স্নায়ু-ঔষধবিদ্যা

নিউরোফার্মাকোলজি হলো স্নায়ুতন্ত্রে ওষুধের প্রভাব এবং স্নায়বিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আচরণ নিয়ন্ত্রণ সম্পর্কিত অধ্যয়ন। নিউরোফার্মাকোলজির দুটি প্রধান শাখা রয়েছে: আচরণগত ও আণবিক। আচরণগত নিউরোফার্মাকোলজি মানব আচরণে ওষুধের প্রভাব (নিউরোসাইকোফার্মাকোলজি) নিয়ে গবেষণা করে, যার মধ্যে মস্তিষ্কে ওষুধের নির্ভরতা ও অ্যাসক্তি-এর প্রভাব সম্পর্কিত অধ্যয়ন অন্তর্ভুক্ত। আণবিক নিউরোফার্মাকোলজি নিউরোন ও তাদের নিউরোকেমিক্যাল মিথস্ক্রিয়া নিয়ে গবেষণা করে, যার মূল লক্ষ্য স্নায়বিক কার্যক্রমে উপকারী প্রভাবসম্পন্ন ওষুধ উদ্ভাবন। এই দুটি ক্ষেত্রই ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, কারণ উভয়ই নিউরোট্রান্সমিটার, নিউরোপেপটাইড, নিউরোহরমোন, নিউরোমডুলেটর, এনজাইম, সেকেন্ড মেসেঞ্জার, কো-ট্রান্সপোর্টার, আয়ন চ্যানেল ও রিসেপ্টর প্রোটিন-এর মিথস্ক্রিয়া বিশ্লেষণ করে। গবেষকরা এই মিথস্ক্রিয়াগুলো অধ্যয়ন করে ব্যথা, পারকিনসনের রোগ, আলৎসহাইমারের রোগ-সহ বিভিন্ন স্নায়বিক ব্যাধি, মানসিক রোগ ও অ্যাসক্তির চিকিৎসায় ওষুধ উদ্ভাবন করছেন।
বিংশ শতাব্দীর প্রথমভাগে স্নায়ুতন্ত্রের মৌলিক কার্যক্রম ও স্নায়ুগুলির মধ্যে যোগাযোগ প্রক্রিয়া বোঝা সম্ভব হওয়ার আগ পর্যন্ত নিউরোফার্মাকোলজি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্র হিসেবে আবির্ভূত হয়নি। এই আবিষ্কারের পূর্বে স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করতে সক্ষম এমন কিছু ওষুধ শনাক্ত করা হয়েছিল। ১৯৩০-এর দশকে ফরাসি বিজ্ঞানীরা ম্যালেরিয়া প্রতিরোধের উদ্দেশ্যে ফেনোথিয়াজিন নামক যৌগ নিয়ে গবেষণা শুরু করেন। যদিও ম্যালেরিয়ায় আক্রান্ত রোগীদের জন্য এই ওষুধটি অকার্যকর প্রমাণিত হয়, তবে এটি প্রশামক প্রভাবসহ পারকিনসন রোগে আক্রান্ত রোগীদের জন্য উপকারী বলে দেখা যায়। এই "ব্ল্যাক বক্স" পদ্ধতিতে গবেষকরা ওষুধ প্রয়োগ করে প্রতিক্রিয়া বিশ্লেষণ করতেন, কিন্তু ওষুধের কার্যক্রম ও রোগীর প্রতিক্রিয়ার মধ্যে সম্পর্ক নির্ণয় করতে পারতেন না। ১৯৪০-এর দশকের শেষভাগ ও ১৯৫০-এর দশকের শুরুতে বিজ্ঞানীরা নির্দিষ্ট স্নায়ুসংবারক যেমন নরএপিনেফ্রিন (রক্তনালী সংকোচন ও হৃদস্পন্দন বৃদ্ধিকারী), ডোপামিন (পারকিনসন রোগে যার ঘাটতি দেখা যায়) এবং সেরোটোনিন (যা পরবর্তীতে বিষণ্নতার সাথে গভীরভাবে যুক্ত বলে চিহ্নিত হয়) শনাক্ত করতে সক্ষম হন। ১৯৫০-এর দশকে বিজ্ঞানীরা দেহে নির্দিষ্ট স্নায়ুরাসায়নিকের মাত্রা পরিমাপ ও আচরণের সাথে তার সম্পর্ক নির্ণয়ের দক্ষতা অর্জন করেন। ১৯৪৯ সালে ভোল্টেজ ক্লাম্প পদ্ধতির উদ্ভাবন আয়ন চ্যানেল ও স্নায়ু অ্যাকশন পটেনশিয়াল অধ্যয়নের পথ উন্মুক্ত করে। নিউরোফার্মাকোলজির এই দুটি ঐতিহাসিক মাইলফলক বিজ্ঞানীদেরকে কেবল নিউরনের মধ্যে তথ্য স্থানান্তরই নয়, বরং নিউরনের অভ্যন্তরে এই তথ্য প্রক্রিয়াকরণের পদ্ধতিও বোঝার সুযোগ দেয়।
