Il-blu tal-metilen u n-newrotrażmettituri: serotonina, dopamina, GABA u aċetilkolina

Stqarrija komuni dwar il-blu tal-metilen tgħid li jżid is-serotonina, iżid id-dopamina, jikkalma l-GABA u jtejjeb l-aċetilkolina, kollha f’daqqa. Dik l-istqarrija tittratta erba’ sejbiet separati fil-laboratorju bħala effett wieħed ġewwa persuna. L-istudji warajha kejlu miri differenti, fi preparazzjonijiet differenti, f’konċentrazzjonijiet li jvarjaw b’fattur ta’ madwar elf. Meta tifred il-miri, l-istampa ssir kemm aktar interessanti kif ukoll aktar kawta milli tippermetti dik l-istqarrija waħda.

L-idea li torganizza dan kollu hija sempliċi. Molekula li tintrabat ma’ enzima f’tubu tat-test tkun għamlet ħaġa waħda: intrabtet ma’ enzima f’tubu tat-test. Jekk dan ibiddilx il-livell ta’ newrotrażmettitur f’moħħ ħaj jiddependi mill-konċentrazzjoni li tasal fit-tessut, mill-forma kimika li tkun fiha l-molekula meta tasal, u minn kull ħaġa oħra li tagħmel il-molekula fl-istess konċentrazzjoni. Kull taqsima hawn taħt iżżomm dawn it-tliet mistoqsijiet marbuta mas-sejba li jappartjenu għaliha.

Serotonina: żewġ miri, żewġ konċentrazzjonijiet

Fost l-erba’ sistemi, is-serotonina għandha l-aktar evidenza b’saħħitha, u din ġejja minn żewġ miri molekulari distinti li m’għandhomx jingħaqdu.

L-ewwel mira hija l-monoamine oxidase tat-tip A, l-enzima mitokondrijali li tkisser is-serotonina. Il-MAO-A umana ppurifikata tiġi inibita mill-blu tal-metilen bħala inibitur li jintrabat sew, b’Ki qrib 27 nanomolar, filwaqt li l-MAO-B teħtieġ konċentrazzjonijiet ferm ogħla qabel ma tiġi affettwata, kif jidher fl-istudju kinetiku li rabat iż-żebgħa mat-tossiċità tas-serotonina. Linja ta’ riċerka relatata sabet l-istess selettività fit-tessut pineali tal-firien, fejn l-imblukkar tal-MAO-A żied l-indoli derivati mis-serotonina, naqqas il-metabolit tas-serotonina 5-HIAA, u biddel rifless marbut mas-serotonina li jippermetti liż-żrinġijiet jerġgħu jieħdu l-pożizzjoni normali tagħhom, kif irrappurtat fl-istudju dwar iż-żebgħat redox u l-indoli pineali. Żewġ preparazzjonijiet differenti, l-istess direzzjoni: inqas tkissir, aktar serotonina miżmuma fejn l-enzima kienet tneħħiha.

It-tieni mira hija t-trasportatur tas-serotonina nnifsu. F’ċelloli li jesprimu t-trasportatur uman, il-blu tal-metilen naqqas l-assorbiment kemm ta’ sottostrat fluworexxenti kif ukoll ta’ serotonina mmarkata b’IC50 ta’ madwar 1.4 micromolar, u soppressa l-kurrenti evokati mis-serotonina f’reġistrazzjonijiet patch-clamp, skont il-karatterizzazzjoni diretta tal-blu tal-metilen fuq SERT. L-awturi ċċekkjaw l-ispjegazzjonijiet alternattivi ovvji u sabu li l-effett kien indipendenti mis-sinjalar permezz ta’ cGMP, minn bidliet fil-kalċju, u mill-espressjoni tat-trasportatur fuq il-wiċċ taċ-ċellola.

