Эндорфины и энкефалины

                  Министерство здравоохранения Республики Беларусь

           УО:«Гомельский государственный медицинский университет

                                 Кафедра биологической химии

                                 РЕФЕРАТ

На тему: «Эндорфины и энкефалины».

                                                                               Подготовила:

                                                                                  Проверил:

                                                    Гомель,2012 

                                                СОДЕРЖАНИЕ:

1.Общие  сведения.

2.Действие  эндорфинов.

3.Действие  энкефалинов.

4.Метаболизм  эндорфинов и энкефалинов.

5.Катаболизм эндорфинов и энкефалинов .

6.Заключение.

                                                СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин. Биологическая химия. - Москва, «Медицина», 1990.
2. A.Ленинджер. Основы биохимии. Пер. с английского. – Москва, «Мир», 1985.
3. Н.А.Зайцев. Дисфункциональные маточные кровотечения. - Киев, «Здоровье», 1972.
4. В.Н.Серов, В.Н.Прилепская, Т.Я.Пшеничникова, Е.В.Жаров, А.А.Кожин, Е.А.Кириллова. Практическое руководство по гинекологической эндокринологии. - Москва, «Русфармамед», 1995.
5. Под редакцией Е.М.Вихляевой. Руководство по эндокринной гинекологии. - Москва, «Медицинское информационное агентство», 1997.
6. Под редакцией С.Л. Джеффкоута. Андрогены и антиандрогенная терапия. – Москва, «Медицина», 1985.

  В конце 1970-х — начале 1980-х пристальное внимание ученых привлекли компоненты полипептида β-липотропина. Кроме адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего работу надпочечников и участвующего в процессах физиологического возбуждения, β-липотропин включает в себя цепочку из 30 аминокислот, именуемую β-эндорфином. Энкефалины являются небольшой частью этой цепочки. Эндорфины найдены в гипофизе и в др. отделах головного мозга. Хотя исследования на животных обеспечили прямой доступ к изучению тканей мозга, исследования на людях, в основном, ограничивались измерением уровня Эндорфинов в плазме крови.

    Эндорфины были открыты в 70-х годах прошлого века, когда европейские ученые стали исследовать механизмы обезболивающего действия китайской системы иглоукалывания. Было обнаружено, что при введении в организм человека медикаментов, блокирующих обезболивающее действие наркотических анальгетиков, эффект обезболивания методом иглоукалывания исчезает. Было предположено, что при иглоукалывании в организме человека выделяются вещества, по химической природе близкие к морфину.

    Эндорфины  по химической структуре и своему действию сходны с одним из опиатов — морфином. (Отсюда сокращение: эндогенный + морфин = эндорфин.) Главный эффект  — обезболивающий. Энкефалины также обладают анальгетическим эффектом, но более слабым и кратковременным. Этот факт, вместе с некоторыми доказательствами потребления Энд. головным мозгом в ответ на боль, навели на мысль о том, что Энк. могут быть просто побочными продуктами неполностью использованных Энд.

Структурная формула эндорфина NH2–Tyr–Gly–Gly–Phe–Met–Thr–Ser–Glu–Lys–Ser–Gln–Thr–Pro–Leu–Val–Thr–Leu–Phe–Lys–Asn–Ala–Ile–Ile–Lys–Asn–Ala–His–Lys–Lys–Gly–Gln–COOH

  Вдобавок к своим обезболивающим свойствам, Энд. связаны с терморегуляцией, аппетитом, памятью, липолизом, репродукцией, переживанием удовольствия, деструкцией жиров в организме, антидиурезом, подавлением гипервентиляции в ответ на повышение содержания углекислого газа, и ингибированием синтеза тиротропина и гонадотропина. Кроме того, некоторые данные указывают на то, что Энд. ответственны за облегчение боли, приписываемое эффекту плацебо. Согласно одной из теорий, акупунктура стимулирует секрецию Энд.

