मेथिलिन ब्लू र स्नायु-सञ्चारकहरू: सेरोटोनिन, डोपामिन, GABA र एसिटाइलकोलिन

मेथिलिन ब्लूबारे प्रचलित एउटा भनाइले यसले एकैपटक सेरोटोनिन बढाउँछ, डोपामिन बढाउँछ, GABA लाई शान्त पार्छ र एसिटाइलकोलिनलाई तीक्ष्ण बनाउँछ भन्छ। त्यस भनाइले प्रयोगशालाका चार अलग निष्कर्षलाई मानिसको शरीरभित्र हुने एउटै प्रभावका रूपमा प्रस्तुत गर्छ। त्यसको आधार बनेका अनुसन्धानपत्रहरूले फरक प्रयोगात्मक नमुनामा, झन्डै एक हजार गुणासम्म फरक पर्ने सान्द्रतामा, फरक लक्ष्यहरू मापन गरेका थिए। लक्ष्यहरूलाई छुट्टाछुट्टै हेरेपछि देखिने चित्र त्यो एउटै वाक्यले समेट्न सक्नेभन्दा रोचक पनि हुन्छ र बढी सावधानीपूर्ण पनि।

यसलाई व्यवस्थित रूपमा बुझ्ने मूल विचार सरल छ। परीक्षण नलीमा कुनै इन्जाइमसँग बाँधिने अणुले एउटा मात्र काम गरेको हुन्छ: परीक्षण नलीमा इन्जाइमसँग बाँधिएको हुन्छ। त्यसले जीवित मस्तिष्कमा कुनै स्नायु-सञ्चारकको स्तर बदल्छ कि बदल्दैन भन्ने कुरा ऊतकसम्म पुग्ने सान्द्रता, त्यहाँ पुग्दा अणु कुन रासायनिक रूपमा हुन्छ, र उही सान्द्रतामा त्यस अणुले गर्ने अरू सबै काममा निर्भर गर्छ। तलका प्रत्येक खण्डले यी तीन प्रश्नलाई सम्बन्धित निष्कर्षसँगै राखेको छ।

सेरोटोनिन: दुई लक्ष्य, दुई सान्द्रता

चार प्रणालीमध्ये सेरोटोनिनका लागि सबैभन्दा बलियो प्रमाण छ, र त्यो दुई अलग आणविक लक्ष्यबाट आएको हो, जसलाई एउटै मान्नु हुँदैन।

पहिलो लक्ष्य मोनोअमिन अक्सिडेज प्रकार A हो, जुन सेरोटोनिनलाई विघटन गर्ने माइटोकन्ड्रियाको इन्जाइम हो। मेथिलिन ब्लूले शुद्धीकृत मानव MAO-A लाई करिब 27 न्यानोमोलर Ki भएको दृढ रूपमा बाँधिने अवरोधकका रूपमा अवरुद्ध गर्छ। तर MAO-B मा प्रभाव पर्न धेरै उच्च सान्द्रता चाहिन्छ, जुन यस रञ्जकलाई सेरोटोनिन विषाक्ततासँग जोड्ने गतिकीय अध्ययन मा देखाइएको छ। सम्बन्धित अर्को अनुसन्धानले मुसाको पिनियल ऊतकमा पनि उही चयनशीलता भेट्यो। त्यहाँ MAO-A अवरोधले सेरोटोनिनबाट बनेका इन्डोलहरू बढायो, सेरोटोनिनको मेटाबोलाइट 5-HIAA घटायो, र भ्यागुतामा सेरोटोनिनसँग सम्बन्धित शरीरलाई सीधा पार्ने प्रतिवर्त बदल्यो। यो रेडक्स रञ्जक र पिनियल इन्डोलसम्बन्धी अध्ययन मा उल्लेख गरिएको छ। दुई फरक प्रयोगात्मक नमुना, तर दिशा एउटै: विघटन कम हुन्छ र इन्जाइमले हटाउने ठाउँमा बढी सेरोटोनिन बाँकी रहन्छ।

