मेथिलीन ब्लू और न्यूरोट्रांसमीटर: सेरोटोनिन, डोपामिन, GABA और एसिटाइलकोलीन

मेथिलीन ब्लू के बारे में अक्सर कहा जाता है कि यह एक साथ सेरोटोनिन बढ़ाता है, डोपामिन बढ़ाता है, GABA को शांत करता है और एसिटाइलकोलीन की क्रिया को तेज़ करता है। यह कथन प्रयोगशाला के चार अलग-अलग निष्कर्षों को किसी व्यक्ति के शरीर में होने वाला एक ही प्रभाव मान लेता है। इसके पीछे के शोधपत्रों ने अलग-अलग प्रायोगिक तैयारियों में अलग-अलग लक्ष्यों को मापा था, और उनकी सांद्रताओं में लगभग एक हज़ार गुना अंतर था। लक्ष्यों को अलग करके देखने पर तस्वीर उस एक कथन की तुलना में अधिक दिलचस्प भी बनती है और अधिक सावधानी की माँग भी करती है।

इस चर्चा का मूल विचार सरल है। परखनली में किसी एंज़ाइम से बंधने वाले अणु ने केवल एक काम किया है: परखनली में किसी एंज़ाइम से बंधना। इससे जीवित मस्तिष्क में किसी न्यूरोट्रांसमीटर का स्तर बदलता है या नहीं, यह ऊतक तक पहुँचने वाली सांद्रता, वहाँ पहुँचते समय अणु के रासायनिक रूप और उसी सांद्रता पर अणु की अन्य सभी क्रियाओं पर निर्भर करता है। नीचे हर खंड में इन तीन प्रश्नों को संबंधित निष्कर्ष के साथ रखा गया है।

सेरोटोनिन: दो लक्ष्य, दो सांद्रताएँ

चारों प्रणालियों में सेरोटोनिन के लिए सबसे मज़बूत साक्ष्य हैं, और वे दो अलग-अलग आणविक लक्ष्यों से आते हैं जिन्हें एक नहीं मानना चाहिए।

पहला लक्ष्य मोनोअमीन ऑक्सिडेज़ टाइप A है, जो माइटोकॉन्ड्रिया का वह एंज़ाइम है जो सेरोटोनिन को विघटित करता है। मेथिलीन ब्लू शुद्ध मानव MAO-A को कसकर बंधने वाले अवरोधक के रूप में रोकता है, जिसका Ki लगभग 27 नैनोमोलर है, जबकि MAO-B पर प्रभाव पड़ने के लिए कहीं अधिक सांद्रता चाहिए। यह रंजक को सेरोटोनिन विषाक्तता से जोड़ने वाले गतिकी अध्ययन में दिखाया गया है। संबंधित शोध में चूहे के पीनियल ऊतक में भी यही चयनात्मकता मिली: MAO-A को रोकने से सेरोटोनिन से बने इंडोल बढ़े, सेरोटोनिन का चयापचयी उत्पाद 5-HIAA घटा और मेंढकों में सेरोटोनिन से जुड़ा शरीर को सीधा करने वाला प्रतिवर्त बदला। ये परिणाम रेडॉक्स रंजकों और पीनियल इंडोल के अध्ययन में बताए गए हैं। दो अलग-अलग प्रायोगिक तैयारियाँ, लेकिन दिशा एक ही: कम विघटन और उस जगह अधिक सेरोटोनिन बचा रहना जहाँ एंज़ाइम उसे हटा देता।

