Гормоны и нейропептиды: Эндофины и механизмы обезболивания
Endorphins
Эндорфины: гормоны счастья и естественные обезболивающие. Узнайте о роли эндорфинов в снижении боли, стресса и улучшении самочувствия. Открытие и функции.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Гормоны и нейропептиды
Hormones and neuropeptides
Эндорфины (сокращение от «эндогенный морфин») – это пептиды, вырабатываемые в мозге, которые блокируют восприятие боли и усиливают чувство благополучия. Они производятся и хранятся в гипофизе головного мозга. Эндорфины – это естественные обезболивающие, часто вырабатываемые в мозге и надпочечниках во время физических упражнений или оргазма, которые подавляют боль, мышечные спазмы и снимают стресс.
Endorphins (contracted from endogenous morphine) are peptides produced in the brain that block the perception of pain and increase feelings of wellbeing. They are produced and stored in the pituitary gland of the brain. Endorphins are endogenous painkillers often produced in the brain and adrenal medulla during physical exercise or orgasm and inhibit pain, muscle cramps, and relieve stress.
История
Опиоидные пептиды в мозге были впервые обнаружены в 1973 году исследователями из Университета Абердина, Джоном Хьюзом и Хансом Костерлицем. Они выделили "энкефалины" (от греческого εγκέφαλος, головной мозг) из мозга свиньи, идентифицированные как Мет-энкефалин и Лев-энкефалин. Это произошло после открытия рецептора, который, как предполагалось, обуславливает обезболивающий анальгетический эффект морфина и других опиоидов, что и привело Костерлица и Хьюза к открытию эндогенных опиоидных лигандов. Раби Симантов и Соломон Х. Снайдер выделили пептиды, подобные морфину, из мозга телят. Эрик Дж. Саймон, независимо открывший опиоидные рецепторы, позже назвал эти пептиды эндорфинами. Этот термин в основном присваивался любому пептиду, демонстрирующему морфиноподобную активность. В 1976 году Чо Хао Ли и Дэвид Чунг определили последовательности α-, β- и γ-эндорфинов, выделенных из гипофиза верблюда, для изучения их опиоидной активности. Ли установил, что β-эндорфин обладает выраженным обезболивающим эффектом. Вильгельм Фельдберг и Дерек Джордж Смит в 1977 году подтвердили это, обнаружив, что β-эндорфин более эффективен, чем морфин. Они также подтвердили, что его эффекты обратимы налоксоном, опиоидным антагонистом. Последующие исследования разграничили энкефалины, эндорфины и эндогенно производимый морфин, который не является пептидом. Опиоидные пептиды классифицируются на основе их предшественника – пропептида: все эндорфины синтезируются из предшественника проопиомеланокортина (POMC), кодируемого проэнкефалином А, а динорфины – из пре-динорфина.
Opioid peptides in the brain were first discovered in 1973 by investigators at the University of Aberdeen, John Hughes and Hans Kosterlitz. They isolated "enkephalins" (from the Greek εγκέφαλος, cerebrum) from pig brain, identified as Met enkephalin and Leu enkephalin. This came after the discovery of a receptor that was proposed to produce the pain relieving analgesic effects of morphine and other opioids, which led Kosterlitz and Hughes to their discovery of the endogenous opioid ligands. Rabi Simantov and Solomon H. Snyder isolated morphine like peptides from calf brain. Eric J. Simon, who independently discovered opioid receptors, later termed these peptides as endorphins. This term was essentially assigned to any peptide that demonstrated morphine like activity. In 1976, Choh Hao Li and David Chung recorded the sequences of α , β , and γ endorphin isolated from camel pituitary glands for their opioid activity. Li determined that β endorphin produced strong analgesic effects. Wilhelm Feldberg and Derek George Smyth in 1977 confirmed this, finding β endorphin to be more potent than morphine. They also confirmed that its effects were reversed by naloxone, an opioid antagonist. Studies have subsequently distinguished between enkephalins, endorphins, and endogenously produced morphine, which is not a peptide. Opioid peptides are classified based on their precursor propeptide: all endorphins are synthesized from the precursor proopiomelanocortin (POMC), encoded by proenkephalin A, and dynorphins encoded by pre dynorphin.
Этимология
Слово эндорфин происходит от ἔνδον / éndon, что означает «внутри» (эндогенный, ἐνδογενής / endogenes, «происходящий изнутри»), и от морфина, названного в честь Морфея (Μορφεύς), бога снов в греческой мифологии. Таким образом, эндорфин – это сокращение от «эндо(генный) (мо)рфин» (морфин – старое написание морфина).
The word endorphin is derived from ἔνδον / éndon meaning "within" (endogenous, ἐνδογενής / endogenes, "proceeding from within"), and morphine, from Morpheus (Μορφεύς), the god of dreams in the Greek mythology. Thus, endorphin is a contraction of 'endo(genous) (mo)rphin' (morphin being the old spelling of morphine).
