Кіріспе
Нейропептид, оқу, сергектік және аштықты реттейді. Орексин (/ɒ/'/r//ɛ//k//s//ɪ//n/), сондай-ақ гипокретин деп те аталады, оқуды, оянуды және аштықты реттейтін нейропептид. Ол орексин А және орексин В түрлерінде кездеседі. Нарколепсияның ең көп таралған түрі, 1-түрі, адамның бұлшықет тонусының қысқаша жоғалуын ("күшті құлаулар" немесе катаплексия) сезінуімен сипатталады, бұл оны өндіретін жасушалардың зақымдануынан мидағы орексин жетіспеушілігінен туындайды. Адам миында 50 000–80 000 орексин өндіретін нейрон бар, олар негізінен перифорникалық аймақта және бүйірлік гипоталамуста орналасқан. Орексин 1998 жылы дерлік бір уақытта екі тәуелсіз зерттеушілер тобы, егеуқұйрық миында жұмыс істеген кезде анықтады. Бір топ оны грекше "аштық" деген мағына беретін orexis сөзінен орексин деп атады, ал екінші топ оны гипокретин деп атады, себебі ол гипоталамуста өндіріледі және секретин деген басқа пептидке сәл ұқсайды. Егеуқұйрық миындағы орексин жүйесі мен адам миындағы орексин жүйесі арасында айтарлықтай ұқсастық бар.
Ашылу
1998 жылы орексин/гипокретиннің табылуы туралы хабарламалар шамамен бір уақытта жарияланды. Луис де Лесеа, Томас Кильдуфф және олардың әріптестері гипокретин жүйесін тапқандарын, ал сол уақытта Далластағы Техас университетінің Оңтүстік-Батыс медициналық орталығындағы Масаши Янагисаваның зертханасынан Такеши Сакурай орексиндерді тапқандарын мәлімдеді. Бұл пептидтердің орексигендік (аштықты күшейту) әрекетін көрсететінін атап өтті. 1998 жылғы осы нейропептидтерді сипаттаған мақаласында олар OX1R және OX2R деп аталған екі орексин рецепторын ашқанын хабарлады. Олар гипоталамустың бүйірлік бөлігінен табылған таңдамалы ДНК-ны бөліп алды. Бұл ДНК-ны клондап, электронды микроскопия арқылы зерттеді. Бұл аймақтағы нейротрансмиттерлер ішек гормоны секретинге ерекше ұқсас болды, ол инкретин отбасының мүшесі. Сондықтан олар оны гипокретин деп атады, бұл инкретин отбасының гипоталамустық мүшесі екенін білдіреді. Бастапқыда бұл жасушалар тек гипоталамустың бүйірлік аймағында орналасқан және жұмыс істейтін деп есептелді, бірақ иммуноцитохимиялық әдістер осы аймақтың мидың басқа бөліктеріне бағытталған әртүрлі проекцияларын көрсетті. Бұл проекциялардың көп бөлігі лимбикалық жүйеге және оған байланысты құрылымдарға (амигдала, септум және базальды мидың алдыңғы бөлігін қоса алғанда) жетті. Ал Сакурай және оның әріптестері орексин жүйесін «жетім» рецепторлар ретінде зерттеді. Осы мақсатта олар жеке «жетім» рецепторларды экспрессиялайтын трансгендік жасушалардың желілерін пайдаланды және оларды әртүрлі потенциалды лигандтарға ұсынды. Олар орексин пептидтері орексин рецепторларын экспрессиялайтын жасушаларды белсендіретінін анықтады және гипоталамуста орексин пептидінің экспрессиялануын анықтады. Сонымен қатар, егер тышқандарға орексин пептидінің бірі енгізілсе, ол тамақтануды күшейтетін, нәтижесінде «орексин» деген ат пайда болды. Бұл шамамен 50% гомологиясы бар қоздырғыш нейропептидтер, олар бір ғана прекурсорлы белоктың ыдырауынан пайда болады. Орексин А 33 аминқышқылынан тұрады және екі ішкі тізбекті дисульфидтік байланысқа ие; ал Орексин В – 28 аминқышқылынан тұратын сызықтық пептид. Бұл пептидтер бүйірлік және артқы гипоталамустағы өте аз жасушалар тобымен өндірілсе де, мидың барлық бөліктеріне проекция жібереді. Орексин пептидтері екі G белокпен байланысқан орексин рецепторларына, OX1 және OX2-ге байланысады, Орексин А OX1 және OX2-ге шамамен бірдей бейімділікпен, ал Орексин В негізінен OX2-ге байланысады және OX1-де 5 есе аз әсер етеді. Орексиндер – барлық омыртқалы жануарлар кластарында кездесетін, жоғары сақталған пептидтер.
