β-эндорфин
![]() | |
![]() | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
L-тирозилглицилглицил-L-фенилаланил-L-метионил-L-треонил-L-серил-L-глутаминил-L-лизил-L-серил-L-глутаминил-L-треонил-L-пролил-L-лейцил-L- валил-L-треон ил-L-лейцил-L-фенилаланил-L-лизил-L-аспарагинил-L-аланил-L-изолейцил-L-изолейцил-L-лизил-L-аспарагинил-L-аланил-L-тирозил-L-лизил- L-лизилглицил-L-глутамин
| |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.056.646 |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Характеристики | |
С 158 Ч 251 Н 39 О 46 С | |
Молярная масса | 3 465 .03 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
β-Эндорфин ( бета -эндорфин) представляет собой эндогенный опиоидный нейропептид и пептидный гормон , который вырабатывается в определенных нейронах центральной системы и периферической нервной . [ 1 ] Это один из трех эндорфинов , вырабатываемых в организме человека, остальные из которых включают α-эндорфин и γ-эндорфин . [ 2 ]
Существует множество форм β-эндорфинов с полной последовательностью 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-Tyr-Lys-Lys-Gly-Glu (31 аминокислота) обозначается как β-эндорфин (1–31) и варианты, усеченные до первых 26 и 27 аминокислот, таких как β-эндорфин (1–26) и β-эндорфин (1–27). [ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] Первые 16 аминокислот идентичны α-эндорфину. β-эндорфин считается частью опиоидов и эндорфинов ; эндогенных классов нейропептидов [ 1 ] все известные эндогенные опиоидные пептиды содержат одну и ту же N-концевую аминокислотную последовательность Tyr-Gly-Gly-Phe, за которой следует либо -Met , либо -Leu . [ 1 ]
Известно, что функция β-эндорфина связана с голодом , острыми ощущениями, болью , материнской заботой, сексуальным поведением и познанием вознаграждения . В самом широком смысле β-эндорфин в первую очередь используется в организме для снижения стресса и поддержания гомеостаза. В поведенческих исследованиях было показано, что β-эндорфин высвобождается посредством объемной передачи в желудочковую систему в ответ на различные стимулы, новые стимулы . в частности на [ 5 ]
Формирование и структура
[ редактировать ]β-Эндорфин содержится в нейронах гипоталамуса , а также гипофиза . Он является производным β-липотропина , который вырабатывается в гипофизе из более крупного пептидного предшественника, проопиомеланокортина (POMC). [ 6 ] ПОМК расщепляется на два нейропептида: адренокортикотропный гормон (АКТГ) и β-липотропин. [ 7 ] В таком случае образование β-эндорфина является результатом расщепления С-концевой области β-липотропина, в результате чего образуется нейропептид длиной из 31 аминокислоты с альфа-спиральной вторичной структурой. Однако POMC также приводит к образованию других пептидных гормонов, включая α- и γ- меланоцитстимулирующий гормон (MSH), образующихся в результате внутриклеточной обработки внутренними ферментами, известными как прогормон-конвертазы .
