ნეიროფარმაკოლოგია

ნეიროფარმაკოლოგია შეიწავლის მედიკამენტების გავლენას იმ ნერვული სისტემის უჯრედებსა და ნეირონულ მექანიზმებზე, რომლებიც აქტიურად მონაწილეობენ ქცევის ჩამოყალიბების პროცესში.ნეიროფარმაკოლოგია ორ ძირითად განშტოებად იყოფა, ესენია: ქცევითი და მოლეკულური ნეიროფარკოლოგია. ქცევითი ნეიროფარმაკოლოგია იკვლევს მედიკამენტების გავლენას ადამიანის ქცევაზე (ნეიროფსიქოფარმაკოლოგია), რაც გულისმობს დამოკიდებულების ჩამოყალიბებასა და ადამიანის გონებას შორის არსებულ მიმართებებს. მოლეკულური ნეიროფარმაკოლოგია კი შეისწავლის ნეირონებსა და მათ ნეიროქიმიურ ურთიერთქმედებას ნევროლოგიურ ფუნქციონირებაზე დადებითი ეფექტის მქონე მედიკამენტების შესაქმნელად. ორივე სფერო მჭიდროდაა ერთმანეთთან დაკავშირებული. ორივე მათგანი განიხილავს  ნეიროტრანსმიტერების, ნეიროპეპტიდების, ნეიროჰორმონების, ნეირომოდულატორების, ენზიმების, მეორეული მესენჯერების, თანაგადამტანი ცილების, იონური არხებისა და რეცეპტორების ურთიერთქმედებას ცენტრალურ და პერიფერიულ ნერვულ სისტემაში. ამ ურთიერთქმედებათა შესწავლის შედეგად მკვლევრები მრავალი ნევროლოგიური აშლილობის სამკურნალო მედიკამენტებს ქმნიან, მათ შორის ტკივილის, ნეიროდეგენერაციული დაავადებების (პარკინსონისა და ალცჰაიმერის დაავადება), ფსიქოლოგიური აშლილობებების, დამოკიდებულებებისა და სხვაგვარი აშლილობების სამკურნალო მედიკამენტებსაც.

ისტორია
ნეიროფარმაკოლოგია სამეცნიერო სფეროში მეოცე საუკუნის დასაწყისში გამოჩნდა, მას შემდეგ, რაც მეცნიერებმა  საბაზისო ინფორმაცია მოიპოვეს ნერვული სისტემის შესახებ. ამ აღმოჩენამდე არსებობდა მედიკამენტები, რომლებსაც ჰქონდათ რაღაც ტიპის გავლენა ნერვულ სისტემაზე. 1930 წელს ფრანგმა მეცნიერებმა დაიწყეს მუშაობა ფენოთიაზინის ნაერთზე, რომელიც მალარიის დასამარცხებლად უნდა ყოფილიყო განკუთვნილი. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მედიკამენტი მალარიით დაავადებული ინდივიდებისთვის ნაკლებად დამაიმედებლი იყო, აღმოჩნდა, რომ მას დამამშვიდებელი ეფექტი ჰქონდა, რაც დადებით ზეგავლენას ახდენდა პარკინსონით დაავადებულ ადამიანებზე. ეს შავი ყუთის მეთოდი, რომლის მიხედვითაც მედიკამენტის ეფექტის კვლევა მიმდინარეობდა პაციენტის პასუხთან მედიკამენტის მოქმედების მიმართების ცოდნის გარეშე, წარმოადგენდა ამ სფეროს კვლევის ძირითად მიდგომას 1940-იან წლებსა და 1950-იანი წლების დასაწყისამდე. მაშინ, როცა მეცნიერებს შეეძლოთ ისეთი ნეიროტრანსმიტერების იდენტიფიცირება, როგორებიცაა: ნორეპინეფრინი (მონაწიელობს სისხლძარღვების შევიწროებასა და გულის შეკუმშვის სიხშირისა და სისხლის წნევის ზრდაში), დოფამინი (რომლის უკმარისობა აღინიშნება პარკინსონის დაავადებისას) და სეროტონინი (მალევე აღიარებული, როგორც ღრმა კავშირის მქონე დეპრესიასთან). 1950-იან წლებში მეცნიერებს ასევე უკეთ შეეძლოთ გაეზომათ ამა თუ იმ ნეიროქიმიურ ნივთერებათა დონე სხეულში და დაედგინათ, ნივთიერებათა რაოდენობის ქცევასთან მიმართება. 1948  წელს ძაბვის მომჭერის გამოგონებამ 1949 წელს უკვე შესაძლებელი გახადა იონური არხებისა და ნერვული უჯრედების მოქმედების პოტენციალის კვლევა. ამ ორმა მთავარმა ისტორიულმა მოვლენამ ნეიროფარმაკოლოგიაში მეცნიერებს შესაძლებლობა მისცა არა მხოლოდ ერთი ნეირონიდან მეორეში ინფორმაციის გადაცემის პროცესი ეკვლიათ, არამედ გაერკვიათ ისიც, თუ როგორ ამუშავებს ამ ინფორმაციას ნეირონი თავის თავში.