दूसरा लक्ष्य स्वयं सेरोटोनिन ट्रांसपोर्टर है। मानव ट्रांसपोर्टर व्यक्त करने वाली कोशिकाओं में मेथिलीन ब्लू ने लगभग 1.4 माइक्रोमोलर के IC50 पर एक फ्लोरोसेंट सब्सट्रेट और चिह्नित सेरोटोनिन, दोनों का ग्रहण कम किया। पैच-क्लैंप रिकॉर्डिंग में उसने सेरोटोनिन से उत्पन्न विद्युत धाराओं को भी दबाया, जैसा कि SERT पर मेथिलीन ब्लू के प्रत्यक्ष लक्षण-वर्णन में बताया गया है। लेखकों ने संभावित वैकल्पिक व्याख्याओं की जाँच की और पाया कि यह प्रभाव cGMP संकेत-संचरण, कैल्शियम में बदलाव और कोशिका की सतह पर ट्रांसपोर्टर की अभिव्यक्ति से स्वतंत्र था।

इन दोनों संख्याओं के बीच का अंतर ध्यान देने योग्य है। MAO-A का अवरोध नैनोमोलर सांद्रता पर होता है। ट्रांसपोर्टर के अवरोध के लिए लगभग पचास गुना अधिक रंजक चाहिए। कम एक्सपोज़र, जो एंज़ाइम पर पूरा प्रभाव डालता हो, संभव है कि ट्रांसपोर्टर को मुश्किल से प्रभावित करे। इन दोनों को सेरोटोनिन के बारे में एक ही दावे में मिलाने वाला व्यक्ति दो अलग-अलग खुराक सीमाओं को एक में समेट रहा है।

अन्य सेरोटोनर्जिक दवाएँ लेने वाले व्यक्ति में इन दोनों में से किसी लक्ष्य का महत्व है या नहीं, यह दवाओं से जुड़ा प्रश्न है और दवा अंतःक्रिया मार्गदर्शिका का विषय है। यह लेख लक्ष्यों का मानचित्र प्रस्तुत करता है; नैदानिक सलाह उस पृष्ठ पर दी गई है।

डोपामिन: प्रत्यक्ष साक्ष्य सबसे कमज़ोर

डोपामिन के मामले में ईमानदार चर्चा के लिए सबसे अधिक संयम चाहिए। ऐसा कोई सुव्यवस्थित, स्थापित अध्ययन नहीं है जो दिखाता हो कि मेथिलीन ब्लू डोपामिन ट्रांसपोर्टर को रोकता है या सीधे डोपामिन रिसेप्टरों से बंधता है। अक्सर उद्धृत 1.4 माइक्रोमोलर का ट्रांसपोर्टर IC50 सेरोटोनिन ट्रांसपोर्टर का है, DAT का नहीं, और इसे कभी DAT का मान बताकर प्रस्तुत नहीं करना चाहिए।

उपलब्ध साक्ष्य इसके बजाय अप्रत्यक्ष हैं। चूँकि MAO एंज़ाइम डोपामिन का भी चयापचय करते हैं, MAO का अवरोध सेरोटोनिन और नॉरएड्रेनालिन के साथ डोपामिन को भी बचाए रखता है। माइटोकॉन्ड्रियल तैयारियों में मेथिलीन ब्लू ने MAO-B द्वारा न्यूरोटॉक्सिन MPTP को डोपामिनर्जिक विष में बदलने की प्रक्रिया रोकी। इसकी क्षमता पार्किन्सन की दवा डेप्रेनिल के तुलनीय थी, जैसा कि MPTP के जैवसक्रियण अध्ययन और MAO-B से संबंधित शोध में बताया गया है। पशु-अध्ययन कुछ और बिखरे हुए निष्कर्ष जोड़ते हैं: 10 माइक्रोमोलर पर चूहे के स्ट्रायटम की ऊतक-स्लाइसों से डोपामिन की आधारभूत रिलीज़ में लगभग तीन गुना वृद्धि, जिसका अध्ययन ट्रांसपोर्टर अवरोध के बजाय नाइट्रिक ऑक्साइड संकेत-संचरण के संदर्भ में किया गया था; और पूरे शरीर को प्रभावित करने वाली खुराक के बाद अलग-अलग मस्तिष्क क्षेत्रों में मिले-जुले परिणाम, जिनमें कुछ अध्ययनों में सेरोटोनिन और नॉरएड्रेनालिन बढ़े, जबकि डोपामिन में बहुत कम बदलाव हुआ।