Важным фактором, отличающим β-эндорфин от других эндогенных опиоидов, является его высокое сродство и длительное воздействие на µ-опиоидные рецепторы . [ 6 ] Структура β-эндорфина частично объясняет это его устойчивостью к протеолитическим ферментам , поскольку его вторичная структура делает его менее уязвимым для деградации. [ 6 ]


Функция и эффекты
[ редактировать ]Говорят, что функция β-эндорфина делится на две основные категории: локальную функцию и глобальную функцию. Глобальная функция β-эндорфина связана со снижением телесного стресса и поддержанием гомеостаза, что приводит к уменьшению боли, эффектам вознаграждения и поведенческой стабильности. β-эндорфин в глобальных путях диффундирует в различные части тела через спинномозговую жидкость в спинном мозге, позволяя высвобождению β-эндорфина воздействовать на периферическую нервную систему. Локализованная функция β-эндорфина приводит к высвобождению β-эндорфина в различных областях мозга, таких как миндалевидное тело или гипоталамус. [ 5 ] Двумя основными способами использования β-эндорфина в организме являются периферическое гормональное воздействие. [ 8 ] и нейрорегуляция. β-эндорфин и другие энкефалины часто высвобождаются вместе с АКТГ для модуляции функционирования гормональной системы. Нейрорегуляция с помощью β-эндорфина происходит посредством вмешательства в функцию другого нейропептида либо путем прямого ингибирования высвобождения нейропептида, либо путем индукции сигнального каскада, который снижает эффекты нейропептида. [ 7 ]
Опиоидный агонист
[ редактировать ]β-эндорфин — агонист опиоидных рецепторов ; он преимущественно связывается с мю-опиоидным рецептором . [ 1 ] Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что он служит первичным эндогенным лигандом для мю-опиоидного рецептора . [ 1 ] [ 9 ] тот же рецептор, которому химические вещества, извлеченные из опия , такие как морфин , получают свои обезболивающие свойства. β-эндорфин обладает самым высоким сродством связывания с мю-опиоидным рецептором среди всех эндогенных опиоидов. [ 1 ] [ 6 ] [ 9 ] Опиоидные рецепторы представляют собой класс рецепторов, связанных с G-белком , так что при связывании β-эндорфина или другого опиоида в клетке индуцируется сигнальный каскад. [ 10 ] Однако ацетилирование N-конца β-эндорфина инактивирует нейропептид, предотвращая его связывание с рецептором. [ 6 ] Опиоидные рецепторы распределены по всей центральной нервной системе и в периферических тканях нервного и неневрального происхождения. Они также расположены в высоких концентрациях в околоводопроводном сером слое , голубом пятне и ростральном вентромедиальном мозговом веществе . [ 11 ]
Потенциал-зависимые кальциевые каналы (VDCC) представляют собой важные мембранные белки, которые опосредуют деполяризацию нейронов и играют важную роль в стимулировании высвобождения нейротрансмиттеров. Когда молекулы эндорфина связываются с опиоидными рецепторами, G-белки активируются и диссоциируют на составляющие их субъединицы Gα и Gβγ. Субъединица Gβγ связывается с внутриклеточной петлей между двумя трансмембранными спиралями VDCC. Когда субъединица связывается с потенциал-зависимым кальциевым каналом, она производит потенциал-зависимый блок, который ингибирует канал, предотвращая поток ионов кальция в нейрон. В клеточную мембрану также встроен связанный с G-белком калиевый канал, выпрямляющий внутрь . Когда молекула Gβγ или Gα(GTP) связывается с С-концом калиевого канала, она становится активной, и ионы калия выкачиваются из нейрона. [ 12 ] [ 13 ] Активация калиевого канала и последующая дезактивация кальциевого канала вызывает гиперполяризацию мембраны . Это когда происходит изменение потенциала мембраны, так что он становится более отрицательным. Уменьшение количества ионов кальция приводит к уменьшению высвобождения нейромедиаторов, поскольку кальций необходим для возникновения этого события. [ 14 ] Это означает, что нейротрансмиттеры, такие как глутамат и вещество Р, не могут высвобождаться из пресинаптических окончаний нейронов. Эти нейротрансмиттеры жизненно важны для передачи боли, а поскольку β-эндорфин снижает высвобождение этих веществ, возникает сильный обезболивающий эффект.