নিউরোফার্মাকোলজি একটি বিস্তৃত বৈজ্ঞানিক শাখা, যা একক নিউরন নিয়ন্ত্রণ থেকে শুরু করে মস্তিষ্ক, স্পাইনাল কর্ড ও প্রান্তীয় স্নায়ুর সম্পূর্ণ অঞ্চল পর্যন্ত সমস্ত দিক নিয়ে গবেষণা করে। ওষুধ উদ্ভাবনের ভিত্তি বোঝার জন্য নিউরনের মধ্যে যোগাযোগ প্রক্রিয়া সম্পর্কে গভীর জ্ঞান অপরিহার্য।
আণবিক নিউরোফার্মাকোলজি নিউরোন, তাদের নিউরোকেমিক্যাল মিথস্ক্রিয়া এবং নিউরোনের রিসেপ্টর নিয়ে গবেষণা করে, যার লক্ষ্য ব্যথা, স্নায়বিক অবক্ষয়জনিত রোগ ও মানসিক ব্যাধি (এই ক্ষেত্রে নিউরোসাইকোফার্মাকোলজি নামে পরিচিত) চিকিৎসার নতুন ওষুধ উদ্ভাবন। নিউরোট্রান্সমিশন ও রিসেপ্টর কার্যক্রম সম্পর্কে আলোচনার সময় নিম্নলিখিত প্রযুক্তিগত শব্দগুলোর সংজ্ঞা প্রয়োজন: 
উল্লিখিত তিনটি প্রক্রিয়ার যেকোনো একটি হিসেবে কাজ করা সংশ্লেষিত যৌগ দ্বারা নিউরোট্রান্সমিটার/রিসেপ্টর মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করা সম্ভব। এছাড়া নিউরোন জুড়ে সোডিয়াম/পটাসিয়াম আয়ন চ্যানেল নিয়ন্ত্রণ করেও অ্যাকশন পটেনশিয়ালের নিবৃত্তিমূলক প্রভাব সৃষ্টি করা যায়। 
GABA স্নায়ুসংবারক কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে দ্রুত সিন্যাপটিক নিবৃত্তি নিয়ন্ত্রণ করে। প্রি-সিন্যাপটিক কোষ থেকে GABA নিঃসৃত হলে এটি সাধারণত GABA রিসেপ্টরের সাথে আবদ্ধ হয়, যার ফলে পোস্ট-সিন্যাপটিক কোষ হাইপারপোলারাইজড হয় (অ্যাকশন পটেনশিয়ালের সীমার নিচে থাকে)। এটি অন্যান্য নিউরোট্রান্সমিটার/রিসেপ্টর মিথস্ক্রিয়ার উত্তেজনামূলক প্রভাবকে প্রশমিত করে।
GABA রিসেপ্টরে গাঠনিক পরিবর্তন সক্ষম এমন একাধিক বাইন্ডিং সাইট রয়েছে, যা ওষুধ উন্নয়নের মূল লক্ষ্য। এগুলোর মধ্যে সর্বাধিক সাধারণ বেনজোডায়াজেপিন বাইন্ডিং সাইট অ্যাগনিস্ট ও অ্যান্টাগনিস্ট উভয় প্রভাব প্রদর্শন করতে সক্ষম। একটি প্রচলিত ওষুধ ডায়াজেপাম এই সাইটে অ্যালোস্টেরিক এনহ্যান্সার হিসেবে কাজ করে। GABA-এর আরেকটি রিসেপ্টর GABA-কে ব্যাক্লোফেন অণু দ্বারা উন্নত করা যায়। এই অণুটি অ্যাগনিস্ট হিসেবে কাজ করে রিসেপ্টর সক্রিয় করে এবং পেশী স্পাস্টিসিটি নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করে। 