Функция
Орексин жүйесі бастапқыда орексин А және В-нің орталық жүйке жүйесіне енгізілуі тамақ қабылдауды арттыратыны анықталғандықтан, негізінен тамақ қабылдауды стимуляциялауға қатысады деп есептелді. Бұдан өзге, ол ояқтықты күшейтеді, энергия жұмсалуын реттейді және ішкі органдардың жұмысын өзгертеді. Орексин жүйесінің жұмыс істеу механизмі нейротрансмиттерлерді (мысалы, көк ми ядросы – locus coeruleus) өндіретін басқа нейрондарды қоздыру, сондай-ақ дұрыс ұйқы функциясы үшін маңызды ми аймағы болып табылатын вентролатеральді преоптикалық ядродағы нейрондарды тежеу арқылы жүзеге асады деп болжанады.
Қоңыр майдың белсенділігі
Көптеген зерттеулер орексин нейрондарының симпатикалық жүйке жүйесі арқылы қоңыр майлы тіннің (ҚМТ) қызметін реттейтінін, осылайша энергия жұмсалуын күшейтетінін көрсетеді. Орексин генін жойылған тышқандарда қоңыр майлы тіннің (ҚМТ) нашар дамуы туралы хабарланғанмен, кейінгі зерттеулер ҚМТ-нің қалыпты дамуын көрсетті.
Ояулық
Орексин сергектікті күшейтуге көмектеседі. Зерттеулер көрсеткендей, орексин жүйесінің басты қызметі – жануардың ұйықтауын немесе оянып, белсенді болуын анықтау үшін метаболизм, тәуліктік ритм және ұйқы жетіспеушілігінің әсерін үйлестіру болып табылады. Орексин нейрондары мидың маңызды ядроларын күшті түрде қоздырады, олар допамин, норадреналин, гистамин және ацетилхолин жүйелеріне қатысты және сергектікті тұрақтандыруда және ұйқыны реттеуде маңызды рөл атқарады. Добеман пиншерлерінде орексин рецепторының мутациясы нарколепсияны тудыратыны анықталды, бұл жүйенің ұйқыны реттеудегі маңыздылығын көрсетті. Орексин генін жоқ еткен генетикалық түрде өзгертілген тышқандар да нарколепсия белгілерін көрсетеді. Ұйқы мен ояулық арасында жиі және жылдам ауысып отыратын бұл тышқандар нарколепсияның көптеген симптомдарын көрсетеді. Зерттеушілер осы жануарлар моделін нарколепсия ауруын зерттеу үшін пайдаланады. Нарколепсия күндізгі уақытта шамадан тыс ұйқышылдыққа, күндіз сергектілікті сақтай алмауға (және түнде ұйықтауға) және катаплексияға – күшті, әдетте жағымды эмоцияларға жауап ретінде бұлшықет тонусының жоғалуына әкеледі. Орексин рецепторы жоқ иттерде нарколепсия дамиды, ал орексин нейропептиді жоқ жануарлар мен адамдарда да осы ауру кездеседі. Нарколепсиямен ауыратын организмдер күнің кез келген уақытында REM ұйқысын басынан өткізеді, бұл REM ұйқысының функциясындағы өзгерісті көрсетеді, ол гипнагогиялық галлюцинацияларға (ұйықтау кезінде пайда болатын галлюцинацияларға) әкелуі мүмкін. Орексин А-ны тікелей енгізу сергектікті күшейтеді, дене температурасын және қозғалысын арттырады және энергия жұмсалуын күшейтеді. Ұйқының жетіспеуі де орексин А трансляциясын арттырады. Осылайша, орексин жүйесі тамақ қабылдауды реттеуге қарағанда энергия жұмсалуын реттеуде маңыздырақ болуы мүмкін. Шындығында, нарколепсиямен ауыратын