Кіріспе

Нейрофармакология – жүйке жүйесіндегі функцияларға дәрі-дәрмектердің қалай әсер ететінін және олардың мінез-құлыққа әсер ететін нейрондық механизмдерін зерттейтін ғылым саласы. Нейрофармакологияның екі негізгі бағыты бар: мінез-құлықтық және молекулалық. Мінез-құлықтық нейрофармакология дәрі-дәрмектердің адам мінез-құлқына (нейропсихофармакология) тигізетін әсерін, соның ішінде есірткіге тәуелділік пен нашақорлықтың адам миына қалай әсер ететінін зерттейді. Молекулалық нейрофармакология нейрондарды және олардың нейрохимиялық өзара әрекеттесуін зерттейді, мақсаты – неврологиялық функцияларды жақсартатын дәрі-дәрмектерді жасау. Осы екі сала да тығыз байланысты, себебі олардың екеуі де орталық және шеткі жүйке жүйесіндегі нейротрансмиттерлер, нейропептидтер, нейрогормондар, нейромодуляторлар, ферменттер, екінші хабаршылар, ко-транспортерлер, иондық каналдар және рецепторлық ақуыздардың өзара әрекеттесуімен айналысады. Осы өзара әрекеттесуді зерттеу арқылы ғалымдар көптеген неврологиялық ауруларды, оның ішінде ауырсынуды, Паркинсон және Альцгеймер аурулары сияқты нейродегенеративті ауруларды, психологиялық ауруларды, тәуелділікті және тағы да басқа көптеген сырқаттарды емдеуге арналған дәрі-дәрмектерді әзірлеп жатыр.

Шолу

Нейрофармакология – жүйке жүйесінің көптеген қырларын қамтитын, жеке нейронды манипуляциялаудан бастап мидың, жұлынның және шеткі жүйкелердің толық аймақтарына дейінгі ғылымның өте кең саласы. Дәрілерді әзірлеу негізін жақсырақ түсіну үшін, ең алдымен нейрондардың бір-бірімен қалай байланысатынын түсіну қажет.

Нейрохимиялық өзара әсерлесулер

Нейрофармакологияның медицинадағы әлеуетті жетістіктерін түсіну үшін адамның мінез-құлқы мен ойлау процестерінің нейроннан нейронға қалай берілетінін, сондай-ақ дәрі-дәрмектердің осы процестердің химиялық негіздерін қалай өзгерте алатынын түсіну маңызды. Нейрондар өте сезімтал жасушалар деп аталады, себебі олардың сыртқы мембранасында иондық каналдар деп аталатын көптеген ақуыздар бар, бұл ақуыздар кішкентай зарядталған бөлшектердің жасушаға кіруіне және одан шығуына мүмкіндік береді. Нейронның құрылымы химиялық ақпаратты дендриттері арқылы қабылдауға, перикарион (жасуша денесі) арқылы және аксоны арқылы өткізуге, содан кейін аксон ұшы арқылы басқа нейрондарға жіберуге мүмкіндік береді. Бұл кернеуге сезімтал иондық каналдар жасуша ішінде жылдам деполяризацияға мүмкіндік береді. Егер деполяризация белгілі бір шегіне жетсе, ол әрекеттік потенциалды тудырады. Әрекеттік потенциал аксон ұшына жеткенде, ол жасушаға кальций иондарының ағылуын қозғайды. Кальций иондары нейротрансмиттерлермен толтырылған кішкентай қаптарды – везикулаларды – жасуша мембранасына байланыстырып, олардың құрамын синапсқа шығарады. Бұл жасуша пресинаптикалық нейрон деп аталады, ал босатылған нейротрансмиттерлермен өзара әрекеттесетін жасуша постсинаптикалық нейрон деп аталады. Нейротрансмиттер синапсқа шығарылғаннан кейін, ол постсинаптикалық жасушадағы рецепторларға байланыса алады, пресинаптикалық жасуша оны қайта сіңіріп, кейінгі беріліске сақтап алады немесе ол белгілі бір нейротрансмиттерге тән синапстағы ферменттермен ыдырайды. Осы үш түрлі әрекет дәрілік заттардың нейрондар арасындағы байланысқа қалай әсер ететінінің негізгі салалары болып табылады.