इसलिए डोपामिन से जुड़ी बात वास्तविक है, लेकिन अप्रत्यक्ष है। यह ऐसे एंज़ाइम के ज़रिए होती है जो एक साथ कई मोनोअमीन पर काम करता है, न कि किसी डोपामिन-विशिष्ट लक्ष्य के ज़रिए। मेथिलीन ब्लू मनुष्यों में डोपामिन बढ़ाता है, ऐसा कोई भी दावा उस चरण को छोड़ देता है जहाँ इसे वास्तव में दिखाया जाना चाहिए था।

GABA: बंधन स्थल पर अवरोधकारी संकेत को रोकना

GABA से जुड़ा निष्कर्ष सटीक है और इस रंजक की प्रचलित छवि के विपरीत जाता है। मानव GABA-A रिसेप्टर व्यक्त करने वाली कोशिकाओं में मेथिलीन ब्लू ने लगभग 3 माइक्रोमोलर से GABA द्वारा उत्पन्न विद्युत धाराओं को रोकना शुरू किया। सामान्य alpha1-beta2-gamma2 विन्यास के लिए IC50 लगभग 31 माइक्रोमोलर था, जैसा कि क्रिया-स्थल का मानचित्रण करने वाले इलेक्ट्रोफिज़ियोलॉजी अध्ययन में पाया गया।

क्रिया-स्थल का मानचित्रण इस अध्ययन का महत्वपूर्ण हिस्सा है। पिक्रोटॉक्सिन स्थल पर उत्परिवर्तन के बावजूद अवरोध बना रहा, और उपइकाइयों की तुलना से बेंज़ोडायज़ेपीन तथा ज़िंक स्थलों की भूमिका खारिज कर दी गई। इसके बजाय, उन दो अमीनो अम्ल अवशेषों में उत्परिवर्तन से अवरोध बहुत कम हुआ जिनके बारे में ज्ञात है कि वे स्वयं GABA का बंधन स्थल बनाते हैं। इससे यह क्रिया किसी अन्य स्थान पर एलोस्टेरिक मॉड्यूलेशन के बजाय एगोनिस्ट स्थल पर प्रतिस्पर्धी प्रतिपक्षी क्रिया के रूप में पहचानी जाती है। यह प्रभाव सिनैप्टिक और एक्स्ट्रासिनैप्टिक उपइकाइयों के अलग-अलग संयोजनों में भी बना रहा और रंजक धोकर हटाने पर तेज़ी से समाप्त हो गया।

इससे एक वास्तविक विरोधाभास सामने आता है, जिसे स्पष्ट रूप से कहना ज़रूरी है। स्मृति को सहारा देने के लिए अध्ययन किया जा रहा एक अणु प्रयोगशाला की डिश में तेज़ अवरोधकारी संकेत-संचरण को भी दबाता है। यह दमन जीवित मस्तिष्क में होता है या नहीं, यह स्थानीय सांद्रता पर निर्भर करता है। 31 माइक्रोमोलर, पूरे शरीर में अधिकांश एक्सपोज़र की तुलना में अधिक है; अंतिम खंड में इस पर चर्चा की गई है। यह विरोधाभास ही निष्कर्ष है; इसे सुलझाने के लिए ऐसे प्रयोग चाहिए जो अभी तक किसी ने नहीं किए हैं।

एसिटाइलकोलीन: दो विपरीत क्रिया-स्थल

एसिटाइलकोलीन के लिए दो ऐसे निष्कर्ष हैं जो विपरीत दिशाओं में जाते हैं, और यही कारण है कि उन्हें अलग-अलग बताया जाना चाहिए।

