Метилен көгү жана нейротрансмиттерлер: серотонин, дофамин, GABA жана ацетилхолин

Метилен көгү жөнүндө көп айтылган бир сүйлөмдө ал серотонинди көбөйтөт, дофаминди көбөйтөт, GABAны тынчтандырат жана ацетилхолиндин таасирин күчөтөт — мунун баарын бир убакта жасайт деп айтылат. Бул сүйлөм төрт өзүнчө лабораториялык табылганы адамдын ичиндеги бирдиктүү таасир катары көрсөтөт. Анын негизиндеги илимий эмгектер ар башка буталарды, ар башка препараттарда, бири-биринен болжол менен миң эсе айырмаланган концентрацияларда өлчөгөн. Буталарды өз-өзүнчө караганда, көрүнүш ошол жалгыз сүйлөм бергенден кыйла кызыктуу да, этият мамилени талап кылган да болуп чыгат.

Негизги ой жөнөкөй. Пробиркадагы ферментке байланышкан молекула бир гана нерсе жасады: пробиркадагы ферментке байланышты. Бул тирүү мээдеги нейротрансмиттердин деңгээлин өзгөртөбү — ал тканга жеткен концентрацияга, молекула жеткен учурда кайсы химиялык формада экенине жана ошол эле концентрацияда молекула дагы эмнелерди жасарына жараша болот. Төмөндөгү ар бир бөлүмдө бул үч суроо тиешелүү табылга менен бирге каралат.

Серотонин: эки бута, эки концентрация

Төрт системанын ичинен серотонин боюнча далилдер эң күчтүү. Алар бири-бирине бириктирүүгө болбой турган эки өзүнчө молекулалык бутага таянат.

Биринчи бута — серотонинди ажыратуучу митохондриялык фермент, А тибиндеги моноаминоксидаза. Тазаланган адамдын MAO-A ферменти метилен көгү тарабынан бекем байланышуучу ингибитор катары, Ki болжол менен 27 наномоляр болгондо бөгөттөлөт. Ал эми MAO-Bге таасир этиши үчүн кыйла жогору концентрациялар керек. Бул боёкту серотониндик уулануу менен байланыштырган кинетикалык изилдөөдө көрсөтүлгөн. Ушуга байланыштуу башка изилдөөлөрдө келемиштин эпифиз тканында да ошол эле тандалмалуулук табылган: MAO-A бөгөттөлгөндө серотонинден келип чыккан индолдор көбөйгөн, серотониндин метаболити 5-HIAA азайган жана бакаларда серотонинге байланыштуу денесин түз абалга келтирүү рефлекси өзгөргөн. Бул кычкылдануу-калыбына келүүчү боёктор жана эпифиздин индолдору жөнүндөгү изилдөөдө баяндалган. Эки башка препарат, бирок багыты бирдей: ажыроо азайып, фермент жок кыла турган жерде серотонин көбүрөөк сакталат.

Экинчи бута — серотонинди ташуучу белоктун өзү. Адамдын бул ташуучу белогун экспрессиялаган клеткаларда метилен көгү флуоресценттүү субстраттын да, белгиленген серотониндин да сиңирилишин IC50 болжол менен 1.4 микромоляр болгондо азайткан. Ошондой эле patch-clamp жазууларында серотонин козгогон токторду басаңдаткан. Бул метилен көгүнүн SERTке таасирин түздөн-түз мүнөздөгөн изилдөөдө көрсөтүлгөн. Авторлор айкын көрүнгөн башка түшүндүрмөлөрдү текшерип, таасир cGMP сигналдашуусуна, кальцийдеги өзгөрүүлөргө жана ташуучу белоктун клетка бетиндеги экспрессиясына көз каранды эмес экенин аныкташкан.

