Alpha-5 nicotinic acetylcholine receptor
আলফা-5 নিকোটিনিক অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টর (α5 nAChR) যা α5 রিসেপ্টর নামেও পরিচিত, এক ধরনের লিগ্যান্ড গেটেড নিকোটিনিক অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টর যা ব্যথা নিয়ন্ত্রণে জড়িত। এই রিসেপ্টরটির 5টি ট্রান্সমেম্ব্রেন সাবইউনিটের মধ্যে একটি হল α5 সাবইউনিট এবং এটি সিএইচআরএনএ5 জিন দ্বারা প্রতিলিপি করা হয়। এই রিসেপ্টরটি সাধারণত নিকোটিন আসক্তি, ইমিউনোথেরাপি, ক্যান্সার, ব্যথা এবং মনোযোগের সাথে যুক্ত। অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টরগুলির দুটি প্রধান শ্রেণী রয়েছেঃ নিকোটিনিক রিসেপ্টর, যা বহির্জাগতিক নিকোটিনকে আবদ্ধ করে এবং মাসকারিনিক রিসেপ্টর, যা বহির্জাগতিক মাসকারিনকে আবদ্ধ করে। নিকোটিনিক অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টরগুলি (এন. এ. সি. এইচ. আর) প্রাথমিকভাবে নিকোটিন প্রয়োগ এবং বাঁধনের মাধ্যমে আবিষ্কৃত হয়েছিল, তবে, অন্তঃসত্ত্বা অ্যাসিটাইলকোলিন হল লিগ্যান্ড যা স্বাভাবিক শারীরবৃত্তীয় অবস্থার অধীনে আবদ্ধ হয়। এন. এ. সি. এইচ. আর হল একক চ্যানেল আয়নোট্রপিক রিসেপ্টর যা মস্তিষ্ক এবং শরীর জুড়ে পাওয়া যায় যা কোষের ভিতরে এবং বাইরে ক্যাটায়ন প্রবাহিত করতে দেয়। এই রিসেপ্টরগুলি α5 উপ-ইউনিটের উপস্থিতি দ্বারা সংজ্ঞায়িত α5 nAChR সহ পাঁচটি ট্রান্সমেম্ব্রেন উপ-ইউনিট নিয়ে গঠিত। α5 এন. এ. সি. এইচ. আর কর্টেক্স, হিপ্পোক্যাম্পাস, হাইপোথ্যালামাস, ইনফিরিয়র কলিকুলাস, মিডিয়াল হ্যাবেনুলা, অলফ্যাক্টরি বাল্ব এবং স্ট্রিয়াটাম সহ মস্তিষ্কের বিভিন্ন অঞ্চলে অবস্থিত। α5 এন. এ. সি. এইচ. আর দীর্ঘস্থায়ী প্রদাহ এবং পেরিফেরাল স্নায়ুর আঘাত সংশোধন করতে জড়িত। অ্যাসিটাইলকোলিন কর্টেক্স, হিপ্পোক্যাম্পাস, হাইপোথ্যালামাস, ইনফিরিয়র কলিকুলাস, স্ট্রিয়াটাম এবং ঘ্রাণকারী বাল্বের মধ্যে আবদ্ধ হয়। সিএইচআরএনএ5 সিএইচআরএনএ3 এবং সিএইচআরএনবি4 সহ ক্রোমোজোম 15কিউ24-এর একটি জিন ক্লাস্টারে অবস্থিত। পাঁচটি অ্যাসিটাইলকোলিন বাঁধাই সাইট সহ হোমোপেন্টামেরিক রিসেপ্টরগুলিতে দুটি এ-সাবইউনিট (এ2-এ4 বা এ6) এবং দুটি নন-এ-সাবইউনিট (বি2 বা বি4) থাকে। আলফা5 সাবইউনিটগুলি পঞ্চম হতে থাকে যা সরাসরি অ্যাসিটাইলকোলিনের সাথে আবদ্ধ হয় না এবং সহায়ক সাবইউনিট হিসাবে কাজ করে। বরং, কোষের ঝিল্লিতে রিসেপ্টর টার্গেটিং এবং স্থানীয়করণের জন্য এগুলি গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। আলফা সাবইউনিটগুলি সাধারণত আলফা3বি4-ধারণকারী এবং আলফা4-বিটা2 এন. এ. সি. এইচ. আর সমাবেশ উভয় ক্ষেত্রেই একত্রিত হয়। এই রিসেপ্টরগুলি ইঁদুরের