және орексин жетіспейтін адамдарда дене салмағының артуы байқалады, егер орексин негізінен аштықты күшейтетін пептид болса, салмақ төмендеуі күтілген еді. Орексин тапшылығы нарколепсияны тудырады дегенге тағы бір дәлел – маймылдарды 30-36 сағат бойы ұйықтатпай, содан кейін оларға нейрохимиялық затты енгізгеннен кейін, ұйқы жетіспеушілігінен туындайтын әдеттегі танымдық бұзылыстар жеңілдейді. Адамдарда нарколепсия адам лейкоциттерінің антигені (HLA) кешенінің белгілі бір түрімен байланысты. Бұдан әрі, геномдық кең ауқымды талдау HLA түрінен басқа, нарколепсиямен ауыратын адамдарда Т-жасуша рецепторының альфа локусындағы нақты генетикалық мутация бар екенін көрсетті. Бұл генетикалық аномалиялардың жиынтығы иммундық жүйенің маңызды орексин нейрондарына шабуыл жасап, оларды жоюына себеп болуы мүмкін. Сондықтан нарколепсиямен ауыратын адамдарда орексин өндіретін нейрондардың жоқтығы аутоиммундық аурудың салдары болуы мүмкін.
Тамақ ішу
Орексин тамаққа деген құштарлықты арттырады және оны өндіруді ынталандыратын заттардың функциясымен байланысты. Орексин сондай-ақ тамақтанудан кейінгі тежеуші кері байланысты басып тастау арқылы тамақ мөлшерін арттырады. Дегенмен, кейбір зерттеулер орексиннің тамақтануға тигізетін ынталандырушы әсері жалпы оянуға байланысты болуы мүмкін, бірақ бұл жалпы тамақ қабылдауды арттырмауы да мүмкін. Шолу нәтижелері көрсеткендей, егешқұйрықтарда (тәжірибелік жануарлар) жиі тұтынылатын майлы диетаға байланысты гипергликемия орексин рецепторы 2 сигнализациясының төмендеуіне алып келеді, ал орексин рецепторлары болашақта терапиялық мақсатқа айналуы мүмкін. Лептин – май жасушалары өндіретін гормон және энергияның ұзақ мерзімді ішкі өлшемі ретінде әрекет етеді. Грелин – асқазанның күтілетін тамақ ішу алдында бөліп шығаратын қысқа мерзімді фактор және тамақ қабылдауды күшті ынталандырады. Орексин өндіретін жасушалар лептинмен тежеледі (лептин рецепторлары арқылы), бірақ грелин және гипогликемиямен белсендіріледі (глюкоза орексин өндірісін тежейді). 2007 жылдан бері орексин метаболизм және ұйқыны реттеу арасындағы маңызды байланыс деп есептеледі. Мұндай байланыс ұзақ уақыттан бері күдік тудырып келді, себебі кеміргіштерде ұзақ мерзімді ұйқының жетіспеуі тамақ қабылдауды және энергия метаболизмін, яғни катаболизмді күрт арттырады, бұл ұзақ мерзімде өлімге алып келуі мүмкін. Ұйқының жетіспеуі энергия тапшылығына әкеледі. Осы энергия тапшылығын толтыру үшін көптеген адамдар жоғары көмірсулы және майлы тағамдарды қолданады, бұл соңында денсаулықтың нашарлауына және салмақтың артуына әкелуі мүмкін. Тамақтағы басқа да қоректік заттар, аминқышқылы да орексин нейрондарын белсендіре алады және физиологиялық концентрациядағы орексин нейрондарының глюкозаға реакциясын басып тастай алады, нәтижесінде орексин сақтайтын энергия тепе-теңдігі бұзылады.