    Стресс — физический (напр., большие физ. нагрузки или боль) и психологический (напр., условнорефлекторный страх) — тоже стимулирует секрецию Энд. Одна из форм физического стресса, связанная с Энд. — дыхательная нагрузка (в особенности — бег). Ряд исследователей обнаружили повышенный уровень Энд. у лиц вскоре после тренировок, считающихся интенсивными относительно их индивидуального уровня физ. подготовки. Несмотря на то, что уровень Энд. в плазме обычно снижается до исходного в течение 30 мин после окончания тренировки, Аппензеллер высказал предположение, что Энд. ответственны за «пик бегуна» (runner's high) и тягу к тренировкам (exercise addiction), о которой сообщают некоторые часто тренирующиеся люди. Другие высказывали предположение, что Энд. играют роль в снижении чувствительности к боли у многих атлетов, когда они травмируются во время выступления. Еще одно предположение заключается в том, что успешное использование физ. упражнений при лечении легких форм депрессии может быть связано с ненормальным уровнем Энд., иногда обнаруживаемым у пациентов психиатрических отделений.

    Физиологически, эндорфины и энкефалины обладают сильнейшим обезболивающим, противошоковым и антистрессовым действием, они понижают аппетит и уменьшают чувствительность отдельных отделов центральной нервной системы. "Слеп от счастья" - если говорить утрировано.

   Эндорфины нормализуют артериальное давление, частоту дыхания, ускоряют заживление поврежденных тканей, образование костной мозоли при переломах. Счастливые люди выздоравливают быстрее - это научно доказанный факт. Более подробное влияние эндорфинов на физиологические реакции организма описано здесь.

    В настоящее время считается, что эндорфины синтезируются в гипофизе и гипоталамусе, а энкефалины - в гипоталамусе. Ещё одно различие эндорфинов и энкефалинов - в том, что эндорфины оказывают селективное , а энкефалины - более общее угнетающее воздействие на рецепторы центральной нервной системы.

    Основная мишень эндорфинов - это так называемая опиоидная система организма, и опиоидные рецепторы в частности. Благодаря сходству с наркотическими веществами вроде морфия, эндорфины и энкефалины получили название "эндогенные (то есть внутренние) опиаты".

    Психологически, воздействуя на опиоидные рецепторы, и эндорфины и энкефалины вызывают эйфорию - "форму болезненно-повышенного настроения". Эйфория включает в себя не только эмоциональные изменения, но и целый ряд психических и соматических ощущений, чувствований, за счет которых достигается положительный эмоциональный сдвиг.

    Эйфория - это один из "побочных эффектов" борьбы со стрессом. После успешно преодоленных нагрузок, после выхода из трудной ситуации организм получает "пряник", вознаграждение в виде положительных эмоций. Но стресс - это только один из множества случаев выработки эндорфинов. Опытным путём установлено, что выброс эндорфинов у человека напрямую связан с

эндорфинную природу. Эйфория оргазма - это тоже эндорфины, но про оргазм мы поговорим чуть позже. Ещё один способ выработки эндорфинов - занятия спортом. Причина популярности спорта не только в культе силы, но и в выбросе эндорфинов, который происходит, когда стрессовая нагрузка прекращается.

    Всем известен классический опыт с крысами, когда в мозг крысы вживляли электроды, стимулирующие гипоталамус. Крыса могла нажатием на педаль, приводить электроды в действие. В результате опыта крыса, установив связь между педалью и удовольствием - умирала от жажды или от истощения, истошно нажимая на педаль.. Обычно этот опыт приводят в качестве классического примера наркотической зависимости. А механизм крысиного удовольствия - те же самые эндорфины, вырабатывавшиеся в гипоталамусе под действием электрических разрядов.

    Кроме электрического стимулирования гипоталамуса, есть ещё один способ словить "вечный кайф". Это опиаты: начиная от натурального опиума - млечного сока недозрелых коробочек опийного мака, и содержащихся в нём морфина и кодеина до синтетического героина - который во много раз сильнее морфина, и гораздо быстрее вызывает привыкание.