მიმოხილვა
ნეიროფარმაკოლოგია არის მეცნიერების ის მრავლისმომცველი სფერო, რომელიც საკუთარ თავში აერთიანებს ნერვული სისტემის მრავალ ასპექტს - ერთი ნეირონის მანიპულაციის, ტვინის მთლიან რეგიონების, ზურგის ტვინსა და პერიფერიულ ნერვების შესწავლას. მედიკამენტთა განვითარების საფუძვლების უკეთ გასაგებად, თავდაპირველად, ნეირონების ერთმანეთთან კომუნიკაცია უნდა იყოს გაგებული. ეს სტატია შეეხება ორივე ტიპის - ქცევითი და მოლეკულური ნეიროფარმაკოლოგიის, იმ მთავარ რეცეპტორებს, იონურ არხებსა და ნეიროტრანსმიტერებს, რომლებზე მანიპულირებაც მედიკამენტების მოქმედების დროს მიმდინარეობს და იმასაც, თუ რა სარგებელი მოაქვს ნეიროფარმაკოლოგიას ნევროლოგიური აშლილობების მქონე ადამიანებისათვის.

ნეიროქიმიური ურთიერთქმედებები
იმ პოტენციური მიღწევების გასაგებად, რომელიც ნეიროფარმაკოლოგიამ შეიძლება მოიტანოს, მნიშვნელოვანია იმის გაგება თუ როგორ გადაიცემა ადამიანის ქცევა და ფიქრის პროცესი ნეირონიდან ნეირონში და როგორ შეუძლია მედიკამენტების მიღებას ამ პროცესების ქიმიური საფუძვლების შეცვლა.

ნეირონები აღგზნებადი უჯრედები არიან, რადგან მათ ზედაპირზე უამრავი ცილაა მოთავსებული, რომლებსაც იონურ არხებს უწოდებენ. ისინი ნებას რთავენ დამუხტულ ნაწილაკებს იმოძრაონ უჯრედში. ნეირონის სტრუქტურა შესაძლებელს ხდის ქიმიური ინფორმაციის მიღებას დენდრიტების მეშვეობით, შესაძლებელს ხდის მის გავრცელებას პერიკარიონითა (უჯრედის სხეულით), და აქსონით. საბოლოოდ კი, ეს ინფორმაცია  სხვა ნეირონებს აქსონის ტერმინალის მეშვეობით გადაეცემა.

ეს ძაბვის-გამტარი იონური არხები მთელ უჯრედში შესაძლებელს ხდის სწრაფ დეპოლარიზაციას. დეპოლარიზაცია თუკი მიაღწევს გარკვეულ ზღვარს, მაშინ გამოიწვევს მოქმედების პოტენციალს. მოქმედების პოტენციალი როდესაც მიაღწევს აქსონის ტერმინალამდე,  გამოიწვევს კალციუმის იონების შედინებას უჯრედში. კალციუმის იონები შემდეგ გამოიწვევენ სისხლძარღვების - ნეიროტრანსმიტერებით

მოლეკულური ნეიროფარმაკოლოგია
მოლეკულური ნეიროფარმაკოლოგია იკვლევს ნეირონებისა და მათი ნეიროქიმიური ურთიერთქმედებების ახალი მედიკამენტების შექმნის მიზნით, რომლებიც უმკურნალებენ ისეთ ნევროლოგიურ აშლილობებს, როგორებიცაა ტკივილი, ნეიროდეგენერაციული დაავადებები და ფსიქოლოგიური აშლილობები (ამ შემთხვევაში, ცნობილი როგორც ნეიროფსიქოფარმაკოლოგია). არსებობს რამდენიმე ტექნიკური ტერმინი, რომელიც უნდა განიმარტოს ნეიროტრანსმიტერის რეცეპტორზე მოქმედების დროს:

1.აგონისტი- მოლეკულა რომელიც უკავშირდება რეცეპტორის ცილას და ააქტიურებს რეცეპტორს

2.კონკურენტული ანტაგონისტი- მოლეკულა, რომელიც უკავშირდება რეცეპტორის ცილის იმავე რეგიონს, რომელსაც აგონისტი და იცავს რეცეპტორს გააქტიურებისგან

3.არაკონკურენტული ანტაგონისტი- მოლეკულა, რომელიც ემაგრება რეცეპტორის ცილას ანტაგონისტისგან განსხვავებულ ადგილას, მაგრამ იწვევს კონფორმაციულ ცვლილებას ცილაში, რომელიც არ უშვებს აქტივაციას.