Есірткі
Алдын ала зерттеулер кокаин, опиоидтар және алкогольге тәуелділікті емдеуде орексин блокаторларының мүмкіндіктерін көрсетеді. Мысалы, орексин жүйесіне бағытталған препараттарды алған зертханалық егеуқұйрықтар, тәжірибелерде алкогольге еркін қол жеткізуге мүмкіндігі болғанына қарамастан, алкогольге деген қызығушылықтарын жоғалтты. Морфинмен емделген жабайы егеуқұйрықтардың, орексин өндірмейтін егеуқұйрықтарға қарағанда тәуелділікке ұшырау қаупі жоғары екені анықталды. Орексиннің никотинге тәуелділікке қатысы зерттелгенде әртүрлі нәтижелер алынды. Мысалы, селективті орексин антагонисті SB 334,867 арқылы орексин 1 рецепторын блокадалау, егеуқұйрықтарда никотиннің өздігінен қолданылуын азайтты, ал аштықты реттейтін және орексин 1 рецепторларын қамтитын ми аймағы – инсулаға зақым келген темекі шегушілер темекі шегуге деген құштарлығын жоғалтты. Дегенмен, егеуқұйрықтарда екі реткі орексин рецепторының антагонисті TCS 1102 қолданған басқа зерттеулерде ұқсас нәтижелер байқалған жоқ.
Липидтердің метаболизмі
Орексин А (OXA) липид метаболизмінің бір қырына тікелей әсер ететіні дәлелденді. OXA 3T3 L1 адипоциттерінде глюкоза сіңіруді күшейтеді және энергияның артуы липидтер (триацилглицерол) түрінде жиналады. Осылайша OXA липогенезді арттырады. Сондай-ақ, ол липолизді тежейді және адипонектин секрециясын ынталандырады. Бұл әсерлер негізінен PI3K жолы арқылы жүзеге асады, себебі бұл жолдың ингибиторы (LY294002) майлы жасушаларда OXA әсерін толығымен тоқтатады. OXA мен липид метаболизмі арасындағы байланыс қазіргі таңда зерттелуде.
Көңіл күйі
Орексин А-ның жоғары деңгейі адамдарда бақыттылықпен байланыстырылған, ал төмен деңгейі – қайғымен. Бұл жайт орексин А деңгейін арттыру адамның көңіл-күйін көтере алатынын, сонымен қатар депрессия сияқты ауруларды емдеудің болашақ әдісі болуы мүмкін екенін көрсетеді. Орексиндер стресс жауабына төзімділікті дамытуға да көмектеседі деген гипотеза бар, себебі олардың вентральді паллидумдағы активтілігі сол жердегі ГАМК-ергиялық нейрондарды белсенді ету арқылы депрессиялық белгілерді азайтады. Орексиннің тәуелділік және депрессиямен байланысы бар екені байқалып, сонымен қатар АДҚС-та (ADHD) анедонияның пайда болуына да қатысы бар. Орексиннің қалыпты жұмыс істеуі организм аштықтан қиналып, тамақ іздеу сияқты тірі қалу қажеттілігімен байланысты мінез-құлықты үлкен дәрежеде бақылайтыны көрсетілген. Орексин дұрыс жұмыс істемегенде, организмнің жоғары мотивацияланған әрекеттерден ләззат алу қабілеті нашарлайды.