ডোপামিন স্নায়ুসংবারক পাঁচটি নির্দিষ্ট GPCR রিসেপ্টরের সাথে আবদ্ধ হয়ে সিন্যাপটিক সংকেত প্রেরণ করে। পোস্ট-সিন্যাপটিক কোষে উত্তেজনামূলক বা নিবৃত্তিমূলক প্রতিক্রিয়া সৃষ্টির ভিত্তিতে এই রিসেপ্টর প্রোটিনগুলো দুটি শ্রেণীতে বিভক্ত। মস্তিষ্কে ডোপামিন ও তার মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করে এমন বহু বৈধ ও অবৈধ ওষুধ রয়েছে। পারকিনসন রোগে মস্তিষ্কে ডোপামিনের পরিমাণ হ্রাস পায়, তাই রোগীকে ডোপামিন প্রিকার্সর লেভোডোপা প্রদান করা হয়। কারণ ডোপামিন রক্ত-মস্তিষ্ক বাধা অতিক্রম করতে পারে না, কিন্তু লেভোডোপা পারে। পারকিনসন রোগীদের মধ্যে রেস্টলেস লেগ সিন্ড্রোম (RLS) থাকলে ডোপামিন অ্যাগনিস্টও দেওয়া হয়। এর উদাহরণ হলো রোপিনিরোল ও প্রামিপেক্সোল।
অ্যাটেনশন ডেফিসিট হাইপারঅ্যাক্টিভিটি ডিসঅর্ডার (ADHD)-এর মতো মানসিক ব্যাধির চিকিৎসায় মিথাইলফেনিডেট (রিটালিন নামে পরিচিত) ব্যবহার করা হয়, যা প্রি-সিন্যাপটিক কোষ দ্বারা ডোপামিন পুনঃশোষণ বন্ধ করে সিন্যাপটিক ফাঁকে এর মাত্রা বৃদ্ধি করে। এই বৃদ্ধি পোস্ট-সিন্যাপটিক কোষের রিসেপ্টরে আবদ্ধ হওয়ার হার বাড়ায়। কোকেইন-এর মতো অবৈধ উত্তেজক ওষুধও একই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। 
সেরোটোনিন নিউরোট্রান্সমিটার GPCR অথবা LGIC রিসেপ্টরের মাধ্যমে সিন্যাপটিক সংকেত নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। মস্তিষ্কের নির্দিষ্ট অঞ্চলে প্রকাশিত রিসেপ্টরের ধরন অনুযায়ী এর উত্তেজনামূলক বা নিবৃত্তিমূলক প্রভাব নির্ধারিত হয়। বিষণ্নতার সময় সেরোটোনিন নিয়ন্ত্রণের জন্য সবচেয়ে জনপ্রিয় ওষুধ হলো সিলেকটিভ সেরোটোনিন রিঅপটেক ইনহিবিটর (SSRI)। এই ওষুধগুলি প্রি-সিন্যাপটিক নিউরনে সেরোটোনিনের পুনঃশোষণ বন্ধ করে সিন্যাপটিক ফাঁকে এর মাত্রা বৃদ্ধি করে।
এসএসআরআই আবিষ্কারের আগে মোনোঅ্যামিন অক্সিডেজ ইনহিবিটর (MAOI) শ্রেণীর ওষুধ ব্যবহৃত হতো যা সেরোটোনিন ভাঙার এনজাইমকে বাধা দিত। তবে এগুলোর পার্শ্বপ্রতিক্রিয়ার মধ্যে তীব্র মাইগ্রেন ও উচ্চ রক্তচাপ দেখা যেত। পরবর্তীতে দেখা যায় যে বিভিন্ন খাদ্যে উপস্থিত টাইরামিন রাসায়নিকের সাথে এই ওষুধগুলির মিথস্ক্রিয়া এই পার্শ্বপ্রতিক্রিয়ার কারণ।
নিউরনের পৃষ্ঠতলীয় ঝিল্লিতে অবস্থিত আয়ন চ্যানেলগুলি অ্যাকশন পটেনশিয়ালের সময় সোডিয়াম আয়নের অনুপ্রবেশ ও পটাসিয়াম আয়নের বহিঃপ্রবাহ ermöglicht। এই চ্যানেলগুলিকে নির্বাচনীভাবে অবরুদ্ধ করা হলে অ্যাকশন পটেনশিয়াল সৃষ্টির সম্ভাবনা হ্রাস পায়। রিলুজোল নামক স্নায়ুসংরক্ষণকারী ওষুধ সোডিয়াম আয়ন চ্যানেলকে অবরুদ্ধ করে। ফলে এই চ্যানেলগুলি সক্রিয় হতে পারে না, অ্যাকশন পটেনশিয়াল সৃষ্টি হয় না এবং নিউরন রাসায়নিক সংকেতকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করতে অক্ষম হয়। এই ওষুধটি অ্যানেসথেটিক ও প্রশামক হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