Управление болью
[ редактировать ]β-Эндорфин в первую очередь изучался на предмет его влияния на ноцицепцию (т.е. восприятие боли ). β-эндорфин модулирует восприятие боли как в центральной, так и в периферической нервной системе . Когда воспринимается боль, болевые рецепторы ( ноцицепторы ) посылают сигналы в дорсальные рога спинного мозга , а затем в гипоталамус посредством высвобождения нейропептида , веществом Р. называемого [ 7 ] [ 5 ] [ 15 ] [ 16 ] В периферической нервной системе этот сигнал вызывает рекрутирование Т-лимфоцитов , лейкоцитов иммунной системы, в область, где ощущалась боль. [ 16 ] Т-лимфоциты выделяют β-эндорфин в этой локализованной области, позволяя ему связываться с опиоидными рецепторами, вызывая прямое ингибирование вещества Р. [ 16 ] [ 17 ] В центральной нервной системе β-эндорфин связывается с опиоидными рецепторами в дорсальных корешках и ингибирует высвобождение вещества Р в спинном мозге, уменьшая количество возбуждающих болевых сигналов, посылаемых в головной мозг. [ 16 ] [ 15 ] Гипоталамус реагирует на болевой сигнал, высвобождая β-эндорфин через периакведуктальную серую сеть, которая в основном ингибирует высвобождение ГАМК , нейромедиатора , предотвращающего высвобождение дофамина . [ 7 ] [ 15 ] Таким образом, ингибирование высвобождения ГАМК β-эндорфином позволяет увеличить высвобождение дофамина, что частично способствует анальгетическому эффекту β-эндорфина. [ 7 ] [ 15 ] Комбинация этих путей снижает болевые ощущения, позволяя организму остановить болевой импульс после его отправки.
β-Эндорфин имеет обезболивающую эффективность примерно в 18–33 раза выше, чем у морфина . [ 18 ] хотя его гормональный эффект зависит от вида. [ 8 ]
Упражнение
[ редактировать ]Выброс β-эндорфина в ответ на физические упражнения известен и изучается по крайней мере с 1980-х годов. [ 19 ] Исследования показали, что концентрации эндогенных опиоидов в сыворотке крови, в частности β-эндорфина и β-липотропина , увеличиваются в ответ как на интенсивные физические нагрузки, так и на тренировки. [ 19 ] Выброс β-эндорфина во время тренировки связан с явлением, широко известным в популярной культуре как « эйфория бегуна» . [ 20 ]
Солнечный свет
[ редактировать ]Есть свидетельства того, что β-эндорфин высвобождается в ответ на ультрафиолетовое излучение , будь то пребывание на солнце или искусственный загар. [ 21 ] Считается, что это способствует развитию зависимости среди тех, кто чрезмерно загорает и пользуется искусственным загаром , несмотря на риски для здоровья.
Механизм действия
[ редактировать ]β-Эндорфин действует как агонист, который связывается с различными типами рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), особенно с мю-, дельта- и каппа-опиоидными рецепторами. Рецепторы отвечают за супраспинальную аналгезию. [ нужна медицинская ссылка ]
История
[ редактировать ]β-Эндорфин был обнаружен в экстрактах гипофиза верблюда CH Li и Дэвидом Чунгом. [ 22 ] Первичная структура β-эндорфина была неосознанно определена 10 лет назад, когда Ли и его коллеги анализировали последовательность другого нейропептида, вырабатываемого в гипофизе, γ-липотропина . Они заметили, что С-концевая область этого нейропептида аналогична таковой у некоторых энкефалинов , что позволяет предположить, что она может иметь аналогичную функцию с этими нейропептидами. С-концевая последовательность γ-липотропина оказалась первичной последовательностью β-эндорфина. [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Маленка Р.Ц., Нестлер Э.Дж., Хайман С.Е. (2009). «Глава 7: Нейропептиды». В Сидоре А., Брауне Р.Ю. (ред.). Молекулярная нейрофармакология: фонд клинической неврологии (2-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical. стр. 184, 190, 192. ISBN. 978-0-07-148127-4 .
Опиоидные пептиды
β-эндорфин (также гормон гипофиза)...