दोस्रो लक्ष्य सेरोटोनिन ट्रान्सपोर्टर नै हो। मानव ट्रान्सपोर्टर अभिव्यक्त गर्ने कोषिकाहरूमा मेथिलिन ब्लूले करिब 1.4 माइक्रोमोलर IC50 मा फ्लोरेसेन्ट सब्सट्रेट र चिह्नित सेरोटोनिन दुवैको ग्रहण घटायो। प्याच-क्ल्याम्प रेकर्डिङमा यसले सेरोटोनिनले उत्पन्न गरेका विद्युतीय प्रवाह पनि दबायो, जसको विवरण SERT मा मेथिलिन ब्लूको प्रत्यक्ष गुणविश्लेषण मा छ। लेखकहरूले स्पष्ट देखिने वैकल्पिक व्याख्याहरू जाँचे र यो प्रभाव cGMP सङ्केतन, क्याल्सियममा हुने परिवर्तन तथा कोषिकाको सतहमा ट्रान्सपोर्टरको अभिव्यक्तिबाट स्वतन्त्र रहेको पाए।

यी दुई सङ्ख्याबीचको अन्तर ध्यान दिनुहोस्। MAO-A अवरोध न्यानोमोलर स्तरमै हुन्छ। ट्रान्सपोर्टर अवरोधका लागि झन्डै पचास गुणा बढी रञ्जक चाहिन्छ। इन्जाइममा पूर्ण रूपमा असर गर्ने न्यून एक्सपोजरले ट्रान्सपोर्टरलाई खासै नछुन सक्छ। यी दुवैलाई सेरोटोनिनबारे एउटै दाबीमा मिसाउने व्यक्तिले दुई फरक मात्रा-दायरालाई एउटामा औसत गरिरहेको हुन्छ।

अन्य सेरोटोनिनसम्बन्धी औषधि लिइरहेको व्यक्तिमा यीमध्ये कुनै लक्ष्य महत्त्वपूर्ण हुन्छ कि हुँदैन भन्ने औषधिसम्बन्धी प्रश्न हो, र त्यो औषधि अन्तरक्रिया मार्गदर्शिकाको विषय हो। यो लेखले लक्ष्यहरूको नक्सा प्रस्तुत गर्छ; चिकित्सकीय सल्लाह त्यो पृष्ठमा छ।

डोपामिन: प्रत्यक्ष प्रमाण सबैभन्दा कमजोर

डोपामिनको विषयमा इमानदार रहन सबैभन्दा बढी संयम चाहिन्छ। मेथिलिन ब्लूले डोपामिन ट्रान्सपोर्टर अवरुद्ध गर्छ वा डोपामिन रिसेप्टरसँग प्रत्यक्ष बाँधिन्छ भनेर देखाउने राम्रोसँग स्थापित अध्ययन छैन। बारम्बार उद्धृत गरिने ट्रान्सपोर्टरको 1.4 माइक्रोमोलर IC50 सेरोटोनिन ट्रान्सपोर्टरको हो, DAT को होइन, र त्यसलाई कहिल्यै अर्को नाम दिनु हुँदैन।

उपलब्ध प्रमाण अप्रत्यक्ष छ। MAO इन्जाइमहरूले डोपामिनको पनि चयापचय गर्ने भएकाले MAO अवरोधले सेरोटोनिन र नोरएड्रेनालिनसँगै डोपामिनलाई पनि जोगाउँछ। माइटोकन्ड्रियाका नमुनामा मेथिलिन ब्लूले MAO-B मार्फत हुने स्नायु-विष MPTP को डोपामिनसम्बन्धी विषमा रूपान्तरणलाई पार्किन्सनको औषधि डेप्रेनिलसँग तुलनीय प्रभावशक्तिमा रोक्यो। यसको विवरण MPTP जैवसक्रियण अध्ययन र सम्बन्धित MAO-B अनुसन्धानमा छ। जनावरमा भएका अध्ययनले केही थप अंश दिन्छन्: 10 माइक्रोमोलरमा मुसाको स्ट्रायटमका ऊतक-खण्डबाट हुने आधारभूत डोपामिन उत्सर्जन करिब तीन गुणा बढेको थियो। तर त्यसलाई ट्रान्सपोर्टर अवरोधका रूपमा नभई नाइट्रिक अक्साइड सङ्केतनको सन्दर्भमा अध्ययन गरिएको थियो। शरीरव्यापी रूपमा मात्रा दिएपछि विभिन्न मस्तिष्क क्षेत्रका नतिजा मिश्रित थिए; केही अध्ययनमा सेरोटोनिन र नोरएड्रेनालिन बढे, तर डोपामिनमा खासै परिवर्तन भएन।