Типы
Класс эндорфинов состоит из трех эндогенных опиоидных пептидов: α-эндорфин, β-эндорфин и γ-эндорфин. Эндорфины синтезируются из предшественника – белка проопиомеланокортина, и все они содержат мотив Met-энкефалина на N-конце: Tyr Gly Gly Phe Met. α-эндорфин имеет самую короткую последовательность, а β-эндорфин – самую длинную. α-эндорфин и γ-эндорфин преимущественно обнаруживаются в передней и промежуточной долях гипофиза. В то время как β-эндорфин изучается за его опиоидную активность, α-эндорфин и γ-эндорфин не проявляют сродства к опиатным рецепторам и, следовательно, не оказывают на организм такого же воздействия, как β-эндорфин. В некоторых исследованиях активность α-эндорфина была охарактеризована как схожая с активностью психостимуляторов, а активность γ-эндорфина – как схожая с активностью нейролептиков. Все три типа эндорфинов являются фрагментами предшественника – белка проопиомеланокортина (POMC). В сети транс-Гольджи POMC связывается с мембранным белком – карбоксипептидазой E (CPE). CPE облегчает транспорт POMC в незрелые формирующиеся везикулы. У млекопитающих пропептидная конвертаза 1 (PC1) расщепляет POMC на адренокортикотропин (ACTH) и бета-липотропин (β-LPH). Пептидная конвертаза 2 (PC2) отвечает за расщепление β-LPH на β-эндорфин и γ-липотропин. Считается, что стимуляция симпатических нервов при электроакупунктуре является причиной ее анальгетического эффекта.
The class of endorphins consists of three endogenous opioid peptides: α endorphin, β endorphin, and γ endorphin. The endorphins are all synthesized from the precursor protein, proopiomelanocortin, and all contain a Met enkephalin motif at their N terminus: Tyr Gly Gly Phe Met. α endorphin has the shortest sequence, and β endorphin has the longest sequence. α endorphin and γ endorphin are primarily found in the anterior and intermediate pituitary. While β endorphin is studied for its opioid activity, α endorphin and γ endorphin both lack affinity for opiate receptors and thus do not affect the body in the same way that β endorphin does. Some studies have characterized α endorphin activity as similar to that of psychostimulants and γ endorphin activity to that of neuroleptics separately. All three types of endorphins are fragments of the precursor protein proopiomelanocortin (POMC). At the trans Golgi network, POMC binds to a membrane bound protein, carboxypeptidase E (CPE). CPE facilitates POMC transport into immature budding vesicles. In mammals, pro peptide convertase 1 (PC1) cleaves POMC into adrenocorticotropin (ACTH) and beta lipotropin (β LPH). Peptide convertase 2 (PC2) is responsible for cleaving β LPH into β endorphin and γ lipotropin. the stimulation of sympathetic nerves by electro acupuncture is believed to be the cause of its analgesic effects.
Механизм действия
Эндорфины высвобождаются из гипофиза, как правило, в ответ на боль, и могут действовать как в центральной нервной системе (ЦНС), так и в периферической нервной системе (ПНС). В ПНС β-эндорфин является основным эндорфином, выделяемым гипофизом. Эндорфины подавляют передачу болевых сигналов, связываясь с μ-рецепторами периферических нервов, что блокирует высвобождение ими нейротрансмиттера вещества P. Механизм в ЦНС аналогичен, но работает путем блокирования другого нейротрансмиттера: гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). В свою очередь, подавление ГАМК увеличивает выработку и высвобождение дофамина, нейротрансмиттера, связанного с обучением, основанным на вознаграждении.
Endorphins are released from the pituitary gland, typically in response to pain, and can act in both the central nervous system (CNS) and the peripheral nervous system (PNS). In the PNS, β endorphin is the primary endorphin released from the pituitary gland. Endorphins inhibit transmission of pain signals by binding μ receptors of peripheral nerves, which block their release of neurotransmitter substance P. The mechanism in the CNS is similar but works by blocking a different neurotransmitter: gamma aminobutyric acid (GABA). In turn, inhibition of GABA increases the production and release of dopamine, a neurotransmitter associated with reward learning.
Функции
Эндорфины играют важную роль в ингибирующем ответе организма на боль. Исследования показали, что медитация, выполняемая обученными людьми, может стимулировать высвобождение эндорфинов. Смех также может стимулировать выработку эндорфинов и повышать болевой порог. Интенсивные аэробные упражнения могут спровоцировать выработку эндорфинов. Высвобождение β-эндорфина предположительно способствует феномену, известному как "эйфория бегуна". Однако ряд исследований подтверждают гипотезу о том, что эйфория бегуна обусловлена высвобождением эндоканнабиноидов, а не эндорфинов. Эндорфины могут способствовать положительному воздействию физических упражнений на тревожность и депрессию. Тот же механизм может играть роль и в развитии зависимости от физических упражнений. Регулярные интенсивные тренировки могут приводить к снижению выработки эндорфинов мозгом в периоды отдыха для поддержания гомеостаза, что заставляет человека тренироваться более интенсивно, чтобы достичь прежних ощущений.
Endorphins play a major role in the body's inhibitory response to pain. Research has demonstrated that meditation by trained individuals can be used to trigger endorphin release. Laughter may also stimulate endorphin production and elevate one's pain threshold. Endorphin production can be triggered by vigorous aerobic exercise. The release of β endorphin has been postulated to contribute to the phenomenon known as "runner's high". However, several studies have supported the hypothesis that the runner's high is due to the release of endocannabinoids rather than that of endorphins. Endorphins may contribute to the positive effect of exercise on anxiety and depression. The same phenomenon may also play a role in exercise addiction. Regular intense exercise may cause the brain to downregulate the production of endorphins in periods of rest to maintain homeostasis, causing a person to exercise more intensely in order to receive the same feeling.