Blu metileni dhe neurotransmetuesit: serotonina, dopamina, GABA dhe acetilkolina

Një pohim i zakonshëm për blu metilenin thotë se ai rrit serotoninën, rrit dopaminën, qetëson GABA dhe mpreh acetilkolinën, të gjitha njëherësh. Ky pohim i trajton katër gjetje të veçanta laboratorike si një efekt të vetëm brenda një personi. Punimet mbi të cilat mbështetet matën shënjestra të ndryshme, në preparate të ndryshme, në përqendrime që ndryshojnë me një faktor prej afërsisht një mijë. Kur i ndani shënjestrat, tabloja bëhet njëkohësisht më interesante dhe kërkon më shumë kujdes sesa lejon ai pohim i vetëm.

Ideja që e organizon këtë diskutim është e thjeshtë. Një molekulë që lidhet me një enzimë në një epruvetë ka bërë vetëm një gjë: është lidhur me një enzimë në një epruvetë. Nëse kjo ndryshon nivelin e një neurotransmetuesi në një tru të gjallë, varet nga përqendrimi që arrin në ind, nga forma kimike në të cilën ndodhet molekula kur mbërrin dhe nga gjithçka tjetër që molekula bën në të njëjtin përqendrim. Secili seksion më poshtë i lidh këto tri pyetje me gjetjen përkatëse.

Serotonina: dy shënjestra, dy përqendrime

Serotonina ka provat më të forta nga të katër sistemet, dhe ato vijnë nga dy shënjestra molekulare të dallueshme që nuk duhen bashkuar.

Shënjestra e parë është monoaminë oksidaza e tipit A, enzima mitokondriale që zbërthen serotoninën. MAO-A njerëzore e pastruar frenohet nga blu metileni, i cili vepron si frenues me lidhje të fortë dhe me një Ki afër 27 nanomolar, ndërsa MAO-B kërkon përqendrime shumë më të larta përpara se të ndikohet, siç tregohet në studimin kinetik që e lidhi ngjyruesin me toksicitetin e serotoninës. Një linjë plotësuese kërkimi gjeti të njëjtin selektivitet në indin pineal të minjve, ku bllokimi i MAO-A rriti indolet e prejardhura nga serotonina, uli metabolitin e serotoninës 5-HIAA dhe ndryshoi një refleks të rikthimit në pozicion normal te bretkosat, të lidhur me serotoninën, siç u raportua në studimin mbi ngjyruesit redoks dhe indolet pineale. Dy preparate të ndryshme, i njëjti drejtim: më pak zbërthim, më shumë serotoninё e ruajtur aty ku enzima do ta kishte larguar.

Shënjestra e dytë është vetë transportuesi i serotoninës. Në qeliza që shprehin transportuesin njerëzor, blu metileni uli marrjen qelizore si të një substrati fluoreshent, ashtu edhe të serotoninës së shënuar, me një IC50 rreth 1.4 mikromolar, dhe frenoi rrymat e nxitura nga serotonina në regjistrimet me teknikën patch-clamp, sipas karakterizimit të drejtpërdrejtë të blu metilenit në SERT. Autorët kontrolluan shpjegimet alternative të dukshme dhe gjetën se efekti ishte i pavarur nga sinjalizimi përmes cGMP, ndryshimet e kalciumit dhe shprehja e transportuesit në sipërfaqen qelizore.

Vini re hendekun midis dy numrave. Frenimi i MAO-A ndodh në përqendrime nanomolare. Frenimi i transportuesit kërkon afërsisht pesëdhjetë herë më shumë ngjyrues. Një ekspozim i ulët që vepron plotësisht mbi enzimën mund ta prekë fare pak transportuesin. Kushdo që i bashkon këto në një pretendim të vetëm për serotoninën po shkrin dy intervale të ndryshme dozash në një të vetëm.

Nëse ndonjëra prej këtyre shënjestrave ka rëndësi te një person që merr barna të tjera serotoninergjike, kjo është një çështje e përdorimit të barnave dhe i përket udhëzuesit të ndërveprimeve mes barnave. Ky artikull paraqet shënjestrat; ajo faqe jep këshillat klinike.

Dopamina: provat më të dobëta të drejtpërdrejta

Dopamina është fusha ku ndershmëria kërkon më shumë përmbajtje. Nuk ka ndonjë studim të mirëpërcaktuar që tregon se blu metileni bllokon transportuesin e dopaminës ose lidhet drejtpërdrejt me receptorët e dopaminës. IC50 prej 1.4 mikromolar për transportuesin, që citohet shpesh, i përket transportuesit të serotoninës, jo DAT, dhe nuk duhet t'i atribuohet kurrë këtij të fundit.

