Метилен көгі және нейротрансмиттерлер: серотонин, дофамин, GABA және ацетилхолин

Метилен көгі туралы жиі айтылатын бір тұжырымда ол бір мезгілде серотонинді арттырады, дофаминді арттырады, GABA арқылы тыныштандырады және ацетилхолиннің әсерін күшейтеді делінеді. Бұл сөйлем зертханада алынған төрт бөлек нәтижені адам ағзасындағы біртұтас әсер ретінде көрсетеді. Оның негізіндегі ғылыми мақалалар әртүрлі тәжірибелік жүйелерде, бір-бірінен шамамен мың есе ерекшеленетін концентрацияларда әртүрлі нысаналарды өлшеген. Нысаналарды бөлек қарастырғанда, көрініс әлгі бір сөйлемге қарағанда әрі қызығырақ, әрі сақтықты көбірек қажет ететін болып шығады.

Негізгі қағида қарапайым. Сынауықтағы ферментпен байланысқан молекула бір ғана әрекет жасады: сынауықтағы ферментпен байланысқан. Бұл тірі мидағы нейротрансмиттер деңгейін өзгерте ме, жоқ па — тінге жететін концентрацияға, молекуланың сол жерге жеткендегі химиялық түріне және сол концентрацияда жасайтын өзге әрекеттеріне байланысты. Төмендегі әр бөлім осы үш сұрақты тиісті зерттеу нәтижесімен бірге қарастырады.

Серотонин: екі нысана, екі концентрация

Төрт жүйенің ішінде серотонинге қатысты дәлелдер ең күшті. Олар бір-бірімен біріктіруге болмайтын екі бөлек молекулалық нысанадан алынған.

Бірінші нысана — серотонинді ыдырататын митохондриялық фермент, А типті моноаминоксидаза. Метилен көгі тазартылған адам MAO-A ферментін тығыз байланысатын тежегіш ретінде тежейді, оның Ki мәні шамамен 27 наномоль/л. Ал MAO-B-ге әсер ету үшін әлдеқайда жоғары концентрациялар қажет. Бұл бояғыштың серотониндік уыттылықпен байланысын көрсеткен кинетикалық зерттеуде көрсетілген. Зерттеудің басқа бір бағыты егеуқұйрықтың эпифиз тінінде де осындай таңдамалылықты анықтады: MAO-A тежелуі серотониннен түзілетін индолдарды арттырған, серотонин метаболиті 5-HIAA деңгейін төмендеткен және бақалардағы серотонинмен байланысты денені қалыпты қалпына келтіру рефлексін өзгерткен. Бұл тотығу-тотықсыздану бояғыштары мен эпифиз индолдары туралы зерттеуде баяндалған. Екі түрлі тәжірибелік жүйе, бірақ бағыт бірдей: ыдырау азаяды, фермент жойып жіберетін жерде серотонин көбірек сақталады.

Екінші нысана — серотонин тасымалдағышының өзі. Адамның осы тасымалдағышы экспрессияланған жасушаларда метилен көгі флуоресцентті субстраттың да, таңбаланған серотониннің де сіңірілуін азайтқан; IC50 шамамен 1.4 микромоль/л болған. Сондай-ақ ол патч-кламп әдісімен тіркелген серотонин туындатқан токтарды басқан. Бұл метилен көгінің SERT-ке әсерін тікелей сипаттаған зерттеуде көрсетілген. Авторлар айқын балама түсіндірмелерді тексеріп, әсердің cGMP сигнал беруіне, кальций өзгерістеріне және жасуша бетіндегі тасымалдағыш экспрессиясына тәуелсіз екенін анықтаған.

Осы екі санның арасындағы айырмашылыққа назар аударыңыз. MAO-A тежелуі наномолярлық деңгейде жүреді. Тасымалдағышты тежеу үшін бояғыштың шамамен елу есе көп мөлшері қажет. Ферментке толық әсер ететін төмен экспозиция тасымалдағышқа болмашы ғана әсер етуі мүмкін. Бұларды серотонин туралы бір тұжырымға біріктірген адам екі түрлі доза ауқымын бір ауқымға айналдырып отыр.

Басқа серотонинергиялық дәрілерді қабылдайтын адам үшін осы нысаналардың қайсысы маңызды екені — дәрі-дәрмекке қатысты мәселе, сондықтан ол дәрілердің өзара әрекеттесуі жөніндегі нұсқаулықта қарастырылуы тиіс. Бұл мақала нысаналарды сипаттайды; клиникалық кеңестер сол бетте берілген.

Дофамин: тікелей дәлел ең әлсіз

Дофаминге келгенде, адал баяндау барынша ұстамдылықты талап етеді. Метилен көгінің дофамин тасымалдағышын бөгейтінін немесе дофамин рецепторларымен тікелей байланысатынын көрсететін сенімді түрде орныққан зерттеу жоқ. Жиі келтірілетін тасымалдағыштың 1.4 микромоль/л IC50 мәні DAT-қа емес, серотонин тасымалдағышына қатысты; оны ешқашан басқа нысанаға телуге болмайды.

