Метилен зәңгәре һәм нейромедиаторлар: серотонин, дофамин, GABA һәм ацетилхолин

Метилен зәңгәре турында еш очрый торган бер җөмләдә ул берьюлы серотонинны һәм дофаминны арттыра, GABA системасын тынычландыра һәм ацетилхолин эшчәнлеген көчәйтә диелә. Бу җөмлә дүрт аерым лаборатория нәтиҗәсен кеше организмындагы бердәм тәэсир итеп күрсәтә. Аның нигезендәге мәкаләләрдә төрле мишеньнәр төрле эксперименталь әзерләмәләрдә, якынча мең тапкыр аерылган концентрацияләрдә үлчәнгән. Мишеньнәрне аерып карагач, күренеш бу бер җөмләдәгегә караганда кызыклырак та, сакчылрак бәяләүне таләп итә торган да булып чыга.

Төп фикер гади. Пробиркада ферментка бәйләнгән молекула бер генә эш башкарган: пробиркада ферментка бәйләнгән. Моның тере мидә нейромедиатор дәрәҗәсен үзгәртү-үзгәртмәве тукымага барып җиткән концентрациягә, молекуланың барып җиткәндә нинди химик формада булуына һәм шул ук концентрациядә тагын нәрсәләр эшләвенә бәйле. Түбәндәге һәр бүлектә бу өч сорау тиешле нәтиҗә белән бергә карала.

Серотонин: ике мишень, ике концентрация

Дүрт система арасында иң көчле дәлилләр серотонинга карый. Алар берләштерергә ярамаган ике аерым молекуляр мишеньнән килә.

Беренче мишень — серотонинны тарката торган митохондриаль фермент, А тибындагы моноаминоксидаза. Буягычны серотонин токсиклыгы белән бәйләгән кинетик тикшеренүдә күрсәтелгәнчә, метилен зәңгәре чистартылган кеше MAO-A ферментын нык бәйләнүче ингибитор буларак тоткарлый, Ki якынча 27 наномоляр тәшкил итә; ә MAO-B ферментына тәэсир итү өчен күпкә югарырак концентрацияләр кирәк. Шушы юнәлештәге башка эшләрдә күсе эпифизы тукымасында да шул ук сайлап тәэсир итү табылган: MAO-A блокадасы серотониннан ясалган индолларны арттырган, серотонин метаболиты 5-HIAA дәрәҗәсен киметкән һәм бакаларда серотонин белән бәйле гәүдәне дөрес торышка кайтару рефлексын үзгәрткән. Бу редокс-буягычлар һәм эпифиз индоллары турындагы тикшеренүдә тасвирланган. Ике төрле әзерләмәдә дә юнәлеш бер үк: таркалу кими, фермент гадәттә серотонинны бетерә торган урында аның күбрәк өлеше саклана.

Икенче мишень — серотонин транспортерының үзе. Метилен зәңгәренең SERTка тәэсирен турыдан-туры бәяләгән тикшеренү мәгълүматлары буенча, кеше транспортерын экспрессияләүче күзәнәкләрдә метилен зәңгәре флуоресцент субстратның да, тамгаланган серотонинның да күзәнәккә керүен киметкән; IC50 якынча 1.4 микромоляр булган. Шулай ук пэтч-кламп язмаларында серотонин тудырган токларны баскан. Авторлар ачык күренгән башка аңлатмаларны тикшергән һәм тәэсирнең cGMP сигналлашуына, кальций үзгәрешләренә һәм транспортерның күзәнәк өслегендәге экспрессиясенә бәйле булмавын ачыклаган.

Бу ике сан арасындагы аермага игътибар итегез. MAO-A ингибициясе наномоляр концентрацияләрдә бара. Транспортерны ингибицияләү өчен буягыч якынча илле тапкыр күбрәк кирәк. Ферментка тулысынча тәэсир итә торган түбән экспозиция транспортерга бик аз гына кагылырга мөмкин. Боларны серотонин турында бер раслауга берләштергән кеше ике төрле доза диапазонын бергә куша.

Башка серотонинергик дарулар кабул итүче кешедә бу мишеньнәрнең кайсы да булса әһәмиятлеме — бу даруларга кагылышлы сорау, һәм ул даруларның үзара тәэсире белешмәсенә карый. Бу мәкалә мишеньнәрне күрсәтә; клиник киңәшләр шул биттә бирелә.

Дофамин: туры дәлилләр иң зәгыйфь булган өлкә

Дофамин турында сөйләгәндә намуслы бәяләү аеруча зур тотнаклык таләп итә. Метилен зәңгәренең дофамин транспортерын блоклавын яки дофамин рецепторларына турыдан-туры бәйләнүен күрсәткән ышанычлы, киң танылган тикшеренү юк. Еш китерелә торган 1.4 микромоляр транспортер IC50 күрсәткече DATка түгел, серотонин транспортерына карый, һәм аны башкача атарга ярамый.