एक ओर, मेथिलीन ब्लू उन एंज़ाइमों को रोकता है जो एसिटाइलकोलीन को हटाते हैं। गाय की लाल रक्त कोशिकाओं के एसिटाइलकोलीनेस्टरेज़ का प्रतिस्पर्धी अवरोध लगभग 0.57 माइक्रोमोलर पर, गोवंशीय एंज़ाइम का लगभग 0.42 माइक्रोमोलर पर और मानव प्लाज़्मा की एस्टरेज़ गतिविधि का लगभग 1.1 माइक्रोमोलर पर पाया गया। प्रजाति और प्रायोगिक तैयारी के अनुसार ब्यूटिराइलकोलीनेस्टरेज़ का अवरोध लगभग 0.4 से 5.3 माइक्रोमोलर के बीच था। इसका सार तंत्रिका तंत्र में मेथिलीन ब्लू की क्रियाओं की समीक्षा में दिया गया है। हटने की गति धीमी होने से सिनैप्स में अधिक न्यूरोट्रांसमीटर बचता है; कई स्वीकृत अल्ज़ाइमर दवाओं के पीछे भी यही तर्क है।

लेकिन इस रासायनिक क्रिया के साथ एक शर्त जुड़ी है। ऑक्सीकृत नीला रूप एंज़ाइम को रोकता है; अपचयित रंगहीन रूप नहीं रोकता। लंबे इनक्यूबेशन में, जहाँ रंजक को अपचयित होने का समय मिलता है, केवल इसी कारण कमज़ोर अवरोध दर्ज होता है। कोलीनेस्टरेज़ के किसी भी परीक्षण का संख्यात्मक परिणाम एक अदृश्य चर के साथ आता है: माप के समय कितना रंजक अब भी नीला था।

दूसरी ओर, मेथिलीन ब्लू alpha7 निकोटिनिक रिसेप्टर को रोकता है, जो उन रिसेप्टरों में से एक है जिन पर एसिटाइलकोलीन काम करता है। मेंढक की अंड कोशिकाओं में व्यक्त मानव alpha7 रिसेप्टर लगभग 3.4 माइक्रोमोलर के IC50 पर अवरुद्ध हुए। यह गैर-प्रतिस्पर्धी, वोल्टेज से स्वतंत्र प्रतिपक्षी क्रिया थी, जिसमें एगोनिस्ट की क्षमता अपरिवर्तित रही। 3 माइक्रोमोलर पर चूहे के हिप्पोकैम्पस की ऊतक-स्लाइसों में कोलीन से उत्पन्न सिनैप्टिक प्रतिक्रियाएँ समाप्त हो गईं, जैसा कि alpha7 रिसेप्टर अध्ययन में बताया गया है। इसलिए समान निम्न-माइक्रोमोलर सांद्रताओं पर यह रंजक न्यूरोट्रांसमीटर को बचाए भी रखता है और उसके एक रिसेप्टर की प्रतिक्रिया को मंद भी करता है। कोलीनर्जिक संकेत-संचरण पर कुल प्रभाव इनमें से किसी एक निष्कर्ष से नहीं निकाला जा सकता। यह अस्पष्टता अल्ज़ाइमर पर व्यापक शोध साहित्य और संज्ञानात्मक कार्य तथा रोग संबंधी शोध की संबंधित चर्चा से जुड़ती है, लेकिन यहाँ इसका समाधान नहीं होता।

तुलना, एक ही जगह

सबसे अधिक संवेदनशील लक्ष्य और सबसे कम संवेदनशील लक्ष्य के बीच परिमाण के तीन क्रमों का अंतर है। यही फैलाव एक तालिका में पूरे लेख का सार है।

क्या ये सांद्रताएँ मस्तिष्क तक पहुँचती हैं?