ГАБА

GABA нейротрансмиттері орталық нерв жүйесіндегі жылдам синаптық тежелуді қамтамасыз етеді. ГАМК пресинаптикалық жасушадан босатылғанда, рецептормен (көбінесе GABAA рецепторымен) байланысады, бұл постсинаптикалық жасушаның гиперполяризациясына (әрекет потенциалының шегінен төмендеуіне) алып келеді. Бұл басқа нейротрансмиттерлер мен рецепторлардың әрекеттесуінен туындайтын қоздырушы әсерлерді күштен шығарады. GABAA рецепторында конформациялық өзгерістерге мүмкіндік беретін көптеген байланыс орындары бар және олар жаңа дәрілерді жасаудың басты мақсаты болып табылады. Осы байланыс орындарының ең көп таралғаны – бензодиазепин, ол рецепторға агонисттік және антагонисттік әсер етеді. Диазепам – осы байланыс орнында аллостерикалық күшейткіш ретінде әрекет ететін кең таралған препарат. ГАМК-ның тағы бір рецепторы, GABAB деп аталатын рецептор, баклофен деп аталатын молекуламен күшейтіледі. Бұл молекула агонист ретінде әрекет етеді, демек рецепторды белсендіреді және спастикалық қозғалысты бақылауға және азайтуға көмектеседі.

Допамин

Допамин нейротрансмиттері 5 нақты GPCR-ге байланысу арқылы синапстық берілісті қамтамасыз етеді. Бұл бес рецепторлы ақуыздар реакцияның постсинаптикалық клеткада қоздырғыш немесе тежегіш реакцияны тудырғанына байланысты екі классқа бөлінеді. Допаминге және оның мидағы өзара әрекеттесуіне әсер ететін заңды және заңсыз дәрілердің көптеген түрлері бар. Паркинсон ауруында, мидағы допамин мөлшерін азайтатын ауруда, допамин қан-ми тосқаулын өте алмайтындықтан, ал L-допа өте алатындықтан, науқасқа допаминнің алғашқы түрі – леводопа беріледі. Паркинсон ауруымен және бейшара аяқ синдромы (RLS) деп аталатын бұзылысы бар науқастарға допамин агонистері де беріледі. Бұлардың мысалдары – ропинирол және прамипексол. Зейін тапшылығы және гипербелсенділік синдромы (ADHD) сияқты психологиялық бұзылыстарды метилфенидат (сонымен қатар Риталин деп те аталады) сияқты дәрілермен емдеуге болады, ол пресинаптикалық клетканың допаминды қайта сіңіруін тоқтатады, соның салдарынан синапстық кеңісте қалған допамин мөлшері артады. Синапстық допаминнің артуы постсинаптикалық клетка рецепторларымен байланысуын күшейтеді. Осы механизм басқа да заңсыз және күштірек стимуляторлық есірткілер, мысалы, кокаинмен де қолданылады.

Серотонин

Серотонин нейротрансмиттері GPCR немесе LGIC рецепторлары арқылы синаптық берілуді қамтамасыз ете алады. Серотониннің қоздырғыш немесе тежегіш постсинаптикалық әсері, мидың нақты бір аймағында экспрессияланатын рецептор түріне байланысты анықталады. Депрессияны емдеу үшін серотонинді реттеуге арналған ең танымал және кеңінен қолданылатын препараттар SSRI, яғни селективті серотониннің кері сіңірілуін тежегіштер деп аталады. Бұл препараттар серотонинді пресинаптикалық нейронға кері тасымалдауды тежейді, нәтижесінде синаптық кеңісте серотониннің мөлшері артады. SSRI-лар ашылғанға дейін серотонинді ыдырататын ферментті тежейтін препараттар да болған. MAOI, яғни моноамин оксидаза тежегіштері синапста серотонин мөлшерін арттырды, бірақ көптеген қосымша әсерлерге, соның ішінде қатал мигрень мен жоғары қан қысымына себеп болды. Бұл, ақырында, препараттардың көптеген тағамдарда кездесетін тирамин атты химиялық затпен өзара әрекеттесуімен байланысты болды.

Иондық арналар

Нейронның беткі мембранасында орналасқан иондық арналар, әрекеттік потенциал кезінде натрий иондарының ішке ағылуына және калий иондарының сыртқа қарай қозғалысына жағдай жасайды. Осы иондық арналарды таңдамалы түрде тоқтату, әрекеттік потенциалдың пайда болу мүмкіндігін төмендетеді. Рилузол – натрий иондық арналарын бұғаттайтын нейропротективті препарат. Осы арналар активтенбегендіктен, әрекеттік потенциал пайда болмайды, нейрон химиялық сигналдарды электрлік сигналдарға түрлендірмейді және сигнал жоғарыға жылжымайды. Бұл препарат жансыздандырушы және тыныштандырушы ретінде де қолданылады.