মাদকাসক্তির স্নায়বিক ভিত্তি অধ্যয়ন এই শাখার মূল বিষয়। দীর্ঘমেয়াদি অ্যালকোহল সেবন নিউক্লিয়াস অ্যাকাম্বেন্স-এ ডোপামিন নিঃসরণের মাধ্যমে অ্যাসক্তি সৃষ্টি করে। অ্যালকোহল NMDA রিসেপ্টরকে নিবৃত্ত ও GABA রিসেপ্টরকে সক্রিয় করে। উচ্চ মাত্রায় অ্যালকোহল সেরিবেলামের সোডিয়াম-পটাসিয়াম পাম্পকে বাধা দেয়, যা সমন্বয়হীনতার কারণ।
অ্যালকোহলের পুরস্কারমূলক ও শক্তিশালীকরণকারী (অর্থাৎ অ্যাসক্তি সৃষ্টিকারী) বৈশিষ্ট্যগুলো ডোপামিন নিউরনের উপর এর প্রভাবের মাধ্যমে সংঘটিত হয়, বিশেষত মেসোলিম্বিক পুরস্কার পথ-এ অবস্থিত, যা ভেন্ট্রাল টেগমেন্টাল এরিয়াকে নিউক্লিয়াস অ্যাকাম্বেন্স (NAcc)-এর সাথে সংযুক্ত করে। অ্যালকোহলের একটি প্রাথমিক প্রভাব হলো এনএমডিএ রিসেপ্টর-এর অ্যালোস্টেরিক নিবর্তন এবং GABA রিসেপ্টর-এর সহায়তা (যেমন রিসেপ্টরের অ্যালোস্টেরিক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে ক্লোরাইড প্রবাহ বৃদ্ধি)। উচ্চ মাত্রায় ইথানল নিউরনে অবস্থিত অধিকাংশ লিগ্যান্ড-নিয়ন্ত্রিত আয়ন চ্যানেল ও ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত আয়ন চ্যানেল-কেও নিবর্তিত করে। অ্যালকোহল সেরিবেলাম-এ অবস্থিত সোডিয়াম-পটাসিয়াম পাম্প-কে নিষ্ক্রিয় করে, যা সম্ভবত দেহের সমন্বয় ও সেরিবেলার গণনাক্ষমতা ব্যাহত করার কারণ।
তীব্র অ্যালকোহল সেবনের সময় মেসোলিম্বিক পথের সিন্যাপসে ডোপামিন নিঃসৃত হয়, যা পোস্ট-সিন্যাপটিক D1 রিসেপ্টর-এর সক্রিয়তা বৃদ্ধি করে। এই রিসেপ্টরগুলির সক্রিয়তা প্রোটিন কাইনেজ A-এর মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ সংকেত প্রেরণ করে, যা শেষ পর্যন্ত CREB (cAMP রেসপন্স এলিমেন্ট বাইন্ডিং প্রোটিন)-এর ফসফোরাইলেশন ঘটায় এবং জিন অভিব্যক্তিতে পরিবর্তন সৃষ্টি করে।
দীর্ঘমেয়াদি অ্যালকোহল সেবনেও D1 রিসেপ্টর পথের মাধ্যমে CREB-এর ফসফোরাইলেশন ঘটে, কিন্তু এটি ফসফোরাইলেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এনএমডিএ রিসেপ্টর-এর কার্যক্রমও পরিবর্তন করে। একইসাথে D1 রিসেপ্টর পথ ও CREB কার্যক্রমের অভিযোজিত নিম্নমুখী নিয়ন্ত্রণ ঘটে। দীর্ঘস্থায়ী সেবন পোস্ট-সিন্যাপটিক এনএমডিএ রিসেপ্টর সংকেত প্রেরণের মাধ্যমে MAPK/ERK পথ ও CAMK-মধ্যস্থ পথের সাহায্যে CREB-এর ফসফোরাইলেশন ও কার্যক্রমকে প্রভাবিত করে। মেসোলিম্বিক পথে CREB-এর এই পরিবর্তনসমূহ নিউক্লিয়াস অ্যাকাম্বেন্স (NAcc)-এ ΔFosB-এর অভিব্যক্তি বৃদ্ধি করে, যেখানে ΔFosB একটি "মাস্টার কন্ট্রোল প্রোটিন" হিসেবে কাজ করে। NAcc-এ ΔFosB-এর অত্যধিক প্রকাশ অ্যাসক্তির বিকাশ ও স্থায়িত্বের জন্য অপরিহার্য এবং পর্যাপ্ত (অর্থাৎ এর অত্যধিক প্রকাশ বাধ্যতামূলক অ্যালকোহল সেবনের কারণ ও নিয়ন্ত্রক)।