স্ট্রিয়াটামের ডোপামিনার্জিক নিউরনে পাওয়া গেছে এবং নিকোটিন উদ্দীপনার উপর ডিএ মুক্তিতে জড়িত। ডিএ নিউরন ছাড়াও, আলফা5 সাবইউনিটগুলি ভিটিএ এবং স্ট্রিয়াটামে জিএবিএর্জিক নিউরনগুলিতেও প্রকাশ করা হয়। প্রিফ্রন্টাল পিরামিডাল IV নিউরনের বিকাশ এবং পরিপক্কতার সময় আলফা5 সাবইউনিট গুরুত্বপূর্ণ। বিকাশের সময় কোলিনার্জিক ডিসফাংশন সিজোফ্রেনিয়া, নিউরোডেভেলপমেন্টাল ডিসঅর্ডার, অটিজম এবং মৃগীরোগের মতো রোগে মনোযোগের ঘাটতি দেখা দেয়। বেশিরভাগ কোলিনার্জিক নিউরন মানুষের প্রসবকালীন সময়ে বিকশিত হয়। বিকাশের সময় ডেনড্রাইটে যে পরিপক্ক পরিবর্তন ঘটে তা আলফা5-/-ইঁদুরের মধ্যে অনুপস্থিত যা ইঙ্গিত করে যে প্রিফ্রন্টাল পিরামিডাল কোষগুলির যথাযথ পরিপক্কতার জন্য আলফা5 সাবইউনিট প্রয়োজনীয়। নিকোটিন আসক্তি এবং নিকোটিন প্রত্যাহার আসক্তি মেসোকর্টিকোলিম্বিক ডোপামিন রিওয়ার্ড সিস্টেম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা নিকোটিনকে পুরস্কৃত করে; মেসোকর্টিকোলিম্বিক সিস্টেম স্ব-উদ্দীপনা এবং একটি পরিবেশগত পুরস্কার প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত। উদাহরণস্বরূপ, এই পদ্ধতিটি অত্যন্ত ক্যালোরিযুক্ত খাবার খাওয়ার সময় বা জুয়া খেলার সময় সক্রিয় থাকে। নিকোটিন প্রয়োগের পরে, এই ব্যবস্থার মধ্যে মিডব্রেইন ডোপামাইন নিউরনগুলির মধ্যস্থতায় ফায়ারিং হার বৃদ্ধি পায়। ক্রমাগত এক্সপোজারের মাধ্যমে, নির্ভরতা প্রায়শই ঘটে যার পরে প্রত্যাহারের লক্ষণ যেমন তৃষ্ণা, জ্বালা, অস্থিরতা, ঘুমের ব্যাঘাত, ওজন বৃদ্ধি, উদ্বেগ এবং মনোনিবেশ করতে অসুবিধা হয়। প্রত্যাহার সিন্ড্রোমের সাথে জড়িত উপ-ইউনিটগুলির মধ্যে এপিথ্যালামিক হ্যাবেনুলার কমপ্লেক্স এবং এর অনুমানের মধ্যে α5, α2 এবং B4 অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। মিডিয়াল হ্যাবেনুলা (এম. এইচ. বি) এবং ইন্টারপেডুঙ্কুলার নিউক্লিয়াসে (আই. পি. এন) এর অভিক্ষেপ α5 এন. এ. সি. এইচ. আর সাবইউনিটের ঘন অভিব্যক্তি ধারণ করে। ভিভো গবেষণায় দেখা গেছে যে ইঁদুর থেকে α5 এন. এ. সি. এইচ. আর সাবইউনিটগুলি (α5 এন. এ. সি. এইচ. আর নাল) অপসারণ তাদের নিকোটিন-এর তীব্র প্রভাবের প্রতি কম সংবেদনশীল করে তুলবে। একটি উন্মুক্ত ক্ষেত্রের পরীক্ষায় ইঁদুরগুলি চলাচল হ্রাস পেয়েছে এবং কম নিকোটিন-প্ররোচিত খিঁচুনি দেখিয়েছে। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে α5 nAChR নাল ইঁদুর নির্ভরতার কম লক্ষণ প্রদর্শন করে এবং উদ্বেগের মতো আচরণ হ্রাস করে। যেহেতু নকআউট ইঁদুরগুলি ক্রমবর্ধমান নিকোটিন গ্রহণের প্রতি কম বিরক্তি দেখায়, তাই তারা বন্য প্রজাতির ইঁদুরের তুলনায় অনেক বেশি মাত্রায় স্ব-প্রশাসনের প্রবণতা দেখায়। যাইহোক, নকআউট ইঁদুরের মধ্যবর্তী হ্যাবেনুলায় আলফা 5 সাবইউনিটের পুনঃপ্রবর্তন নিকোটিন স্ব-প্রশাসনের স্বাভাবিক মাত্রা পুনরুদ্ধার করে। এটি দেখায় যে মিডিয়াল হ্যাবেনুলায় আলফা5 সাবইউনিটের অভিব্যক্তি নিকোটিন বিদ্বেষ পুনরুদ্ধারের জন্য যথেষ্ট। এর বিপরীতে, বন্য প্রজাতির ইঁদুরের হ্যাবেনুলো-ইন্টারপেডুঙ্কুলার পথে α5 সাবইউনিটের লক্ষ্যযুক্ত নকডাউন নকআউট ইঁদুরের মধ্যে দেখা উত্তেজক প্রভাবগুলিকে পরিবর্তন করেনি যা দেখায় যে নিকোটিন বিদ্বেষের জন্য সাবইউনিটের প্রয়োজন নেই এবং মস্তিষ্কের অন্যান্য অঞ্চলগুলি এই আচরণের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে। একটি কন্ডিশন্ড প্লেস প্রেফারেন্স স্টাডিতে (সিপিপি), গবেষকরা একটি সংলগ্ন চেম্বারে একটি চেম্বার এবং লবণাক্ত প্রশাসনের সাথে নিকোটিন প্রশাসনের সাথে যুক্ত করার জন্য ইঁদুরকে প্রশিক্ষণ দিয়েছিলেন। কম মাত্রায় নিকোটিন, আলফা5 নকআউট ইঁদুর এবং বন্য প্রজাতির ইঁদুর উভয়ই নিকোটিন চেম্বারের জন্য অগ্রাধিকার দেখিয়েছিল। যাইহোক, নিকোটিন উচ্চ মাত্রায়, শুধুমাত্র α5 নকআউট ইঁদুরগুলি নিকোটিন চেম্বার পছন্দ করে যা দেখায় যে আলফা5 নকআউট ইঁদুরগুলি এখনও নিকোটিন এর ফলপ্রসূ দিকগুলি অনুভব করে, তবে নিকোটিন অতিরিক্ত মাত্রায় স্বাভাবিক প্রতিকূল আচরণ নয়। টুয়েস্তা এবং অন্যান্যদের কাছ থেকে অধ্যয়ন। 2011 সালে দেখা গেছে যে নকআউট ইঁদুরের সাথে বন্য প্রজাতির ইঁদুরের তুলনা করার সময় ডোজ-প্রতিক্রিয়া বক্ররেখা একই রকম তবে নকআউট ইঁদুরগুলি প্রচুর পরিমাণে নিকোটিন গ্রহণ করে যার ফলে নকআউট ইঁদুরগুলিতে ডোজ-প্রতিক্রিয়া বক্ররেখার অবরোহী অংশটি ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। বক্ররেখার আরোহী অংশে নিকোটিন-এর প্রতি ক্রমবর্ধমান প্রতিক্রিয়া দেখা গেছে যা বৃহত্তর ফলপ্রসূ বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। মানব অধ্যয়নের নিকোটিন সাধারণত তার ফলপ্রসূ বৈশিষ্ট্যের জন্য মানুষ গ্রহণ করে যার ফলে নির্ভরতা, আসক্তি এবং প্রত্যাহার হয়। মানব গবেষণায় দেখা গেছে যে α5 nAChR এনকোডিং জিনের (CHRNA5, rs16969968) মধ্যে একক নিউক্লিওটাইড পলিমরফিজম (SNP) সহ লোকেরা আরও ভারী ধূমপানের পাশাপাশি নিকোটিন নির্ভরতা এবং আনন্দের বর্ধিত ঝুঁকির সাথে সম্পর্কযুক্ত। এই বিশেষ এসএনপি-র ফলে অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ 398 (ডি 398এন)-এ অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড থেকে অ্যাস্পারাজিন প্রতিস্থাপন হয়। সিএইচআরএনএ5-এর মধ্যে আরএস16969968 রিসেপ্টর ফাংশনে হ্রাস ঘটায় যা প্রত্যাহারের লক্ষণগুলি তৈরি করার সাথে জড়িত। এই এসএনপি সহ ব্যক্তিরা সাধারণত ইউরোপীয় বংশোদ্ভূতদের মধ্যে পাওয়া যায়; ব্যক্তিদের মধ্যে নিকোটিন নির্ভরতার ঝুঁকি প্রায় 30 শতাংশ বেশি এবং দুটি অনুলিপি সহ ব্যক্তিদের মধ্যে প্রায় 50 শতাংশ বেশি ঝুঁকি রয়েছে। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে এই এসএনপি-তে আক্রান্ত ব্যক্তিরা অল্প বয়সেই নিকোটিন নির্ভরতা বিকাশ করে। গবেষকরা এই উপসংহারে পৌঁছেছেন যে, নিকোটিন-এর কম বিরূপ প্রভাব ফলপ্রসূ প্রভাব বা হেডোনিক ড্রাইভকে উৎসাহিত করবে যা মানুষকে নিকোটিন অপব্যবহার থেকে নির্ভরশীলতায় রূপান্তরিত করবে। উপরন্তু, সিএইচআরএনএ5-এ আরএস16969968-এর মধ্যে এসএনপি রূপগুলি ধূমপান-সম্পর্কিত আচরণের সাথে যুক্ত হয়েছে যেমন ধূমপায়ী বনাম অ-ধূমপায়ীদের বেশি প্রাদুর্ভাব রয়েছে। মনোযোগ স্মৃতির একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক যা একটি লক্ষ্য নির্দেশিত আচরণ অর্জনের জন্য বিভ্রান্তির উপস্থিতিতে তথ্যকে মনে রাখার এবং ফোকাস বজায় রাখার অনুমতি দেয়। কাজের স্মৃতি শেখার একটি অনুরূপ দিক, তবে, উভয়ের মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল যে কাজের স্মৃতির জন্য তথ্যের মানসিক কারসাজিও প্রয়োজন। মনোযোগের সাথে সবচেয়ে বেশি যুক্ত কাঠামো হল প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স যা জটিল জ্ঞানীয় প্রক্রিয়াগুলির উপর থেকে নিচের দিকে নিয়ন্ত্রণের মধ্যস্থতা করে। অ্যাসিটাইলকোলিন একটি নিউরোমডুলেটর যা শেখার এবং স্মৃতিতে তার ভূমিকার জন্য নিবিড়ভাবে অধ্যয়ন করা হয়; এটি অধিগ্রহণ, একীকরণ এবং স্মরণে জড়িত। ভিভো স্টাডিতে গবেষকরা অনুমান করেন যে প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্সের স্তর VI পিরামিডাল নিউরনগুলি জ্ঞানীয়ভাবে চাহিদাপূর্ণ কাজগুলিতে মনোযোগ ধরে রাখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এই নিউরনগুলি থ্যালামাসে প্রতিক্রিয়া প্রেরণ করে এবং অ্যাসিটাইলকোলিনের প্রতি অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল। ভিভো গবেষণায় দেখা গেছে যে পি. এফ. সি-তে ষষ্ঠ স্তরের পিরামিডাল নিউরনে এন. এ. সি. এইচ. আর-এর আলফা5 উপ-ইউনিটের উপস্থিতি চাক্ষুষ মনোযোগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। স্লাইস ইলেক্ট্রোফিজিওলজি পরীক্ষায়, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে আলফা5 সাবইউনিটগুলি একটি প্রাপ্তবয়স্ক ইঁদুরের পি. এফ. সি-তে স্রোত বাড়ায়। ভিভোতে, গবেষকরা একটি পাঁচ-পছন্দের ক্রমিক প্রতিক্রিয়া কাজ ব্যবহার করেন। প্রাণীদের এলোমেলোভাবে 5টি হালকা উদ্দীপনার মধ্যে 1টি দেওয়া হয় এবং পুরস্কার পাওয়ার জন্য তাদের উদ্দীপনার অবস্থান এনকোড এবং স্মরণ করতে হবে। আলফা5 সাবইউনিটগুলিকে