Ajo që ekziston është e tërthortë. Meqë enzimat MAO metabolizojnë edhe dopaminën, frenimi i MAO ruan dopaminën krahas serotoninës dhe noradrenalinës. Në preparate mitokondriale, blu metileni bllokoi shndërrimin e neurotoksinës MPTP, të ndërmjetësuar nga MAO-B, në formën e saj helmuese për sistemin dopaminergjik, me fuqi të krahasueshme me deprenilin, barin për Parkinsonin, siç përshkruhet në studimin e bioaktivizimit të MPTP dhe në punime të lidhura me MAO-B. Studimet te kafshët shtojnë pjesë të veçanta të tablosë: afërsisht një rritje trefish të çlirimit bazal të dopaminës nga prerjet e striatumit të minjve në 10 mikromolar, e studiuar në kontekstin e sinjalizimit të oksidit nitrik dhe jo si bllokim i transportuesit, si dhe rezultate të përziera sipas rajonit pas administrimit sistemik, ku disa studime gjetën rritje të serotoninës dhe noradrenalinës, ndërsa dopamina pothuajse nuk ndryshoi.

Pra, historia e dopaminës është reale, por e tërthortë. Ajo kalon përmes një enzime që përpunon disa monoamina njëkohësisht, jo përmes një shënjestre specifike për dopaminën. Çdo pretendim se blu metileni rrit dopaminën te njerëzit anashkalon hapin ku kjo duhej të ishte demonstruar realisht.

GABA: bllokimi i frenës në xhepin e lidhjes

Gjetja për GABA është e saktë dhe shkon kundër reputacionit të ngjyruesit. Në qeliza që shprehin receptorë njerëzorë GABA-A, blu metileni frenoi rrymat e nxitura nga GABA duke filluar rreth 3 mikromolar, me një IC50 afër 31 mikromolar për konfigurimin e zakonshëm alpha1-beta2-gamma2, në studimin elektrofiziologjik që përcaktoi vendin e veprimit.

Përcaktimi i vendit të veprimit është pjesa me vlerë. Mutacionet në vendin e lidhjes së pikrotoksinës e lanë frenimin të paprekur, dhe vendet e lidhjes së benzodiazepinave dhe zinkut u përjashtuan përmes krahasimeve të nënnjësive. Në vend të tyre, mutacionet në dy mbetje aminoacidike që dihet se formojnë vetë xhepin e lidhjes së GABA e ulën ndjeshëm bllokimin, çka e përcakton veprimin si antagonizëm konkurrues në vendin e agonistit dhe jo si modulim alosterik diku tjetër. Efekti u ruajt në kombinime nënnjësish sinaptike dhe ekstrasinaptike dhe u zhduk shpejt pas shpëlarjes.

Kjo krijon një kundërthënie të mirëfilltë që ia vlen të thuhet qartë. Një molekulë e studiuar për mbështetjen e kujtesës frenon gjithashtu transmetimin e shpejtë frenues në një enë laboratorike. Nëse ky frenim ndodh në një tru të gjallë, varet nga përqendrimi lokal, dhe 31 mikromolar është i lartë krahasuar me shumicën e ekspozimeve sistemike, çështje që trajtohet në seksionin e fundit. Vetë kjo kundërthënie është gjetja; zgjidhja e saj do të kërkonte eksperimente që askush nuk i ka kryer.

Acetilkolina: dy pika veprimi të kundërta

Për acetilkolinën ka dy gjetje që veprojnë në drejtime të kundërta, dhe pikërisht për këtë arsye duhen raportuar veçmas.

Nga njëra anë, blu metileni frenon enzimat që largojnë acetilkolinën. Acetilkolinesteraza e eritrociteve të lopës u fren ua në mënyrë konkurruese rreth 0.57 mikromolar, enzima bovine afër 0.42 mikromolar dhe aktiviteti i esterazës në plazmën njerëzore afër 1.1 mikromolar, ndërsa butirilkolinesteraza u frenua në intervalin prej afërsisht 0.4 deri në 5.3 mikromolar, në varësi të species dhe preparatit, siç përmblidhet në rishikimin e veprimeve të blu metilenit në sistemin nervor. Ngadalësimi i largimit lë më shumë neurotransmetues në sinapsë, e njëjta logjikë mbi të cilën mbështeten disa barna të miratuara për Alzheimerin.

