Эндогенные опиатные пептиды

Эндогенные опиатные пептиды - энкефалины и эндорфины - присутствуют в гипоталамусе и в головном мозге, в эндокринных железах (гипофизе, надпочечниках, яичниках и семенниках) и в пищеварительном тракте (включая поджелудочную железу). Эти пептиды составляют класс, состоящий приблизительно из 10-15 веществ, молекула каждого из которых включает в себя от 5 до 31 аминокислоты. Некоторые из них делят общие пути биосинтеза и секреции с такими гормонами, как адренокортикотропный (АКТГ), а-меланоцитостимулирующий (a-МСГ), ß-меланоцитостимулирующий (ß-МСГ) и ß-липотропный (ß-ЛПГ).

Они обладают:

1. морфиноподобным анальгезирующим действием;
2. влиянием на поведенческие реакции;
3. способностью функционировать в качестве нейромедиаторов и нейромодуляторов.

Действительно, эти пептиды могут играть определенную роль в осуществлении многих функций, таких как память, способность к облучению, реакция на стресс, размножение, передача болевых импульсов и регуляция аппетита, температуры тела и дыхания. Кроме того, с действием энкефалинов и эндорфинов могут быть связаны реакция на плацебо, обезболивание посредством акупунктуры, индуцированная стрессом аменорея и патогенез шока. Во взаимосвязи с эндорфинами могут находиться и такие феномены, как седативное действие, раздражительность, возбуждение, буйное поведение, каталепсия, нарколепсия и кататония. Другие поведенческие феномены, такие как привычка к курению, алкоголизм, наркомания, могут отражать биохимические нарушения в этой системе.

Биологические эффекты и возможная роль эндогенных опиатов в различных физиологических феноменах

• Обезболивание.
• Состояние, подобное кататонии.
• Судорожные припадки.
• Регуляция температуры тела.
• Контроль за аппетитом функция размножения (эндокринная).
• Сексуальное поведение.
• Снижение артериального давления.
• Реакция на стресс.
• Высвобождение гормонов гипоталамуса/гипофиза.
• Изменение памяти.
• Регуляция дыхания.
• Модулирование иммунного ответа.

Изучение энкефалинов и эндорфинов началось с обнаружения опиатных рецепторов, которые были выявлены и охарактеризованы до того, как были выделены первые эндогенные опиатные пептиды. Существование рецепторов, связывающих алкалоиды опиума, такие как морфин, в центральной нервной системе и других тканях вызвало к жизни телеологический вопрос о причине их существования. Кажется невероятным, чтобы эти рецепторы существовали для обеспечения взаимодействия с экзогенно вводимыми лекарственными средствами; было постулировано существование эндогенных веществ с морфиноподобными свойствами и были предприняты усилия для их выявления.

В 1975 г. Hughes и Kosteriitz с соавт. опубликовали сообщение об открытии ими двух небольших (молекулы состоят из 5 аминокислот) пептидов головного мозга, которые связываются с опиатными рецепторами и являются более сильнодействующими веществами, чем морфин. Они назвали эти вещества энкефалинами (что означает «в голове»). Через несколько месяцев из гипоталамо-гипофизарных экстрактов было выделено еще три опиатных пептида, размер молекулы которых был больше, чем у молекул энкефалинов, и их назвали эндорфинами (сокращение от слов «эндогенный морфин»). Позднее к этому списку были добавлены динорфин, a-неоэндорфин и другие вещества. Термин «эндорфин» используется некоторыми авторами в качестве общего названия всех опиатных пептидов.

Нейрофизиология эндогенных опиатных пептидов. Анатомическая локализация. ß-эндорфин присутствует в гипофизе и в головном мозге. В гипофизе человека АКТГ и эндорфинсодержащие клетки обнаруживаются в переднемедиальной области передней доли, у задней границы передней доли и в нервных волокнах задней доли. По данным гистохимических исследований в гипофизе выявляют самое высокое содержание эндорфинов в организме.

Нейроны, в которых происходит биосинтез эндорфина, располагаются в гипоталамусе и имеют длинные отростки, проникающие в другие отделы головного мозга. Например, отделы головного мозга, связанные с лимбической системой, содержат значительные количества иммунореактивного ß-эндорфина, что позволяет предположить наличие его влияния на память, способность к обучению и эмоции.