Опиоидные пептиды кодируются тремя разными генами. Эти предшественники включают POMC, из которого происходят опиоидный пептид β-эндорфин и несколько неопиоидных пептидов, как обсуждалось ранее; проэнкефалин, из которого получают мет-энкефалин и лей-энкефалин; и продинорфин, который является предшественником динорфина и родственных пептидов. Хотя опиоидные пептиды происходят от разных предшественников, они имеют значительную идентичность аминокислотной последовательности. В частности, все хорошо проверенные эндогенные опиоиды содержат одни и те же четыре N-концевые аминокислоты (Tyr-Gly-Gly-Phe), за которыми следуют либо Met, либо Leu... Среди эндогенных опиоидных пептидов β-эндорфин предпочтительно связывается с μ рецепторы. ... Общие последовательности опиоидных пептидов. Хотя их длина варьируется от всего лишь пяти аминокислот (энкефалины) до целых 31 аминокислоты (β-эндорфин), показанные здесь эндогенные опиоидные пептиды содержат общую N-концевую последовательность, за которой следует либо Met, либо Leu. - ^ Ли Ю, Лефевер М.Р., Мутху Д., Бидлак Дж.М., Бильски Э.Дж., Полт Р. (февраль 2012 г.). «Опиоидные гликопептидные анальгетики, полученные из эндогенных энкефалинов и эндорфинов» . Будущая медицинская химия . 4 (2). Таблица 1: Эндогенные опиоидные пептиды . дои : 10.4155/fmc.11.195 . ПМК 3306179 . ПМИД 22300099 .
- ^ Пилоцци А., Карро С., Хуан Х (декабрь 2020 г.). «Роль β-эндорфина в стрессе, поведении, нейровоспалении и энергетическом метаболизме мозга» . Международный журнал молекулярных наук . 22 (1): 338. doi : 10.3390/ijms22010338 . ПМЦ 7796446 . ПМИД 33396962 .
- ^ ДБГЕТ
- ^ Перейти обратно: а б с Вининг Дж.Г., Барендрегт Х.П. (январь 2015 г.). «Эффекты бета-эндорфина: модификация изменения состояния» . Жидкости и барьеры ЦНС . 12 :3. дои : 10.1186/2045-8118-12-3 . ПМЦ 4429837 . ПМИД 25879522 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Смит Д.Г. (май 2016 г.). «60 ЛЕТ POMC: Липотропин и бета-эндорфин: перспектива» . Журнал молекулярной эндокринологии . 56 (4): Т13-25. дои : 10.1530/JME-16-0033 . ПМИД 26903509 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Далайен Дж. Ф., Норес Ж. М., Бергал С. (1993). «Физиология бета-эндорфинов. Крупный план и обзор литературы». Биомедицина и фармакотерапия . 47 (8): 311–20. дои : 10.1016/0753-3322(93)90080-5 . ПМИД 7520295 .
- ^ Перейти обратно: а б Фоли К.М., Куридес И.А., Интурриси С.Э., Кайко Р.Ф., Зарулис К.Г., Познер Дж.Б., Уд Р.В., Ли CH (октябрь 1979 г.). «Бета-эндорфин: обезболивающее и гормональное действие на человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 76 (10): 5377–81. Бибкод : 1979PNAS...76.5377F . дои : 10.1073/pnas.76.10.5377 . ПМК 413146 . ПМИД 291954 .
- ^ Перейти обратно: а б Борсоди А, Кало Дж, Чавкин С, Кристи МДж, Чивелли О, Кокс БМ, Деви Л.А., Эванс С, Хендерсон Г, Хёлльт В, Киффер Б, Китчен И, Крик МДж, Лю-Чен Л.Ю., Менье Дж.К., Портогезе П.С., Шиппенберг Т.С., Саймон Э.Дж., Толл Л., Трейнор Дж.Р., Уэда Х., Вонг Ю.Х. (15 марта 2017). «Опиоидные рецепторы: мю-рецептор» . Руководство IUPHAR/BPS по фармакологии . Международный союз фундаментальной и клинической фармакологии . Проверено 26 мая 2017 г.
Основные эндогенные агонисты (человек)
β-эндорфин (POMC, P01189), [Met]энкефалин (PENK, P01210), [Leu]энкефалин (PENK, P01210) ...
Комментарии: β-эндорфин является наиболее эффективным эндогенным лигандом. - ^ Ливингстон К.Э., Трейнор-младший (2018). «Аллостерия опиоидных рецепторов: модуляция с помощью низкомолекулярных лигандов» . Британский журнал фармакологии . 175 (14): 2846–2856. дои : 10.1111/bph.13823 . ПМК 6016636 . ПМИД 28419415 .