მომდევნო ნეიროტრანსმიტერ-რეცეპტორის ურთიერთქმედებებზე გავლენა შესაძლოა იქონიოს სინთეტიკურმა პრეპარატებმა,  რომლებიც მოქმედებენ, როგორც  ზემოთ ჩამოთვლილი სამიდან ერთ-ერთი. ასევე შესაძლებელია ნატრიუმ-კალიუმის იონური არხების მანიპულირება ნეირონში მოქმედების პოტენციალზე შემაკავებელი ეფექტისათვის.

 ნეიროტრანსმიტერი განაპირობებს სწრაფ სინაფსურ შეკავებას ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში. როდესაც გამოთავისუფლდება თავისი პრე-სინაფსური უჯრედიდან, ის უკავშირდება რეცეპტორს (უმეტესწილად რეცეპტორს), რომელიც იწვევს პოსტ-სინაფსური უჯრედის ჰიპერპოლარიზებას (დარჩენა თავისი მოქმედების პოტენციალის ზღვარს ქვემოთ). ეს  აფერხებს რაიმე აღმგზნები მანიპულაციის ეფექტს სხვა ნეიროტრანსმიტერ-რეცეპტორის ურთიერთქმედებისგან.

 რეცეპტორი შეიცავს მრავალ დასაკავშირებელ ადგილს, რომელიც  შესაძლებელს ხდის კონფორმაციულ ცვლილებებს და არის პირველადი სამიზნე მედიკამენტის განვითარებისთვის. ყველაზე გავრცელებული ამ დასაკავშირებელ ადგილებს შორის არის ბენზოდიაზეპინი, რომელიც უშვებს ორივე, აგონისტისა და ანტაგონისტის ეფექტებს რეცეპტორზე. გავრცელებული მედიკამენტი, დიაზეპამი, მოქმედებს როგორც ალოსთერიკული ხელშემწყობი ამ დასაკავშირებელ ადგილთან. სხვა რეცეპტორი -სთვის, ცნობილი როგორც , შესაძლებელია გაძლიერდეს იმ მოკლეკულის მეშვეობით, რომლის სახელია ბაკლოფენი. ეს მოლეკულა მოქმედებს, როგორც აგონისტი, ააქტიურებს რეცეპტორს და ცნობილია, როგორც დამხმარე კონტროლსა და სპაზმური მოძრაობების შემცირებაში.

დოფამინი
ნეიროტრანსმიტერი დოფამინი განაპირობებს სინაფსურ გადაცემას ხუთ სპეციფიკურ -სთან დაკავშირების მეშვეობით. ეს ხუთი რეცეპტორი ცილა დაყოფილია ორ კლასად იმის მიხედვით თუ როგორ (აღმგზნებ თუ შემაკავებელ) ეფექტს ახდენს თითოეული მათგანი პოსტ-სინაფსურ უჯრედზე. არსებობს წამლების მრავალი ტიპი, ლეგალური და არა

ლეგალური, რომლებიც ზემოქმედებენ დოფამინსა და მის მიმართებაზე ტვინთან. პარკინსონის დაავადებისას, რომელიც ხაიათდება ტვინში დოფამინის რაოდენობას სიმცირით, პაციენტს ეძლევა დოფამინის წინამორბედი - ლევოდოპა. მისგან განსხვავებით, დოფამინს არ შეუძლია ჰემატოენცეფალური ბარიერის გადაკვეთა.ზოგიერთი დოფამინ - აგონისტები გამოიყენება პარკინსონის დაავადების მქონე ისეთი ადამიანების მკურნალობისას, რომლებსაც აქვთ მოუსვენარი ფეხების სინდრომი - . ასეთი წამლების რიცხვში შედის როპინიროლი და პრამიპექსოლი.

