Кіріспе

MPTP (1 метил 4 фенил 1,2,3,6 тетрагидропиридин) – органикалық қосылыс. Ол тетрагидропиридин класына жатады. Бұл зат мидың қара денесіндегі дофамин өндіретін нейрондарды жойып, Паркинсон ауруының қанағаттандырмас белгілерін тудыратын MPP+ нейротоксинінің алғашқы түрі ретінде маңызды. Ол түрлі жануарларда ауру үлгілерін зерттеу үшін қолданылған. MPTP-нің өзі психоактивті әсерге ие емес, бірақ синтетикалық опиоид MPPP-ні жасау кезінде жаңсақ түрінде пайда болуы мүмкін, ол морфин мен меперидинге (петедин) ұқсас әсер етеді. MPTP-нің Паркинсон ауруын тудыратын әсері алғаш рет MPPP-нің ластануынан туындаған жаңсақ инъекция нәтижесінде анықталды.

Уыттылық

MPTP инъекциясы Паркинсонизмнің тез пайда болуына себепші болады, сондықтан MPTP- мен ластанған MPPP пайдаланушыларда осы белгілер пайда болады. MPTP өзі уытты емес, бірақ липофильді қосылысты құрайды, сондықтан қан- ми кедергісін кесіп өтуге қабілетті. Мүгедекте MPTP глиальды жасушалардың, атап айтқанда, астроциттердің ферменті моноамин оксидаза B (MAO B) арқылы токсикалық 1 метил 4 фенилпиридиний катионы (MPP+) болып метаболизмге ұшырайды. MPP+ негізінен мидың қара заттың pars compacta деп аталатын бөлігіндегі дофаминді өндіретін нейрондарды өлтіреді. MPP+ митохондриялық метаболизмнің бір бөлігі - электронды тасымалдау тізбегінің I кешеніне кедергі келтіреді, бұл жасуша өліміне әкеліп соғады және жасушаның жойылуына ықпал ететін уытты молекулалар - еркін радикалдардың жиналуына себепші болады. MPTP өзі тікелей зиянды болмағандықтан, MPTP- мен уланудың уытты әсерін селегилин сияқты моноамин оксидаза ингибиторларын (МАОИ) қолдану арқылы азайтуға болады. МАОИ- лар МАО В- ның әсерін тежеп, токсикологиялық әсерін азайтып, нейронның өлуін болдырмау арқылы МПТФ- ні МПП + - ға метаболизмге айналдыруды болдырмайды. Допаминергиялық нейрондар MPP+ -ге селективті түрде осал, өйткені DA нейрондары DAT арқылы медиацияланатын допаминді қайта қабылдауды көрсетеді, бұл да MPP+ -ге жоғары аффинитетті көрсетеді. Допамин тасымалдаушы синаптикалық кеңістіктердегі артық допаминді жинап, оларды жасушаға қайтарады. Бұл қасиет VTA және SNc нейрондарында көрініс тапса да, VTA нейрондары кальбиндин экспрессиясына байланысты MPP+ қорлауынан қорғайды. Кальбидин К- 2+ - нің клеткадағы болуын реттейді, бұл SNc нейрондарында кальцийге тәуелді автономды кардиостимулятор белсенділігінің жоғары болуына байланысты болмайды. Допаминергиялық нейрондардың қатты кемуі күрделі қозғалыстарды басқаруға әсер етеді. Кешенді қозғалыстың бағыты қара субстанциядан таздық пен құйрық ядросына дейін, содан кейін сигналдарды мидың қалған бөлігіне жеткізеді. Бұл жол дофамин арқылы нейрондар арқылы бақыланады, ал MPTP оны іріктеп жояды, нәтижесінде уақыт өте келе паркинсонизм пайда болады. MPTP адаммен қоса приматтарда паркинсонизмге әкеледі. Кеміргіштер бұған аз бейім. Есірткілер МПТП-ның жағымсыз әсерлеріне мүлдем қарсы емес. Мысықтар тек қара заттың жасушаларының өліміне ұшырайды деп ойланды (қолданылған мысықтардың түріне байланысты әртүрлі дәрежеде), бірақ Паркинсон ауруының белгілерін көрсетпейді; алайда соңғы зерттеулердің көпшілігі MPTP мысықтарда Паркинсон сияқты синдромдарға (әсіресе созылмалы синдромдарға) әкелуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұл кеміргіштер миының капиллярларындағы МАО В-ның төмен деңгейі болуы мүмкін деп есептеледі. 1983 жылы АҚШ-тың Калифорния штатының Санта-Клара округінде төрт адам МПТП-мен ластанған МППП қолданғаннан кейін Паркинсонизммен ауырады, ал 120 адам Паркинсонның белгілерімен ауырады деп хабарлады. Невролог Дж. Уильям Лэнгстон NIH-мен бірлесіп, себеп ретінде MPTP-ді анықтады және оның приматтарға әсері зерттелді. Швециядағы Лунд университетінің ауруханасында емделушілердің үшеуі үшін ұрық ұлпасының нейронды трансплантатын жасағаннан кейін, үш науқастың екеуінің моторлық белгілері сәтті емделді, ал үшіншісі ішінара қалпына келді. Лэнгстон бұл жағдайды 1995 жылы жазған "The Case of the Frozen Addicts" кітабында баяндады, ол кейіннен PBS-тің екі NOVA өндірісінде көрсетілді, ол Ұлыбританияда BBC Horizon ғылыми сериясында қайтадан көрсетілді.