পারকিনসনের রোগ একটি স্নায়বিক অবক্ষয়জনিত রোগ যা সাবস্ট্যানশিয়া নিগ্রায় অবস্থিত ডোপামিনার্জিক নিউরনের নির্বাচনী ক্ষয় দ্বারা চিহ্নিত। বর্তমানে এই রোগের চিকিৎসায় সর্বাধিক ব্যবহৃত ওষুধ হলো লেভোডোপা বা এল-ডোপা। ডোপামিনের এই পূর্বসূরী যৌগ রক্ত-মস্তিষ্ক বাধা অতিক্রম করতে সক্ষম, যেখানে নিউরোট্রান্সমিটার ডোপামিন পারে না। এল-ডোপা পারকিনসন রোগের চিকিৎসায় অন্যান্য ডোপামিন অ্যাগনিস্টের চেয়ে বেশি কার্যকর কিনা তা নিয়ে ব্যাপক গবেষণা হয়েছে। কিছু বিশেষজ্ঞের মতে, এল-ডোপার দীর্ঘমেয়াদি ব্যবহার স্নায়ুসংরক্ষণ প্রক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করে ডোপামিনার্জিক কোষের মৃত্যু ঘটাতে পারে। যদিও ইন ভিভো বা ইন ভিট্রো পর্যায়ে এর কোনো প্রমাণ পাওয়া যায়নি, তবুও অনেকে মনে করেন ডোপামিন অ্যাগনিস্টের দীর্ঘমেয়াদি ব্যবহার রোগীর জন্য বেশি সুবিধাজনক।
আলৎসহাইমারের রোগের কারণ সম্পর্কে বিভিন্ন প্রকল্প প্রস্তাবিত হলেও এই রোগের সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা এখনও অজানা, যা চিকিৎসা পদ্ধতি উন্নয়নকে জটিল করে তোলে। আলৎসহাইমার রোগীদের মস্তিষ্কে নিউরোনাল নিকোটিনিক অ্যাসিটিলকোলিন (nACh) রিসেপ্টর এবং NMDA রিসেপ্টরের অভিব্যক্তি হ্রাস পায়। এ কারণে ডনেপেজিল ও রিভাস্টিগমাইন-সহ চারটি অ্যান্টিকোলিনেস্টেরেজ যুক্তরাষ্ট্রের এফডিএ দ্বারা অনুমোদিত হয়েছে। তবে পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া ও সীমিত কার্যকারিতার কারণে এই ওষুধগুলি আদর্শ নয়। অ্যাসিটিলকোলিনের অত্যধিক উত্তেজনা মাসকারিনিক ও নিকোটিনিক রিসেপ্টরকে সক্রিয় করে অ্যান্টিকোলিনেস্টেরেজের পার্শ্বপ্রতিক্রিয়ার কারণ হতে পারে।
আলৎসহাইমার ও অন্যান্য ডিমেনশিয়া রোগীর চিকিৎসার জন্য নেফিরাসেটাম নামক একটি নতুন ওষুধ উন্নয়নাধীন রয়েছে, যা nACh ও NMDA রিসেপ্টর উভয়ের সক্রিয়তা বৃদ্ধিতে অনন্য ভূমিকা রাখে।
প্রযুক্তির অগ্রগতি ও স্নায়ুতন্ত্র সম্পর্কে আমাদের বর্ধিত জ্ঞানের সাথে সাথে ওষুধের সংবেদনশীলতা ও নির্দিষ্টতা বৃদ্ধি পাবে। নিউরোফার্মাকোলজিতে গঠন-কার্যক্রম সম্পর্ক একটি প্রধান গবেষণা ক্ষেত্র, যেখানে জৈবসক্রিয় রাসায়নিক যৌগের গঠন পরিবর্তন করে তাদের প্রভাব বা শক্তি (অর্থাৎ কার্যকলাপ) নিয়ন্ত্রণের চেষ্টা করা হয়।