Қолда бар деректер жанама сипатта. MAO ферменттері дофаминді де метаболиздейтіндіктен, MAO тежелуі серотонин мен норадреналинмен қатар дофаминді де сақтайды. Митохондриялық препараттарда метилен көгі MAO-B арқылы жүретін MPTP нейроуытын дофаминдік жүйеге уытты затқа айналдыру үдерісін бөгеген. Оның әсер күші Паркинсон ауруына арналған депренил препаратымен салыстырмалы болған. Мұны MPTP биоактивациясы туралы зерттеу және MAO-B-ге қатысты басқа жұмыстар сипаттайды. Жануарлардағы зерттеулер жекелеген қосымша деректер береді: 10 микромоль/л кезінде егеуқұйрықтың стриатум кесінділерінен дофаминнің базалық босап шығуы шамамен үш есе артқан. Бұл тасымалдағыштың бөгелуі ретінде емес, азот тотығы арқылы сигнал беру аясында зерттелген. Ал жүйелік енгізуден кейін ми аймақтарындағы нәтижелер әркелкі болған: кейбір зерттеулерде серотонин мен норадреналин артқанымен, дофамин деңгейі дерлік өзгермеген.

Демек, дофаминге қатысты деректер бар, бірақ олар жанама. Бұл әсер дофаминге ғана тән нысана арқылы емес, бірден бірнеше моноаминді өңдейтін фермент арқылы жүреді. Метилен көгі адамдарда дофаминді арттырады деген кез келген тұжырым мұның іс жүзінде көрсетілуі тиіс кезеңді аттап өтеді.

GABA: байланысу қалтасында тежеу тетігін бөгейді

GABA туралы нәтиже нақты және бояғыш жөніндегі қалыптасқан түсінікке қайшы келеді. Адамның GABA-A рецепторлары экспрессияланған жасушаларда метилен көгі шамамен 3 микромоль/л-ден бастап GABA туындатқан токтарды тежеген. Кең таралған alpha1-beta2-gamma2 құрылымы үшін IC50 шамамен 31 микромоль/л болған. Бұл әсер ету орнын анықтаған электрофизиологиялық зерттеуде көрсетілген.

Мұндағы құнды бөлік — әсер ету орнының анықталуы. Пикротоксин учаскесіндегі мутациялар тежелуді өзгертпеген, ал суббірліктерді салыстыру арқылы бензодиазепин мен мырыш учаскелері жоққа шығарылған. Оның орнына, GABA байланысу қалтасының өзін түзетіні белгілі екі аминқышқыл қалдығындағы мутациялар бөгелуді күрт азайтқан. Бұл әсердің басқа жердегі аллостериялық модуляция емес, агонист учаскесіндегі бәсекелес антагонизм екенін көрсетеді. Әсер синапстық және синапстан тыс суббірлік комбинацияларында сақталған және бояғыш шайылып шығарылғанда тез жойылған.

Бұл ашық айтуды қажет ететін шынайы қайшылық туғызады. Жадты қолдау мақсатында зерттелетін молекула зертханалық ыдыста жылдам тежегіш сигнал берілуін де басады. Мұндай басылудың тірі мида болу-болмауы жергілікті концентрацияға байланысты. Ал 31 микромоль/л көпшілік жүйелік экспозициялармен салыстырғанда жоғары; бұл соңғы бөлімде қарастырылады. Қайшылықтың өзі — зерттеу нәтижесі; оны шешу үшін әлі ешкім жүргізбеген тәжірибелер қажет.

Ацетилхолин: қарама-қарсы әсер ететін екі нысана

Ацетилхолинге қатысты екі нәтиже қарама-қарсы бағытта әсер етеді. Сондықтан оларды бөлек баяндау қажет.

Бір жағынан, метилен көгі ацетилхолинді ыдыратып жоятын ферменттерді тежейді. Сиыр эритроциттерінің ацетилхолинэстеразасы шамамен 0.57 микромоль/л-де, сиырдан алынған фермент шамамен 0.42 микромоль/л-де, ал адам плазмасының эстеразалық белсенділігі шамамен 1.1 микромоль/л-де бәсекелес түрде тежелген. Бутирилхолинэстераза түрге және тәжірибелік препаратқа қарай шамамен 0.4–5.3 микромоль/л аралығында тежелген. Бұл деректер метилен көгінің жүйке жүйесіндегі әсерлеріне арналған шолуда жинақталған. Ыдыраудың баяулауы синапста нейротрансмиттердің көбірек қалуына әкеледі; Альцгеймер ауруына арналған бірнеше мақұлданған дәрінің негізінде де осы қағида жатыр.

Бірақ бұл химиялық әсердің бір шарты бар. Тотыққан көк түрі ферментті тежейді; тотықсызданған түссіз түрі тежемейді. Бояғыштың тотықсыздануына мүмкіндік беретін ұзақ инкубациялар кезінде тежелудің әлсіз болуының өзі осы себеппен түсіндіріледі. Холинэстеразаға қатысты кез келген талдау санының көзге көрінбейтін айнымалысы бар: өлшеу сәтінде бояғыштың қанша бөлігі әлі көк күйінде болды?