Innota d-distakk bejn iż-żewġ numri. L-inibizzjoni tal-MAO-A sseħħ fil-medda nanomolar. L-inibizzjoni tat-trasportatur teħtieġ madwar ħamsin darba aktar żebgħa. Espożizzjoni baxxa li tinvolvi bis-sħiħ l-enzima tista’ bilkemm taffettwa t-trasportatur. Min jgħaqqadhom fi stqarrija waħda dwar is-serotonina jkun qed iġib żewġ meded differenti ta’ dożi għal medja waħda.

Jekk xi waħda minn dawn il-miri hijiex rilevanti f’persuna li tieħu mediċini serotonerġiċi oħra hija kwistjoni ta’ medikazzjoni, u postha huwa fil-gwida dwar l-interazzjonijiet bejn il-mediċini. Dan l-artiklu jimmappja l-miri; dik il-paġna tipprovdi l-parir kliniku.

Dopamina: l-aktar każ dgħajjef għal azzjoni diretta

Id-dopamina hija fejn l-onestà teħtieġ l-akbar kawtela. M’hemm l-ebda studju stabbilit sew li juri li l-blu tal-metilen jimblokka t-trasportatur tad-dopamina jew jintrabat direttament mar-riċetturi tad-dopamina. L-IC50 tat-trasportatur ta’ 1.4 micromolar, li spiss jiġi kkwotat, jappartjeni għat-trasportatur tas-serotonina, mhux għal DAT, u qatt m’għandu jiġi attribwit lilu.

Dak li jeżisti minflok huwa indirett. Billi l-enzimi MAO jimmetabolizzaw ukoll id-dopamina, l-inibizzjoni tal-MAO tippreserva d-dopamina flimkien mas-serotonina u n-noradrenalina. Fi preparazzjonijiet mitokondrijali, il-blu tal-metilen imblokka l-konverżjoni tan-newrotossina MPTP, medjata mill-MAO-B, fil-velenu dopaminerġiku tagħha b’potenza komparabbli mal-mediċina għall-Parkinson deprenyl, kif jiddeskrivu l-istudju dwar il-bijoattivazzjoni tal-MPTP u riċerka relatata dwar il-MAO-B. Riċerka fuq l-annimali żżid biċċiet mill-istampa: żieda ta’ madwar tliet darbiet fir-rilaxx bażali tad-dopamina minn flieli tal-istrijatum tal-firien f’10 micromolar, studjata fil-kuntest tas-sinjalar permezz tal-ossidu nitriku aktar milli bħala imblukkar tat-trasportatur, u riżultati mħallta skont ir-reġjun wara dożaġġ sistemiku, b’xi studji jsibu żieda fis-serotonina u n-noradrenalina filwaqt li d-dopamina bilkemm inbidlet.

Għalhekk l-istorja tad-dopamina hija reali iżda indiretta. Tgħaddi minn enzima li tittratta diversi monoamini f’daqqa, mhux minn punt ta’ azzjoni speċifiku għad-dopamina. Kull stqarrija li l-blu tal-metilen iżid id-dopamina fil-bnedmin taqbeż il-pass fejn dan ikun fil-fatt intwera.

GABA: l-imblukkar tal-brejk fil-but tal-irbit

Is-sejba dwar il-GABA hija preċiża u tmur kontra r-reputazzjoni taż-żebgħa. F’ċelloli li jesprimu riċetturi GABA-A umani, il-blu tal-metilen inibixxa kurrenti evokati mill-GABA minn madwar 3 micromolar, b’IC50 qrib 31 micromolar għall-konfigurazzjoni komuni alpha1-beta2-gamma2, fl-istudju elettrofiżjoloġiku li mmappja s-sit tal-azzjoni.

L-immappjar tas-sit huwa l-parti ta’ valur. Mutazzjonijiet fis-sit tal-picrotoxin ħallew l-inibizzjoni intatta, u s-siti tal-benzodiazepine u taż-żingu ġew esklużi permezz ta’ tqabbil bejn is-subunitajiet. Minflok, mutazzjonijiet f’żewġ residwi magħrufa li jiffurmaw il-but tal-irbit tal-GABA nnifsu naqqsu sew l-imblukkar, u dan jidentifika l-azzjoni bħala antagoniżmu kompetittiv fis-sit tal-agonist aktar milli modulazzjoni allosterika xi mkien ieħor. L-effett baqa’ jidher f’kombinazzjonijiet ta’ subunitajiet sinaptiċi u ekstrasinaptiċi u sparixxa malajr meta s-sustanza tneħħiet bil-ħasil.