Нейроны, содержащие энкефалины, еще шире распространены в центральной нервной системе. Концентрации энкефалинов особенно высоки в заднем столбе спинного мозга, т. е. в той области, которая содержит опиатные рецепторы и проводящие пути, участвующие в передаче болевых импульсов. Энкефалины присутствуют также в пищеварительном тракте. Их концентрации в нервном сплетении мышечной оболочки кишечника выше, чем в головном мозге. Энкефалины синтезируются в хромаффинных клетках надпочечников и хранятся вместе с катехоламинами в тех же самых секреторных гранулах. Высвобождение энкефалина происходит как часть симпатической реакции на стресс вместе с высвобождением адреналина и норадреналина. Аналогично этому концентрации энкефалинов в крови высоки при феохромоцитоме.

Передача болевых импульсов и уменьшение боли. Эндогенные опиатные пептиды играют определенную роль в регуляции передачи болевых импульсов. В заднем роге спинного мозга энкефалины высвобождаются интерцептивными нейронами, которые взаимодействуют с афферентными волокнами болевой чувствительности, идущими с периферии. Эти передающие болевые импульсы волокна образуют синапсы в сером веществе заднего рога с вторым комплектом нейронов; эти волокна поднимаются вверх через ствол спинного мозга и пересекают его, образуя латеральный спиноталамический путь. Высвобождение энкефалинов (на которое могут влиять нисходящие нейроны из вышерасположенных центров) подавляет выделение вещества Р (медиатора, опосредующего передачу болевых импульсов) из афферентных волокон, входящих в состав заднего рога.

Микроинъекции ß-эндорфина в центральную нервную систему у животных вызывают обезболивание. Электрическая стимуляция областей головного мозга, участвующих в передаче болевых импульсов, таких как перивентрикулярная серая область, вызывает обезболивание, сопровождаемое увеличением концентрации эндорфинов и энкефалинов в цереброспинальной жидкости. У лишенной коры головного мозга кошки локальное введение энкефалина селективно блокирует самопроизвольное включение нейронов, участвующих в передаче болевых импульсов.

Что касается людей, то повышенные уровни содержания ß-эндорфина были обнаружены в цереброспинальной жидкости больных, страдающих хроническими болями, вызванными злокачественными опухолями или каузалгией. Как и у животных, электрическая стимуляция соответствующих мест в перивентрикулярной области у людей вызывает обезболивание, сопровождаемое увеличением концентрации иммунореактивного ß-эндорфина, а введение ß-эндорфина в цереброспинальную жидкость больных, страдающих злокачественными опухолями в четвертой стадии, приводит к долговременному обезболиванию без развития морфиноподобных системных побочных эффектов.

Акупунктура и эффекты плацебо. Эндогенные опиатные пептиды могут опосредовать обезболивание, вызванное с помощью акупунктуры. В ряде исследований было установлено, что обезболивание в результате акупунктуры сопровождалось увеличением уровня содержания эндорфинов в цереброспинальной жидкости, в то время как одновременное с акупунктурой введение налоксона (антагониста опиатов) блокировало это обезболивание. Таким же образом действие плацебо может являться отражением способности организма призывать на помощь систему эндогенных опиатных пептидов. При проведении исследований, источником болевых импульсов в которых служила экстракция зуба, обезболивание, достигнутое с помощью плацебо, устранялось введением налоксона. Аналогично этому феномены толерантности к плацебо и зависимости от него согласуются с известными свойствами системы эндогенных опиатов.

Влияние эндогенных опиатов на поведение. Введение опиатных пептидов животным в дозах, меньших, чем необходимые для достижения обезболивания, приводит к развитию специфических и поразительных поведенческих реакций. У крыс, которым внутрицеребрально вводили ß-эндорфин, развилось состояние, подобное кататонии вследствие тяжелых гипокампальных судорожных припадков. Наблюдаются также некоторые стереотипные формы поведения, такие как «встряхивания вымокшей собаки». У кошек развивается реакция ярости.