त्यसैले डोपामिनसम्बन्धी निष्कर्ष वास्तविक भए पनि अप्रत्यक्ष छ। यो डोपामिनमा मात्र काम गर्ने कुनै लक्ष्यमार्फत होइन, एकैपटक धेरै मोनोअमिनसँग काम गर्ने इन्जाइममार्फत अघि बढ्छ। मेथिलिन ब्लूले मानिसमा डोपामिन बढाउँछ भन्ने कुनै पनि दाबीले त्यो कुरा वास्तवमै देखाउनुपर्ने चरण छोड्छ।

GABA: बन्धनस्थलमा रोक्ने संयन्त्रलाई नै अवरुद्ध गर्नु

GABA सम्बन्धी निष्कर्ष स्पष्ट छ र यो रञ्जकको प्रचलित छविसँग मेल खाँदैन। मानव GABA-A रिसेप्टर अभिव्यक्त गर्ने कोषिकाहरूमा मेथिलिन ब्लूले करिब 3 माइक्रोमोलरबाटै GABA ले उत्पन्न गरेका विद्युतीय प्रवाह अवरुद्ध गर्न थाल्यो। सामान्य alpha1-beta2-gamma2 संरचनाका लागि IC50 करिब 31 माइक्रोमोलर थियो, जुन क्रियास्थलको नक्साङ्कन गर्ने विद्युत्-शरीरक्रिया अध्ययन मा देखाइएको छ।

क्रियास्थलको नक्साङ्कन यसको महत्त्वपूर्ण पक्ष हो। पिक्रोटक्सिन स्थलमा गरिएका उत्परिवर्तनले अवरोधमा परिवर्तन ल्याएनन्, र उपएकाइहरूको तुलनाले बेन्जोडायजेपिन तथा जिङ्क स्थललाई सम्भावनाबाट हटायो। बरु GABA को बन्धनस्थल निर्माण गर्ने भनेर चिनिएका दुई अमिनो अम्ल अवशेषमा गरिएका उत्परिवर्तनले अवरोध उल्लेख्य रूपमा घटाए। यसले यो क्रिया अन्यत्र हुने एलोस्टेरिक परिमार्जन नभई अगोनिस्ट स्थलमा हुने प्रतिस्पर्धात्मक विरोधी क्रिया हो भन्ने देखाउँछ। यो प्रभाव सिनेप्सीय र सिनेप्सबाहिरका उपएकाइ संयोजन दुवैमा कायम रह्यो र पदार्थ पखालेपछि छिट्टै हट्यो।

यसले स्पष्ट रूपमा भन्नुपर्ने वास्तविक विरोधाभास सिर्जना गर्छ। स्मरणशक्तिलाई सहयोग गर्ने सम्भावनाका लागि अनुसन्धान गरिएको अणुले प्रयोगशालाको पात्रमा तीव्र अवरोधक स्नायु-सञ्चारण पनि दबाउँछ। त्यो दमन जीवित मस्तिष्कमा हुन्छ कि हुँदैन भन्ने कुरा स्थानीय सान्द्रतामा निर्भर गर्छ। अधिकांश शरीरव्यापी एक्सपोजरको तुलनामा 31 माइक्रोमोलर उच्च हो, जसबारे अन्तिम खण्डमा चर्चा गरिएको छ। यो विरोधाभास आफैँ नै निष्कर्ष हो; यसलाई समाधान गर्न अहिलेसम्म कसैले नगरेका प्रयोग चाहिन्छन्।

एसिटाइलकोलिन: विपरीत दिशामा काम गर्ने दुई लक्ष्य

एसिटाइलकोलिनबारेका दुई निष्कर्ष विपरीत दिशामा तानिन्छन्, र तिनलाई अलग-अलग प्रस्तुत गर्नुपर्ने कारण यही हो।