परखनली का कोई संख्यात्मक मान तब तक अर्थपूर्ण नहीं है जब तक उसके साथ शरीर में एक्सपोज़र का मान न हो। लगभग 1.4 mg प्रति kg का अंतःशिरा बोलस देने के बाद मानव प्लाज़्मा में औसत स्तर लगभग 5 माइक्रोमोलर दर्ज किए गए हैं, जबकि इसी शोध साहित्य में 100 mg की मौखिक खुराक से संपूर्ण रक्त में लगभग 0.08 माइक्रोमोलर का स्तर मिला। चूहों में वितरण संबंधी शोध में मस्तिष्क के स्तर परिसंचरण के स्तर से लगभग दस से बीस गुना पाए गए। हालाँकि, यह समांगीकृत ऊतक में कुल रंजक का माप है, सिनैप्स पर मुक्त ऑक्सीकृत रंजक का नहीं। साथ ही, प्लाज़्मा प्रोटीन से लगभग 94 प्रतिशत बंधन और रक्त कोशिकाओं में वितरण मुक्त अंश को और कम करते हैं।

तालिका के साथ देखने पर यह ढाँचा हाँ या नहीं वाला नहीं, बल्कि क्रमिक है। MAO-A का अवरोध सामान्य अंतःशिरा एक्सपोज़र से बहुत नीचे की सांद्रता पर होता है, इसलिए जब भी रंजक इस मार्ग से दिया जाता है, यह औषधीय रूप से संभव है। कोलीनेस्टरेज़ और alpha7 के प्रभाव निम्न माइक्रोमोलर सीमा में आते हैं, जहाँ अंतःशिरा प्रशासन के बाद मिलने वाले शिखर स्तर पहुँच सकते हैं, लेकिन सामान्य मौखिक खुराक शायद न पहुँचे। GABA-A का 31 माइक्रोमोलर IC50 पूरे शरीर में अधिकांश संभावित एक्सपोज़र से ऊपर है, इसलिए किसी संपूर्ण व्यक्ति में उस विशेष अवरोध की व्याख्या करना सबसे कठिन है। इस तुलना की हर पंक्ति के साथ एक ही सावधानी ज़रूरी है: प्रासंगिक सांद्रता लक्ष्य पर मौजूद मुक्त, ऑक्सीकृत, कोशिका-बाह्य रंजक की है, और रक्त का कोई नमूना इस मात्रा को सीधे नहीं मापता।

क्या निष्कर्ष नहीं निकालने चाहिए

तालिका की कोई भी पंक्ति यह स्थापित नहीं करती कि मेथिलीन ब्लू किसी व्यक्ति में किसी न्यूरोट्रांसमीटर को अनुमानित ढंग से बढ़ाता या घटाता है। शुद्ध तैयारी में एंज़ाइम का अवरोध, कोशिका-वंश में ट्रांसपोर्टर का अवरोध और ऊतक-स्लाइस में रिसेप्टर की प्रतिपक्षी क्रिया—इनमें से हर निष्कर्ष नियंत्रित प्रयोग का एक चरण है, जो वास्तविक सिनैप्टिक स्थिति से अलग है। कोलीनर्जिक खंड दिखाता है कि दो सही निष्कर्ष मिलकर भी अनिश्चितता पैदा कर सकते हैं। इस पृष्ठ का ज़िम्मेदार उपयोग उन लक्ष्यों के मानचित्र के रूप में करना है जिन पर इस अणु की क्रिया दिखाई गई है, और जिनके साथ उसकी बंधन क्षमता भी दर्ज है, ताकि क्रियाविधियों की चर्चा वास्तव में मापी गई बातों पर टिकी रहे। ये क्रिया-स्थल निर्धारित दवाओं के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं, इस विषय की ज़िम्मेदारी अंतःक्रिया मार्गदर्शिका की है; औषधिविज्ञान के आधारभूत सिद्धांतों और साथ के क्रियाविधि व्याख्याकार में अतिरिक्त संदर्भ दिया गया है।