Булган дәлилләр исә турыдан-туры түгел. MAO ферментлары дофаминны да метаболизмга тартканга, MAO ингибициясе серотонин һәм норадреналин белән бергә дофаминны да саклый. MPTP биоактивациясе тикшеренүендә һәм MAO-B буенча бәйле эшләрдә тасвирланганча, митохондриаль әзерләмәләрдә метилен зәңгәре MAO-B аша нейротоксин MPTPның дофаминергик системага агулы матдәгә әверелүен блоклаган; тәэсир көче Паркинсон авыруына каршы кулланыла торган депренил белән чагыштырырлык булган. Хайваннардагы эшләр аерым мәгълүматлар өсти: 10 микромоляр концентрациядә күсе стриатумы кисемнәреннән дофаминның базаль бүленеп чыгуы якынча өч тапкыр арткан, ләкин бу транспортер блокадасы буларак түгел, азот оксиды сигналлашуы контекстында тикшерелгән. Системалы рәвештә доза бирелгәннән соң төрле өлкәләрдә нәтиҗәләр бертөрле булмаган: кайбер тикшеренүләрдә серотонин һәм норадреналин арткан, ә дофамин бик аз үзгәргән.

Шуңа күрә дофаминга кагылышлы тәэсир бар, ләкин ул арадаш юл аша бара. Бу юл дофаминга хас мишень аша түгел, берьюлы берничә моноамин белән эш итүче фермент аша үтә. Метилен зәңгәре кешеләрдә дофаминны арттыра дигән һәр раслау моның чыннан да күрсәтелгән булуын раслау адымын атлап үтә.

GABA: бәйләнү куышлыгында тормозны блоклау

GABAга кагылышлы нәтиҗә төгәл һәм буягычның гадәти абруена каршы килә. Тәэсир урынын ачыклаган электрофизиология тикшеренүендә, кеше GABA-A рецепторларын экспрессияләүче күзәнәкләрдә метилен зәңгәре якынча 3 микромолярдан башлап GABA тудырган токларны ингибицияләгән; киң таралган alpha1-beta2-gamma2 конфигурациясе өчен IC50 якынча 31 микромоляр булган.

Иң кыйммәтле өлеше — тәэсир урынын ачыклау. Пикротоксин урынындагы мутацияләр ингибицияне үзгәртмәгән, ә субберәмлекләрне чагыштыру бензодиазепин һәм цинк урыннарын кире каккан. Киресенчә, GABA бәйләнү куышлыгының үзен формалаштыруы билгеле булган ике аминокислота калдыгындагы мутацияләр блокаданы кискен киметкән. Бу тәэсирнең башка урындагы аллостерик модуляция түгел, ә агонист урынындагы конкурент антагонизм булуын күрсәтә. Тәэсир синаптик һәм синапстан тыш субберәмлек комбинацияләрендә сакланган һәм юып чыгарганда тиз юкка чыккан.

Монда ачык әйтергә кирәкле чын каршылык бар. Хәтерне тәэмин итү өчен өйрәнелә торган молекула лаборатория савытында тиз тормозлаучы тапшыруны да баса. Бу басуның тере мидә булу-булмавы җирле концентрациягә бәйле; 31 микромоляр күпчелек системалы экспозицияләр белән чагыштырганда югары, һәм соңгы бүлектә шул мәсьәлә карала. Нәтиҗә — шушы каршылыкның үзе; аны хәл итү өчен әлегә беркем дә үткәрмәгән экспериментлар кирәк булыр иде.

Ацетилхолин: капма-каршы тәэсир итүче ике мишень

Ацетилхолинга кагылышлы ике нәтиҗә капма-каршы юнәлешкә тарта, һәм нәкъ шуңа күрә аларны аерым күрсәтергә кирәк.

Бер яктан, метилен зәңгәре ацетилхолинны юкка чыгара торган ферментларны ингибицияли. Метилен зәңгәренең нерв системасындагы тәэсирләренә күзәтүдә йомгакланганча, сыер эритроцитлары ацетилхолинэстеразасы якынча 0.57 микромолярда конкурент рәвештә ингибицияләнгән, мөгезле эре терлек ферменты — якынча 0.42 микромолярда, ә кеше плазмасының эстераза активлыгы — якынча 1.1 микромолярда. Бутирилхолинэстераза исә төргә һәм әзерләмәгә карап, якынча 0.4 белән 5.3 микромоляр арасында ингибицияләнгән. Юкка чыгарылуны акрынайту синапста күбрәк медиатор калдыра; Альцгеймер авыруына каршы расланган берничә даруның логикасы да шундый.

Ләкин бу химик тәэсирнең бер шарты бар. Ферментны оксидлашкан зәңгәр форма ингибицияли; кайтарылган төссез форма ингибицияләми. Буягычның кайтарылуына мөмкинлек биргән озак инкубацияләр нәкъ шул сәбәптән генә дә зәгыйфьрәк ингибиция күрсәтә. Холинэстеразага кагылышлы һәр анализ күрсәткеченең күзгә күренми торган үзгәрмәсе бар: үлчәү вакытында буягычның күпме өлеше әле зәңгәр булган.