Нейротрансмиттерлер
Орексинергиялық нейрондар ІІІ топтағы метаботроптық глутамат рецепторларына, каннабиноидтық рецептор 1 және CB1–OX1 (каннабиноидтық 1 және орексин 1) рецепторларының гетеродимерлеріне, аденозин A1 рецепторларына, мускариндік M3 рецепторларына, серотонин 5 HT1A рецепторларына, нейропептид Y рецепторларына, холецистокинин А рецепторларына және катехоламиндерге, сондай-ақ грелинге, лептинге және глюкозаға сезімтал екені анықталды. Орексинергиялық нейрондар ацетилхолин, серотонин және норадреналиннің бөлінуін реттейді. Орексинергиялық нейрондар байланыс және функционалдық ерекшеліктеріне қарай екі топқа бөлінеді. Латеральді гипоталамус тобындағы орексинергиялық нейрондар шартты орынды таңдау сияқты сыйақымен байланысты функциялармен тығыз байланысты. Бұл нейрондар негізінен вентральды тегментальды аймаққа және вентромедиалды префронтальды қабыққа иннервациялайды. Вентральды тегментальды аймақта, вентромедиалдық префронтальды қабықта және ядролық аккумбенс қабығында табылған нейрондар нашақорлыққа және стимуляциялық дәрілерге (мысалы, амфетаминдерге) нейрондардың сезімталдығының жоғарылауымен күшті байланысты. Осы аймақтардағы орексин өндіретін нейрондар стресс сияқты сыртқы орталық сигналдармен белсендірілгенде, ізденіс мінез-құлқында басты рөл атқарады. Бұл нейрондар латеральді гипоталамустық нейрондардан өзгеше, перифорниктің дорсальдық тобындағы орексинергиялық нейрондар ояну және автономды жауапқа байланысты функцияларға қатысады. Бұл нейрондар гипоталамус ішінде, сондай-ақ ми сабағына проекция жасайды, онда орексиннің бөлінуі әртүрлі автономды процестерді реттейді.
Орексин жүйесінің бұзылуы
Орексин/гипокретин жүйесінің жұмыс істемеуі түрлі аурулар мен медициналық жағдайларға байланысты болуы мүмкін.
Такоцубо синдромы
Орексин/гипокретин жүйесінің бұзылуы Такоцубо синдромының (жедел сәтсіздік синдромы) жаңа патофизиологиялық моделі ретінде қарастырылуда.
НЕГІЗІ
ESSENCE (Нейрологиялық дамуды бағалауға негіз болатын ерте симптомдық синдромдар) – бұл кең ауқымды нейрологиялық даму бұзылулары мен қиындықтарын (АДҚҚ, даму координациясының бұзылуы, аутизм спектрінің бұзылуы) және ESSENCE-мен байланысты жағдайларды (мінездік фенотип синдромдары, кейбір неврологиялық жағдайлар мен аурулар, және ерте басталатын ауыр психикалық аурулар) қамтитын жалпы термин. Орексин/гипокретин жүйесінің дисфункциясы ESSENCE-тің әртүрлі түрлерінде көптеген симптомдармен байланысты болуы мүмкін.
Клиникалық қолданыстар
Орексин/гипокретин жүйесі ұйқысыздыққа қарсы қолданылатын суворексант (Белсомра) дәрісінің әсер ететін орны болып табылады, ол екі орексин рецепторын блоктау арқылы жұмыс істейді. Суворексант үш III фазалық сынақтан өтті және 2014 жылы АҚШ Тамақ және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) бір жыл бұрын мақұлдамағаннан кейін мақұлдады. Басқа FDA мақұлдаған орексин антагонисттері – лемборексант (Dayvigo) және даридорексант (Quviviq). 2016 жылы Техас университетінің денсаулық ғылымдары орталығы кокаинге тәуелді адамдар үшін суворексантты қолдану бойынша клиникалық сынақты тіркеді. Олар стимулға реакцияны, мазасыздық пен стресті өлшеуді жоспарлап отыр. 2022 жылы Еуропалық дәрілік заттар агенттігі даридорексантты (Quviviq) ұйқының басталуы және сақталуы бұзылыстары үшін қолдануға рұқсат берді.
Басқа да ықтимал пайдаланулар
Интраназалды орексин приматтарда, әсіресе ұйқы жетіспеген жағдайларда танымдық қабілетті арттыра алады, бұл күндізгі уақыттағы шамадан тыс ұйқышылдықты емдеуге мүмкіндік береді. Бір зерттеуде егеуқұйрықтарға орексин нейрондарын көпіршелік торлы құрылымға трансплантациялау мүмкін екені көрсетілді, бұл нарколепсияны емдеу үшін фармакологиялық араласулардан өзге де баламалы емдеу стратегияларын дамытуға жол ашады. Орексиндер сонымен қатар оқуға және деменция сияқты танымдық қабілетті нашарлататын ауруларға қарсы тұруға көмектесуде де маңызды рөл атқарады деп саналады.