ფსიქოლოგიური აშლილობები, კერძოდ, ყურადღების დეფიციტისა და ჰიპერაქტივობის სინდრომი შესაძლებელია განიკურნოს ისეთი მედიკამენტით, როგორიცაა მეთილფენიდატი ( ასევე ცნობილი, როგორც რიტალინი), რომელიც ბლოკავს დოფამინის ხელახლა მიღებას პრე-სინაფსური უჯრედის მიერ, შესაბამისად,  სინაფსურ ნაპრალში დარჩენილი დოფამინის რაოდენობა იზრდება. ეს ზრდა სინაფსურ დოფამინში გამოიწვევს  პოსტ-სინაფსური უჯდების რეცეპტორებთან კავშირის ზრდას. იგივე მექანიზმი გამოიყენება სხვა არალეგალური და ძლიერმოქმედი სტიმულანტის, კოკაინის შემთხვევაში.

სეროტონინი
ნეიროტრანსმიტერ სეროტონინს გააჩნია უნარი, რომ სინაფსური გადაცემისას იყოს შუამავლი -ს ან რეცეპტორებისთვის. იმაზე დაყრდნობით თუ ტვინის რომელ რეგიონშია სეროტონინის აქტივობა, განისაზღვრება პოსტ-სინაფსური პასუხების გაზრდა ან შემცირება. ყველაზე პოპულარული და ფართოდ გავრცელებული მედიკამენტები, რომლებიც  დეპრესიის დროს ორგანიზმში სეროტონინის დონის დასარეგულირებლად გამოიყენება, არიან - სეროტონინის უკუმიტაცების სელექტიური ინჰიბიტორები. ეს მედიკამენტები აჩერებენ სეროტონინის უკან, პრე-სინაფსურ ნეირონში ტრანსპორტირებას, და ტოვებენ მეტ სეროტონინს სინაფსურ ნაპრალში.

-ს  აღმოჩენამდე არსებობდა მრავალი მედიკამენტი, რომელიც აფერხებდა იმ ენზიმების მოქმედებას, რომელიც სეროტონინს შლიდა. -ები - მონოამინოქსიდაზას ინჰიბიტორები ზრდიან სეროტონინის რაოდენობას პრე-სინაფსურ უჯრედში, მაგრამ მათი მოქმედება მრავალ გვერდით მოვლენასთან არის დაკავშირებული, როგორებიცააა ინტენსიური შაკიკი და სისხლის მაღალი წნევა. ამგვარი მოვლენები საბოლოოდ დაუკავშირდა მედიკამენტის ურთიერთქმედებას ცნობილ ნაერთთან, თირამინთან, რომელიც მრავალი ტიპის საკვებშია აღმოჩენილი.

იონური არხებიგლუტამატიც გამოაჩინეთ სად დამალეთ
იონური არხები  ნეირონის მემბრანის ზედაპირზე მდებარეობენ. ისინი შესაძლებელს ხდიან მოქმედების პოტენციალის დროს ნატრიუმის იონების შედინებასა და კალიუმის იონების გამოდინებას. შესაბამისად, იონური არხების სელექციური გადაკეტვა შეამცირებს მოქმედების პოტენციალის გაჩენის ალბათობას. მედიკამენტი რილუზოლი წარმოადგენს ნეიროპროტექტორს, რომელიც ბლოკავს ნატრიუმის იონურ არხებს. მას შემდეგ, რაც ნატრიუმის არხები ვეღარ გააქტიურდება, მოქმედებიც პოტენციალიც ვერ განხორციელდება.აქედან გამომდინარე, ნეირონი ვერ შეასრულებს ქიმიური სიგნალების ელექტრულ სიგნალებად ტრანსდუქციას და სიგნალები ვერ იმოძრავებენ . ეს მედიკამენტი გამოიყენება როგორც ანესთეზიისთვის, ასევე დამამშვიდებელ საშუალებად.

ქცევითი ნეიროფარმაკოლოგია
ქცევითი ნეიროფარმაკოლოგიის ერთი ფორმა შეისწავლის ნარკოტიკებზე დამოკიდებულებას და იმას, თუ როგორ გავლენას ახდენს ნარკოტიკებზე დამოკიდებულება ადამიანის გონებაზე. კვლევების უმრავლესობა აჩვენებს რომ  ძირითადი ტვინის უბანი, რომელიც დიდ როლს თამაშობს დამოკიდებულების გაძლიერებაში ნეიროქიმიური დაჯილდოების მეშვეობით, არის ნუკლეუს აკუმბენსი. მოცემულ სურათზე ნაჩვენებია თუ როგორაა დოფამინი ტვინის ამ უბანში წარმოდგენილი. ალკოჰოლის გადამეტებულ მიღებას შეუძლია გამოიწვიოს დაქვემდებარებულობა და დამოკიდებულება - ხოლო ის თუ როგორ ხდება დამოკიდებულების გაჩენა, ეს ქვემოთაა აღწერილი.