- ^ Аль-Хасани Р., Бручас М.Р. (декабрь 2011 г.). «Молекулярные механизмы передачи сигналов и поведения, зависящих от опиоидных рецепторов» . Анестезиология . 115 (6): 1363–81. дои : 10.1097/ALN.0b013e318238bba6 . ПМЦ 3698859 . ПМИД 22020140 .
- ^ Ямада М., Инанобе А., Курачи Ю. (декабрь 1998 г.). «Регуляция G-белком каналов ионов калия» . Фармакологические обзоры . 50 (4): 723–60. ПМИД 9860808 .
- ^ Реувени Э., Слезинджер П.А., Инглезе Дж., Моралес Х.М., Иньигес-Люхи Х.А., Лефковиц Р.Дж., Борн Х.Р., Ян Ю.Н., Ян Л.И. (июль 1994 г.). «Активация клонированного мускаринового калиевого канала субъединицами βγ G-белка». Природа . 370 (6485): 143–146. Бибкод : 1994Natur.370..143R . дои : 10.1038/370143a0 . ПМИД 8022483 . S2CID 4345632 .
- ^ Костень Т.Р., Георгий Т.П. (июль 2002 г.). «Нейробиология опиоидной зависимости: значение для лечения» . Перспективы науки и практики . 1 (1): 13–20. дои : 10.1151/spp021113 . ПМК 2851054 . ПМИД 18567959 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Спроус-Блюм А.С., Смит Г., Сугай Д., Парса Ф.Д. (март 2010 г.). «Понимание эндорфинов и их важности в лечении боли» . Гавайский медицинский журнал . 69 (3): 70–1. ПМК 3104618 . ПМИД 20397507 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Луань Ю. Х., Ван Д., Юй Ц, Чай XQ (февраль 2017 г.). «Действие β-эндорфина и нестероидных противовоспалительных препаратов и возможное влияние нестероидных противовоспалительных препаратов на β-эндорфин». Журнал клинической анестезии . 37 : 123–128. дои : 10.1016/j.jclinane.2016.12.016 . ПМИД 28235500 .
- ^ Плейн Л.М., Риттнер Х.Л. (2018). «Опиоиды и иммунная система – друг или враг» . Британский журнал фармакологии . 175 (14): 2717–2725. дои : 10.1111/bph.13750 . ПМК 6016673 . ПМИД 28213891 .
- ^ Ло Х.Х. , Ценг Л.Ф., Вэй Э, Ли Ч. (август 1976 г.). «Бета-эндорфин является сильным анальгетиком» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (8): 2895–8. Бибкод : 1976PNAS...73.2895L . дои : 10.1073/pnas.73.8.2895 . ПМК 430793 . ПМИД 8780 .
- ^ Перейти обратно: а б Харбер В.Дж., Саттон-младший (март – апрель 1984 г.). «Эндорфины и физические упражнения». Спортивная медицина . 1 (2): 154–71. дои : 10.2165/00007256-198401020-00004 . ПМИД 6091217 . S2CID 6435497 .
- ^ Голдберг Дж. (19 февраля 2014 г.). «Упражнения и депрессия» . ВебМД . Проверено 14 июля 2014 г.
- ^ «Пристрастие к Солнцу» . hms.harvard.edu . 19 июня 2014 года . Проверено 29 августа 2023 г.
- ^ Ли Ч., Чунг Д. (апрель 1976 г.). «Выделение и структура унтриаконтапептида с опиатной активностью из гипофиза верблюда» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 73 (4): 1145–8. Бибкод : 1976PNAS...73.1145L . дои : 10.1073/pnas.73.4.1145 . ПМК 430217 . ПМИД 1063395 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- CID 16132316 от PubChem – β-эндорфин
- CID 3081525 от PubChem – β-эндорфин (1-9)
- CID 133304 от PubChem – β-эндорфин (2-9)
- β-эндорфин Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)