   Механизм привыкания  к опиатам хорошо изложен здесь. Его суть заключается в приспособлении организма к повышенной концентрации морфинов, путём снижения чувствительности опиоидных рецепторов. В результате, во-первых повышается доза морфинов, необходимая для получения "эйфории", а во-вторых, рецепторы становятся практически не чувствительны к малым дозам внутренних эндорфинов.

    Показательно, что если здоровому человеку, ни разу не употреблявшему наркотики, ввести препарат налоксон , блокирующий опиоидные рецепторы - он погружается в депрессию, и испытывает психическое состояние дискомфорта, сродни наркотической "ломке". Это ещё раз подтверждает важность опиоидных рецепторов в ощущении человеком счастья.

   Между прочим, привыкание к морфинам проявляется не только у наркоманов. Всем известно, что с возрастом, всё меньше событий способны доставить человеку ощущение счастья. "Станут речи мудрей, а улыбка скупа, и слабей новогодний дурман ".Так вот, этот дурман слабее именно из-за привыкания рецепторов к эндорфинам. Поэтому "опьянеть от счастья", взрослому человеку гораздо тяжелее, чем ребёнку.

    Есть мнение, что эндогенные опиаты  помимо своих уже описанных функций, выполняют регуляцию "второго уровня"  - регулируют адреналиновую, дофаминовую, и серотониновую системы. То есть, это нейрорегуляторы, контролирующие другие нейрорегуляторы. Однако подробного обоснования этой точки зрения в массовой литературе я пока не встречала.

  В отличие от либеринов и статинов эти НП имеют общие особенности структуры. Они содержат в качестве активного центра Met- или Leu-энкефалиновые последовательности или (в группе параэнкефалиновых опиоидов) аналоги этих последовательностей. Первыми были выделены два аналогичных пентапептида, названные энкефалинами и имеющие аминокислотные последовательности:

Tyr-Gly-Gly-Phe-Met Met-энкефалин

Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu Leu-энкефалин

  Большинство из опиоидов обладает более или менее выраженным обезболивающим действием, реализуемым через рецепторы, впервые описанные в связи с изучением механизмов действия классических непептидных опиатов — морфина, налоксон и др. Однако не менее важными представляются их активности в отношении высших функций мозга: снижение эмоционального поведения ("внутренние нейролептики"), индукция "чувства удовлетворения, вознаграждения", т.е. функция внутренних факторов подкрепления, и др. Некоторые из представителей этого семейства (например "гепта-" и "октапептиды", FMRF и α-эндорфин) ведут себя как частичные антагонисты классических опиоидов. Особенно показателен в этом отношении α-эндорфин. Если β-эндорфин, γ-эндорфин и дез-тирозил-γ-эндорфин снижают эмоциональное поведение, то α-эндорфин его усиливает, вызывая эффекты, подобные эффектам такого психостимулятора, как фенамин. Наконец, такой НП, как β-эндорфин, оказался мощным активатором разновидности лимфоцитов, убивающих раковые клетки, т.е. одним из важных регуляторов системы иммунитета, химическим посредником между этой системой и нервной системой. Заметим, что осуществление такой гуморальной связи — "нервная система — сома" — характерно и для других НП.

  Источники опиоидных НП в организме многообразны: большая часть эндорфинов и часть мет-энкефалина образуется в гипофизе; динорфины, неоэндорфииы, леуморфин, риморфин — преимущественно в мозге (или исключительно в нем); адренорфин, "окта-" и "гептапептиды" — преимущественно в надпочечнике; большая часть лей-энкефалина и часть мет-энкефалина имеет источником надпочечник и мозг. Особого упоминания заслуживание такой пищевой источник опиоидных НП, как продукты неполного гидролиза казеина и глютена в желудочно-кишечном тракте, среди которых обнаружены аналоги энкефалинов — казаморфин и глюторфин. Пока неясны количества, в которых они могут образоваться, степень их всасывания и их вклад в баланс опиоидов организма.

