beta-endorfin
β-endorfin je agonista opioidních receptorů; přednostně se váže na μ-opioidní receptor. Důkazy naznačují, že slouží jako primární endogenní ligand pro μ-opioidní receptor, tedy stejný receptor, od kterého odvozují své analgetické vlastnosti chemické látky získávané z opia, jako je morfin. β-endorfin má nejvyšší vazebnou afinitu k μ-opioidnímu receptoru ze všech endogenních opioidů. Opioidní receptory jsou třídou receptorů spřažených s G-proteinem, takže po navázání β-endorfinu nebo jiného opioidu se v buňce spustí signální kaskáda. Acytelace N-konce β-endorfinu však tento neuropeptid inaktivuje a brání mu ve vazbě na jeho receptor. Opioidní receptory jsou rozmístěny v celém centrálním nervovém systému a v periferní tkáni nervového i nenervového původu. Ve vysokých koncentracích se nacházejí také v periakveduktální šedi, Locus coeruleus a rostrální ventromediální dřeni.
Říká se, že funkceβ-endorfinu se dělí do dvou hlavních kategorií: lokální funkce a globální funkce. Globální funkce β-endorfinu souvisí se snižováním tělesného stresu a udržováním homeostázy, což vede ke zvládání bolesti, účinkům odměny a stabilitě chování. β-endorfin v globálních drahách difunduje do různých částí těla prostřednictvím mozkomíšního moku v míše, což umožňuje uvolňování β-endorfinu ovlivňovat periferní nervový systém. Lokalizovaná funkce β-endorfinu vede k uvolňování β-endorfinu v různých oblastech mozku, jako je amygdala nebo hypotalamus. Dva hlavní způsoby, kterými se β-endorfin v těle využívá, jsou periferní hormonální působení a neuroregulace. β-endorfin a další enkefaliny se často uvolňují spolu s ACTH, aby modulovaly fungování hormonálního systému. Neuroregulace β-endorfinem probíhá prostřednictvím interference s funkcí jiného neuropeptidu, a to buď přímou inhibicí uvolňování neuropeptidu, nebo indukcí signální kaskády, která snižuje účinky neuropeptidu.
Voltage-dependent calcium channels (VDCC) jsou důležité membránové proteiny, které zprostředkovávají depolarizaci neuronů a hrají hlavní roli při podpoře uvolňování neurotransmiterů. Když se molekuly endorfinu navážou na opioidní receptory, aktivují se G proteiny a disociují se na své složky Gα a Gβγ podjednotky. Podjednotka Gβγ se váže na intracelulární smyčku mezi dvěma transmembránovými šroubovicemi VDCC. Když se podjednotka naváže na napěťově závislý vápníkový kanál, vytvoří napěťově závislý blok, který inhibuje kanál, čímž zabrání toku vápníkových iontů do neuronu. V buněčné membráně je také zabudován G proteinem spřažený inwardly-rectifying draslíkový kanál. Když se molekula Gβγ nebo Gα(GTP) naváže na C-konec draslíkového kanálu, stane se aktivní a draslíkové ionty jsou vypumpovány z neuronu. Aktivace draslíkového kanálu a následná deaktivace vápníkového kanálu způsobí hyperpolarizaci membrány. Tehdy dojde ke změně potenciálu membrány, takže se stane více negativní. Snížení vápenatých iontů způsobí snížení uvolňování neurotransmiterů, protože vápník je pro tento děj nezbytný. To znamená, že neurotransmitery, jako je glutamát a substance P, se nemohou uvolňovat z presynaptického terminálu neuronů. Tyto neurotransmitery mají zásadní význam pro přenos bolesti, a protože β-endorfin snižuje uvolňování těchto látek, dochází k silnému analgetickému účinku.
Léčba bolestiEdit
β-endorfin byl studován především pro svůj vliv na nocicepci (tj. vnímání bolesti). β-endorfin moduluje vnímání bolesti v centrálním nervovém systému i v periferním nervovém systému. Při vnímání bolesti vysílají receptory bolesti (nociceptory) signály do dorzálního rohu míchy a poté až do hypotalamu prostřednictvím uvolňování neuropeptidu zvaného substance P. V periferním nervovém systému tento signál způsobuje nábor T-lymfocytů, bílých krvinek imunitního systému, do oblasti, kde byla bolest vnímána. T-lymfocyty v této lokalizované oblasti uvolňují β-endorfin, což mu umožňuje navázat se na opioidní receptory a způsobit přímou inhibici substance P. V centrálním nervovém systému se β-endorfin váže na opioidní receptory v dorzálním kořeni a inhibuje uvolňování substance P v míše, čímž snižuje počet excitačních signálů bolesti vysílaných do mozku. Hypotalamus reaguje na signál bolesti uvolněním β-endorfinu prostřednictvím sítě periakveduktální šedi, která působí především na inhibici uvolňování GABA, neurotransmiteru, který brání uvolňování dopaminu. Inhibice uvolňování GABA β-endorfinem tak umožňuje větší uvolňování dopaminu, což částečně přispívá k analgetickému účinku β-endorfinu. Kombinace těchto drah snižuje pocit bolesti a umožňuje tělu zastavit bolestivý impuls, jakmile byl vyslán.
β-endorfin má přibližně 18 až 33krát vyšší analgetickou účinnost než morfin, ačkoli jeho hormonální účinek je druhově závislý.