ეთანოლი
ალკოჰოლის დამაჯილდოებელი და გამაძლიერებელი (შეჩვევის/დამოკიდებულების გამმომუშავებელი) თვისებები გავლენას ახდენს  დოფამინის ნეირონებზე მეზოლიმბურ დაჯილდოვების წრედში, რომელიც უკავშირდება ვენტრალურ ტეგმენტუმის უბანს ნუკლეუს აკუმბენსში . ალკოჰოლის ერთ-ერთი პირველადი ეფექტი არის რეცეპტორების  ალოსტერული შეკავება და რეცეპტორების დახმარება (მაგალითად, გაძლიერებული რეცეპტორმა გამოიწვია ქლორიდის დინება რეცეპტორის ალოსთერული რელგულაციის განმავლობაში). მაღალი დოზების მიღებისას, ეთანოლი აკავებს ლიგანდების მიერ მართულ იონურ არხებსა და ძაბვის გამტარ იონურ არხებს ნეირონებში.

ალკოჰოლური თრობისას დოფამინი გამოიყოფა მეზოლიმბური გზის სინაფსებში და საპასუხოდ ამაღლებს პოსტ-სინაფსურ 1 რეცეპტორების აქტივაციას.

კვლევა
პარკინსონის დაავადება
პარკინსონის დაავადება არის ნეიროდეგენერაციული დაავადება, რომელიც ხასიათდება რუხი ნივთიერების ფენაში მდებარე დოფამინერგული ნეირონების ნაკლებობით. დღესდღეობით ყველაზე ფართოდ გავრცელებული მედიკამენტი ამ დაავადების დასამარცხებლად არის ლევოდოპა ან -. ეს არის დოფამინის წინამორბედი და მას შეუძლია ჰემატოენცეფალური ბარიერის გადაკვეთა, განსხვავებით დოფამინისაგან. მრავალი კვლევა ჩატარებულა იმის გამოსავლენად თუ რამდენად უკეთესია --ს მეშვეობით მკურნალობა სხვა დოფამინის აგონისტებით მკურნალობაზე. ზოგს სჯერა რომ გრძელვადიანი მოხმარებისას - შეამცირებს ნეიროპროტექციას და საბოლოოდ გამოიწვევსდოფამინერგული უჯრედების კვდომას. მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს ინ-ვიტრო ან ინ-ვივო დასაბუთება, ზოგიერთს კვლავ სჯერა, რომ დოფამინ აგონისტების მოხმარება გრძელვადიან პერიოდში უკეთესია ადამიანებისთვის.

ალცჰაიმერის დაავადება
უამრავი ჰიპოთეზაა ჩამოყალიბებული ალცჰაიმერს დაავადების გამომწვევი მიზეზების შესახებ. ამ დაავადების შესახებ არსებული ცოდნა არასრულია, რაც ართულებს მკურნალობის მეთოდების ჩამოყალიებას. ალცჰაიმერის დაავადების მქონე ადამიანების ტვინში ნეირონული ნიკოტინური აცეტილქოლინისა და რეცეპტორები კლებულობს. ამგვარად, ოთხი ანტიქოლინესტერაზული საშუალება ჩამოყალიბდა და დამტკიცდა აშშ-ს კვების პროდუქტებისა და მედიკამენტების სამეთვალყურეო ადმინისტრაციის მიერ . თუმცა ეს არ არის იდეალური წამალი  გვერდითი მოვლენებისა და შეზღუდული ეფექტურობის გათვალიწინებით. ერთი იმედის მომცემი მედიკამენტი, ნეფირაცეტამი, ჩამოყალიბდა ალცჰაიმერით დაავადებულებისა და დემენციის მქონეთათვის, რომელიც ხასიათდება უნიკალური მოქმედებით რეცეპტორების და რეცეპტორების გააქტიურებაზე.

მომავალი
ტექნოლოგიური მიღწევებითა და ნერვული სისტემის შესახებ არსებული ცოდნით მედიკამენტების განვითარება გაგრძელდება მათი მგრძნობელობისა და სპეციფიკურობის გაზრდასთან ერთად. სტრუქტურისა და აქტივობის ურთიერთქმედება ნეიროფარმაკოლოგიის მნიშვნელოვან კვლევის საგანს წარმოადგენს და გულისხმობს ბიოაქტიური ქიმიური ნაერთების აქტივობის მოდიფიცირების მცდელობას მათი ქიმიური სტრუქტურების ცვლილების მეშვეობით.