Por kimia ka një kusht. Forma blu e oksiduar e frenon enzimën; forma pa ngjyrë e reduktuar nuk e frenon, dhe inkubimet e gjata që lejojnë reduktimin e ngjyruesit raportojnë frenim më të dobët vetëm për këtë arsye. Çdo vlerë nga një analizë e kolinesterazës shoqërohet me një ndryshore të padukshme: sa nga ngjyruesi ishte ende blu në çastin e matjes.

Nga ana tjetër, blu metileni bllokon receptorin nikotinik alpha7, një nga receptorët mbi të cilët vepron acetilkolina. Receptorët njerëzorë alpha7 të shprehur në ovocite bretkose u frenuan me një IC50 afër 3.4 mikromolar përmes antagonizmit jokonkurrues, të pavarur nga voltazhi, i cili e la të pandryshuar fuqinë e agonistit, dhe 3 mikromolar zhduku përgjigjet sinaptike të nxitura nga kolina në prerje hipokampale të minjve, siç raporton studimi i receptorit alpha7. Pra, në përqendrime të ngjashme të ulëta mikromolare, ngjyruesi njëkohësisht ruan neurotransmetuesin dhe dobëson një nga receptorët e tij. Efekti neto mbi sinjalizimin kolinergjik nuk mund të nxirret nga asnjëra gjetje më vete. Kjo paqartësi lidhet me literaturën më të gjerë për Alzheimerin dhe me diskutimin përkatës të kërkimeve mbi funksionin njohës dhe sëmundjet, pa u zgjidhur këtu.

Krahasimi, në një vend

Tri rende madhësie ndajnë shënjestrën më të ndjeshme nga ajo më pak e ndjeshme. Ky diapazon përmbledh artikullin në një tabelë.

A arrijnë këto përqendrime në tru?

Një vlerë nga epruveta nuk do të thotë asgjë pa një vlerë ekspozimi krahas saj. Pas një bolusi intravenoz afër 1.4 mg për kg, janë raportuar nivele mesatare në plazmën njerëzore rreth 5 mikromolar, ndërsa një dozë orale prej 100 mg prodhoi nivele në gjakun e plotë afër 0.08 mikromolar në të njëjtën literaturë. Studimet e shpërndarjes te minjtë gjejnë nivele në tru afërsisht dhjetë deri në njëzet herë më të larta se nivelet në qarkullim, megjithëse kjo përfaqëson ngjyruesin total në ind të homogjenizuar, jo ngjyruesin e lirë të oksiduar në një sinapsë; gjithashtu, lidhja me proteinat e plazmës afër 94 për qind dhe shpërndarja në qelizat e gjakut e ulin më tej fraksionin e lirë.

Kur lexohet krahas tabelës, modeli është gradual dhe jo binar. Frenimi i MAO-A ndodh shumë poshtë ekspozimeve tipike intravenoze dhe është farmakologjikisht i besueshëm sa herë që ngjyruesi jepet në atë mënyrë. Efektet mbi kolinesterazën dhe alpha7 ndodhen në intervalin e ulët mikromolar, me të cilin mbivendosen kulmet intravenoze, por që dozat e zakonshme orale mund të mos e arrijnë. IC50 e GABA-A prej 31 mikromolar ndodhet mbi shumicën e ekspozimeve sistemike të besueshme, çka e bën këtë bllokim të veçantë më të vështirin për t'u konsideruar te një person në tërësi. Çdo rresht i këtij krahasimi kërkon të njëjtën rezervë: përqendrimi përkatës është ai i ngjyruesit të lirë, të oksiduar, jashtëqelizor në shënjestër, një sasi që asnjë marrje gjaku nuk e mat drejtpërdrejt.

Çfarë nuk duhet të përfundoni

Asnjë rresht në tabelë nuk vërteton se blu metileni rrit ose ul në mënyrë të parashikueshme ndonjë neurotransmetues te një person. Frenimi i enzimës në një preparat të pastruar, bllokimi i transportuesit në një linjë qelizore dhe antagonizmi i receptorit në një prerje indi janë secili një hap i kontrolluar larg realitetit sinaptik, dhe seksioni kolinergjik tregon dy gjetje të vërteta që, të marra së bashku, lënë pasiguri. Përdorimi i përgjegjshëm i kësaj faqeje është si një hartë e pikave ku është treguar se molekula vepron, me forcën e veprimit të shënuar, në mënyrë që diskutimi i mekanizmave të mbetet i mbështetur në atë që është matur realisht. Për mënyrën se si këto pika veprimi ndërveprojnë me barnat e përshkruara, udhëzuesi i ndërveprimeve është faqja që trajton këtë çështje, krahas kontekstit të mëtejshëm në bazat e farmakologjisë dhe në shpjegimin shoqërues të mekanizmave.