Паркинсон ауруы зерттеулеріне MPTP-нің үлесі

Лэнгстон және басқалар. (1984) белбеу маймылдарға MPTP инъекцияларының паркинсонизмге әкелетінін анықтады, оның симптомдары кейіннен карбидопа және энтакапонмен бірге Паркинсон ауруын емдеуде таңдалған препарат - леводопамен азайтылды. MPTP-мен туындаған Паркинсон ауруының симптомдары мен ми құрылымы бір-бірінен ажыратылмайды, сондықтан MPTP-ді Паркинсон ауруының физиологиясын және зертханада мүмкін болатын емдеу әдістерін зерттеу үшін ауруды симуляциялау үшін қолдануға болады. Тышқандарды зерттеулер MPTP- ге бейімділік жасына қарай артатынын көрсетті. MPTP туралы білім және оны эксперименталды модельдерде Паркинсон ауруының белгілерін сенімді түрде қайта құруда қолдану ғалымдарды түйе тінінің имплантаттары, субталамустық электрлік стимуляция және дің жасушалары зерттеулері арқылы нейрон жоғалуын хирургиялық жолмен ауыстыру мүмкіндігін зерттеуге талпындырды, олардың барлығы бастапқы уақытша табыстарды көрсетті. Паркинсон ауруы инжекция арқылы немесе экзогендік жолмен қайта-қайта әсер ету арқылы МПП+ тәрізді қосылыстардың өте аз мөлшерінде пайда болуы мүмкін және бұл заттар эпидемиологиялық зерттеулер арқылы айтарлықтай анықталмайды деп болжалды. 2000 жылы Паркинсон ауруының тағы бір жануарлар үлгісі табылды. Пестицидтер мен инсектицидтер ротенонның миындағы дофаминергиялық нейрондарды өлтіру арқылы мысықтарда паркинсонизмге себепші болатыны дәлелденді. МПП+ сияқты ротенон да электрон тасымалдау тізбегінің І кешеніне кедергі келтіреді.

Синтез және қолдану

MPTP алғаш рет 1947 жылы Зиеринг және басқалар потенциалды анальгетикалық ретінде синтездеді. фенилмагний бромиді мен 1 метил-4 пиперидинонның реакциясымен. Ол әртүрлі ауруларды емдеу үшін сыналды, бірақ маймылдарда Паркинсонға ұқсас белгілер байқалғанда сынақтар тоқтатылды. Бір кезде осы заттың әсерінен алты адамның екеуі көз жұмды. MPTP өнеркәсіпте химиялық аралық ретінде қолданылады; токсикалық метаболиттің хлориді MPP+, циперкват, гербицид ретінде пайдаланылды. Киперкватты қазір қолданбайтын болсақ та, кейбір елдерде паракваттың өзі де гербицид ретінде қолданылуда.

Танымал мәдениетте

Уильям Гибсонның "Нейроманс" романында МПТП басқа кейіпкерде Паркинсонизмді тудыратын құрал ретінде қолданылады. MPTP-ге әкелген Паркинсон ауруы "Заң және тәртіп" эпизодының "Стиф" бөлімінде көрсетілген. Роджер Уильямстың "Прайм интеллекті метаморфозы" романында басты кейіпкер антигероинаның бұрынғы медбикесіне МПТ-ны береді, ол өмірде оның ауырсынуды басатын дәрілерін ұрлаған, мұны нейродегенеративті азаптау құралы ретінде жасайды.