Бул эки сандын ортосундагы айырмага көңүл буруңуз. MAO-Aнын бөгөттөлүшү наномолярдык деңгээлде болот. Ташуучу белокту бөгөттөө үчүн боёктун болжол менен элүү эсе көп концентрациясы керек. Ферментке толук таасир эткен төмөн экспозиция ташуучу белокко дээрлик таасир этпеши мүмкүн. Бул экөөнү серотонин тууралуу бир билдирүүгө бириктирген адам эки башка доза диапазонун бирине орточолоп жатат.

Башка серотонинергиялык дарыларды кабыл алган адамда бул буталардын кайсынысы маанилүү болору — дары-дармекке байланыштуу суроо. Ал дары-дармектердин өз ара аракеттенүүсү боюнча колдонмодо каралат. Бул макала буталарды картага түшүрөт; клиникалык кеңештер ошол бетте берилет.

Дофамин: түз далилдер эң алсыз болгон учур

Дофамин жөнүндө сөз болгондо тактык өзгөчө этияттыкты талап кылат. Метилен көгү дофаминди ташуучу белокту бөгөттөрүн же дофамин рецепторлоруна түздөн-түз байланыша турганын көрсөткөн ишенимдүү, кеңири таанылган изилдөө жок. Көп айтылган 1.4 микромолярдык ташуучу белоктун IC50 көрсөткүчү DATка эмес, серотонинди ташуучу белокко тиешелүү. Аны башка бутага таандык деп эч качан көрсөтүүгө болбойт.

Анын ордуна кыйыр далилдер бар. MAO ферменттери дофаминди да метаболизмге учураткандыктан, MAOну бөгөттөө серотонин жана норадреналин менен катар дофаминдин да сакталышына өбөлгө түзөт. Митохондриялык препараттарда метилен көгү MAO-B аркылуу жүргөн нейротоксин MPTPнин дофаминергиялык уулуу түрүнө айланышын Паркинсон оорусуна каршы депренил дарысына салыштырмалуу күч менен бөгөттөгөн. Бул MPTPнин биологиялык активдешүүсү жөнүндөгү изилдөөдө жана MAO-B боюнча байланыштуу эмгектерде баяндалган. Жаныбарларга жүргүзүлгөн изилдөөлөр айрым үзүндү маалыматтарды кошот: 10 микромолярда келемиштин стриатум кесиндилеринен дофаминдин базалдык бөлүнүп чыгышы болжол менен үч эсе өскөн. Бирок бул ташуучу белокту бөгөттөө катары эмес, азот оксидинин сигналдашуусу контекстинде изилденген. Системалык дозалоодон кийин мээнин ар башка аймактарындагы жыйынтыктар да бирдей болгон эмес: айрым изилдөөлөрдө серотонин менен норадреналин көбөйүп, дофамин дээрлик өзгөргөн эмес.

Демек, дофаминге байланыштуу маалыматтар чыныгы, бирок кыйыр. Таасир дофаминге гана мүнөздүү бута аркылуу эмес, бир эле учурда бир нече моноаминди иштеткен фермент аркылуу жүрөт. Метилен көгү адамдарда дофаминди көбөйтөт деген ар кандай билдирүү мунун чындап көрсөтүлүшү керек болгон кадамын аттап өтөт.

GABA: байланышуу чөнтөгүндө тормозду бөгөттөө

GABA боюнча табылга так жана боёк тууралуу калыптанган түшүнүккө карама-каршы келет. Адамдын GABA-A рецепторлорун экспрессиялаган клеткаларда метилен көгү GABA козгогон токторду болжол менен 3 микромолярдан баштап басаңдаткан. Кеңири кездешкен alpha1-beta2-gamma2 конфигурациясы үчүн IC50 болжол менен 31 микромоляр болгон. Бул таасир этүүчү жерди аныктаган электрофизиологиялык изилдөөдө көрсөтүлгөн.