एकातिर, मेथिलिन ब्लूले एसिटाइलकोलिन हटाउने इन्जाइमहरू अवरुद्ध गर्छ। गाईका रातो रक्तकोषको एसिटाइलकोलिनेस्टरेज करिब 0.57 माइक्रोमोलरमा, गाईको इन्जाइम करिब 0.42 माइक्रोमोलरमा, र मानव प्लाज्माको एस्टरेज गतिविधि करिब 1.1 माइक्रोमोलरमा प्रतिस्पर्धात्मक रूपमा अवरुद्ध भए। प्रजाति र प्रयोगात्मक नमुनाअनुसार ब्युटिराइलकोलिनेस्टरेज करिब 0.4 देखि 5.3 माइक्रोमोलरसम्मको दायरामा अवरुद्ध भयो। यसको सारांश स्नायु प्रणालीमा मेथिलिन ब्लूका क्रियाहरूको समीक्षा मा छ। हटाउने प्रक्रिया सुस्त हुँदा सिनेप्समा बढी स्नायु-सञ्चारक बाँकी रहन्छ; अल्जाइमरका लागि स्वीकृत केही औषधिको पछाडि पनि यही तर्क छ।

तर यस रसायनसँग एउटा सर्त जोडिएको छ। अक्सिडीकृत नीलो रूपले इन्जाइम अवरुद्ध गर्छ; अपचयित रङ्गहीन रूपले गर्दैन। रञ्जकलाई अपचय हुन दिने लामो इन्क्युबेसनपछि गरिएको परीक्षणमा यही कारणले मात्र कमजोर अवरोध देखिन्छ। कोलिनेस्टरेजसम्बन्धी कुनै पनि परीक्षणको सङ्ख्यासँग एउटा अदृश्य चर हुन्छ: मापन गर्दा रञ्जकको कति अंश अझै नीलो थियो।

अर्कोतिर, मेथिलिन ब्लूले एसिटाइलकोलिनले काम गर्ने रिसेप्टरमध्ये एक, alpha7 निकोटिनिक रिसेप्टर, अवरुद्ध गर्छ। भ्यागुताका अण्डाणुमा अभिव्यक्त गरिएका मानव alpha7 रिसेप्टरहरू करिब 3.4 माइक्रोमोलर IC50 मा गैरप्रतिस्पर्धात्मक, भोल्टेज-स्वतन्त्र विरोधी क्रियामार्फत अवरुद्ध भए, तर अगोनिस्टको प्रभावशक्ति बदलिएन। साथै 3 माइक्रोमोलरले मुसाको हिप्पोक्याम्पसका ऊतक-खण्डमा कोलिनले उत्पन्न गरेका सिनेप्सीय प्रतिक्रिया पूर्ण रूपमा हटायो, जसको विवरण alpha7 रिसेप्टर अध्ययन मा छ। त्यसैले समान न्यून माइक्रोमोलर सान्द्रतामा यो रञ्जकले स्नायु-सञ्चारकलाई जोगाउँछ पनि र त्यसको एउटा रिसेप्टरको प्रतिक्रिया कमजोर बनाउँछ पनि। कोलिनर्जिक सङ्केतनमा पर्ने समग्र प्रभाव कुनै एउटा निष्कर्षबाट मात्रै निकाल्न सकिँदैन। यो अस्पष्टता अल्जाइमरसम्बन्धी व्यापक अनुसन्धान साहित्य र संज्ञान तथा रोग अनुसन्धानको सम्बन्धित चर्चासँग जोडिन्छ, तर यहाँ समाधान हुँदैन।

तुलना, एकै ठाउँमा

सबैभन्दा संवेदनशील र सबैभन्दा कम संवेदनशील लक्ष्यबीच तीन परिमाण-क्रमको अन्तर छ। यही फैलावटले लेखको सार एउटै तालिकामा देखाउँछ।

के यी सान्द्रताहरू मस्तिष्कसम्म पुग्छन्?