  Для энкефалинов выполняются некоторые основные критерии для нейромедиаторов: они были определены гистохимически среди других тканей в дорсальном спинном мозге, т.е. в области, ответственной за проведение болевых сигналов. Они найдены в малых промежуточных нейронах, но не на главных нервных путях, где роль медиатора выполняет вещество Р. Это позволяет утверждать, что опиатные пептиды могут ингибировать пресинапсическое высвобождение вещества Р. Энкефалины, благодаря взаимодействию с опиатными μ-рецепторами, блокируют высвобождение субстанции Р, активируя кальций-зависимые калиевые каналы и уменьшая длительность потенциала действия. Другие опиоидные пептиды связываются со вторым подтипом опиатных рецепторов (κ-рецепторов). Они уменьшают высвобождение медиатора, ингибируя потенциалзависимые кальциевые каналы.

  Высокие концентрации энкефалинов присутствуют также в лимбической системе, которая участвует в регуляции эмоций.

  Опиатные рецепторы уже охарактеризованы как специфические медиаторные рецепторы. Опиатные пептиды конкурируют с синтетическими опиатами за участки связывания. Наиболее высокая связывающая способность обнаружена в нервных окончаниях среднего мозга и таламуса, миндалевидном теле и желатинообразной субстанции спинного мозга.

  Также как опиаты, энкефалины тормозят нейрональную активность путём снижения проводимости для ионов Na+, оказывая, по-видимому, прямое влияние на натриевые каналы. Показано, что энкефалины эффективно ингибируют аденилатциклазу, что свидетельствует о роли циклических нуклеотидов как вторичных мессенджеров в каскадных механизмах энкефалинового действия.

  Разнообразие биологических свойств энкефалинов позволяет рассматривать их в качестве эндогенных регуляторов многих физиологических и патологических процессов в организме. В связи с этим, изучение механизмов функционирования энкефалинов открывает новые возможности медицинской практики в связи с перспективами их экзогенного введения в организм в качестве средств, идентичных или близких по природе к эндогенным при тех или иных патологиях центральной нервной системы (ЦНС).

  Не исключено, что такой широкий спектр биологических свойств опиоидов обусловлен функционированием протеолитических ферментов, участвующих как в процессинге, так и инактивации опиоидов.

  Рассматривая пептидные опиоиды, нельзя не упомянуть обнаружение в организме опиоидов непептидной природы. К ним относятся сальсолинол , папаверолин и β-карболины, образующиеся особенно интенсивно при алкоголизме, при нарушение дофаминового цикла, а также некоторые количества кодеина, морфина, 6-ацетил-морфина и некоторых других алкалоидов, находимых в организме животных и человека вне связи с наркоманиями, алкоголизмом и особенностями диеты. Понятно некоторое недоумение, которое эти данные вызывают, но сейчас работы по выявлению этих соединений не вызывают методических возражений. Дискутируется вопрос о месте их синтеза. Предполагается, что синтез некоторых из них могут осуществлять какие-то бактерии в кишечнике из предшественников, поступающих с растительными продуктами.

  Опиаты могут попасть в организм разными путями. Большинство хорошо абсорбируются в желудочно-кишечном тракте, хотя больший эффект от их употребления дает внутривенная инъекция. Большинство опиатов абсорбируются также через слизистую оболочку носа или через легкие. Таким образом, опиум часто курят, а героин вдыхают через нос. Опиаты также абсорбируются после внутримышечного или подкожного применения. На улице, например, героин могут впрыскивать внутривенно или подкожно.

  Характерной особенностью катаболизма энкефалинов является необычайно высокая скорость их деградации в тканях мозга и крови. Так, время полужизни энкефалинов в крови крыс составляет около 2 мин. При введении энкефалина внутрь желудочков мозга 90 % его распадалось менее чем за 1 мин. Эта быстрая деградация имеет, видимо, важное физиологическое значение, поскольку скорость распада энкефалинов соответствует длительности их физиологического действия in vivo.