Dan joħloq tensjoni ġenwina li ta’ min jistqarrha ċar. Molekula investigata bħala appoġġ għall-memorja wkoll trażżan it-trażmissjoni inibitorja rapida f’reċipjent tal-laboratorju. Jekk dik is-soppressjoni sseħħx f’moħħ ħaj jiddependi mill-konċentrazzjoni lokali, u 31 micromolar hija għolja meta mqabbla mal-biċċa l-kbira tal-espożizzjonijiet sistemiċi, kif tiddiskuti t-taqsima finali. It-tensjoni nnifisha hija s-sejba; biex tissolva jkunu meħtieġa esperimenti li ħadd għadu ma wettaq.

Aċetilkolina: żewġ punti ta’ azzjoni opposti

Għall-aċetilkolina hemm żewġ sejbiet li jiġbdu f’direzzjonijiet opposti, u proprju għalhekk iridu jiġu rrappurtati separatament.

Minn naħa, il-blu tal-metilen jinibixxi l-enzimi li jneħħu l-aċetilkolina. L-aċetilkolinesterażi taċ-ċelloli ħomor tad-demm tal-baqar ġiet inibita b’mod kompetittiv f’madwar 0.57 micromolar, l-enzima bovina qrib 0.42 micromolar, u l-attività tal-esterażi fil-plażma umana qrib 1.1 micromolar, filwaqt li l-butirilkolinesterażi ġiet inibita f’medda ta’ madwar 0.4 sa 5.3 micromolar skont l-ispeċi u l-preparazzjoni, kif miġbur fir-reviżjoni tal-azzjonijiet tal-blu tal-metilen fis-sistema nervuża. Meta t-tneħħija titnaqqas, jibqa’ aktar trażmettitur fis-sinapsi, l-istess loġika wara diversi mediċini approvati għall-Alzheimer.

Iżda l-kimika għandha kundizzjoni marbuta magħha. Il-forma blu ossidata tinibixxi l-enzima; il-forma ridotta bla kulur ma tagħmilx hekk, u inkubazzjonijiet twal li jippermettu liż-żebgħa tgħaddi minn riduzzjoni jirrapportaw inibizzjoni aktar dgħajfa għal dik ir-raġuni biss. Kull valur minn analiżi tal-kolinesterażi jiġi b’varjabbli inviżibbli: kemm miż-żebgħa kienet għadha blu meta tkejlet.

Min-naħa l-oħra, il-blu tal-metilen jimblokka r-riċettur nikotiniku alpha7, wieħed mir-riċetturi li taġixxi fuqu l-aċetilkolina. Riċetturi alpha7 umani espressi f’ooċiti taż-żrinġijiet ġew inibiti b’IC50 qrib 3.4 micromolar permezz ta’ antagoniżmu mhux kompetittiv u indipendenti mill-vultaġġ li ħalla l-potenza tal-agonist mhux mibdula, u 3 micromolar eliminaw ir-risponsi sinaptiċi kkawżati mill-kolina fi flieli tal-ippokampu tal-firien, kif jirrapporta l-istudju dwar ir-riċettur alpha7. Għalhekk, f’konċentrazzjonijiet baxxi simili fil-medda micromolar, iż-żebgħa kemm tippreserva t-trażmettitur kif ukoll iddgħajjef wieħed mir-riċetturi tiegħu. L-effett nett fuq is-sinjalar kolinerġiku ma jistax jiġi dedott minn xi waħda minn dawn is-sejbiet waħedha. Dik l-ambigwità hija marbuta mal-letteratura usa’ dwar l-Alzheimer, u mad-diskussjoni relatata dwar ir-riċerka konjittiva u dwar il-mard, mingħajr ma tiġi solvuta hawn.