Баалуу бөлүгү — таасир этүүчү жердин аныкталышы. Пикротоксиндин байланышуу жериндеги мутациялар бөгөттөөнү өзгөрткөн эмес, ал эми суббирдиктерди салыштыруу аркылуу бензодиазепин жана цинк байланышкан жерлер четтетилген. Анын ордуна, GABAнын байланышуу чөнтөгүн түзөрү белгилүү болгон эки аминокислоталык калдыктын мутациялары бөгөттөөнү кескин азайткан. Бул таасир башка жердеги аллостерикалык модуляция эмес, агонисттин байланышуу жериндеги атаандаш антагонизм экенин көрсөтөт. Таасир синапстагы жана синапстан тышкаркы суббирдик айкалыштарында сакталып, затты жууп кетиргенде тез жоголгон.

Бул ачык айтууга арзый турган чыныгы карама-каршылыкты жаратат. Эс тутумду колдоо үчүн изилденип жаткан молекула лабораториялык идиште тез жүрүүчү тормоздоочу сигнал берүүнү да басаңдатат. Бул басаңдатуу тирүү мээде болобу — жергиликтүү концентрацияга жараша. Ал эми 31 микромоляр көпчүлүк системалык экспозицияларга салыштырмалуу жогору; бул акыркы бөлүмдө каралат. Карама-каршылыктын өзү — табылга. Аны чечүү үчүн азырынча эч ким жүргүзө элек эксперименттер керек.

Ацетилхолин: карама-каршы багыттагы эки таасир

Ацетилхолин боюнча эки табылга бири-бирине карама-каршы багытта таасир этет. Дал ошондуктан аларды өзүнчө баяндоо зарыл.

Бир жагынан, метилен көгү ацетилхолинди жок кылуучу ферменттерди бөгөттөйт. Уйдун эритроциттериндеги ацетилхолинэстераза болжол менен 0.57 микромолярда, уйдун ферменти 0.42 микромолярга жакын, ал эми адамдын плазмасындагы эстеразалык активдүүлүк 1.1 микромолярга жакын концентрацияда атаандаш жол менен бөгөттөлгөн. Бутирилхолинэстераза түргө жана препаратка жараша болжол менен 0.4төн 5.3 микромолярга чейинки диапазондо бөгөттөлгөн. Бул маалыматтар метилен көгүнүн нерв системасындагы таасирлерине арналган серепте жалпыланган. Жок кылынуу жайлаганда синапста нейротрансмиттер көбүрөөк калат. Альцгеймер оорусуна каршы бекитилген бир нече дарынын негизинде да ушул эле логика жатат.

Бирок бул химиялык таасирдин шарты бар. Кычкылданган көк форма ферментти бөгөттөйт; калыбына келген түссүз форма бөгөттөбөйт. Боёктун калыбына келишине шарт түзгөн узак инкубацияларда ушунун өзүнөн эле алсызыраак бөгөттөө катталат. Холинэстераза боюнча ар бир өлчөнгөн сан көрүнбөгөн өзгөрмө менен коштолот: өлчөө учурунда боёктун канча бөлүгү дагы эле көк болгон.

Экинчи жагынан, метилен көгү ацетилхолин таасир этүүчү кабылдагычтардын бири болгон alpha7 никотиндик рецепторун бөгөттөйт. Баканын ооциттеринде экспрессияланган адамдын alpha7 рецепторлору IC50 болжол менен 3.4 микромоляр болгондо атаандаш эмес, чыңалууга көз карандысыз антагонизм аркылуу бөгөттөлгөн. Бул агонисттин таасир күчүн өзгөрткөн эмес. Ал эми 3 микромоляр келемиштин гиппокамп кесиндилеринде холин козгогон синапстык жоопторду толук жок кылган. Бул alpha7 рецептору жөнүндөгү изилдөөдө баяндалган. Демек, окшош төмөн микромолярдык концентрацияларда боёк нейротрансмиттерди сактап да, анын рецепторлорунун биринин жооп берүүсүн басаңдатып да жатат. Холинергиялык сигналдашууга болгон жалпы таасирди бул табылгалардын биринен эле аныктоого болбойт. Бул бүдөмүктүк Альцгеймер оорусу тууралуу кеңири адабияттарга жана когнитивдик функциялар менен ооруларды изилдөөгө байланыштуу талкууга барып такалат, бирок бул жерде чечилбейт.