এনকোড করে এমন জিন ছাড়া ট্রান্সজেনিক ইঁদুরগুলি পাঁচ-পছন্দের ক্রমিক প্রতিক্রিয়া কাজে দুর্বল কর্মক্ষমতা দেখায়। এটি নির্দেশ করে যে আলফা5 নাল ইঁদুরের মনোযোগের ঘাটতি রয়েছে। মজার বিষয় হল, ইঁদুরের মধ্যে আলফা5 উপ-ইউনিটগুলি মুছে ফেলার ফলে সার্কিট্রি কর্মহীনতার জন্য উত্তেজক ক্ষতিপূরণ প্রতিক্রিয়া হিসাবে মাসকারিনিক অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টরগুলির নিয়ন্ত্রণ বৃদ্ধি পায়। আলফা5 এন. এ. সি. এইচ. আর অ্যাগোনিস্টদের জ্ঞানীয় বর্ধনকারী প্রভাবের কারণে, এটি এ. ডি. এইচ. ডি সহ জ্ঞানীয় ঘাটতি সহ নিউরোডিজেনারেটিভ ব্যাধিগুলির জন্য একটি সাধারণ লক্ষ্য। মানব অধ্যয়ন আক্রমণাত্মক পদ্ধতির প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতার কারণে, আলফা5 এন. এ. সি. এইচ. আর সাবইউনিট এবং জ্ঞানের ভূমিকা সম্পর্কে অনেক কম গবেষণা রয়েছে। গবেষণায় বিষয়গুলিতে মাইক্রোডায়ালাইসিস করা হয়েছে কারণ তারা মনোযোগের কাজ গঠন করেছে এবং অ্যাসিটাইলকোলিনের নিঃসরণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। ক্লিনিকাল অ্যাপ্লিকেশন α5 nAChR অ্যালকোহলের তীব্র প্রভাবের মধ্যস্থতা করে; এই জিনের একটি মুছে ফেলা চাপপূর্ণ পরিস্থিতিতে অ্যালকোহল গ্রহণের উপর প্রভাব ফেলে। α5 এন. এ. সি. এইচ. আর নিকোটিন-এর স্বল্পমেয়াদী প্রভাবেরও মধ্যস্থতা করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে ইঁদুরের মধ্যে আলফা5 সাবইউনিট (α5 nAChR নকডাউন) অপসারণের ফলে নিকোটিন গ্রহণ বৃদ্ধি পায় যা জিনের পুনঃপ্রবর্তনের মাধ্যমে উদ্ধার করা হয়। গবেষকরা আরও দেখিয়েছেন যে শুধুমাত্র মিডিয়াল হ্যাবেনুলায় α5 সাবইউনিট অপসারণ নিকোটিন স্ব-প্রশাসন বৃদ্ধি করে, যা প্রমাণ করে যে এই সাবইউনিট স্বাভাবিক নিকোটিন গ্রহণের জন্য প্রয়োজনীয় এবং এই সাবইউনিটের মধ্যে অস্বাভাবিকতা নিকোটিন আসক্তির বৈশিষ্ট্যগুলিতে অবদান রাখতে পারে। উপরন্তু, আলফা5 এন. এ. সি. এইচ. আর সাবইউনিট কোকেনের মতো অন্যান্য ধরনের আসক্তির সঙ্গে যুক্ত। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে α5 নকআউট ইঁদুর মনোযোগের কার্যকারিতা দুর্বল করেছে। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ভ্যাগাল উদ্দীপনার সময়, α5 এন. এ. সি. এইচ. আর নকআউট ইঁদুরগুলি প্রতিবন্ধী কার্ডিয়াক প্যারাসিম্পেথেটিক গ্যাংলিওনিক সংক্রমণ অনুভব করে। ভিভো গবেষণায় দীর্ঘস্থায়ী প্রদাহ এবং নিউরোপ্যাথিক ব্যথার সম্ভাব্য চিকিৎসা হিসাবে আলফা5 এন. এ. সি. এইচ. আর-কে চিহ্নিত করা হয়েছে। লিগ্যান্ডস রেফারেন্স নিকোটিনিক অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টর অ্যাসিটাইলকোলিন রিসেপ্টর সেল সিগন্যালিং