It-tqabbil, f’post wieħed

Tliet ordnijiet ta’ kobor jifirdu l-aktar mira sensittiva mill-inqas waħda sensittiva. Dik il-firxa hija l-artiklu miġbur f’tabella waħda.

Dawn il-konċentrazzjonijiet jaslu fil-moħħ?

Numru minn tubu tat-test ma jfisser xejn mingħajr numru tal-espożizzjoni maġenbu. Wara bolus ġol-vina ta’ madwar 1.4 mg għal kull kg, ġew irrappurtati livelli medji fil-plażma umana ta’ madwar 5 micromolar, filwaqt li doża orali ta’ 100 mg ipproduċiet livelli fid-demm sħiħ qrib 0.08 micromolar fl-istess linja ta’ letteratura. Riċerka dwar id-distribuzzjoni fil-firien issib livelli fil-moħħ madwar għaxra sa għoxrin darba dawk fiċ-ċirkolazzjoni, għalkemm dan huwa l-ammont totali ta’ żebgħa f’tessut omoġenizzat, mhux żebgħa ossidata ħielsa f’sinapsi, u l-irbit mal-proteini tal-plażma qrib 94 fil-mija flimkien mad-distribuzzjoni fiċ-ċelloli tad-demm inaqqsu aktar il-frazzjoni ħielsa.

Meta mqabbla mat-tabella, l-istampa hija gradwali aktar milli binarja. L-inibizzjoni tal-MAO-A tinsab ferm taħt l-espożizzjonijiet tipiċi ġol-vina u hija farmakoloġikament plawżibbli kull meta ż-żebgħa tingħata b’dak il-mod. L-effetti fuq il-kolinesterażi u l-alpha7 jinsabu fil-medda micromolar baxxa li l-ogħla livelli wara għoti ġol-vina jilħqu, iżda li dożi orali ordinarji jistgħu ma jilħqux. L-IC50 tal-GABA-A ta’ 31 micromolar tinsab ’il fuq mill-biċċa l-kbira tal-espożizzjonijiet sistemiċi plawżibbli, u għalhekk dak l-imblukkar partikolari huwa l-aktar diffiċli li jiġi invokat f’persuna sħiħa. Kull ringiela ta’ dan it-tqabbil teħtieġ l-istess twissija: il-konċentrazzjoni rilevanti hija dik taż-żebgħa ħielsa, ossidata u ekstraċellulari fil-mira, kwantità li ebda kampjun tad-demm ma jkejjel direttament.

X’m’għandux jiġi konkluż

L-ebda ringiela fit-tabella ma tistabbilixxi li l-blu tal-metilen iżid jew inaqqas b’mod prevedibbli xi newrotrażmettitur f’persuna. L-inibizzjoni ta’ enzima fi preparazzjoni ppurifikata, l-imblukkar ta’ trasportatur f’linja taċ-ċelloli, u l-antagoniżmu ta’ riċettur f’qatgħa ta’ tessut huma kull wieħed pass ikkontrollat ’il bogħod mir-realtà sinaptika, u t-taqsima kolinerġika turi żewġ sejbiet veri li l-oppożizzjoni tagħhom tħalli inċertezza. L-użu responsabbli ta’ din il-paġna huwa bħala mappa tal-punti ta’ azzjoni li ntwera li l-molekula taġixxi fuqhom, bis-saħħa tal-azzjoni indikata, sabiex id-diskussjoni tal-mekkaniżmi tibqa’ ankrata f’dak li fil-fatt tkejjel. Għal kif dawn il-punti ta’ azzjoni jinteraġixxu ma’ medikazzjoni preskritta, il-gwida dwar l-interazzjonijiet hija l-paġna li tieħu dik ir-responsabbiltà, flimkien ma’ aktar kuntest fil-pedamenti tal-farmakoloġija u fl-ispjegazzjoni relatata tal-mekkaniżmu.