Салыштыруу бир жерде

Эң сезгич бута менен эң аз сезгич бутанын ортосунда үч чоңдук тартибиндей айырма бар. Бул диапазон — бүт макаланын бир таблицадагы көрүнүшү.

Бул концентрациялар мээге жетеби?

Жанында экспозициянын көрсөткүчү болбосо, пробиркадагы сан эч нерсе билдирбейт. Венага болжол менен 1.4 mg/kg болюстук киргизүүдөн кийин адамдын плазмасындагы орточо деңгээлдер 5 микромолярга жакын болгону кабарланган. Ал эми ошол эле багыттагы адабияттарда ооз аркылуу кабыл алынган 100 mg доза толук канда болжол менен 0.08 микромолярдык деңгээл жараткан. Келемиштердеги бөлүштүрүлүүнү изилдеген эмгектерде мээдеги деңгээлдер кан айлануудагы деңгээлдерден болжол менен ондон жыйырма эсеге чейин жогору экени аныкталган. Бирок бул — синапстагы эркин кычкылданган боёк эмес, гомогенизацияланган ткандагы жалпы боёк. Плазма белокторуна болжол менен 94 пайыз байланышуусу жана кан клеткаларына бөлүштүрүлүшү эркин фракцияны дагы азайтат.

Таблица менен салыштырганда көрүнүш «бар же жок» түрүндө эмес, даражалар менен берилет. MAO-Aны бөгөттөө кадимки вена аркылуу киргизүүдөн кийинки экспозициялардан кыйла төмөн деңгээлде болот жана боёк ушул жол менен берилгенде фармакологиялык жактан ыктымал. Холинэстеразага жана alpha7ге таасирлер төмөн микромолярдык диапазондо жатат: вена аркылуу киргизүүдөн кийинки эң жогорку деңгээлдер бул диапазонго туш келет, бирок ооз аркылуу кабыл алынган кадимки дозалар ага жетпеши мүмкүн. GABA-A үчүн 31 микромолярдык IC50 көпчүлүк ыктымал системалык экспозициялардан жогору болгондуктан, бул өзгөчө бөгөттөөнү бүтүндөй адам организминде түшүндүрмө катары колдонуу эң кыйын. Бул салыштыруунун ар бир сабына бирдей эскертүү керек: маанилүү концентрация — бутадагы эркин, кычкылданган, клеткадан тышкаркы боёктун концентрациясы. Кан алуу аркылуу бул чоңдук түздөн-түз өлчөнбөйт.

Кандай тыянак чыгарбоо керек

Таблицанын бир да сабы метилен көгү адамда кандайдыр бир нейротрансмиттерди алдын ала болжолдоого боло тургандай көбөйтөрүн же азайтарын далилдебейт. Тазаланган препараттагы ферменттин бөгөттөлүшү, клетка линиясындагы ташуучу белоктун бөгөттөлүшү жана ткан кесиндисиндеги рецептордук антагонизм — ар бири синапстагы чыныгы абалдан бир көзөмөлдөнгөн эксперименттик кадамга алыстаган көрүнүш. Ал эми холинергиялык бөлүм эки чыныгы табылга бири-бирин тең салмактап, белгисиздикке алып келерин көрсөтөт. Бул бетти жоопкерчиликтүү колдонуу — аны молекула таасир этери көрсөтүлгөн буталардын картасы катары кароо; анда ар бир таасирдин күчү белгиленген. Ошондо механизмдер тууралуу талкуу чындап өлчөнгөн нерсеге таянат. Бул таасирлердин дайындалган дарылар менен кандайча өз ара аракеттенери тууралуу маалымат өз ара аракеттенүү боюнча колдонмодо берилет. Кошумча контекстти фармакологиянын негиздеринен жана механизмдерди түшүндүргөн коштоочу материалдан табууга болот.