Екінші жағынан, метилен көгі ацетилхолин әсер ететін рецепторлардың бірі — alpha7 никотиндік рецепторын бөгейді. Бақа ооциттерінде экспрессияланған адамның alpha7 рецепторлары IC50 шамамен 3.4 микромоль/л болатын бәсекелес емес, кернеуге тәуелсіз антагонизм арқылы тежелген; бұл ретте агонистің әсер күші өзгермеген. Ал 3 микромоль/л егеуқұйрық гиппокампының кесінділерінде холин туындатқан синапстық жауаптарды толық жойған. Бұл alpha7 рецепторы туралы зерттеуде баяндалған. Демек, ұқсас төмен микромолярлық концентрацияларда бояғыш нейротрансмиттерді сақтап қана қоймай, оның рецепторларының бірінің белсенділігін де бәсеңдетеді. Холинергиялық сигнал беруге жиынтық әсерін осы нәтижелердің біреуінен ғана анықтау мүмкін емес. Бұл екіұштылық Альцгеймер ауруы туралы кеңірек әдебиетпен және когнитивтік қызмет пен ауруларды зерттеу жөніндегі байланысты талқылаумен ұштасады, бірақ мұнда шешілмейді.

Салыстыру бір жерде

Ең сезімтал нысана мен сезімталдығы ең төмен нысананың арасында үш реттік шама айырмасы бар. Осы алшақтық мақаланың негізгі мәнін бір кестеге сыйғызады.

Бұл концентрациялар миға жете ме?

Жанында ағзадағы экспозиция көрсеткіші болмаса, сынауықтағы санның мәні жоқ. Көктамырға шамамен 1.4 mg per kg болюстік енгізуден кейін адам плазмасындағы орташа деңгей шамамен 5 микромоль/л болғаны хабарланған. Ал осы әдебиеттерде 100 mg пероральды дозадан кейін тұтас қандағы деңгей шамамен 0.08 микромоль/л болғаны көрсетілген. Егеуқұйрықтардағы таралу зерттеулері мидағы деңгейдің қан айналымындағыдан шамамен он-жиырма есе жоғары екенін анықтаған. Бірақ бұл — синапстағы бос тотыққан бояғыш емес, гомогенделген тіндегі бояғыштың жалпы мөлшері. Плазма ақуыздарымен шамамен 94 пайыз байланысу және қан жасушаларына таралу бос үлесті одан әрі азайтады.

Кестемен салыстырғанда, бұл көрініс «бар немесе жоқ» қағидасына емес, деңгейлерге негізделеді. MAO-A тежелуіне қажет концентрация әдеттегі көктамырішілік экспозициялардан әлдеқайда төмен, сондықтан бояғыш осы жолмен енгізілгенде мұндай әсер фармакологиялық тұрғыдан ықтимал. Холинэстераза мен alpha7 әсерлері төмен микромолярлық ауқымда орналасады: көктамырішілік ең жоғары деңгейлер бұл ауқыммен қабысады, бірақ әдеттегі пероральды дозалар оған жетпеуі мүмкін. GABA-A үшін 31 микромоль/л IC50 көптеген ықтимал жүйелік экспозициялардан жоғары. Сондықтан тұтас адам ағзасында дәл осы бөгелудің орын алатынын негіздеу ең қиын. Бұл салыстырудың әр жолына бірдей ескерту қажет: маңызды концентрация — нысана маңындағы жасушадан тыс кеңістікте орналасқан бос, тотыққан бояғыштың концентрациясы. Ешбір қан талдауы оны тікелей өлшемейді.

Қандай қорытынды жасамау керек

Кестедегі бірде-бір жол метилен көгінің адамдағы қандай да бір нейротрансмиттерді болжамды түрде арттыратынын немесе азайтатынын дәлелдемейді. Тазартылған препараттағы ферменттің тежелуі, жасуша желісіндегі тасымалдағыштың бөгелуі және тін кесіндісіндегі рецептор антагонизмі — әрқайсысы нақты синапстық жағдайдан бір бақыланатын тәжірибелік қадам алшақ. Ал холинергиялық бөлім екі шынайы нәтиженің бір-біріне қарсы әсер етіп, қорытындыны белгісіз күйде қалдыратынын көрсетеді. Бұл бетті жауапкершілікпен пайдалану дегеніміз — оны молекуланың байланысатыны көрсетілген нысаналардың картасы ретінде қабылдау. Онда байланысу күші де белгіленген, сондықтан механизмдер туралы талқылау іс жүзінде өлшенген деректерге сүйенеді. Осы нысаналарға әсердің тағайындалған дәрілермен қалай үйлесетінін түсіндіретін бет — өзара әрекеттесу жөніндегі нұсқаулық. Қосымша мәнмәтін фармакология негіздерінде және механизмдерге арналған ілеспе түсіндірме мақалада берілген.