छेउमा एक्सपोजरको सङ्ख्या नभएसम्म परीक्षण नलीको सङ्ख्याले केही अर्थ दिँदैन। प्रति kg करिब 1.4 mg को एकमुष्ट नसागत मात्रा दिएपछि मानव प्लाज्मामा औसत स्तर करिब 5 माइक्रोमोलर रहेको रिपोर्ट गरिएको छ। त्यही अनुसन्धान साहित्यमा 100 mg को मुखबाट लिइने मात्राले सम्पूर्ण रगतमा करिब 0.08 माइक्रोमोलर स्तर उत्पन्न गरेको थियो। मुसामा वितरणसम्बन्धी अनुसन्धानले मस्तिष्कको स्तर रक्तसञ्चारमा रहेको स्तरभन्दा झन्डै दसदेखि बीस गुणा बढी पाउँछ। तर त्यो एकरूप पारिएको ऊतकमा रहेको कुल रञ्जक हो, सिनेप्समा रहेको स्वतन्त्र अक्सिडीकृत रञ्जक होइन। साथै प्लाज्मा प्रोटिनसँग करिब 94 प्रतिशत बन्धन र रक्तकोषमा विभाजनले स्वतन्त्र अंशलाई अझ कम बनाउँछन्।

तालिकासँग तुलना गरेर हेर्दा ढाँचा हुन्छ वा हुँदैन भन्ने दुई विकल्पमा सीमित नभई क्रमिक देखिन्छ। MAO-A अवरोध सामान्य नसागत एक्सपोजरभन्दा धेरै तलको सान्द्रतामा हुन्छ, र रञ्जक त्यसरी दिइँदा औषधिशास्त्रीय रूपमा सम्भाव्य हुन्छ। कोलिनेस्टरेज र alpha7 का प्रभाव न्यून माइक्रोमोलर दायरामा पर्छन्, जहाँ नसागत प्रयोगपछि आउने उच्चतम स्तर पुग्न सक्छन् तर मुखबाट लिइने सामान्य मात्रा नपुग्न सक्छन्। GABA-A को 31 माइक्रोमोलर IC50 अधिकांश सम्भाव्य शरीरव्यापी एक्सपोजरभन्दा माथि पर्छ, त्यसैले सम्पूर्ण व्यक्तिमा यही विशिष्ट अवरोध भएको मान्न सबैभन्दा कठिन हुन्छ। यस तुलनाको हरेक पङ्क्तिमा एउटै सावधानी आवश्यक छ: महत्त्वपूर्ण सान्द्रता भनेको लक्ष्यमा रहेको स्वतन्त्र, अक्सिडीकृत, कोषिकाबाहिरको रञ्जकको सान्द्रता हो, जुन कुनै रक्त नमुनाले प्रत्यक्ष मापन गर्दैन।

के निष्कर्ष निकाल्नु हुँदैन

तालिकाको कुनै पनि पङ्क्तिले मेथिलिन ब्लूले व्यक्तिमा कुनै स्नायु-सञ्चारक अनुमान गर्न सकिने ढङ्गले बढाउँछ वा घटाउँछ भनेर स्थापित गर्दैन। शुद्धीकृत नमुनामा इन्जाइम अवरोध, कोषिका लाइनमा ट्रान्सपोर्टर अवरोध र ऊतक-खण्डमा रिसेप्टरको विरोधी क्रिया—यी प्रत्येक सिनेप्सको वास्तविक अवस्थाबाट एक नियन्त्रित चरण टाढा छन्। कोलिनर्जिक खण्डले दुई सही निष्कर्ष जोडिँदा पनि अनिश्चितता बाँकी रहने देखाउँछ। यस पृष्ठको जिम्मेवार प्रयोग भनेको अणुले समात्न सक्छ भनेर देखाइएका लक्ष्यहरूको नक्साका रूपमा गर्नु हो, जहाँ समात्ने बल पनि उल्लेख गरिएको छ, ताकि संयन्त्रको चर्चा वास्तवमै मापन गरिएको कुरामा आधारित रहोस्। यी लक्ष्यहरूले चिकित्सकले लेखेका औषधिसँग कसरी अन्तरक्रिया गर्छन् भन्ने विषयको जिम्मेवारी अन्तरक्रिया मार्गदर्शिका ले सम्हाल्छ। औषधिशास्त्रका आधारभूत पक्ष र सम्बन्धित संयन्त्र व्याख्याले थप सन्दर्भ दिन्छन्।