfeini ffarmacoleg a'r esboniad cysylltiedig o'r mecanwaith.