Мінез-құлық нейрофармакологиясы

Мінез-құлық нейрофармакологиясының бір саласы есірткіге тәуелділікті және есірткіге құмарлықтың адам ақылына қалай әсер ететінін зерттеуге арналған. Көптеген зерттеулер көрсеткендей, нейрохимиялық сыйақы арқылы құмарлықты күшейтетін мидың басты бөлігі – nucleus accumbens. Оң жақтағы суретте дофаминнің осы аймаққа қалай жоналатыны көрсетілген. Ұзақ мерзімді, шамадан тыс алкоголь тұтыну тәуелділікке және құмарлыққа алып келуі мүмкін. Бұл құмарлықтың қалай пайда болатыны төменде сипатталған.

Этанол

Алкогольдің құмарлық тудыру және нығайту (яғни, тәуелділікке әкелу) қасиеттері оның мезолимбикалық сыйлық жолындағы дофамин нейрондарына тигізетін әсері арқылы жүзеге асырылады, бұл жол вентральды тегментальді аймақты ядролық аккумбенске (NAcc) қосады. Алкогольдің басты әсерлерінің бірі – NMDA рецепторларын аллостерикалық түрде тежеу және GABAA рецепторларын күшейту (мысалы, рецептордың аллостерикалық реттелуі арқылы GABAA рецепторымен қамтамасыз етілген хлорид ағынының жоғарылауы). Жоғары дозада этанол нейрондардағы лигандқа сезімтал иондық каналдардың көпшілігін және кернеуге сезімтал иондық каналдарды да тежейді. Алкогольді жедел тұтыну кезінде дофамин мезолимбикалық жолдың синапстарында босап, постсинаптикалық D1 рецепторларының белсенділігін күшейтеді.

Паркинсон ауруы

Паркинсон ауруы – қара затта орналасқан дофаминергиялық нейрондардың таңдамалы жоғалуымен сипатталатын нейродегенеративті ауру. Бүгінде бұл аурумен күресу үшін ең көп қолданылатын дәрі – леводопа немесе L-DOPA. Допаминнің бұл алдын қоршаушысы (прекурсоры) қан-ми тосқауылынан өте алады, ал допамин нейротрансмиттері өте алмайды. L-DOPA-ның Паркинсон ауруын басқа дофамин агонисттерінен жақсы емдейтінін анықтау үшін көптеген зерттеулер жүргізілді. Кейбіреулер L-DOPA-ны ұзақ мерзімді қолдану нейропротекцияны нашарлатады және осылайша дофаминергиялық жасушалардың өліміне алып келеді деп санайды. In vivo немесе in vitro зерттеулерде дәлелденбесе де, кейбір мамандар дофамин агонисттерін ұзақ қолдану науқасқа тиімдірек деп есептейді.

Альцгеймер ауруы

Альцгеймер ауруының себептерін түсіндіру үшін түрлі гипотезалар ұсынылғанмен, осы ауру туралы білім әлі толыққанды емес, сондықтан емдеу әдістерін жасау қиын. Альцгеймер ауруымен ауыратын адамдардың миында никотиндік ацетилхолин (nACh) рецепторлары мен NMDA рецепторларының деңгейі төмендегені белгілі. Осыған байланысты, АҚШ-та емдеу үшін төрт антихолинестераз препараттері жасалды және АҚШ-тың Тамақ және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) бекітті. Бірақ, олардың жанама әсерлері мен тиімділігі шектеулі болғандықтан, бұл препараттер идеалды емес. Ал, нефирацетам препараты Альцгеймер ауруымен және басқа деменциямен ауыратын науқастарды емдеу үшін әзірленуде, және ол nACh рецепторлары мен NMDA рецепторларының қызметін күшейту арқылы ерекше әсер етеді.

Болашақ

Технологияның дамуы және жүйке жүйесі туралы біліміміздің артуымен қатар, дәрі-дәрмектерді әзірлеу жалғасып, олардың сезімталдығы мен ерекшелігі арта түседі. Құрылым-белсенділік байланыстары – нейрофармакологиядағы маңызды зерттеу саласы; биоактивті химиялық қосылыстардың химиялық құрылымын өзгерту арқылы олардың әсерін немесе тиімділігін (яғни, белсенділігін) өзгертуге жасалған тыраш.