Икенче яктан, метилен зәңгәре ацетилхолин тәэсир итә торган рецепторларның берсен — alpha7 никотин рецепторын блоклый. Alpha7 рецепторы тикшеренүендә хәбәр ителгәнчә, бака ооцитларында экспрессияләнгән кеше alpha7 рецепторлары конкурент булмаган, көчәнешкә бәйсез антагонизм аша ингибицияләнгән, IC50 якынча 3.4 микромоляр булган һәм агонистның тәэсир көче үзгәрмәгән. Ә 3 микромоляр концентрация күсе гиппокампы кисемнәрендә холин тудырган синаптик җавапларны тулысынча бетергән. Димәк, бер-берсенә якын түбән микромоляр концентрацияләрдә буягыч медиаторны саклый да, аның рецепторларының берсен зәгыйфьләндерә дә. Холинергик сигналлашуга гомуми тәэсирне бу нәтиҗәләрнең берсеннән генә чыгарып булмый. Бу билгесезлек Альцгеймер авыруы турындагы киңрәк әдәбиятка һәм танып белү функцияләре белән авыруларны тикшерүгә кагылышлы фикер алышуга бәйле, ләкин монда ул хәл ителми.

Чагыштыру — бер урында

Иң сизгер мишень белән иң аз сизгер мишень арасында өч зурлык тәртибе аермасы бар. Бу диапазон — бер таблицага җыелган бөтен мәкалә.

Бу концентрацияләр мигә барып җитәме?

Янында организмдагы экспозиция күрсәткече булмаса, пробиркадагы сан берни дә аңлатмый. Якынча 1.4 mg/kg күләмендә вена эченә болюс кертелгәннән соң, кеше плазмасында уртача дәрәҗәләрнең якынча 5 микромоляр булуы хәбәр ителгән; ә шул ук әдәбият юнәлешендә авыз аша 100 mg доза кабул итү бөтен канда якынча 0.08 микромоляр дәрәҗә биргән. Күселәрдә таралуны тикшерү эшләре мидәге дәрәҗәләрнең кан әйләнешендәге дәрәҗәләрдән якынча ун-егерме тапкыр югарырак булуын күрсәтә. Әмма бу синапстагы ирекле оксидлашкан буягыч түгел, гомогенлаштырылган тукымадагы гомуми буягыч күләме. Плазма аксымнары белән якынча 94 процент бәйләнү һәм кан күзәнәкләренә таралу ирекле фракцияне тагын да киметә.

Таблица белән чагыштырганда, күренеш «бар яки юк» рәвешендә түгел, дәрәҗәләр буенча бүленә. MAO-A ингибициясе гадәти вена эченә кертү экспозицияләреннән күпкә түбән концентрацияләрдә күзәтелә һәм буягыч шул юл белән бирелгәндә фармакологик яктан мөмкин булып күренә. Холинэстераза һәм alpha7 тәэсирләре түбән микромоляр диапазонда урнаша: вена эченә кертүдән соңгы иң югары дәрәҗәләр бу диапазонга туры килә, ә гадәти авыз аша кабул ителгән дозалар аңа җитмәскә мөмкин. GABA-A өчен 31 микромоляр IC50 күпчелек ихтимал системалы экспозицияләрдән югарырак; шуңа күрә нәкъ бу блокаданы бөтен кеше организмында булган дип аңлату иң кыены. Бу чагыштыруның һәр юлына бер үк искәрмә кирәк: әһәмиятле концентрация — мишень янындагы ирекле, оксидлашкан, күзәнәктән тыш буягыч концентрациясе; бернинди кан анализы да бу күләмне турыдан-туры үлчәми.

Нинди нәтиҗәләр ясарга ярамый

Таблицаның бер генә юлы да метилен зәңгәренең кешедә нинди дә булса нейромедиаторны алдан әйтерлек рәвештә арттыруын яки киметүен расламый. Чистартылган әзерләмәдә фермент ингибициясе, күзәнәк линиясендә транспортер блокадасы һәм тукыма кисемендә рецептор антагонизмы — һәркайсы чын синаптик хәлдән бер контрольдә тотылган адым белән аерылган күренеш. Ә холинергик бүлек ике дөрес нәтиҗәнең бер-берсен каплап, билгесезлек калдыруын күрсәтә. Бу битне җаваплы куллану — аны молекуланың бәйләнә алуы күрсәтелгән мишеньнәр картасы итеп карау; бәйләнү көче дә билгеләнгән, шуңа күрә механизмнар турында фикер алышу чыннан да үлчәнгән мәгълүматка таянып кала. Бу мишеньнәрнең табиб билгеләгән дарулар белән ничек үзара тәэсир итүе турында үзара тәэсир белешмәсе мәгълүмат бирә; өстәмә контекст фармакология нигезләрендә һәм механизмны аңлатучы бәйле материалда китерелә.